專利名稱：具有故障自檢功能的斷路器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低壓漏電保護(hù)器，特別是具有故障自檢功能的斷路器電路。
背景技術(shù)：
插座式接地故障線路斷路器不僅可以通過(guò)上蓋的插孔為負(fù)載提供電源，還可以通過(guò)負(fù)載連接組件對(duì)連接在其上的負(fù)載供電。插座式接地故障線路斷路器通常包括基座、設(shè)有插孔的上蓋、漏電信號(hào)檢測(cè)電路及受所述漏電信號(hào)檢測(cè)電路控制而動(dòng)作的電磁脫扣機(jī)構(gòu)、復(fù)位鍵、測(cè)試鍵、接地組件、電源輸入連接組件及負(fù)載連接組件，其中漏電信號(hào)檢測(cè)電路以漏電信號(hào)放大集成電路如RV4145為核心，以整流橋及濾波電路為漏電信號(hào)放大集成電路提供直流電源，整流橋交流端與電源輸入端L、N連接，電磁脫扣機(jī)構(gòu)中電磁脫扣線圈一端與輸入電源線L連接，另一端接至電子開(kāi)關(guān)元件如單向可控硅陽(yáng)極并經(jīng)可控硅和整流橋與另一條輸入電源線N連接，可控硅陰極與第一整流電路的直流負(fù)極連接，電源線L、N均穿過(guò)測(cè)試磁環(huán)線圈和中性磁環(huán)線圈,測(cè)試磁環(huán)線圈和中性磁環(huán)線圈的輸出端均接至漏電信號(hào)放大集成電路的輸入端上，漏電信號(hào)經(jīng)放大集成電路內(nèi)部電路的放大比較，當(dāng)超過(guò)設(shè)定閥值時(shí)，控制輸出端輸出觸發(fā)信號(hào)，接至可控硅的觸發(fā)極，當(dāng)漏電信號(hào)放大集成電路檢測(cè)到漏電信號(hào)時(shí)，漏電信號(hào)放大集成電路的控制輸出端輸出高電平至可控硅的觸發(fā)極使其導(dǎo)通，電磁脫扣線圈得電使得電磁脫扣機(jī)構(gòu)而脫扣，切斷電源輸出，由此達(dá)到保護(hù)目的。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，GFCI無(wú)論是在產(chǎn)品質(zhì)量上，還是在技術(shù)要求及滿足使用的要求上，都已達(dá)到了較高的水平，但它們?nèi)源嬖谥承┤毕?，即為了檢驗(yàn)斷路器是否能正常檢測(cè)到漏電信號(hào)并及時(shí)做出保護(hù)動(dòng)作，斷路保護(hù)裝置都設(shè)有測(cè)試鍵，要求用戶定期按壓測(cè)試鍵來(lái)檢測(cè)保護(hù)裝置斷路器是否能正常工作，但實(shí)際情況是很大一部分用戶并沒(méi)能按要求定期手動(dòng)按測(cè)試按鈕來(lái)檢測(cè)，一旦斷路保護(hù)裝置損壞沒(méi)被及時(shí)更換的話會(huì)導(dǎo)致用電安全事故，因此存在安全隱
串
■/Q1、O

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種安全可靠的具有故障自檢功能的斷路器電路。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)解決方案是:一種具有故障自檢功能的斷路器電路，包括漏電信號(hào)檢測(cè)電路及受所述漏電信號(hào)檢測(cè)電路控制而動(dòng)作的電磁脫扣機(jī)構(gòu)，其中漏電信號(hào)檢測(cè)電路以漏電信號(hào)放大集成電路為核心，以整流橋及濾波電路構(gòu)成的第一整流直流電源單元為漏電信號(hào)放大集成電路提供直流電源，整流橋交流端與電源輸入端L、N連接，電磁脫扣機(jī)構(gòu)中電磁脫扣線圈一端與第一電子開(kāi)關(guān)串聯(lián)后連接在工作電源中，電源線L、N均穿過(guò)測(cè)試磁環(huán)線圈和中性磁環(huán)線圈，測(cè)試磁環(huán)線圈和中性磁環(huán)線圈的輸出端均接至漏電信號(hào)放大集成電路的輸入端上，其特征在于:還設(shè)有自檢控制電路和自檢告警電路，所述自檢控制電路包括第二整流直流電源單元、模擬漏電電路和以單片機(jī)為核心構(gòu)成的微型處理電路，所述第二整流直流電源單元單獨(dú)為微型處理電路提供工作電源，所述模擬漏電電路由第二限流電阻和第二電子開(kāi)關(guān)串聯(lián)支路構(gòu)成，所述模擬漏電電路兩端分別連接在斷路器交流輸入端和輸出端的L極和N極上，所述漏電信號(hào)放大集成電路的輸出與微型處理電路的第一數(shù)據(jù)輸入端連接，所述微型處理電路的第一數(shù)據(jù)輸出端與第一電子開(kāi)關(guān)的控制端連接控制電磁脫扣電路動(dòng)作，所述微型處理電路的第二數(shù)據(jù)輸出端與第二電子開(kāi)關(guān)連接控制所述模擬漏電電路的接入和斷開(kāi)，所述微型處理電路的第三數(shù)據(jù)輸出端控制自檢告警電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:本發(fā)明由于增設(shè)了以微型處理電路為核心的自檢控制電路和自檢告警電路，微型處理電路可以通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端輸出控制信號(hào)使得模擬漏電電路接入，產(chǎn)生模擬漏電信號(hào)，同時(shí)監(jiān)控漏電信號(hào)放大集成電路的輸出，如果接收到漏電信號(hào)放大集成電路發(fā)出的漏電控制信號(hào)(高電平)，則說(shuō)明漏電信號(hào)檢測(cè)電路正常，如果沒(méi)有接收到該信號(hào)(維持低電平)，則說(shuō)明漏電信號(hào)檢測(cè)電路出現(xiàn)異常，微型處理電路輸出信號(hào)控制自檢告警電路發(fā)出告警信號(hào)。微型處理電路還可以通過(guò)程序設(shè)置定期進(jìn)行上述檢測(cè)，達(dá)到定期自動(dòng)檢測(cè)的目的，消除了現(xiàn)有斷路器由于使用者不能按要求定期檢測(cè)而帶來(lái)的安全隱患。下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。


附圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例的電子線路原理 附圖2為本發(fā)明另一具體實(shí)施例的電子線路原理 附圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例的電子線路原理框圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，具有故障自檢功能的斷路器電路包括漏電信號(hào)檢測(cè)電路及受所述漏電信號(hào)檢測(cè)電路控制而動(dòng)作的電磁脫扣機(jī)構(gòu)、整流直流電源單元、告警電路和自檢控制電路。其中漏電信號(hào)檢測(cè)電路以漏電信號(hào)放大集成電路ICl RV4145為核心，也可以選用其他同類集成電路，如LM1851、KA2807或GK4141集成電路，全波整流器DBl和電阻R5、電容C4構(gòu)成第一整流直流電源單元及RC濾波電路為RV4145提供直流工作電源，全波整流器DBl交流端與電源輸入線L、N連接，電源輸入線L、N的另一端經(jīng)觸頭組件K1、K2后作為負(fù)載電源L1、NI (插孔輸出)和L2、N2 (接線輸出)，電源線L、N均穿過(guò)測(cè)試磁環(huán)線圈Tl和中性磁環(huán)線圈T2，測(cè)試磁環(huán)線圈Tl接至漏電信號(hào)放大集成RV4145上，中性磁環(huán)線圈T2的一端經(jīng)電容C2與漏電信號(hào)放大集成RV4145的運(yùn)算放大器輸入端連接，電磁脫扣機(jī)構(gòu)中電磁脫扣線圈一端與第一電子開(kāi)關(guān)串聯(lián)后連接在工作電源中，第一電子開(kāi)關(guān)可以有多種選擇，如開(kāi)關(guān)三極管、可控硅等，本具體實(shí)施例中，第一電子開(kāi)關(guān)選用單向可控硅構(gòu)成脫扣單向可控硅SCRl，電磁脫扣機(jī)構(gòu)中的脫扣線圈T3—端接至脫扣單向可控硅SCRl陽(yáng)極，脫扣單向可控硅SCRl陰極與第一整流直流電源單元負(fù)極連接；為確保自檢控制電路長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，因此本發(fā)明為自動(dòng)檢測(cè)電路單獨(dú)設(shè)計(jì)了電源，目的是不會(huì)因斷路器的電源電路的故障影響自動(dòng)檢測(cè)的功能，因此自檢控制電路包括了第二整流直流電源單元、模擬漏電電路和以單片機(jī)IC2為核心構(gòu)成的微型處理電路，所述第二整流直流電源單元單獨(dú)為微型處理電路提供工作電源，全波整流器DB2和電阻R9、電容C7以及穩(wěn)壓電路構(gòu)成第二整流直流電源單元，全波整流器DB2交流端與電源輸入線L、N連接，全波整流器DB2的輸出連接限流電阻R9，經(jīng)C7濾波后輸入到穩(wěn)壓電路，如圖1所示，所述穩(wěn)壓電路可以是三端穩(wěn)壓集成也可以是穩(wěn)壓二極管或者其它穩(wěn)壓模塊，也可以如圖2所示，采用三端穩(wěn)壓集成，經(jīng)穩(wěn)壓后的直流電源與單片機(jī)IC2電源端連接為微型處理電路單獨(dú)供電，所述模擬漏電電路由第二限流電阻R8和第二電子開(kāi)關(guān)串聯(lián)支路構(gòu)成，第二電子開(kāi)關(guān)同樣可以有多種選擇，如開(kāi)關(guān)三極管、可控硅等，本具體實(shí)施例中，第二電子開(kāi)關(guān)也選用單向可控硅構(gòu)成測(cè)試單向可控硅SCR2，所述模擬漏電電路兩端分別連接在斷路器交流輸入端和輸出端的L極和N2極上，所述漏電信號(hào)放大集成電路ICl的輸出通過(guò)電阻R6和穩(wěn)壓二極管DZ2與由單片機(jī)IC2為核心構(gòu)成的微型處理電路的第一數(shù)據(jù)輸入端連接，所述穩(wěn)壓二極管DZ2穩(wěn)壓值選擇略低于第一整流直流電源電壓5 10V左右，所述微型處理電路的第一數(shù)據(jù)輸出端與第一電子開(kāi)關(guān)的控制端即脫扣單向可控硅SCRl觸發(fā)極連接控制電磁脫扣電路動(dòng)作，所述微型處理電路的第二數(shù)據(jù)輸出端與第二電子開(kāi)關(guān)即測(cè)試單向可控硅SCR2觸發(fā)極連接控制所述模擬漏電電路的接入和斷開(kāi)，為了防止高壓電源對(duì)單片機(jī)IC2的影響，本具體實(shí)施例中，所述微型處理電路的第一數(shù)據(jù)輸出端通過(guò)第一下拉電阻R13和第二開(kāi)關(guān)三極管Q2后與脫扣單向可控硅SCRl觸發(fā)極連接，所述第二電子開(kāi)關(guān)由測(cè)試單向可控硅SCR2構(gòu)成，所述微型處理電路的第二數(shù)據(jù)輸出端通過(guò)第三限流電阻R12和隔離二極管D2與測(cè)試單向可控硅SCR2觸發(fā)極連接；為了放大漏電信號(hào)放大集成電路的輸出信號(hào)，并使得其輸出電平與單片機(jī)IC2電平匹配，本具體實(shí)施例中漏電信號(hào)放大集成電路ICl的輸出與第一放大三極管Ql基極連接，第一放大三極管Ql的集電極通過(guò)電阻R7與第二整流直流電源單元正極連接，發(fā)射極與由單片機(jī)IC2為核心構(gòu)成的微型處理電路的第一數(shù)據(jù)輸入端連接進(jìn)行信號(hào)放大和電平轉(zhuǎn)換；所述微型處理電路單片機(jī)IC2的第二數(shù)據(jù)輸入端(第4引腳)通過(guò)電阻R6與漏電信號(hào)放大集成電路的電源端(第6引腳)連接，對(duì)漏電信號(hào)放大集成電路的電源端電壓進(jìn)行采樣。自檢告警電路由第一發(fā)光二極管LED2和第四限流電阻RlO串聯(lián)而成，所述自檢告警電路連接在微型處理電路的第三數(shù)據(jù)輸入端(第5引腳)與第二整流直流電源單元DB2的正極上。為了能夠在內(nèi)部部分元件出現(xiàn)故障也能發(fā)出告警提示，本具有故障自檢功能的斷路器電路中還設(shè)有壽命終止告警電路，所述壽命終止告警電路由第二發(fā)光二極管LEDl和第五限流電阻Rll串聯(lián)而成，所述壽命終止告警電路連接在微型處理電路的第四數(shù)據(jù)輸入端(第六引腳)與第二整流直流電源單元DB2正極上。電路工作原理如下:插座式接地故障線路斷路器正常復(fù)位工作后，當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)漏電現(xiàn)象時(shí)，漏電信號(hào)放大集成電路ICl的第5引腳輸出高電平，單片機(jī)IC2的第一數(shù)據(jù)輸入端(第2引腳)檢測(cè)到該高電平后，第一數(shù)據(jù)輸出端(第7引腳)輸出低電平觸發(fā)脫扣單向可控硅SCRl導(dǎo)通，電磁脫扣電路動(dòng)作，插座式接地故障線路斷路器脫扣，負(fù)載側(cè)斷電；當(dāng)需自檢時(shí)，在內(nèi)部程序的控制下，所述微型處理電路單片機(jī)IC2的第二數(shù)據(jù)輸出端輸出高電平，觸發(fā)第二電子開(kāi)關(guān)即測(cè)試單向可控硅SCR2觸發(fā)極導(dǎo)通，控制所述模擬漏電電路的接入，模擬出漏電故障，同時(shí)單片機(jī)IC2的第一數(shù)據(jù)輸入端(第2引腳)監(jiān)控漏電信號(hào)放大集成電路的輸出，如果接收到漏電信號(hào)放大集成電路ICl發(fā)出的漏電控制信號(hào)(高電平)，則說(shuō)明漏電信號(hào)檢測(cè)電路正常，如果沒(méi)有接收到該信號(hào)(維持低電平)，則說(shuō)明漏電信號(hào)檢測(cè)電路出現(xiàn)異常，微型處理電路單片機(jī)IC2的第三數(shù)據(jù)輸出端(第5引腳)輸出低電平，第一發(fā)光二極管LED2點(diǎn)亮發(fā)出告警信號(hào)。微型處理電路還可以通過(guò)程序設(shè)置定期進(jìn)行上述檢測(cè)，達(dá)到定期自動(dòng)檢測(cè)的目的，消除了現(xiàn)有斷路器由于使用者不能按要求定期檢測(cè)而帶來(lái)的安全隱患。此外，如果斷路器電路中任何元件(如全波整流器DB1、電阻R5、電容C4、脫扣線圈T3或漏電信號(hào)放大集成電路ICl)損壞導(dǎo)致漏電信號(hào)放大集成電路ICl的電源電壓發(fā)生變化，所述微型處理電路單片機(jī)IC2的第二數(shù)據(jù)輸入端(第4引腳)進(jìn)行采樣得到該變化后，微型處理電路單片機(jī)IC2的第三數(shù)據(jù)輸入端(第5引腳)輸出低電平，第一發(fā)光二極管LED2點(diǎn)亮發(fā)出告警信號(hào)。如果斷路器電路中沒(méi)有元件損壞，漏電信號(hào)放大集成電路ICl的電源電壓正常，該電壓擊穿穩(wěn)壓二級(jí)管DZ2降壓后輸入到所述微型處理電路單片機(jī)IC2的第二數(shù)據(jù)輸入端(第4引腳)，經(jīng)所述微型處理電路單片機(jī)IC2內(nèi)部處理判定采樣的高電平信號(hào)正常后，微型處理電路單片機(jī)IC2的第四數(shù)據(jù)輸入端(第6引腳)輸出低電平，第二發(fā)光二極管LEDl點(diǎn)亮，表示斷路器內(nèi)部沒(méi)故障，可正常使用。
權(quán)利要求
1.一種具有故障自檢功能的斷路器電路，包括漏電信號(hào)檢測(cè)電路及受所述漏電信號(hào)檢測(cè)電路控制而動(dòng)作的電磁脫扣機(jī)構(gòu)，其中漏電信號(hào)檢測(cè)電路以漏電信號(hào)放大集成電路為核心，以整流橋及濾波電路構(gòu)成的第一整流直流電源單元為漏電信號(hào)放大集成電路提供直流電源，整流橋交流端與電源輸入端L、N連接，電磁脫扣機(jī)構(gòu)中電磁脫扣線圈一端與第一電子開(kāi)關(guān)串聯(lián)后連接在工作電源中，電源線L、N均穿過(guò)測(cè)試磁環(huán)線圈和中性磁環(huán)線圈，測(cè)試磁環(huán)線圈和中性磁環(huán)線圈的輸出端均接至漏電信號(hào)放大集成電路的輸入端上，其特征在于:還設(shè)有自檢控制電路和自檢告警電路，所述自檢控制電路包括第二整流直流電源單元、模擬漏電電路和以單片機(jī)為核心構(gòu)成的微型處理電路，所述第二整流直流電源單元單獨(dú)為微型處理電路提供工作電源，所述模擬漏電電路由第二限流電阻和第二電子開(kāi)關(guān)串聯(lián)支路構(gòu)成，所述模擬漏電電路兩端分別連接在斷路器交流輸入端和輸出端的L極和N極上，所述漏電信號(hào)放大集成電路的輸出與微型處理電路的第一數(shù)據(jù)輸入端連接，所述微型處理電路的第一數(shù)據(jù)輸出端通過(guò)第二開(kāi)關(guān)三極管電路后與第一電子開(kāi)關(guān)的控制端連接控制電磁脫扣電路動(dòng)作，所述微型處理電路的第二數(shù)據(jù)輸出端與第二電子開(kāi)關(guān)連接控制所述模擬漏電電路的接入和斷開(kāi)，所述微型處理電路的第三數(shù)據(jù)輸出端控制自檢告警電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有故障自檢功能的斷路器電路，其特征在于:所述第一電子開(kāi)關(guān)由脫扣單向可控硅構(gòu)成，所述電磁脫扣線圈一端與輸入電源線L連接，電磁脫扣線圈另一端接至脫扣單向可控硅陽(yáng)極并經(jīng)脫扣單向可控硅和整流橋與另一條輸入電源線N連接，脫扣單向可控硅陰極與直流負(fù)極連接，所述微型處理電路的第一數(shù)據(jù)輸出端與脫扣單向可控硅觸發(fā)極連接控制電磁脫扣電路動(dòng)作；所述第二電子開(kāi)關(guān)由測(cè)試單向可控硅構(gòu)成，所述微型處理電路的 第二數(shù)據(jù)輸出端與測(cè)試單向可控硅觸發(fā)極連接控制所述模擬漏電電路的接入和斷開(kāi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有故障自檢功能的斷路器電路，其特征在于:所述微型處理電路的第一數(shù)據(jù)輸出端通過(guò)第一限流電阻和第二開(kāi)關(guān)三極管與脫扣單向可控硅觸發(fā)極連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有故障自檢功能的斷路器電路，其特征在于:所述第二電子開(kāi)關(guān)由測(cè)試單向可控硅構(gòu)成，所述微型處理電路的第二數(shù)據(jù)輸出端通過(guò)第三限流電阻和隔離二極管與測(cè)試單向可控硅觸發(fā)極連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有故障自檢功能的斷路器電路，其特征在于:所述漏電信號(hào)放大集成電路的輸出通過(guò)第一放大三極管連接進(jìn)行信號(hào)放大和電平轉(zhuǎn)換與微型處理電路的第一數(shù)據(jù)輸入端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有故障自檢功能的斷路器電路，其特征在于:所述微型處理電路的第二數(shù)據(jù)輸入端與漏電信號(hào)放大集成電路的電源端連接，對(duì)漏電信號(hào)放大集成電路的電源端電壓進(jìn)行采樣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有故障自檢功能的斷路器電路，其特征在于:所述自檢告警電路由第一發(fā)光二極管和第四限流電阻串聯(lián)而成，所述自檢告警電路連接在微型處理電路的第三數(shù)據(jù)輸出端與第二整流直流電源單元正極上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有故障自檢功能的斷路器電路，其特征在于:還設(shè)有壽命終止告警電路，所述壽命終止告警電路由第二發(fā)光二極管和第五限流電阻串聯(lián)而成，所述壽命終止告警電路連接在微型處理電路的第四數(shù)據(jù)輸出端與第二整流直流電源單元正極上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有故障自檢功能的斷路器電路，其特征在于:所述第二整流直流電源單元由全波整流器、阻容濾波以及穩(wěn)壓電路構(gòu)成，所述穩(wěn)壓電路可以是三端穩(wěn)壓集成也可以是穩(wěn)壓二極管或者其 它穩(wěn)壓模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有故障自檢功能的斷路器電路，包括漏電信號(hào)檢測(cè)電路及受所述漏電信號(hào)檢測(cè)電路控制而動(dòng)作的電磁脫扣機(jī)構(gòu)、自檢控制電路和自檢告警電路，所述自檢控制電路包括第二整流直流電源單元、模擬漏電電路和以單片機(jī)為核心構(gòu)成的微型處理電路。本發(fā)明由于增設(shè)了以微型處理電路為核心的自檢控制電路和自檢告警電路，微型處理電路可以通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端輸出控制信號(hào)使得模擬漏電電路接入，產(chǎn)生模擬漏電信號(hào)，同時(shí)監(jiān)控漏電信號(hào)放大集成電路的輸出，判斷電路是否出現(xiàn)異常，如有異常則控制自檢告警電路發(fā)出告警信號(hào)。微型處理電路可以通過(guò)程序設(shè)置定期進(jìn)行上述檢測(cè)，達(dá)到定期自動(dòng)檢測(cè)的目的，消除了現(xiàn)有斷路器由于使用者不能按要求定期檢測(cè)而帶來(lái)的安全隱患。
文檔編號(hào)H02H3/32GK103208776SQ20131009471
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者陳澤, 曾誠(chéng)志, 陳貴 申請(qǐng)人:陳澤