專利名稱：具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型有關于一種接地故障斷路裝置，特別是一種具有壽命終止故障指示及 斷電保護的接地故障斷路裝置。
背景技術：
隨著科學技術的發展，人們在生活中使用的電器設備越來越多，比如洗衣機、熱水 器、電風扇、洗碗機等各種家用電器，以及各種掌上型電動工具。在電器設備的使用過程中， 必須保證用電的安全，防止電氣火災及人身觸電。為此，人們設計了一些電器保護裝置，例 如接地故障斷路器。請參考圖1，其為公知接地故障斷路器的實施例方框圖。各部位的名稱與工作原理 敘述如下漏電感應電路20A:用以檢測用電設備的漏電流，并輸出與漏電流成比例的信號。 該漏電感應電路20A主要由具有兩個線圈的比流器(圖中未示出)及一個集成電路(圖中 未示出)組成。該比流器的兩個環型線圈安裝在帶有一個中心孔的塑料外殼上，分別引出 兩個引腳，零線和火線穿過比流器的中心孔，構成初級線圈，引腳所在的線圈感應零線和火 線的電流之差，并輸出與之成比例的信號至集成電路進行運算處理。如果用電設備發生漏 電或者人體觸電，零線和火線流過的電流則大小不等，那么比流器的線圈感應出相應信號， 集成電路對此進行判斷處理，如果信號幅度大于設定的閥值，則輸出控制信號。控制電路30A 該控制電路50A接收該漏電感應電路20A的輸出信號，經過相應處 理后控制斷路器60A(容后敘述)的通斷和漏電指示燈的熄滅。主要由硅控整流器(圖中 未示出)、漏電指示燈(圖中未示出)、分壓電阻(圖中未示出)及三極管(圖中未示出) 所組成。正常情況下，該漏電感應電路20A無信號輸出，硅控整流器不導通，漏電指示燈無 電流通過，其陽極保持為較高電位，通過分壓電阻使三極管的基極也保持為較高電位，三極 管導通，其集電極輸出低電位，使該斷路器60A閉合，電源與用電設備正常相連。如果用電 設備出現漏電，則漏電感應電路20A輸出控制信號，送至硅控整流器的控制極使其導通，則 漏電指示燈有電流通過發出紅光，表示用電設備出現漏電故障，同時漏電指示燈陽極的電 位被硅控整流器拉低，通過分壓電阻三極管的基極電位也被拉低，三極管截止，其集電極輸 出高電位，使斷路器60斷開，電源與用電設備不再相連。電源電路40A 該電路把交流電源變為平滑的直流電源，供給漏電感應電路20A、 控制電路30A和斷路器60A，以使其正常工作。電源電路40A由壓敏電阻(圖中未示出)、 降壓電容(圖中未示出)、整流橋堆(圖中未示出)及濾波電容(圖中未示出)組成。交 流電源經壓敏電阻濾掉浪涌電流，再由降壓電容降壓，經整流橋堆整流后，變成脈動直流電 源，經濾波電容濾波后變成平滑直流電源，一路直接輸出至該控制電路30A和該漏電感應 電路20A，另一路經限流電阻輸出至該斷路器60A。斷路器60A:該電路接收控制電路30A的輸出信號，并相應控制用電設備與電源 的連接與中斷。包含開關單元(圖中未示出)及開關控制單元(圖中未示出)。該開關控
4制單元與該電源電路40A的由整流橋堆整流后經限流電阻的信號輸入電路相連，另一端與 控制電路30A的輸出端相連，兩個常開觸點與交流電源的零線和火線相連，兩個動觸點接 有兩根帶絕緣體的導線，該兩根導線穿過該漏電感應電路20A的比流器的中心孔接至負載 50A該電源電路40A輸出高電壓，并且該控制電路30A輸出低電位時，該開關控制單元兩端 存在較高電壓，該電壓大于該開關控制單元的啟動電壓，其常開觸點閉合，使交流電源和用 電設備連接。當用電設備出現漏電故障時，該漏電感應電路20A輸出信號，使控制電路30A 輸出高電位，該開關控制單元兩端電壓降低，低于維持電壓，常開觸點斷開，用電設備與電 源斷開連接。測試電路70A 該電路能測試接地故障斷路器是否能正常地為用電設備及人體提 供漏電保護。它由一個測試按鍵(圖中未示出)和一個限流電阻(圖中未示出)組成。輸 入輸出單元的火線端經該限流電阻，再經該測試按鍵與該開關控制單元短接至零線的動觸 點并啟動壽命檢測電路。當按下該測試按鍵時，交流電源與該限流電阻及該測試按鍵構成 一個閉合回路，該限流電阻有一定電流通過，因此回路單向通過比流器的中心孔，故使通過 所述中心孔的零線和火線的電流大小不相等，從而該漏電感應電路20A輸出信號使該控制 電路30A輸出高電位，使該斷路器60A斷開，切斷用電設備電源。復位電路80A 在接地故障斷路器遇到漏電故障跳閘后或者測試接地故障斷路器 后，操作該電路能夠使接地故障斷路器快速重新合閘。它由一個復位按鍵(圖中未示出)、 濾波電容(圖中未示出)組成。當零線和火線的電流大小不相等，使該漏電感應電路20A 輸出信號，從而使該控制電路30A的硅控整流器導通時，漏電指示燈導通，這時如果按下該 復位按鍵，則使漏電指示燈的陽極與電源地短路，使硅控整流器不能維持導通狀態，松開該 復位按鍵后，硅控整流器轉為截止，漏電指示燈的陽極轉為高電位，三極管導通，該控制電 路30A輸出低電位，使該斷路器60A重新閉合。上述公知接地故障斷路器可在漏電形成時切斷交流電源，大大避免電器設備的損 壞及確保使用者的生命安全；但若是其內部電路損壞(例如硅控整流器或集成電路或該 漏電感應電路20A或該斷路器60A損壞)，將無法達到在漏電形成時切斷交流電源的任務 (例如硅控整流器損壞無法被觸發，或集成電路損壞無法觸發硅控整流器，或該漏電感應 電路20A損壞無法檢測到漏電的形成，或該斷路器60A損壞無法在漏電狀況發生時斷開交 流電源)；因此，如果能增加公知接地故障斷路器內部各個重要電路運作是否正常的全面 保護電路及警示功能，且所增加的全面保護電路及警示功能不會影響該接地故障斷路器本 身的功能，將可大大提高接地故障斷路器的使用性。
實用新型內容為改善上述公知技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種具有壽命終止故障 指示及斷電保護的接地故障斷路裝置，以檢測接地故障斷路器的運作是否正常。為改善上述公知技術的缺點，本實用新型的另一目的在于提供一種具有壽命終止 故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置，以檢測接地故障斷路器的運作是否正常。為達到本實用新型的上述目的，本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護 的接地故障斷路裝置應用于輸入電源及負載。該具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地 故障斷路裝置包含第一硅控整流器；反向單元，該反向單元電連接至該第一硅控整流器的閘極；測試開關單元，該測試開關單元電連接至該反向單元、該輸入電源及該負載；及接地 故障斷路器，該接地故障斷路器電連接至該反向單元、該輸入電源及該負載。該接地故障斷 路器包含第二硅控整流器，該第二硅控整流器電連接至該反向單元；開關單元，該開關單元 電連接至該輸入電源及該負載；開關控制單元，該開關控制單元電連接至該開關單元、該第 一硅控整流器及該第二硅控整流器；及整流濾波單元，該整流濾波單元電連接至該輸入電 源、該開關單元、該開關控制單元、該第一硅控整流器及該第二硅控整流器。其中，當測試漏 電信號產生時，提供驅動電源給該反向單元，且該輸入電源產生漏電現象，壽命檢測電路被 啟動，若該接地故障斷路器故障，則該第二硅控整流器將不被觸發，使得該反向單元輸出啟 動信號以觸發該第一硅控整流器，使得該整流濾波單元輸出的直流電源流經該第一硅控整 流器而中斷該開關控制單元電源供應，使得該開關單元斷路，該輸入電源無法傳遞至該負 載。為達到本實用新型的上述又一目的，本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電 保護的接地故障斷路裝置應用于輸入電源及負載。該具有壽命終止故障指示及斷電保護的 接地故障斷路裝置包含第一硅控整流器；反向單元，該反向單元電連接至該第一硅控整流 器的間極；測試開關單元，該測試開關單元電連接至該反向單元、該輸入電源及該負載 ’警 示單元，該警示單元電連接至該第一硅控整流器；及接地故障斷路器，該接地故障斷路器電 連接至該反向單元、該輸入電源及該負載。該接地故障斷路器包含第二硅控整流器，該第 二硅控整流器電連接至該反向單元；開關單元，該開關單元電連接至該輸入電源及該負載； 開關控制單元，該開關控制單元電連接至該開關單元、該第一硅控整流器及該第二硅控整 流器；及整流濾波單元，該整流濾波單元電連接至該輸入電源、該開關單元、該開關控制單 元、該第一硅控整流器及該第二硅控整流器。其中，當測試漏電信號產生時，提供驅動電源 給該反向單元，且該輸入電源產生漏電現象，若該接地故障斷路器故障，則該第二硅控整流 器將不被觸發，使得該反向單元輸出一啟動信號以觸發該第一硅控整流器，使得該警示單 元發出警告。由以上技術方案可以看出，本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護的接 地故障斷路裝置成本低廉電路簡單，可在該接地故障斷路器內部各個重要電路運作失敗的 同時中斷電源保護使用者并發出警示信號告知使用者；且該第一硅控整流器被觸發后永久 導通，該輸入電源永遠無法傳遞至該負載，且該具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地 故障斷路裝置也無法被使用者重置，如此將強迫使用者更換新的該具有壽命終止故障指示 及斷電保護的接地故障斷路裝置，以避免使用者忘記更換，達到使用上的安全性。
圖1為公知接地故障斷路器的實施例方框圖；圖2為本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置方 框圖；圖3為本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置的 實施例電路圖。附圖標記說明漏電感應電路20A[0021]控制電路30A電源電路40A負載50A斷路器60A測試電路70A復位電路80A具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置20輸入電源10負載3O測試開關單元202警示單元204第一硅控整流器206反向單元208接地故障斷路器210整流濾波單元212開關單元214開關控制單元216晶體管開關單元218第二硅控整流器222控制單元224感應單元226重置開關單元228驅動電源Vl直流電源V2啟動信號Sl
具體實施方式
請參考圖2，其為本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷 路裝置方框圖。本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置20 應用于輸入電源10及負載30。該具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置 20包含測試開關單元202、警示單元204、第一硅控整流器206、反向單元208及接地故障 斷路器210。該接地故障斷路器210包含整流濾波單元212、開關單元214、開關控制單元 216、晶體管開關單元218、第二硅控整流器222、控制單元224、感應單元226及重置開關單 元 228。該控制單元224電連接至該第二硅控整流器222的間極及該感應單元226 ；該開 關單元214電連接至該輸入電源10、該負載30、該感應單元226、該開關控制單元216及該 整流濾波單元212 ；該開關控制單元216電連接至該開關單元214、該整流濾波單元212、該 晶體管開關單元218、該重置開關單元228、該第二硅控整流器222及該警示單元204 ；該晶 體管開關單元218電連接至該開關控制單元216 ；該測試開關單元202電連接至該輸入電源10、該負載30及該反向單元208 ；該反向單元208電連接至該測試開關單元202、該第二 硅控整流器222及該第一硅控整流器206的間極；該第一硅控整流器206電連接至該警示 單元204。 該接地故障斷路器210的動作原理與公知技術相同，故此處不再贅述；以下將詳 述本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置20如何測試該接 地故障斷路器210內部電路運作是否正常。當測試漏電信號產生時(借由按下該測試開關單元202，并可提供驅動電源Vl給 該反向單元208)，若該接地故障斷路器210故障，則該第二硅控整流器222將無法被觸發， 使得該反向單元208輸出啟動信號Sl以觸發該第一硅控整流器206導通；使得該整流濾波 單元212輸出的直流電源V2將流經該警示單元204以及該第一硅控整流器206 (因為該警 示單元204及該第一硅控整流器206的內阻遠小于該開關控制單元216)，則該開關控制單 元216 (因為該開關控制單元216未達到額定電壓)將無法被驅動；使得該開關單元214斷 路，該輸入電源10無法傳遞至該負載30，以及該警示單元204發出警告，該接地故障斷路器 210已經故障無法使用；此時因為該第一硅控整流器206被觸發后永久導通，且無法被使用 者重置，該輸入電源10永遠無法傳遞至該負載30，將強迫使用者更換新的該具有壽命終止 故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置20，如此可避免使用者忘記更換。其中，該警示單元204可為發光二極管(發出光亮以作為警示)或蜂鳴器(發出 聲音以作為警示)；該反向單元208可為反向器。當該測試漏電信號產生時，而該接地故障斷路器210正常運作(如背景技術所 述)，則該反向單元208不會觸發該第一硅控整流器206導通，該警示單元204不會發出警 示；這樣代表該接地故障斷路器210運作正常，此時如背景技術所述，使用者需按下該重置 開關單元228以關閉該第二硅控整流器222。請參考圖3，其為本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷 路裝置的實施例電路圖。本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置20也可只 使該警示單元204發出警告而不中斷電流，其實施方法為使圖2所示的該警示單元204的 上方不連接至該開關控制單元216，而連接至能供給該警示單元204的電源處，例如圖3中 電阻R4的右側。本實用新型的具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置20成本低 廉電路簡單，可在該接地故障斷路器210內部各個重要電路運作失敗的同時中斷電源保護 使用者并發出警示信號告知使用者；且該第一硅控整流器206被觸發后永久導通，該輸入 電源10永遠無法傳遞至該負載30，且該具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷 路裝置20也無法被使用者重置，如此將強迫使用者更換新的該具有壽命終止故障指示及 斷電保護的接地故障斷路裝置20，以避免使用者忘記更換，達到使用上的安全性。以上所述僅為本實用新型的較佳可行實施例，并非用于限定本實用新型的保護范 圍，故凡是運用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構變化，均同理包含于本實用 新型的保護范圍內。
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權利要求一種具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置，其特征在于，應用于輸入電源及負載，該具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置包含第一硅控整流器；反向單元，該反向單元電連接至該第一硅控整流器的閘極；測試開關單元，該測試開關單元電連接至該反向單元、該輸入電源及該負載；及接地故障斷路器，該接地故障斷路器電連接至該反向單元、該輸入電源及該負載；其中，該接地故障斷路器包含第二硅控整流器，該第二硅控整流器電連接至該反向單元；開關單元，該開關單元電連接至該輸入電源及該負載；開關控制單元，該開關控制單元電連接至該開關單元、該第一硅控整流器及該第二硅控整流器；及整流濾波單元，該整流濾波單元電連接至該輸入電源、該開關單元、該開關控制單元、該第一硅控整流器及該第二硅控整流器；其中，當測試漏電信號產生時，提供驅動電源給該反向單元，且該輸入電源產生漏電現象，若該接地故障斷路器故障，則該第二硅控整流器將不被觸發，使得該反向單元輸出啟動信號以觸發該第一硅控整流器，使得該整流濾波單元輸出的直流電源流經該第一硅控整流器而中斷該開關控制單元電源供應，該輸入電源無法傳遞至該負載。
2.根據權利要求1所述的具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置，其 特征在于，還包含警示單元，該警示單元電連接至所述第一硅控整流器。
3.根據權利要求2所述的具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置，其 特征在于，所述警示單元為發光二極管或蜂鳴器。
4.根據權利要求2所述的具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置，其 特征在于，所述接地故障斷路器還包含控制單元，該控制單元電連接至所述第二硅控整流器的閘極； 感應單元，該感應單元電連接至該控制單元、所述開關單元及負載； 晶體管開關單元，該晶體管開關單元電連接至所述開關控制單元；及 重置開關單元，該重置開關單元電連接至所述第二硅控整流器、整流濾波單元、警示單 元及開關控制單元。
5.根據權利要求1所述的具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置，其 特征在于，所述反向單元為反向器。
6.一種具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置，其特征在于，應用于 輸入電源及負載，該具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置包含第一硅控整流器；反向單元，該反向單元電連接至該第一硅控整流器的閘極；測試開關單元，該測試開關單元電連接至該反向單元、該輸入電源及該負載；警示單元，該警示單元電連接至該第一硅控整流器；及接地故障斷路器，該接地故障斷路器電連接至該反向單元、該輸入電源及該負載； 其中，該接地故障斷路器包含第二硅控整流器，該第二硅控整流器電連接至該反向單元；開關單元，該開關單元電連接至該輸入電源及該負載；開關控制單元，該開關控制單元電連接至該開關單元、該第一硅控整流器及該第二硅 控整流器；及整流濾波單元，該整流濾波單元電連接至該輸入電源、該開關單元、該開關控制單元、 該第一硅控整流器及該第二硅控整流器；其中，當測試漏電信號產生時，提供驅動電源給該反向單元，且該輸入電源產生漏電現 象，若該接地故障斷路器故障，則該第二硅控整流器將不被觸發，使得該反向單元輸出啟動 信號以觸發該第一硅控整流器，使得該警示單元發出警告。
7.根據權利要求6所述的具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置，其 特征在于，所述警示單元為發光二極管或蜂鳴器。
8.根據權利要求6所述的具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置，其 特征在于，所述接地故障斷路器還包含控制單元，該控制單元電連接至該第二硅控整流器的閘極；感應單元，該感應單元電連接至該控制單元、所述開關單元及負載；晶體管開關單元，該晶體管開關單元電連接至所述開關控制單元；及重置開關單元，該重置開關單元電連接至所述第二硅控整流器、整流濾波單元、警示單 元及開關控制單元。
9.根據權利要求6所述的具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置，其 特征在于，所述反向單元為反向器。
專利摘要本實用新型公開了一種具有壽命終止故障指示及斷電保護的接地故障斷路裝置，包含第一硅控整流器、反向單元、測試開關單元及接地故障斷路器。該接地故障斷路器包含第二硅控整流器、開關單元、開關控制單元及整流濾波單元。當測試漏電信號產生時，提供驅動電源給該反向單元，且該輸入電源產生漏電現象；該接地故障斷路器若為故障，該第二硅控整流器將無法被觸發，使得該反向單元觸發該第一硅控整流器；使得該整流濾波單元輸出的直流電源流經該第一硅控整流器而中斷該開關控制單元電源供應，使得該開關單元電連接的輸入電源無法傳遞至該開關單元電連接的負載。
文檔編號H02H3/04GK201629557SQ20102012532
公開日2010年11月10日 申請日期2010年2月23日 優先權日2010年2月23日
發明者李宜晃, 王智寰, 顧英明 申請人:無錫國豐電子科技有限公司