一種自動(dòng)監(jiān)測運(yùn)行故障的電路保護(hù)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自動(dòng)監(jiān)測運(yùn)行故障的電路保護(hù)裝置，接地故障保護(hù)單元包括接地故障檢測電路、交流電源通道和電磁驅(qū)動(dòng)電路，自我故障監(jiān)測單元包括自動(dòng)測試電路和測控電路，所述測控電路定時(shí)啟動(dòng)自我故障監(jiān)測過程，控制自動(dòng)測試電路向所述接地故障保護(hù)單元輸出接地故障電流，并監(jiān)測電磁驅(qū)動(dòng)電路輸出的故障狀態(tài)信號實(shí)現(xiàn)自我故障監(jiān)測，并根據(jù)故障狀態(tài)信號判斷接地故障保護(hù)單元的運(yùn)行狀況，如果故障則輸出應(yīng)急中斷信號，觸發(fā)電磁驅(qū)動(dòng)電路工作，使接地故障保護(hù)單元應(yīng)急脫扣，以切斷通往負(fù)載和插座端子的交流電源，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急斷電保護(hù)功能。接地故障保護(hù)單元采用由二個(gè)可控硅構(gòu)成的電磁驅(qū)動(dòng)電路，以提高電路保護(hù)裝置的可靠性。
【專利說明】
一種自動(dòng)監(jiān)測運(yùn)行故障的電路保護(hù)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電路保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自動(dòng)監(jiān)測運(yùn)行故障的電路保護(hù)裝置，尤指剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置或接地故障電路中斷裝置，該保護(hù)性電路中斷裝置能自動(dòng)監(jiān)測自身工作狀況，在自身發(fā)生運(yùn)行故障時(shí)輸出警示信號，并采取應(yīng)急斷電措施。
【背景技術(shù)】
[0002]剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置，或接地故障電路中斷裝置，用于檢測由電網(wǎng)電源供電的電器、儀器、裝置、設(shè)備、電氣系統(tǒng)等用電器及供電線路接地故障電流GFC，當(dāng)該接地故障電流GFC超過規(guī)定的限值時(shí)，電路保護(hù)裝置將自動(dòng)切斷電源，從而達(dá)到保護(hù)人身、財(cái)產(chǎn)安全的目的。在實(shí)際使用中，剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置，或接地故障電路中斷裝置的接地故障檢測電路常常會(huì)局部或全部失效，導(dǎo)致接地故障電路中斷裝置的保護(hù)功能失效，而此時(shí)使用者并不知曉，存在安全隱患。
[0003]為了解決上述問題，一些剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置，按照IEC 61008-UIEC 61009-UGB 6829.1等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)置了一個(gè)測試按鈕，要求使用者定期、每月一次手動(dòng)操作該按鈕，以測試電路保護(hù)裝置能否正常工作。這一方面增加了使用者的工作負(fù)擔(dān)，再者，這種定期檢測必須切斷用戶的供電電源線路，對用戶造成不便，第三，如果用戶沒有進(jìn)行定期檢測，或者電路保護(hù)裝置在兩次定期檢測間隔(如一個(gè)月)內(nèi)發(fā)生故障，而用戶不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電路保護(hù)裝置已無保護(hù)能力，同樣存在安全隱患。
[0004]為了解決上述問題，一些接地故障電路中斷裝置，按照UL943標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)置自我故障監(jiān)測功能，以定期診斷接地故障電路中斷裝置的工作狀況，并在接地故障電路中斷功能發(fā)生故障時(shí)，輸出警告信號。一些接地故障電路中斷裝置設(shè)置了自我故障監(jiān)測、警告和保護(hù)斷電功能，但因其電路及結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一方面，導(dǎo)致其制造難度及成本增大，另一方面，降低了電路保護(hù)裝置原有保護(hù)功能的可靠性，仍然存在安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是CN101295609B專利和CN201510206672.2的延伸，提供一種自動(dòng)監(jiān)測運(yùn)行故障的電路保護(hù)裝置。CN101295609B專利和CN201510206672.2所述的內(nèi)容將被引用于本專利。本發(fā)明所要解決的一個(gè)技術(shù)問題是為所述保護(hù)性電路中斷裝置提供一種應(yīng)急保護(hù)觸發(fā)電路，當(dāng)保護(hù)性電路中斷裝置的接地故障保護(hù)功能發(fā)生故障時(shí)，該應(yīng)急保護(hù)觸發(fā)電路能觸發(fā)接地故障保護(hù)裝置的脫扣裝置，以切斷輸往負(fù)載端的交流電源，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急斷電保護(hù)功能。本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是為所述保護(hù)性電路中斷裝置提供一種雙可控硅電磁驅(qū)動(dòng)電路，以提尚應(yīng)急保護(hù)功能的可靠性。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種自動(dòng)監(jiān)測運(yùn)行故障的電路保護(hù)裝置，該電路保護(hù)裝置包括接地故障保護(hù)單元和自我故障監(jiān)測單元。接地故障保護(hù)單元實(shí)現(xiàn)接地故障保護(hù)功能；自我故障監(jiān)測單元監(jiān)測接地故障保護(hù)單元的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)自我故障監(jiān)測和應(yīng)急保護(hù)功能。
[0008]接地故障保護(hù)單元包括接地故障檢測電路、交流電源通道和電磁驅(qū)動(dòng)電路。所述接地故障檢測電路檢測交流電源通道上的接地故障電流GFC，輸出接地故障中斷信號U_GFI，觸發(fā)電磁驅(qū)動(dòng)電路工作。
[0009]自我故障監(jiān)測單元包括自動(dòng)測試電路和測控電路。所述測控電路定時(shí)啟動(dòng)自我故障監(jiān)測過程，控制自動(dòng)測試電路向所述接地故障保護(hù)單元輸出接地故障電流GFC，并監(jiān)測電磁驅(qū)動(dòng)電路輸出的故障狀態(tài)信號U_FS，實(shí)現(xiàn)自我故障監(jiān)測，并根據(jù)故障狀態(tài)信號U_FS判斷接地故障保護(hù)單元的運(yùn)行狀況，如果判斷為故障，則輸出應(yīng)急中斷信號U_EI，觸發(fā)電磁驅(qū)動(dòng)電路工作，使接地故障保護(hù)單元應(yīng)急脫扣，以切斷通往負(fù)載和插座端子的交流電源，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急斷電保護(hù)功能。
[0010]其中，交流電源通道包括磁力開關(guān)、交流電源輸入端子、負(fù)載和插座端子。磁力開關(guān)用于接通或斷開交流電源輸入端子與負(fù)載和插座端子之間的電氣通道。
[0011]進(jìn)一步地，接地故障保護(hù)單元還包括人工測試電路，用于通過人工操作在交流電源通道上產(chǎn)生一個(gè)接地故障電流GFC。接地故障檢測電路檢測交流電源通道上的接地故障電流GFC，并輸出接地故障中斷信號U_GFI，觸發(fā)電磁驅(qū)動(dòng)電路工作，使磁力開關(guān)脫扣，以切斷通往負(fù)載和插座端子的交流電源，實(shí)現(xiàn)接地故障手動(dòng)檢測功能。
[0012]本發(fā)明在接地故障檢測電路檢測到交流電源通道上有接地故障電流GFC時(shí)，如果是人工測試電路發(fā)出的接地故障電流GFC，則觸發(fā)電磁驅(qū)動(dòng)電路工作，使磁力開關(guān)脫扣，以切斷通往負(fù)載和插座端子的交流電源，實(shí)現(xiàn)接地故障手動(dòng)檢測功能；如果是負(fù)載和插座端子發(fā)生接地故障，則觸發(fā)電磁驅(qū)動(dòng)電路工作，使磁力開關(guān)脫扣，以切斷通往負(fù)載和插座端子的交流電源，實(shí)現(xiàn)接地故障自動(dòng)保護(hù)功能；如果是自我故障監(jiān)測單元發(fā)出的接地故障電流GFC，則根據(jù)故障狀態(tài)信號U_FS判斷接地故障保護(hù)單元的運(yùn)行狀況，如果判定為故障，則輸出應(yīng)急中斷信號U_EI，觸發(fā)電磁驅(qū)動(dòng)電路工作，使接地故障保護(hù)單元應(yīng)急脫扣，以切斷通往負(fù)載和插座端子的交流電源，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急斷電保護(hù)功能。
[0013]自我故障監(jiān)測單元還包括警示電路。測控電路監(jiān)測來自接地故障保護(hù)單元的故障狀態(tài)信號U_FS，當(dāng)判定為故障時(shí)，通過警示電路輸出警告信息。
[0014]進(jìn)一步地，所述電磁驅(qū)動(dòng)電路包括二極管143、脫扣線圈142、可控硅SCR_A、可控硅SCR_B、二極管148和電阻149，其中，交流電源經(jīng)二極管143、脫扣線圈142后，被接到可控硅30?_六的陽極，可控硅50?_8的陽極與可控硅30?_六的陽極連接，該可控硅30?_8的陰極與可控硅30?_六的陰極連接;二極管148的負(fù)極經(jīng)電阻149與可控硅SCR_A的控制極連接，該二極管148的正極與可控硅SCR_B的控制極連接，所述接地故障中斷信號U_GFI經(jīng)電阻149被連接到控制極，所述應(yīng)急中斷信號U_E I被連接到可控硅SCR_B的控制極。所述可控硅30?_8的陽極與可控硅30^\的陽極輸出故障狀態(tài)信號U_FS。
[0015]進(jìn)一步地，所述測控電路包括應(yīng)急保護(hù)電路和監(jiān)控芯片及輔助電路，其中，監(jiān)控芯片及輔助電路接收故障狀態(tài)信號U_FS，監(jiān)測所述自我故障監(jiān)測過程的運(yùn)行時(shí)間Trun，當(dāng)該運(yùn)行時(shí)間Trun大于最大運(yùn)行時(shí)間Tmax時(shí)，即判定接地故障保護(hù)單元處于故障狀態(tài)，輸出應(yīng)急控制信號U_EC，所述應(yīng)急保護(hù)電路接收、延遲并放大該應(yīng)急控制信號U_EC，輸出應(yīng)急中斷信號U_EI，所述最大運(yùn)行時(shí)間Tmax由應(yīng)急保護(hù)電路和/或監(jiān)控芯片及輔助電路設(shè)定。
[0016]所述應(yīng)急保護(hù)電路包括輸入電阻、延遲電容、應(yīng)急三極管和輸出電阻，其中，輸入電阻和延遲電容構(gòu)成延遲電路;應(yīng)急三極管和輸出電阻構(gòu)成放大電路。所述應(yīng)急三極管的基極接收應(yīng)急控制信號U_EC，該應(yīng)急三極管的發(fā)射極輸出應(yīng)急中斷信號U_EI。
[0017]在自我故障監(jiān)測過程，監(jiān)控電路在發(fā)出開始自檢指令之后，延遲Tl時(shí)間，向應(yīng)急保護(hù)電路輸出一個(gè)應(yīng)急控制信號U_EC，應(yīng)急保護(hù)電路接收到該應(yīng)急控制信號U_EC之后，延遲T2時(shí)間，輸出應(yīng)急中斷信號U_EI。上述最大運(yùn)行時(shí)間Tmax等于Tl與T2之和。
[0018]所述接地故障檢測電路輸出接地故障中斷信號U_GFI，觸發(fā)所述可控硅通，驅(qū)動(dòng)所述脫扣線圈工作，使所述磁力開關(guān)脫扣，實(shí)現(xiàn)接地故障保護(hù)功能;所述應(yīng)急保護(hù)電路輸出應(yīng)急中斷信號U_EI，觸發(fā)可控硅30?_8和/或所述可控硅SCR_A導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)脫扣線圈工作，使磁力開關(guān)脫扣，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急保護(hù)功能。
[0019]本發(fā)明提出的自動(dòng)監(jiān)測運(yùn)行故障的電路保護(hù)裝置，其自我故障監(jiān)測單元監(jiān)測自我故障監(jiān)測過程的運(yùn)行時(shí)間，實(shí)現(xiàn)自我故障狀態(tài)下的應(yīng)急保護(hù)功能。接地故障保護(hù)單元中的電磁驅(qū)動(dòng)電路采用由二個(gè)可控硅30?_六和SCR_B構(gòu)成的電流驅(qū)動(dòng)電路，以實(shí)現(xiàn)自我故障狀態(tài)下應(yīng)急保護(hù)功能的電流驅(qū)動(dòng)。電路簡單、經(jīng)濟(jì)、高效。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框架圖；
[0021]圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明，以下實(shí)施例不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。
[0023]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框架圖。展示電路保護(hù)裝置的主要功能單元及控制關(guān)系。該電路保護(hù)裝置包括一個(gè)接地故障保護(hù)單元I和一個(gè)自我故障監(jiān)測單元2。
[0024]接地故障保護(hù)單元I實(shí)現(xiàn)接地故障保護(hù)功能，并向自我故障監(jiān)測單元2輸出故障狀態(tài)信號U_FS;自我故障監(jiān)測單元2向接地故障保護(hù)單元I輸出接地故障電流GFC，并監(jiān)測接地故障保護(hù)單元I的故障狀態(tài)信號U_FS，向接地故障保護(hù)單元I輸出應(yīng)急中斷信號U_EI，實(shí)現(xiàn)自我故障監(jiān)測和應(yīng)急保護(hù)功能。
[0025]接地故障保護(hù)單元I包括接地故障檢測電路101、交流電源通道102和電磁驅(qū)動(dòng)電路104。其中，交流電源通道102包括磁力開關(guān)88、交流電源輸入端子NI和L1、負(fù)載和插座端子N2和L2。磁力開關(guān)88用于接通或斷開交流電源輸入端子與負(fù)載和插座端子之間的電氣通道。
[0026]優(yōu)選地，本實(shí)施例接地故障保護(hù)單元I還包括人工測試電路103，人工測試電路103用于通過人工操作在交流電源通道102上產(chǎn)生一個(gè)接地故障電流GFC。接地故障檢測電路101檢測交流電源通道102上的接地故障電流GFC，并輸出接地故障中斷信號U_GFI，觸發(fā)電磁驅(qū)動(dòng)電路104工作，使磁力開關(guān)88脫扣，以切斷通往負(fù)載和插座端子的交流電源，實(shí)現(xiàn)接地故障保護(hù)功能。具有該人工測試電路103，可以通過手動(dòng)檢測電路是否工作正常。如果不設(shè)置該人工測試電路103，也不會(huì)影響本電路保護(hù)裝置的工作。
[0027 ]接地故障檢測電路1I包括接地故障電流傳感器150、中性線重復(fù)接地傳感器160、接地故障檢測芯片170和第一直流電源180。接地故障電流傳感器150和中性線重復(fù)接地傳感器160感應(yīng)交流電源通道102中出現(xiàn)的接地故障電流GFC，并向接地故障檢測芯片170傳送接地故障信號，該接地故障檢測芯片170用于檢測接地故障電流傳感器150和中性線重復(fù)接地傳感器160傳達(dá)的接地故障信號，輸出接地故障中斷信號U_GFI。當(dāng)交流電源通道102及負(fù)載線路上出現(xiàn)接地故障時(shí)，接地故障檢測電路101輸出接地故障中斷信號U_GFI ο第一直流電源180輸出直流電源VI，為接地故障檢測芯片170供電，它的負(fù)極作為電路保護(hù)裝置的邏輯地GND。
[0028]自我故障監(jiān)測單元2包括自動(dòng)測試電路201、測控電路202和警示電路203。其中，測控電路202輸出自我故障監(jiān)測信號U_TEST，啟動(dòng)自我故障監(jiān)測過程，控制自動(dòng)測試電路201向接地故障保護(hù)單元I輸出接地故障電流GFC，并監(jiān)測來自接地故障保護(hù)單元I的故障狀態(tài)信號U_FS，判斷接地故障保護(hù)單元I的運(yùn)行狀況，向警示電路203輸出警告信息U_WM，并在接地故障保護(hù)單元I發(fā)生故障時(shí)，向電磁驅(qū)動(dòng)電路104輸出應(yīng)急中斷信號U_EI，觸發(fā)電磁驅(qū)動(dòng)電路104工作，使磁力開關(guān)88脫扣，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急保護(hù)功能。
[0029]測控電路202包括應(yīng)急保護(hù)電路280、監(jiān)控芯片及輔助電路260和第二直流電源270。其中，監(jiān)控芯片及輔助電路260承擔(dān)測控電路202的監(jiān)測和控制功能，輸出應(yīng)急控制信號U_EC。應(yīng)急保護(hù)電路280接收、延遲并放大應(yīng)急控制信號U_EC，并輸出應(yīng)急中斷信號U_EI。其中，第二直流電源270輸出直流電源V2，為測控電路202供電。
[0030]自我故障監(jiān)測過程為:測控電路202的輸出U_TEST由低電平轉(zhuǎn)為高電平，啟動(dòng)自我故障監(jiān)測過程，自動(dòng)測試電路201向接地故障保護(hù)單元I輸出接地故障電流GFC;當(dāng)接地故障保護(hù)單元I的接地故障保護(hù)功能正常時(shí)，接地故障保護(hù)單元I輸出的故障狀態(tài)信號U_FS在設(shè)定時(shí)間Tmax(如40mS)內(nèi)由高電平轉(zhuǎn)為低電平(表征“狀態(tài)正?！?，即在自我故障監(jiān)測過程中，接地故障檢測電路101檢測到接地故障電流GFC，接地故障檢測芯片170輸出接地故障中斷信號U_GFI，電磁驅(qū)動(dòng)電路104中的可控硅SCR_A導(dǎo)通，接地故障保護(hù)單元I輸出的故障狀態(tài)信號U_FS由高電平轉(zhuǎn)為低電平，表示狀態(tài)正常。隨后，測控電路202輸出的U_TEST由高電平返回低電平，結(jié)束自我故障監(jiān)測過程。期間，測控電路202的輸出U_TEST為高電平的時(shí)間即為自我故障監(jiān)測過程的運(yùn)行時(shí)間Trim。
[0031]上述最大運(yùn)行時(shí)間Tmax由應(yīng)急保護(hù)電路280和監(jiān)控芯片及輔助電路260確定。在自我故障監(jiān)測過程中，監(jiān)控電路202在發(fā)出開始自檢指令(U_TEST由低電平轉(zhuǎn)為高電平)之后，延遲Tl時(shí)間(“第一延遲時(shí)間Tl” )，向應(yīng)急保護(hù)電路280輸出應(yīng)急控制信號U_EC(U_EC由低電平轉(zhuǎn)為高電平)，應(yīng)急保護(hù)電路280接收到該應(yīng)急控制信號U_EC之后，延遲T2時(shí)間(“第二延遲時(shí)間T2”)，輸出應(yīng)急中斷信號U_EI(U_EI由低電平轉(zhuǎn)為高電平)。最大運(yùn)行時(shí)間Tmax等于Tl與T2之和。
[0032]測控電路202通過監(jiān)測自我故障監(jiān)測過程的運(yùn)行時(shí)間Trun，以判斷接地故障保護(hù)單元I的運(yùn)行狀況。當(dāng)測控電路202在上述最大運(yùn)行時(shí)間Tmax內(nèi)未能接收到來自接地故障保護(hù)單元I的表征“狀態(tài)正?！钡墓收蠣顟B(tài)信號U_FS(U_FS由高電平轉(zhuǎn)為低電平)時(shí)，Trun大于Tmax，即判定接地故障保護(hù)單元I已發(fā)生故障，測控電路202輸出應(yīng)急中斷信號U_EI(U_EI由低電平轉(zhuǎn)為高電平)，觸發(fā)電磁驅(qū)動(dòng)電路104工作，使接地故障保護(hù)單元I應(yīng)急脫扣，以切斷通往負(fù)載和插座端子的交流電源，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急斷電保護(hù)功能。
[0033]圖2是本實(shí)施例的電路原理圖。展示圖1所述電路保護(hù)裝置各功能單元的一種電路實(shí)施例。
[0034]交流電源從交流電源輸入端子LI和NI輸入，再穿過接地故障電流GFC傳感器150和中性線重復(fù)接地傳感器160后，被接到磁力開關(guān)88的動(dòng)觸片上，磁力開關(guān)88的靜觸片分別與負(fù)載和插座端子連接，在本實(shí)施例中為與插座端子34A、34B，以及與負(fù)載26、27連接。
[0035]應(yīng)急保護(hù)電路280包括輸入電阻281、延遲電容282、應(yīng)急三極管283和輸出電阻284。其中，輸入電阻281的一端接收監(jiān)控芯片及輔助電路260輸出的應(yīng)急控制信號U_EC，該輸入電阻281的另一端與應(yīng)急三極管283的基極連接。延遲電容282的一端與應(yīng)急三極管283的基極連接，該延遲電容282的另一端與邏輯地GND連接。應(yīng)急三極管283的集電極與第二直流電源270的輸出V2連接。輸出電阻284的一端與應(yīng)急三極管283的發(fā)射極連接，該輸出電阻284的另一端與邏輯地GND連接。應(yīng)急三極管283的發(fā)射極輸出應(yīng)急中斷信號U_EI。輸入電阻281和延遲電容282構(gòu)成延遲電路。應(yīng)急三極管283和輸出電阻284構(gòu)成放大電路。應(yīng)急三極管283的基極接收應(yīng)急控制信號U_EC，應(yīng)急三極管283的發(fā)射極輸出應(yīng)急中斷信號U_EI。
[0036]監(jiān)控芯片及輔助電路260由監(jiān)控芯片263及其輔助電路組成。監(jiān)控芯片263的輸出VOUT分別與U_TEST、UJVM和U_EC連接，監(jiān)控芯片263控制自動(dòng)測試電路201、警示電路203和應(yīng)急保護(hù)電路280工作。
[0037]監(jiān)控芯片263的輸出VOUT(即U_TEST、U_WM和U_EC)由低電平轉(zhuǎn)為高電平，啟動(dòng)自我故障監(jiān)測過程:自動(dòng)測試電路201向交流電源通道102輸出接地故障電流GFC，接地故障檢測電路101檢測該接地故障電流GFC，并輸出接地故障中斷信號U_GFI (U_GFI由低電平轉(zhuǎn)為高電平)，觸發(fā)可控硅SCR_A導(dǎo)通，從而使電磁驅(qū)動(dòng)電路104輸出的故障狀態(tài)信號U_FS由高電平轉(zhuǎn)為低電平，監(jiān)控芯片263接收到該故障狀態(tài)信號U_FS后，使其輸出VOUT(即U_TEST、U_WM和U_EC)由高電平轉(zhuǎn)為低電平，結(jié)束自我故障監(jiān)測過程。如果監(jiān)控芯片263在上述最大運(yùn)行時(shí)間Tmax內(nèi)未能接收到來自接地故障保護(hù)單元I的表征“狀態(tài)正?！钡墓收蠣顟B(tài)信號U_FS(U_FS由高電平轉(zhuǎn)為低電平)時(shí)，即判定接地故障保護(hù)單元I已發(fā)生故障，應(yīng)急中斷信號U_EI由低電平轉(zhuǎn)為高電平，觸發(fā)電磁驅(qū)動(dòng)電路104工作，使接地故障保護(hù)單元I應(yīng)急脫扣，以切斷通往負(fù)載和插座端子的交流電源，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急斷電保護(hù)功能。
[0038]在本實(shí)施例中，上述自我故障監(jiān)測過程中，由于U_TEST和U_EC來自同一個(gè)信號V0UT，故自我故障監(jiān)測信號U_TEST和應(yīng)急控制信號U_EC同步發(fā)出，即上述第一延遲時(shí)間Tl
等于零。
[0039]應(yīng)急保護(hù)電路280接收到應(yīng)急控制信號U_EC(U_EC由低電平轉(zhuǎn)為高電平)之后，經(jīng)過第二延遲時(shí)間T2，輸出應(yīng)急中斷信號U_EI(U_EI由低電平轉(zhuǎn)為高電平)。應(yīng)急保護(hù)電路280的延遲過程為:U_EI由低電平轉(zhuǎn)為高電平(記為t0時(shí)刻)，電流經(jīng)輸入電阻281給延遲電容282充電，使應(yīng)急三極管283的基極電壓VB上升，應(yīng)急三極管283緩沖放大該電壓VB，并在其發(fā)射極輸出U_EI，該U_EI電壓逐漸上升，最終，在11時(shí)刻先使可控硅SCR_B導(dǎo)通，隨后在12時(shí)刻使可控硅SCR_A導(dǎo)通。當(dāng)可控硅50?_8無故障時(shí)，上述第二延遲時(shí)間T2等于tl-tO;當(dāng)可控硅30?_8有故障時(shí)，上述第二延遲時(shí)間T2等于t2-t0。
[0040]上述最大運(yùn)行時(shí)間Tmax等于Tl與T2之和，即等于T2(因?yàn)門l=O)。
[0041]容易理解的是，圖2的電路圖僅為本發(fā)明的一種實(shí)施例，具體電路的構(gòu)成還可以有其他實(shí)施例。例如輸出VOUT(即U_TEST、U_WM和U_EC)分別為三個(gè)管腳，則U_TEST、UJVM和U_EC輸出不同，U_TEST和U_EC非同步發(fā)出，即上述第一延遲時(shí)間Tl不等于零。
[0042 ] 電磁驅(qū)動(dòng)電路104包括二極管143、脫扣線圈142、可控硅SCR_A、可控硅SCR_B、電阻149、二極管148 ο交流電源經(jīng)二極管143、脫扣線圈142后，被接到可控硅30?_六的陽極?？煽毓?0?_六的陰極與邏輯地GND連接，該可控硅SCR_A的控制極通過電阻149接收接地故障檢測電路101輸出的接地故障中斷信號U_GFI ο可控硅陽極與可控硅30?_六的陽極連接，該可控硅30?_8的陰極與可控硅30?_六的陰極連接，該可控硅30?_8的控制極接收應(yīng)急保護(hù)電路280輸出的應(yīng)急中斷信號U_EI ο 二極管148的負(fù)極通過電阻149與可控硅50?_六的控制極連接，該二極管148的正極與可控硅SCR_B的控制極連接?？梢娊拥毓收现袛嘈盘朥_GFI連接至?xí)`0?_六的控制極，應(yīng)急中斷信號U_EI連接到可控硅30^的控制極。
[0043]當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，接地故障中斷信號U_GFI為高電平，可控硅SCR_A導(dǎo)通，此時(shí)，因二極管148反向截止，可控硅SCR_B不會(huì)導(dǎo)通。當(dāng)接地故障檢測電路1I和/或可控硅SCR_A發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)急中斷信號U_EI為高電平，該應(yīng)急中斷信號U_EI先使可控硅SCR_B (當(dāng)SCR_B無故障時(shí))導(dǎo)通，然后使可控硅SCR_A導(dǎo)通(當(dāng)50?_六無故障時(shí))。可見在發(fā)生接地故障時(shí)，電磁驅(qū)動(dòng)電路104處于導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)致脫扣線圈142及磁力開關(guān)88發(fā)生脫扣動(dòng)作，切斷通往負(fù)載和插座端子的交流電源，實(shí)現(xiàn)接地故障保護(hù)功能。而在接地故障檢測電路101和/或可控硅SCR_A發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)急中斷信號U_EI觸發(fā)電磁驅(qū)動(dòng)電路104處于導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)致脫扣線圈142及磁力開關(guān)88發(fā)生脫扣動(dòng)作，切斷通往負(fù)載和插座端子的交流電源，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急保護(hù)功能。可控硅SCR_A作為可控硅SCR_B的備份元件，以提高應(yīng)急保護(hù)電路的可靠性。
[0044]需要說明的是，本電路保護(hù)裝置的測控電路202的輸出U_TEST由低電平轉(zhuǎn)為高電平，啟動(dòng)自我故障監(jiān)測過程，其監(jiān)測過程與二極管143的導(dǎo)通時(shí)間處在不同的交流半波，在監(jiān)測過程中，二極管143截止，不會(huì)導(dǎo)致脫扣線圈142及磁力開關(guān)88發(fā)生脫扣動(dòng)作，這里不再贅述。
[0045]如本技術(shù)領(lǐng)域的人所知，本發(fā)明的附圖和實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的功能、結(jié)構(gòu)和原理而不應(yīng)當(dāng)成為對本發(fā)明理解上的限制；同時(shí)，本發(fā)明的目的均已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。上述實(shí)施例可能在不脫離本發(fā)明原理的情況下有所變更，故此，本發(fā)明的保護(hù)應(yīng)以權(quán)利要求書中所描述的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動(dòng)監(jiān)測運(yùn)行故障的電路保護(hù)裝置，其特征在于，所述電路保護(hù)裝置包括接地故障保護(hù)單元(I)和自我故障監(jiān)測單元(2)，所述接地故障保護(hù)單元(I)包括接地故障檢測電路(101)、交流電源通道(102)和電磁驅(qū)動(dòng)電路(104)，所述自我故障監(jiān)測單元(2)包括自動(dòng)測試電路(201)和測控電路(202); 其中，所述接地故障檢測電路(101)檢測交流電源通道(102)上的接地故障電流GFC，輸出接地故障中斷信號U_GFI，觸發(fā)電磁驅(qū)動(dòng)電路(104)工作，實(shí)現(xiàn)接地故障保護(hù)功能； 所述測控電路(202)定時(shí)啟動(dòng)自我故障監(jiān)測過程，控制自動(dòng)測試電路(201)向所述接地故障保護(hù)單元(I)輸出接地故障電流GFC，并監(jiān)測電磁驅(qū)動(dòng)電路(104)輸出的故障狀態(tài)信號U_FS，實(shí)現(xiàn)自我故障監(jiān)測，并根據(jù)故障狀態(tài)信號U_FS判斷接地故障保護(hù)單元(I)的運(yùn)行狀況，如果判斷為故障，則輸出應(yīng)急中斷信號U_EI，觸發(fā)電磁驅(qū)動(dòng)電路(104)工作，使接地故障保護(hù)單元(I)應(yīng)急脫扣，以切斷通往負(fù)載和插座端子的交流電源，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急斷電保護(hù)功能。2.如權(quán)利要求1所述的電路保護(hù)裝置，其特征在于，所述自我故障監(jiān)測單元(2)還包括警示電路(203)，所述測控電路(202)監(jiān)測來自接地故障保護(hù)單元(I)的故障狀態(tài)信號U_FS，如果判斷為故障，則通過警示電路(203)輸出警告信息。3.如權(quán)利要求1所述的電路保護(hù)裝置，其特征在于，所述接地故障檢測電路(101)還包括人工測試電路(103)，用于通過人工操作在交流電源通道(102)上產(chǎn)生一個(gè)接地故障電流GFC04.如權(quán)利要求1所述的電路保護(hù)裝置，其特征在于，所述電磁驅(qū)動(dòng)電路(104)包括二極管(143)、脫扣線圈(142)、可控硅SCR_A、可控硅SCR_B、二極管(148)和電阻(149)，其中，交流電源經(jīng)二極管(143)、脫扣線圈(142)后，被接到可控硅SCR_A的陽極，可控硅SCR_B的陽極與可控硅陽極連接，該可控硅30?_8的陰極與可控硅30?_六的陰極連接；二極管(148)的負(fù)極經(jīng)電阻(I 49)與可控硅SCR_A的控制極連接，該二極管(I 48)的正極與可控硅SCR_B的控制極連接，所述接地故障中斷信號U_GFI經(jīng)電阻(149)被連接到30?_六的控制極，所述應(yīng)急中斷信號U_EI被連接到可控硅50?_8的控制極，所述可控硅30?_8的陽極與可控硅30?_六的陽極輸出故障狀態(tài)信號U_FS。5.如權(quán)利要求4所述的電路保護(hù)裝置，其特征在于，所述測控電路(202)包括應(yīng)急保護(hù)電路(280)和監(jiān)控芯片及輔助電路(260)，其中，監(jiān)控芯片及輔助電路(260)接收故障狀態(tài)信號U_FS，監(jiān)測所述自我故障監(jiān)測過程的運(yùn)行時(shí)間Trun，當(dāng)該運(yùn)行時(shí)間Trun大于最大運(yùn)行時(shí)間Tmax時(shí)，即判定接地故障保護(hù)單元(I)處于故障狀態(tài)，輸出應(yīng)急控制信號U_EC，所述應(yīng)急保護(hù)電路(280)接收、延遲并放大該應(yīng)急控制信號U_EC，輸出應(yīng)急中斷信號U_EI，所述最大運(yùn)行時(shí)間Tmax由應(yīng)急保護(hù)電路(280)和/或監(jiān)控芯片及輔助電路(260)設(shè)定。6.如權(quán)利要求5所述的電路保護(hù)裝置，其特征在于，所述應(yīng)急保護(hù)電路(280)包括輸入電阻(281)、延遲電容(282)、應(yīng)急三極管(283)和輸出電阻(284)，其中，輸入電阻(281)和延遲電容(282)構(gòu)成延遲電路;應(yīng)急三極管(283)和輸出電阻(284)構(gòu)成放大電路，所述應(yīng)急三極管(283)的基極接收應(yīng)急控制信號U_EC，應(yīng)急三極管(283)的發(fā)射極輸出應(yīng)急中斷信號U_E107.如權(quán)利要求6所述的電路保護(hù)裝置，其特征在于，所述交流電源通道(102)包括磁力開關(guān)(88)、交流電源輸入端子、負(fù)載和插座端子，磁力開關(guān)(88)用于接通或斷開交流電源輸入端子與負(fù)載和插座端子之間的電氣通道。8.如權(quán)利要求7所述的電路保護(hù)裝置，其特征在于，所述接地故障檢測電路(101)輸出接地故障中斷信號U_GFI，觸發(fā)所述可控硅SCR_A導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)所述脫扣線圈(142)工作，使所述磁力開關(guān)(88)脫扣，實(shí)現(xiàn)接地故障保護(hù)功能;所述應(yīng)急保護(hù)電路(280)輸出應(yīng)急中斷信號U_EI，觸發(fā)可控硅30?_8和/或所述可控硅SCR_A導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)脫扣線圈(142)工作，使磁力開關(guān)(88)脫扣，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急保護(hù)功能。
【文檔編號】H02H7/00GK105896469SQ201610339793
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】高少華, 高芊卉
【申請人】嘉興首信電氣科技有限公司