过温保护开关插座、过温保护电路及其控制方法

文档序号:1956166 发布日期:2021-12-10 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 过温保护开关插座、过温保护电路及其控制方法 (Over-temperature protection switch socket, over-temperature protection circuit and control method thereof ) 是由 蔡峰毅 许海恩 苏金土 陈金环 于 2021-08-03 设计创作,主要内容包括:本发明涉及电子电路领域,尤其是涉及一种在单位时间内采集多个温度点的数据在进行分析判断以保护的过温保护开关插座、过温保护电路及其控制方法,具有稳定性更好、精确性更高、有更高的智能化、温度可调节等优点。所述过温保护电路包括漏电保护单元及过温保护单元;所述过温保护单元包括集成电路U2、热敏电阻Rt1、Rt2及集成电路U3;其利用集成电路U2及U3配合,实现于单位时间内进行多个温度点的数据的采集,再通过U3对这些采集的温度点的数据进行分析,当温度值达到设定值时,集成电路U3输出稳定可靠信号使可控硅导通,脱扣器TK动作。(The invention relates to the field of electronic circuits, in particular to an over-temperature protection switch socket, an over-temperature protection circuit and a control method thereof, wherein the over-temperature protection switch socket and the over-temperature protection circuit are used for collecting data of a plurality of temperature points in unit time and analyzing and judging the data to protect the data. The over-temperature protection circuit comprises a leakage protection unit and an over-temperature protection unit; the over-temperature protection unit comprises an integrated circuit U2, thermistors Rt1, Rt2 and an integrated circuit U3; the integrated circuit U2 and the integrated circuit U3 are matched to realize the collection of data of a plurality of temperature points in unit time, the collected data of the temperature points are analyzed through the U3, and when the temperature value reaches a set value, the integrated circuit U3 outputs a stable and reliable signal to enable a thyristor to be conducted and the release TK to act.)

过温保护开关插座、过温保护电路及其控制方法

技术领域

本发明涉及电子电路领域,尤其是涉及一种在单位时间内采集多个温度点的数据在进行分析判断以保护的过温保护开关插座、过温保护电路及其控制方法。

背景技术

各种功能的电器越来越多,人们的生活几乎离不开各种电器,而随着电器的日趋普及,人们与电接触的机会越来越多,为了使用户得到更好地保护,现在很多电器的供电回路上都设有漏电保护单元,当电器设备发生漏电,或人身触电或设备绝缘损坏时,漏电保护单元能在几十毫秒之内自动切断电源,使用户免受触电的危害,保护用户的生命安全和财产安全;但当外界温度过高或插头接触不良或负载电器功率过大而导致漏电保护器温度过高,漏电保护器的保护作用受到一定影响,使电器使用时存在安全隐患。

但现有的过温保护电路大部分利用热敏电阻、可控硅及脱口器配合实现过温保护,其过温保护的方式:要么是直接触发可控硅从而控制脱扣器,要么用运放方式进行保护,现有对过温保护的这些方式大多存在温度精确度不好及稳定性差等不足。

因此,如何设计一种能够实现稳定性更好、精确性更高的过温保护电路是本领域技术人员需要解决的重要技术问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在单位时间内采集多个温度点的数据在进行分析判断以保护的过温保护电路。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种过温保护电路的控制方法,包括:

漏电保护单元连接外部电源及用电设备;

所述漏电保护单元中漏电保护集成电路U4通过零序电流互感器ZCT获知漏电信号,在漏电发生时,所述漏电保护集成电路U4输出保护信号;

过温保护单元连接漏电保护集成电路U4及可控硅SCR;

所述过温保护单元中集成电路U3通过热敏电阻Rt1、Rt2获知过温信号,所述集成电路U3对在单位时间内采集多个温度点数据对比和处理,在过温发生时,所述集成电路U3输出保护信号;

所述保护信号导通可控硅SCR,脱扣器TK动作,切断电源。

进一步优选的:所述热敏电阻Rt1、Rt2均为NTC;

所述过温信号为在1ms-1s的时间内采集多个温度点数据,再取所述多个温度点数据的平均温度值,该平均温度值使各所述NTC两端的电压值产生变化,且电压值的变动数值达到预设电压阈值时,集成电路U3输出保护信号。

进一步优选的:所述零序电流互感器ZCT一次线圈的电流矢量和不为零时,零序电流互感器ZCT二次线圈产生感应电压,产生所述漏电信号。

一种过温保护电路,其包括漏电保护单元及过温保护单元,所述漏电保护单元包括相连的零序电流互感器ZCT、漏电保护集成电路U4、可控硅SCR及脱扣器TK,所述漏电保护集成电路U4通过节点A连接可控硅SCR的控制极,其中:

所述过温保护单元包括集成电路U2、热敏电阻Rt1、Rt2及集成电路U3,所述集成电路U3为单片机U3;

所述热敏电阻Rt1串联电阻R6,热敏电阻Rt2串联电阻R7,分别形成第一、第二温控电阻;所述集成电路U2的Vout端与GND端之间并联所述第一、第二温控电阻,该集成电路U2的Vin端串接电阻R4后接可控硅SCR的阳极,所述集成电路U3的VDD端与VSS端之间并联所述第一、第二温控电阻;所述热敏电阻Rt1接电阻R6的一端接集成电路U3的P0.0端,热敏电阻Rt2接电阻R7的一端接集成电路U3的P0.1端,所述集成电路U3的P1.1端串接二极管D5后接节点A;

所述集成电路U2的GND端及集成电路U3的VSS端均接地,所述集成电路U3的P1.1端与VSS端并联电阻R8及电容C6。

进一步优选的:所述集成电路U2为稳压器集成电路U2,该集成电路U2的Vout端与GND端之间并联有极性电解电容C3及电容C4,该集成电路U2的Vin端与GND端之间并联有串接有极性电解电容C2及稳压二极管D4。

进一步优选的:所述集成电路U3的P1.1端与VSS端并联电阻R8及电容C6。

进一步优选的:零序电流互感器ZCT套设在负载Load之前的火线L和零线N,其二次线圈的一端串接电阻R11后接漏电保护集成电路U4的RC11端,另一端通过串接电阻R12后接漏电保护集成电路U4的RC12端;所述漏电保护集成电路U4的RC12端与RC11端并联电容C9;

所述零序电流互感器ZCT的二次线圈的两端并联有电阻R10及电容C8。

进一步优选的:所述漏电保护集成电路U4的RC12端与GND端并联电容C11,漏电保护集成电路U4的RC11端与GND端并联电容C10,所述漏电保护集成电路U4的DLY端与GND端并联电容C7,所述漏电保护集成电路U4的GND端为接地端;

所述漏电保护集成电路U4的TRIG端依次串接电阻R9及二极管D6后,接所述节点A。

进一步优选的:所述节点A接可控硅SCR的控制极,可控硅SCR的阳极串接电阻R3后,接漏电保护集成电路U4的VDD端,可控硅SCR的阴极接地;

所述可控硅SCR的控制极与地线之间并联电阻R5及电容C1。

进一步优选的:所述电阻R3与接漏电保护集成电路U4的GND端之间并联稳压二极管D3及有极性电容C5。

进一步优选的:所述脱扣器TK的两个触点开关分别串接在火线L和零线N上;该脱扣器TK的一个控制输入端接火线L,另一控制输入端接桥式整流二极管的一个中间端,所述接桥式整流二极管的另一中间端接零线。

进一步优选的:所述接桥式整流二极管的阳极接可控硅SCR的阳极,该所述接桥式整流二极管的阴极接地。

进一步优选的:所述零序电流互感器ZCT的一次线圈的一端接所述火线L,另一端依次串联按键AJ和电阻R1接所述零线N;所述零序电流互感器ZCT的一次线圈的一端还依次串接二极管D1、电阻R2及发光二极管D2后,接零线N。

进一步优选的:所述火线L和所述零线N之间还接有压敏电阻MOV。

一种过温保护开关插座,包括底座、面盖、三电极插套及三电极插座,所述底座与面盖配合装配,其中:

所述面盖上开设有三个插孔,所述三个插孔处装配所述三电极插套,该三电极插套与所述三电极插座配合插接;

所述底座具有一安装腔,该安装腔内安装有上述的过温保护电路,该过温保护电路中所述过温保护单元置于所述三电极插套内;

所述过温保护单元中热敏电阻Rt1、Rt2靠近所述三电极插套中零线插套、火线插套设置。

采用上述技术方案后,本发明与背景技术相比,具有如下优点:

本发明中利用集成电路U2及U3配合,实现于单位时间内进行多个温度点的数据的采集,再通过U3对这些采集的温度点的数据进行分析,当温度值达到设定值时,集成电路U3输出稳定可靠信号使可控硅SCR导通,脱扣器TK动作,进而具有稳定性更好、精确性更高、有更高的智能化、温度可调节等优点。

附图说明

图1是本发明实施例中所述过温保护电路的电路原理图;

图2是本发明实施例中所述过温保护开关插座的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

在本发明中需要说明的是,术语“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等均为基于附图所示的方位或位置关系,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示本发明的装置或元件必须具有特定的方位,因此不能理解为对本发明的限制。

实施例

如图1所示,本发明公开了一种过温保护电路,其包括漏电保护单元及过温保护单元。

如图1所示,所述漏电保护单元包括相连的零序电流互感器ZCT、漏电保护集成电路U4、可控硅SCR及脱扣器TK,所述漏电保护集成电路U4通过节点A接与可控硅SCR的控制极;所述漏电保护集成电路U4为型号为FM2147B的芯片。当然,在其它实施例中,漏电保护集成电路U4也可以是本身的功能及构造上跟FM2147B相同或等同的其它型号或专门制作的漏电保护集成电路U4,此是本领域技术人员可以轻易实现的,不再详细说明。

如图1所示,所述漏电保护单元为A型漏电保护单元,该A型漏电保护单元是当负载发生漏电,或人身触电或设备绝缘损坏时,通过零序电流互感器ZCT一次线圈的电流矢量和不为零时,零序电流互感器ZCT二次线圈产生感应电压,经集成电路U4进行比较和处理,当剩余电流达到整定动作电流值时,从集成电路U4输出稳定可靠的保护信号,该保护信号使可控硅SCR导通,脱扣器TK动作,切断电源起到漏电和触电保护作用,A型漏流指标包括AC型、脉动直流(0º、90º、135º)、6mA平滑直流电流,该漏电保护单元的具体说明如下:

如图1所示,所述零序电流互感器ZCT套设在负载Load之前的火线L和零线N,所述火线L和所述零线N之间还接有压敏电阻MOV,用于避免火线L和零线N浪涌电压,避免雷击而损坏负载。

如图1所示,所述零序电流互感器ZCT的一次线圈的一端接所述火线L,另一端依次串联按键AJ和电阻R1接所述零线N;所述零序电流互感器ZCT的一次线圈的一端还依次串接二极管D1、电阻R2及发光二极管D2后,接零线N;具体的说:所述一次线圈的一端依次接二极管D1的正极后,接二极管D1的负极接电阻R2,再接发光二极管D2的正极,该发光二极管D2的负极接零线N,形成一发光单元,该发光单元用于指示负载接入电源正常工作用及指示正确接线用;

所述零序电流互感器ZTC的二次线圈一端串接电阻R11后接漏电保护集成电路U4的RC11端,另一端通过串接电阻R12后接漏电保护集成电路U4的RC12端;所述漏电保护集成电路U4的RC12端与RC11端并联电容C9;所述零序电流互感器ZCT的二次线圈的两端并联有电阻R10及电容C8;

所述漏电保护集成电路U4的RC12端与GND端并联电容C11,漏电保护集成电路U4的RC11端与GND端并联电容C10,所述漏电保护集成电路U4的DLY端与GND端并联电容C7(所述C7的电容量为300nf),所述漏电保护集成电路U4的GND端为接地端;所述漏电保护集成电路U4的TRIG端依次串接电阻R9及二极管D6后,接所述节点A;具体的说:所述漏电保护集成电路U4的TRIG端接电阻R9后,接二极管D6的正极,该二极管D6的负极接节点A。

如图1所示,所述节点A接可控硅SCR的控制极,可控硅SCR的阳极串接电阻R3后,接漏电保护集成电路U4的VDD端,可控硅SCR的阴极接地;所述可控硅SCR的控制极与地线之间并联电阻R5及电容C1。所述电阻R3与接漏电保护集成电路U4的GND端之间并联稳压二极管D3及有极性电容C5;具体的说:所述极性电容C5的正极接电阻R3的一端,所述稳压二极管D3的负极接电阻R3的一端。

如图1所示,所述脱扣器TK的两个触点开关分别串接在火线L和零线N上;该脱扣器TK的一个控制输入端接火线L,另一控制输入端接桥式整流二极管的一个中间端,所述接桥式整流二极管的另一中间端接零线。所述接桥式整流二极管的阳极接可控硅SCR的阳极,该所述接桥式整流二极管的阴极接地。

如图1所示,所述过温保护单元包括集成电路U2、热敏电阻Rt1、Rt2及集成电路U3;所述集成电路U3为单片机式控制处理电路,其能于单位时间内进行对此温度数据采集,所述集成电路U3为型号为KF8F203的芯片。当然,在其它实施例中,漏电保护集成电路U3也可以是本身的功能及构造上跟KF8F203相同或等同的其它型号或专门制作的集成电路U3,此是本领域技术人员可以轻易实现的,不再详细说明。

如图1所示,所述热敏电阻Rt1串联电阻R6,热敏电阻Rt2串联电阻R7,分别形成第一、第二温控电阻;

所述集成电路U2的GND端为接地端,所述集成电路U2的Vout端与GND端之间并联所述第一、第二温控电阻,所述集成电路U2的Vin端串接电阻R4后接可控硅SCR的阳极;具体的说:所述电阻R6及电阻R7的一端接集成电路U2的Vout端,热敏电阻Rt1及Rt2接集成电路U2的GND端;

所述集成电路U2的Vout端与GND端之间并联有极性电解电容C3及电容C4,该集成电路U2的Vin端与GND端之间并联有串接有极性电解电容C2及稳压二极管D4;具体的说:所述集成电路U2的Vout端接有极性电解电容C3的正极,所述集成电路U2的GND端接有极性电解电容C3的负极。

如图1所示,所述集成电路U3的VSS端为接地端,所述集成电路U3的VDD端与VSS端之间并联所述第一、第二温控电阻;具体的说:集成电路U3的VDD端接电阻R6及电阻R7的一端,集成电路U3的VSS端接热敏电阻Rt1及Rt2;所述热敏电阻Rt1接电阻R6的一端接集成电路U3的P0.0端,热敏电阻Rt2接电阻R7的一端接集成电路U3的P0.1端,所述集成电路U3的P1.1端串接二极管D5的阳极,该二极管D5的阴极接节点A;所述集成电路U3的P1.1端与VSS端并联电阻R8及电容C6。

如图1所示,上述过温保护单元是当电路或负载端的火线或零线的温度过高,通过热敏电阻感应温度,温度越高,热敏电阻阻值越低,加在热敏电阻两端的电压下降,经集成电路U3进行处理,当温度值达到设定值时,从集成电路U3输出稳定可靠的保护信号,该保护信号使可控硅SCR导通,脱扣器TK动作,切断电源起到过温保护作用,热敏电阻Rt1、Rt2均为NTC热敏电阻,即:温度越高,阻值越低。

上述的过温保护电路的控制方法,包括:

漏电保护单元连接外部电源及用电设备;

所述漏电保护单元中漏电保护集成电路U4通过零序电流互感器ZCT获知漏电信号,在漏电发生时,所述漏电保护集成电路U4输出保护信号;

过温保护单元连接漏电保护集成电路U4及可控硅SCR;

所述过温保护单元中集成电路U3通过热敏电阻Rt1、Rt2获知过温信号,所述集成电路U3对在单位时间内采集多个温度点数据对比和处理,在过温发生时,所述集成电路U3输出保护信号;

所述保护信号导通可控硅SCR,脱扣器TK动作,切断电源。

需要注意的是:所述热敏电阻Rt1、Rt2均为NTC,所述单位时间一般为1ms-1s内;

所述过温信号为在1ms-1s的时间内采集多个温度点数据,再取所述多个温度点数据的平均温度值,该平均温度值使各所述NTC两端的电压值产生变化,且电压值的变动数值达到预设电压阈值时,集成电路U3输出保护信号;再,所述零序电流互感器ZCT一次线圈的电流矢量和不为零时,零序电流互感器ZCT二次线圈产生感应电压,产生所述漏电信号。

需要说明的是:1.所述集成电路U2为稳压器集成电路U2;2.所述集成电路U3为单片机U3,其工作原理:当集成电路U3检测过温保护单元的工作,集成电路U3通过热敏电阻Rt1、Rt2受温度变化影响,而改变阻值后,并在单位时间内采集多个温度点的数据,再通过集成电路U3对这些采集的数据进行分析,从而判断是否输出保护电信号来给到可控硅SCR,当给可控硅SCR输出保护信号后,该可控硅SCR控制脱扣器TK,该脱扣器TK的线圈内的铁芯拉动脱扣板,使拉杆脱离脱扣板,动触点离开静触点,使该控制脱扣器TK切断电源,进而具有稳定性更好、精确性更高、有更高的智能化、温度可调节等优点;3、所述漏电集成电路U4及集成电路U3输出的保护信号,均可能导通可控硅SCR,从而控制脱扣器TK,该脱扣器TK的线圈内的铁芯拉动脱扣板,使拉杆脱离脱扣板,动触点离开静触点,使该控制脱扣器TK切断电源。

如图2所示,一种过温保护开关插座,包括底座101、面盖102、三电极插套及三电极插座,所述底座101与面盖102配合装配。

所述面盖102上开设有三个插孔,该三个插孔内还安装有三孔保护门103,该三电极插套与所述三电极插座104配合插接;所述三电极插套包括及零线插套105、火线插套106、地线插套107;所述三个插孔处装配所述三电极插套;

所述底座101具有一安装腔,该安装腔内安装有上述的过温保护电路,该过温保护电路中所述过温保护单元108置于所述三电极插套内,所述过温保护单元中108热敏电阻Rt1、Rt2靠近所述三电极插套中零线插套105及火线插套106设置,使得热敏电阻Rt1、Rt2更好的感应接触片的温度变化;

具体的说:所述面盖102上开设有两个通孔,两个通孔内分别安装有T键及ON键,所述T键及ON键上套装有透明硅胶帽;所述ON键通过拉杆与脱扣器TK中脱扣板与相连,所述脱扣板的两端分别接零线静片及动弹片,所述动弹片的固定端装于一基座109上,该动弹片的弹性端与火线静片接触,所述脱扣器TK的脱扣板装于一脱扣线圈固定的端处;所述基座上还安装有零序电流互感器ZCT,该基座109装于一基板110之上。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

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