專利名稱：過壓及欠壓保護裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種保護裝置，特別涉及一種過壓及欠壓保護裝置。
技術背景目前，由于電力緊缺造成供電電壓很不穩定，在用電高峰時可能僅160伏(欠電壓)左 右，深夜時又會超過250伏(過電壓)，電壓不穩會造成電器工作不正常，嚴重的會燒毀電 器。為了保證家用電器的性能和壽命，對家用電器進行過壓及欠壓的保護顯得尤為重要。同時，有些區域或公司有多種類型的電壓(110伏或220伏)需求，為防止電壓用錯，在 設備電壓輸入端加裝過壓及欠壓保護裝置也是很有必要。發明內容鑒于上述內容，有必要提供一種過壓及欠壓保護裝置。一種過壓及欠壓保護裝置，包括一交流電源接口、 一降壓變壓器、 一整流濾波電路、一 第一取樣電路、 一第二取樣電路、 一電壓基準電路、 一上限電壓比較器、 一下限電壓比較器 、 一或門電路及一保護電路，所述交流電源接口的一第一接點通過所述降壓變壓器與所述整 流濾波電路的一第一輸入端連接，所述整流濾波電路的一第二輸入端與所述交流電源接口的 一第二接點連接，所述電壓基準電路分別提供一上限電壓及一下限電壓給所述上限電壓比較 器及所述下限電壓比較器的一輸入端，所述第一取樣電路及所述第二取樣電路從所述整流濾 波電路的一第一輸出端取樣后輸出的電壓分別接入所述上限電壓比較器及所述下限電壓比較 器的另一輸入端，所述上限電壓比較器及所述下限電壓比較器的輸出端分別與所述或門電路 的兩輸入端連接，所述或門電路的輸出端與所述保護電路的一控制端連接，所述交流電源接 口接在一用電設備兩端，當所述第一取樣電路輸出的電壓超出所述上限電壓或所述第二取樣 電路輸出的電壓低于所述下限電壓時，所述保護電路將所述降壓變壓器的輸出端與所述交流 電源接口的第二接點短接，使連接在一交流輸入與所述用電設備之間的一過流保護器跳閘， 切斷所述交流輸入與所述用電設備的連接。相較現有技術，本發明過壓及欠壓保護裝置可對用電設備進行過壓及欠壓保護，有效的 保護用電設備，延長用電設備的使用壽命。
下面參照附圖結合具體實施方式
對本發明作進一步的描述。圖l為本發明過壓及欠壓保護裝置的較佳實施方式的電路圖。 圖2為本發明過壓及欠壓保護裝置的較佳實施方式在家庭用電中應用的示意圖。
具體實施方式
請參照圖l，本發明過壓及欠壓保護裝置的較佳實施方式包括一交流電源接口IO、 一降 壓變壓器20、 一整流濾波電路30、 一第一取樣電路40、 一第二取樣電路50、 一電壓基準電路 60、 一上限電壓比較器70、 一下限電壓比較器80、 一或門電路90及一保護電路100。所述交流電源接口10包括接點a、 b，所述降壓變壓器20包括一降壓電容d及一與所述降 壓電容Ci并聯連接的泄放電阻Ri。所述整流濾波電路30包括一橋式整流器Z (所述橋式整流 器Z亦可由一半波整流電路代替)及一濾波電容C2。所述降壓電容d連接在所述交流電源接 口 lO的接點a及所述橋式整流器Z的一輸入端A之間，所述濾波電容C2連接在所述橋式整流器 Z的兩輸出端B、 D之間。所述第一取樣電路40及所述第二取樣電路50的輸入端與所述橋式整流器Z的輸出端B、 D 連接。所述第一取樣電路40包括一第一固定電阻R2及一與所述第一固定電阻R2串接的第一可 變電阻R3，所述第一固定電阻R2及所述第一可變電阻R3的接點作為所述第一取樣電路40的輸 出端。所述第二取樣電路50包括一第二固定電阻R4及一與所述第二固定電阻R4串接的第二可 變電阻Rs，所述第二固定電阻R4及所述第二可變電阻Rs的接點作為所述第二取樣電路50的輸 出端。所述電壓基準電路60包括串接的一第三固定電阻R6、 一第四固定電阻R7及一第三可變電 阻Rs。所述第三固定電阻R6的一端接入一+12伏的直流電壓+12VCC，另一端與所述第四固定電阻R7的一端連接。所述第三可變電阻R8的一端與所述第四固定電阻R7的另一端連接，所述第三可變電阻R8的另一端與所述橋式整流器Z的輸出端D連接。所述第三固定電阻R6與所述第 四固定電阻R7的接點作為所述電壓基準電路60的第一輸出端，所述第四固定電阻R7與所述第 三可變電阻R8的接點作為所述電壓基準電路60的第二輸出端。所述上限電壓比較器70的正向輸入端與所述第一取樣電路40的輸出端連接，反向輸入端 與所述電壓基準電路60的第一輸出端連接。所述下限電壓比較器80的反向輸入端與所述第二 取樣電路50的輸出端連接，正向輸入端與所述電壓基準電路60的第二輸出端連接。所述上限 電壓比較器70的輸出端及所述下限電壓比較器80的輸出端分別連接所述或門電路90的兩輸入 端，所述或門電路90的輸出端接入所述保護電路100的控制端。所述保護電路100包括一晶體管Th —繼電器J、 一續流二極管Dh —電容C3、 一發光二 極管D2、 一限流電阻R9、 一融斷電阻Rn)及一穩壓二極管D3。所述晶體管T1的基極作為所述保護電路100的控制端與所述或門電路90的輸出端連接，所述晶體管^的發射極與所述橋式整 流器Z的輸出端D連接。所述續流二極管D工的陽極與所述晶體管h的集電極及所述繼電器J的 一端連接，所述續流二極管D^勺陰極與所述繼電器J的另一端連接。所述橋式整流器Z的輸出 端B與所述續流二極管D工的陰極之間可選擇地接入一二極管D4，用于消除紋波。所述續流二 極管D^勺陰極與所述晶體管T1的發射極之間接入所述電容C3，所述發光二極管D2、所述限流 電阻R9及所述穩壓二極管D3串接后與所述電容C3并聯連接。所述繼電器J包括一觸點開關K， 連接在所述橋式整流器Z的兩輸入端A、 C之間。所述觸點開關K的一端與所述降壓變壓器20的 輸出端連接，所述觸點開關K的另一端與所述融斷電阻RK)連接后接入所述交流電源接口10的 另一接點b。調節所述電壓基準電路60的第三可變電阻Rs，所述直流電壓+12VCC經過所述電壓基準電 路60分壓，所述電壓基準電路60的第一輸出端取得一上限電壓，并提供給所述上限電壓比較 器70的反向輸入端；所述電壓基準電路60的第二輸出端取得一下限電壓，并提供給所述下限 電壓比較器80的正向輸入端。根據實際需要保護的電壓范圍值(比如160伏 250伏)，取其最 大值250伏，其經過所述降壓變壓器20、所述整流濾波電路30后得到一直流電壓，所述直流 電壓提供給所述第一取樣電路40。通過調節所述第一取樣電路40的第一可變電阻R3，使所述 第一取樣電路40的輸出端提供給所述上限電壓比較器70的正向輸入端的電壓與所述上限電壓 比較器70的反向輸入端的電壓相等。同理，根據實際需要保護的電壓范圍值的最小值160伏 ，通過調節所述第二取樣電路50的第二可變電阻R5，可設定所述第二取樣電路50的輸出端提 供給所述下限電壓比較器80的反向輸入端的電壓與所述下限電壓比較器80的正向輸入端的電 壓相等。請一并參照圖2，本發明過壓及欠壓保護裝置的較佳實施方式在家庭用電中應用時，一 交流輸入的第一端與一用電設備的第一端連接，所述交流輸入的第二端與所述用電設備的第 二端之間接入一過流保護器，所述過壓及欠壓保護裝置的交流電源接口 10的接點a、 b接在所 述用電設備的兩端。若所述交流電源接口10的接點a、 b接入的的電壓在正常范圍時(例如在160伏 250伏之 間)，所述上限電壓比較器70及所述下限電壓比較器80均輸出低電平，所述或門電路90輸出 低電平至所述保護電路100的控制端，即所述保護電路100的晶體管^的基極，使所述晶體管 h截止，所述繼電器J相應關斷，即所述繼電器J的觸點開關K處于斷開狀態，所述發光二極 管D2發光，表示此時輸入電壓處于正常范圍內。若所述交流電源接口10的接點a、 b接入的的電壓在超出正常范圍時(例如輸入電壓超出250伏或小于160伏)，比如當輸入電壓超出250伏，此時輸入電壓為過電壓狀態，所述上限 電壓比較器70輸出高電平，所述或門電路90輸出高電平至所述保護電路100的控制端，使所 述晶體管h導通，所述繼電器J相應閉合，即所述繼電器J的觸點開關K處于閉合狀態，此時 所述降壓變壓器20的輸出端與所述交流電源接口 10的接點b通過所述融斷電阻Rk)短接，所述 過流保護器由于有較大電流流過而跳閘，輸入電壓與所述用電設備斷開，從而使所述用電設 備得到保護。當輸入電壓低于160伏，此時輸入電壓為欠電壓狀態，所述下限電壓比較器80 輸出高電平，所述或門電路90輸出高電平至所述保護電路100的控制端，使所述晶體管^導 通，所述繼電器J相應閉合，即所述繼電器J的觸點開關K處于閉合狀態，此時所述降壓變壓 器20的輸出端與所述交流電源接口10的接點b通過所述融斷電阻RK)短接，所述過流保護器由 于有較大電流流過而跳閘，輸入電壓與所述用電設備斷開，從而使所述用電設備得到保護。 由于所述晶體管h導通，加在所述發光二極管D2陽極的電壓通過所述繼電器J迅速放電，所 述發光二極管D2不發光，表示此時輸入電壓超出正常范圍。所述過流保護器跳閘后，所述降 壓變壓器20的降壓電容(^兩端聚集的電荷通過所述泄放電阻Ri進行泄放。當所述繼電器J的觸點開關K閉合時，若流過所述觸點開關K的電流過大，所述融斷電阻 Rio將被融斷，以防止所述觸點開關K被燒壞。所述融斷電阻Rn)亦可不設置，不影響本發明過 壓及欠壓保護裝置的正常工作。本實施方式中所述電壓基準電路60提供給所述上限電壓比較 器70及所述下限電壓比較器80的上限電壓及下限電壓可通過調節所述第三可變電阻R8來靈活 調節，以便適應保護不同的電壓范圍值的實際需要。本發明過壓及欠壓保護裝置可對用電設備進行過壓及欠壓保護，有效的保護用電設備， 延長用電設備的使用壽命。
權利要求
1. 一種過壓及欠壓保護裝置，包括一交流電源接口、一降壓變壓器、一整流濾波電路、一第一取樣電路、一第二取樣電路、一電壓基準電路、一上限電壓比較器、一下限電壓比較器、一或門電路及一保護電路，所述交流電源接口的一第一接點通過所述降壓變壓器與所述整流濾波電路的一第一輸入端連接，所述整流濾波電路的一第二輸入端與所述交流電源接口的一第二接點連接，所述電壓基準電路分別提供一上限電壓及一下限電壓給所述上限電壓比較器及所述下限電壓比較器的一輸入端，所述第一取樣電路及所述第二取樣電路從所述整流濾波電路的一第一輸出端取樣后輸出的電壓分別接入所述上限電壓比較器及所述下限電壓比較器的另一輸入端，所述上限電壓比較器及所述下限電壓比較器的輸出端分別與所述或門電路的兩輸入端連接，所述或門電路的輸出端與所述保護電路的一控制端連接，所述交流電源接口接在一用電設備兩端，當所述第一取樣電路輸出的電壓超出所述上限電壓或所述第二取樣電路輸出的電壓低于所述下限電壓時，所述保護電路將所述降壓變壓器的輸出端與所述交流電源接口的第二接點短接，使連接在一交流輸入與所述用電設備之間的一過流保護器跳閘，切斷所述交流輸入與所述用電設備的連接。
2.如權利要求l所述的過壓及欠壓保護裝置，其特征在于所述降壓 變壓器包括一 降壓電容及一與所述降壓電容并聯連接的泄放電阻，所述降壓電容連接在所述 交流電源接口的第一接點與所述整流濾波電路的第一輸入端之間。
3.如權利要求l所述的過壓及欠壓保護裝置，其特征在于所述第一 取樣電路包括一第 一 固定電阻及一與所述第 一 固定電阻串接的第 一可變電阻，所述第 一 固定 電阻及所述第一可變電阻的接點與所述上限電壓比較器的正向輸入端連接，所述第二取樣電 路包括一第二固定電阻及一與所述第二固定電阻串接的第二可變電阻，所述第二固定電阻及 所述第二可變電阻的接點與所述下限電壓比較器的反向輸入端連接。
4.如權利要求l所述的過壓及欠壓保護裝置，其特征在于所述電壓 基準電路包括串接的一第三固定電阻、 一第四固定電阻及一第三可變電阻，所述第三固定電 阻的一端接入一直流電壓，所述第三固定電阻與所述第四固定電阻的接點與所述上限電壓比較器的反向輸入端連接，所述第四固定電阻與所述第三可變電阻的接點與所述下限電壓比較 器的正向輸入端連接。
5.如權利要求2所述的過壓及欠壓保護裝置，其特征在于所述保護電路包括一晶體管、 一繼電器及一融斷電阻，所述晶體管的基極作為所述保護電路的控制端 與所述或門電路的輸出端連接，所述晶體管的發射極與所述整流濾波電路的一第二輸出端連 接，所述晶體管的集電極與所述繼電器的一端連接，所述繼電器的另一端與所述整流濾波電 路的第一輸出端連接，所述繼電器包括一觸點開關，所述觸點開關連接在所述降壓變壓器的 輸出端與所述整流濾波電路的第二輸入端之間，所述融斷電阻連接在所述整流濾波電路的第 二輸入端與所述交流電源接口的第二接點之間。
6.如權利要求5所述的過壓及欠壓保護裝置，其特征在于所述保護電路還包括一續流二極管，所述續流二極管的陽極與所述晶體管的集電極及所述繼電器的一 端連接，所述續流二極管的陰極與所述繼電器的另一端連接。
7.如權利要求5所述的過壓及欠壓保護裝置，其特征在于所述保護電路還包括一電容、 一發光二極管、 一限流電阻及一穩壓二極管，所述整流濾波電路的第一 輸出端與所述晶體管的發射極之間接入所述保護電路的電容，所述保護電路的發光二極管、 所述限流電阻及所述穩壓二極管串接后與所述電容并聯連接。
全文摘要
一種過壓及欠壓保護裝置，包括一交流電源接口、一降壓變壓器、一整流濾波電路、一第一取樣電路、一第二取樣電路、一電壓基準電路、一上限電壓比較器、一下限電壓比較器、一或門電路及一保護電路，所述交流電源接口接在一用電設備兩端，所述交流電源接口的一第一接點通過所述降壓變壓器與所述整流濾波電路的一輸入端連接，所述整流濾波電路的另一輸入端與所述交流電源接口的一第二接點連接，所述交流電源接口接入的輸入電壓超出正常范圍時，所述保護電路將所述降壓變壓器的輸出端與所述交流電源接口的第二接點短接，使連接在一交流輸入與所述用電設備之間的一過流保護器跳閘，切斷所述交流輸入與所述用電設備的連接。本發明過壓及欠壓保護裝置可對用電設備進行過壓及欠壓保護，有效的保護用電設備，延長用電設備的使用壽命。
文檔編號H02H3/20GK101237137SQ20071020013
公開日2008年8月6日 申請日期2007年1月30日 優先權日2007年1月30日
發明者沛 唐, 徐法清, 俊 聶 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司;鴻海精密工業股份有限公司