專利名稱：可偵測負載電流的電子熔斷器的制作方法
技術領域：
本發明屬于低壓電器領域，具體地說是一種可偵測負載電流的電子熔斷器。
背景技術：
保險絲，又稱熔斷器、熔斷體，是電器領域里常用的易耗器件。其外形有多種形狀，有導線狀的保險絲、有用玻璃包裝的熔斷體、有用陶瓷封裝的熔斷器。其功能是防止電流過載而損壞電器，工作原理是當電流超過額定值時，保險絲(或熔斷器、熔斷體)因過熱而熔斷，電器的電源便因保險絲熔斷而被切斷。這是眾所周知的保險絲保護電器的工作原理。用所述的傳統的保險絲保護電器存在以下的缺點 1、速度太慢保險絲從電流過載到發熱熔斷的時間至少需1S以上。號稱快速的保險絲也需200ms以上。未等保險絲熔斷、電器已經損壞了。
2、價格太高10A以上的熔斷器價格昂貴。 3、太浪費保險絲或熔斷器、熔斷體只能用一次，熔斷后即成廢品。全國因此而耗費的有色金屬和玻璃、陶瓷等絕緣材料的數量很大，與建立資源節約型社會的口號相悖。
4、太麻煩、太危險、易誤事眾所周知，更換保險絲是件很麻煩的事，必須先切斷電源，再細心操作，才能完成更換保險絲的過程。在分秒必爭的軍事及醫療急救場合，可能因此而貽誤戰機或搶救時機；在更換保險絲的過程中，還經常發生這樣的事一時找不到額定電流的保險絲，就用不知額定電流的銅絲替代，這就埋下了發生災或損壞電器的危險隱
發明內容
本發明就是針對現有保險絲之不足，發明一種具有以下功能的"可偵測負載電流的電子熔斷器" 1、當負載(電器)的額定工作電流不清楚時，本發明可偵測出負載的額定工作電流。 2、當負載電流超過額定工作電流時，本發明可以瞬間快速"熔斷"。 3、可以長期多次"熔斷"、反復使用。本發明被"熔斷"后，無須拉閘斷電、只須輕按
一次"復位"按鈕，"保險絲"功能就恢復如新。 4、與一種規格對應一種特定額定電流(例如5A)的傳統保險絲不同，本發明通過電位器或多位開關設置不同的額定電流、是一種具有多檔位額定電流(例如3A、5A、8A、10A等)的電子熔斷器。 本發明實現上述目的技術方案為 —、在負載的電源輸入線上設置一個感應線圈，當負載通電工作時，該線圈上將產生與負載電流相對應的感生電壓^。 二、所述的感生電壓U^經整流、濾波、分壓后作為信號送至后級電壓比較器的同相輸入端。
三、AC220V或AC380V經降壓、整流、濾波、穩壓后為本發明提供穩壓的直流電源Uc。 四、所述的直流電源Uc經一電阻和一電位器分壓后產生參考電壓送至前述的電壓比較器的反相輸入端。 五、所述的電壓比較器將同相端輸入的信號電壓與反相端輸入的參考電壓進行比較，當信號電壓高于參考電壓時，所述的比較器輸出高電平，該高電平驅使后級執行電路關斷負載的電源，即相當于保險絲"熔斷"。 六、調整直流電源的分壓電位器，可以獲得不同的"參考電壓"，相當于本發明是一種具有不同的額定"熔斷"電流的多檔位"保險絲"(在以下的敘述中，簡稱本發明為"保險絲")。 七、"保險絲""熔斷"后，只須按一次本發明專設的"復位"按鈕，執行電路就重新接通負載的電源，即相當于重新裝上了保險絲。 八、遇負載的額定工作電流不明確時，只須用所述的電位器從小到大地依次設定"保險絲"的工作電流，再依次偵測負載，直到"保險絲"不再"熔斷"，此時的電流即為負載的額定工作電流。 本發明提供一種可偵測負載電流的電子熔斷器，包括直流電源電路10、執行電路20、記憶及復位電路30、比較電路40、信號獲取電路50、偵測電路60和安裝盒700，其特征在于 a、直流電源電路10的一端與AC220V或AC380V相連接，另一端分別與執行電路20、記憶及復位電路30、比較電路40相連接；偵測電路60從負載進線200獲取信號，其輸出端接信號獲取電路50 ;信號獲取電路50的輸出端接比較電路40 ;比較電路40的輸出端接記憶及復位電路30 ;記憶及復位電路30的輸出端接執行電路20 ;所述的直流電源電路10、執行電路20、記憶及復位電路30、比較電路40、信號獲取電路50均與線路地相連接；
b、安裝盒700的蓋板500上裝有復位按鈕Ap報警發光二極管D『額定電流刻度盤502和電位器RP的旋鈕501 。 優選地，感應線圈401套在負載進線200上、其與瞬態電壓抑制二極管KE并聯后一端與第六二極管D6的負極及第八二極管D8的正極相連接；另一端與第七二極管D7的負極及第九二極管D9的正極相連接。 優選地，信號獲取電路中第六、七二極管De、D7的正極、第六電容Ce的負極、第五電容C5的一端、第八電阻R8的一端均與線路地相連接；第八、第九二極管D8、 D9的負極、第六電容C6的正極、第五電容C5的另一端、第七電阻R7的一端均相連接；第七電阻R7與第八電阻R8連接后又與集成運放IC2的同相輸入端3腳相連接。 優選地，比較電路中第四電阻R4的一端、集成運放IC2的8腳均與直流電源Uc的正端連接；第五電阻R5的一端、集成運放IC2的4腳均與線路地相連接；第六電阻R6的一端與直流電源Uc的正極連接、另一端與集成運放IC2的反相輸入端2腳及電位器RP連接；第六電阻R6、電位器RP組成直流電源Ue的分壓電路，調整電位器RP將產生多個數值不同的施加在集成運放IC2反相輸入端2腳上的參考電壓U2。 優選地，記憶及復位電路中雙D觸發器的6腳與集成運放IC2的1腳及第四、第五電阻R4、R5連接；3腳、7腳、5腳均接線路地、14腳接直流電源Uc的正極、4腳與按鈕AN及第四電容Q的負極連接；按鈕A,的另一端及第四電容Q的正極與直流電源Uc的正極連接。 優選地，執行電路中第三電阻R3—端與雙D觸發器IQ的l腳連接、另一端與第二電阻&及二極管K的基極連接；三極管^的發射極及第二電阻1 2的另一端與線路地連接；第五二極管D5與繼電器J并聯后， 一端與直流電源Uc的正極連接；另一端(D5的正極端)
與三極管vj勺集電板連接。 優選地，直流電源電路中AC220V或AC380V的交流輸入端接有由第一電阻&和第一電容Q并聯后組成的降壓電路，第一電阻&與第一電容Q并聯后， 一端接交流輸入線，另一端接第一二極管D工的負極及第三二極管D3的正極；穩壓二極管Dw的正極與線路地相接、負極與直流電源Uc的正極連接。 優選地，繼電器J的動斷觸點DD有二種接法第一種接法為繼電器J的動斷觸點DD的一端接負載的進線200、另一端接負載的出線300 ;第二種接法為繼電器J的動斷觸點DD的一端接晶閘管S工的門極、另一端接晶閘管S2的門極。
圖1為本發明的原理方框圖； 圖2為本發明實施例1的電路原理圖； 圖3為本發明實施例1的安裝盒的結構示意圖(大小與實物相同)；
圖4為本發明實施例2的電路原理圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明包括直流電源電路10，執行電路20，記憶及復位電路30、比較電路40、信號獲取電路50、偵測電路60，其特征為直流電源電路10 —端與AC220V或AC380V相連接、另一端分別與執行電路20、記憶及復位電路30、比較電路40相連接；偵測電路60從負載進線上獲取信號，其輸出端接信號獲取電路50 ;信號獲取電路50的輸出端接比較電路40 ;比較電路40的輸出端接記憶及復位電路30 ;記憶及復位電路30的輸出端接執行電路20 ;所述的直流電源電路10、執行電路20、記憶及復位電路30、比較電路40、信號獲取電路50均與線路地相連接。 圖2為本發明實施例1的電路原理圖。如圖所示感應線圈401、瞬態電壓抑制二極管&組成了偵測電路。其特征在于感應線圈401套在負載進線200上，其與瞬態電壓抑制二極管KE并聯后一端與第六二極管D6的負極及第八二極管D8的正極相連接；另一端與第七二極管D7的負極及第九二極管D9的正極相連接。 第六、第七、第八、第九二極管D6、 D7、 D8、 D9 ;第五、第六電容C5、 C6 ;第七、第八電阻RpRs共同組成了信號獲取電路。其特征在于第六、第七二極管De、D7的正極、第六電容Ce的負極、第五電容C5的一端、第八電阻R8的一端均與線路地相連接；第八、第九二極管D8、Dg的負極、第六電容Ce的正極、第五電容C5的另一端，第七電阻R7的一端均相連接；第七電阻
R7與第八電阻R8連接后又與集成運算放大器IC2的同相輸入端3腳相連接。 集成運放1(:2(型號393)、第四、第五、第六電阻1 4、 R5、 R6及電位器RP組成了電壓
比較電路，其特征在于第四電阻R4的一端、集成運放IC2的8腳均與直流電源Uc的正端連接；第五電阻R5的一端、集成運放IC2的4腳均與線路地相連接；第四、第五電阻R4、R5的另一端均與集成運放IC2的1腳連接；第六電阻R6的一端與直流電源Uc的正極連接，另一端
與集成運放IC2的反相輸入端2腳及電位器RP連接；電位器RP的另一端與線路地(即直流電源Uc的負極)連接；第六電阻R6、電位器RP組成直流電源Uc的分壓電路，調整電位器RP將產生多個數值不同的施加在集成運放IC2反相輸入端2腳上的參考電壓U2。
雙D觸發器(型號4013)、按鈕Ap第四電容C4組成記憶及復位電路。其特征在于雙D觸發器的6腳與集成運放IC2的1腳及第四、第五電阻R4、R5連接；3腳、7腳、5腳均接線路地；14腳接直流電源Uc的正極；4腳與按鈕AN及第四電容C4的負極連接；按鈕A,的另一端及第四電容(；的正極與直流電源Uc的正極連接。第2、第3電阻1 2、1 3，三極管型號9014)，第五二極管W，繼電器J組成執行電路，其特征在于第三電阻R3 —端與雙D觸發器的1腳連接，另一端與第二電阻R2及三極管V工的基極連接；三極管K的發射極及第二電阻1 2的另一端與線路地連接；第五二極管W與繼電器J并聯后，一端與直流電
源Uc的正極連接；另一端(D5的正極端)與三極管K的集電極連接；繼電器J的動斷觸點
DD的一端接負載進線200，另一端接負載出線300。 第一、第二、第三電容Q、C2、C3，第一電阻Rp第一、第二、第三、第四二極管DpD2、D3、D4及穩壓二極管Dw組成直流電源電路。^與Q為降壓電路，D「D4組成了橋式整流電路，G、C3、Dw為濾波、穩壓電路。這些電路共同作用，可為本發明提供直流電源Uc。其特征在于第一電阻&與第一電容Q并聯后， 一端接交流輸入線，另一端接第一二極管D工的負極及第三二極管D3的正極；穩壓二極管Dw的正極與線路地相接、負極與直流電源Uc的正極連接。
圖2所示的實施例1的工作過程為當負載I^有電流^流通時，感應線圈401產生相應的感生電壓UL，該感應電壓UL經D6-D9組成的整流橋整流后，產生了信號電流In L經C5-C6濾波平滑，1 7、1 8分壓后，產生信號電壓U3，并加在IC2的同相輸入端3腳；直流電源Uc經R6、RP分壓后產生參考電壓U2并加在IC2的反相輸入端2腳，當U3 < U2時，IC2的輸出端1腳輸出低電平，雙D觸發器的輸入端6腳也為低電平，其輸出端1腳，輸出低電平，三極管K截止，繼電器J的線包無電流，其動斷觸點DD繼續閉合，負載&繼續通電。
當負載電流iJ曾大超過額定電流時，UL上升、^也上升，導致信號電壓^ > U2，此時集成運放IC2的1腳輸出高電平，雙D觸發器IC2的6腳也為高電平，其1腳輸出高電平，三極管K導通，繼電器J得電，其動合觸點DH閉合、動斷觸點DD斷開、負載&的電源被切斷，相當于"保險絲"熔斷。此時，由第九電阻R9和發光二極管Dw組成的報警電路得電報警，即發光二極管Dw點亮報警。"保險絲""熔斷"后，信號電壓仏=O，此時，雙D觸發器IC2的6腳輸入低平，由于有記憶功能，其1腳仍輸出高電平，三管K仍導通，繼電器J的動合觸點D^乃閉合，"保險絲"仍處于"熔斷"的狀態。 若負載&上的故障排除，則只須按一次復位按鈕A,，雙D觸發器就復位，其1腳隨之輸出低電平，本發明回復到繼電器J的動斷觸點DD閉合的初始狀態，相當于"保險絲"重新裝上獲得了更新。對于不同的負載I^，不同負載電流^，本發明只須調整電位Rp，就可獲得不同的參考電壓仏，一組仏的值，就代表了一組額定電流的"保險絲"。只要對仏和的對應關系進行校驗定標，就可以制作出圖3所示的與電位器旋轉角度相對應的"保險絲"的額定電流刻度盤502。需要說明的是圖3中刻度盤502所示的數值為示意性的額定電
權利要求
一種可偵測負載電流的電子熔斷器，包括直流電源電路(10)、執行電路(20)、記憶及復位電路(30)、比較電路(40)、信號獲取電路(50)、偵測電路(60)和安裝盒(700)，其特征在于a、直流電源電路(10)的一端與AC220V或AC380V相連接，另一端分別與執行電路(20)、記憶及復位電路(30)、比較電路(40)相連接；偵測電路(60)從負載進線(200)獲取信號，其輸出端接信號獲取電路(50)；信號獲取電路(50)的輸出端接比較電路(40)；比較電路(40)的輸出端接記憶及復位電路(30)；記憶及復位電路(30)的輸出端接執行電路(20)；所述的直流電源電路(10)、執行電路(20)、記憶及復位電路(30)、比較電路(40)、信號獲取電路(50)均與線路地相連接；b、安裝盒(700)的蓋板(500)上裝有復位按鈕(AN)、報警發光二極管(D10)、額定電流刻度盤(502)和電位器RP的旋鈕(501)。
2. 根據權利要求l所述的可偵測負載電流的電子熔斷器，其特征在于感應線圈(401) 套在負載進線(200)上、其與瞬態電壓抑制二極管(KE)并聯后一端與第六二極管(D6)的負 極及第八二極管(D8)的正極相連接；另一端與第七二極管(D7)的負極及第九二極管(D9) 的正極相連接。
3. 根據權利要求1所述的可偵測負載電流的電子熔斷器，其特征在于信號獲取電路 中第六、七二極管(D6)、(D7)的正極、第六電容(C6)的負極、第五電容(C5)的一端、第八電阻 (R8)的一端均與線路地相連接；第八、第九二極管(D8)、(D9)的負極、第六電容(C6)的正極、 第五電容(C5)的另一端、第七電阻(R7)的一端均相連接；第七電阻(R7)與第八電阻(R8)連 接后又與集成運放(IC2)的同相輸入端(3)腳相連接。
4. 根據權利要求1所述的可偵測負載電流的電子熔斷器，共特征在于比較電路中第 四電阻(R4)的一端、集成運放(IC2)的(8)腳均與直流電源(Uc)的正 端連接；第五電阻(R5) 的一端、集成運放(IC2)的(4)腳均與線路地相連接；第六電阻(R6)的一端與直流電源(Uc) 的正極連接、另一端與集成運放(IC2)的反相輸入端(2)腳及電位器(RP)連接；第六電阻 (Re)、電位器(Rp)組成直流電源(Uc)的分壓電路，調整電位器(RP)將產生多個數值不同的 施加在集成運放(IC2)反相輸入端2腳上的參考電壓(U2)。
5. 根據權利要求1所述的可偵測負載電流的電子熔斷器，其特征在于記憶及復位電路中雙D觸發器(IC》的(6)腳與集成運放(IC2)的(1)腳及第四、第五電阻(R4、R5)連接； (3)腳、(7)腳、(5)腳均接線路地、(14)腳接直流電源(Uc)的正極、(4)腳與按鈕(AN)及 第四電容(C4)的負極連接；按鈕(AN)的另一端及第四電容(C4)的正極與直流電源(Uc)的 正極連接。
6. 根據權利要求1所述的可偵測負載電流的電子熔斷器，其特征在于執行電路中第 三電阻(R3) —端與雙D觸發器(IC》的(1)腳連接、另一端與第二電阻(R2)及二極管(V》 的基極連接；三極管(V》的發射極及第二電阻(R2)的另一端與線路地連接；第五二極管 (D5)與繼電器(J)并聯后，一端與直流電源(Uc)的正極連接；另一端(Ds的正極端)與三極 管(V》的集電板連接。
7. 根據權利要求1所述的可偵測負載電流的電子熔斷器，其特征在于直流電源電路 中AC220V或AC380V的交流輸入端接有由第一電阻(R》和第一電容(C》并聯后組成的降 壓電路，第一電阻(R》與第一電容(C》并聯后，一端接交流輸入線，另一端接第一二極管(D》的負極及第三二極管(D3)的正極；穩壓二極管(Dw)的正極與線路地相接、負極與直流 電源(Uc)的正極連接。
8.根據權利要求l所述的可偵測負載電流的電子熔斷器，其特征在于繼電器(J)的 動斷觸點(DD)有二種接法第一種接法為繼電器(J)的動斷觸點(DD)的一端接負載的進 線(200)、另一端接負載的出線(300);第二種接法為繼電器(J)的動斷觸點(DD)的一端接晶閘管(s》的門極、另一端接晶閘管(s2)的門極。
全文摘要
一種可偵測負載電流的電子熔斷器，它具有可以多次反復使用、可以多檔位設定工作電流、可以用其測定不明負載的額定工作電流的功能。其工作原理是用感應線圈從負載進線中耦合信號并將此信號送到電壓比較器與設定的參考電壓進行比較，當負載電流超過額定工作電流時，所述的熔斷器瞬間“熔斷”，輕按復位按鈕，熔斷器立即更新，根據刻度盤的指示，既可偵測不明負載的額定工作電流，也可設置成各種檔位不同的額定工作電流的熔斷器。本發明因為具有瞬間“熔斷”，無須拉閘斷電便可快速更新的特性，所以特別適宜在軍事、航天、醫療急救等領域應用。
文檔編號H02H3/22GK101789578SQ20101014633
公開日2010年7月28日 申請日期2010年4月14日 優先權日2010年4月14日
發明者孫浙勝, 朱亮, 李瑋, 汪孟金 申請人:寧波市鎮海華泰電器廠