專利名稱：一種地線報警車載電源保安器的制作方法
技術領域：
本發明涉及車載電源安全領域，具體地來說為一種具有防過壓，欠壓和漏電的地線報警車載電源保安器。
背景技術：
通訊車內車箱和地線之間的電壓高于人體安全電壓時，對人對造成觸電傷害，車內的電子設備或者精密通訊設備的使用也會受到影響，通訊車內車箱和地線之間的電壓高于人體安全電壓時，對人對造成觸電傷害，車內的電子設備或者精密通訊設備的使用也會受到影響。一般所采用的觸點保安器，為簡單的電流互感器，電流互感器的初級線圈上有由兩根導線并在一起繞成的，一根接火線，一根接地線.正常情況下，初級線圈的兩根導線中 一來一往的電流大小相同，方向相反，變壓器的鐵芯產生的磁性剛好互相抵消，因此，次級線圈上沒有感應電流產生。而對于要求很高的通訊車載用保安器，對保安器的靈敏度要求高，并要求具有不受通信信號和外來信號的干擾，現有的保安器的結構和功能則達不到這個要求。
發明內容針對現有技術中存在的問題，本發明要解決的問題在于提供一種車載用電源保安器。本發明采用的技術方案如下一種地線報警車載電源保安器，包括漏電取樣電路，光報警電路，控制轉化器，聲報警電路，斷電執行電路和地線報警電路，其中漏電取樣電路的輸出端連接電壓比較器ICla的兩個輸入端，電壓比較器ICla的輸出端連接光報警電路的R-S觸發器的R端，R-S觸發器的輸出端連接有發光二極管VD6的一端，發光二極管VD6的另一端連接有控制轉化器的輸入端，控制轉化器的一輸出端通過二極管VD8與聲報警電路的輸入端連接；控制轉化器的另一輸出端連接電源切斷電路的輸入端，斷電執行電路的輸出端連接有三級管VTl的基極，三極管VTl的集電極連接有交流繼電器，控制電源的切斷；地線報警電路通過發光二極管VD9連接到聲報警電路的輸入端。地線報警電路的組成為電阻R20與電容C18并聯后與電阻R19串聯，再與電容C17并聯后通過串聯電阻R18連接在觸電JX1，電阻R20的另一端連接在觸電JX2上，電阻R10、電阻R21和變阻器RP2串聯后連接在觸電JXl和觸電JX2上，變阻器RP2的抽頭連接有一電壓比較器IClb的5端，電壓比較器IClb的6端連接在電容C18和電阻R19之間，電壓比較器IClb的輸出端7端與發光二極管VD9連接。漏電取樣電路包括一防射頻干擾電容C12，防射頻干擾電容C12并聯有相互串聯的二極管VD5、電阻Rll和電容C13，防射頻干擾電容C12還并聯有相互串聯的電阻R10、電阻R14和電阻器RP1，電阻R12和電阻R13串聯后與電容C13并聯，電阻R13并聯有電容C14，電阻器RPl的抽出端和電容C14分別與電壓比較器ICla的輸入端相連。[0008]光報警電路還包括一開關按鈕SB3，開關按鈕SB3的一端與變阻器RPl連接，另一端通過電阻R16與R-S觸發器的S端連接。控制轉化器包括二輸入端四與非門IC2和一二極管VD8，其中二輸入端四與非門的12、13腳與發光二極管VD6的輸出連接，二輸入端四與非門的10腳連接有二極管VD8的一端。聲報警電路包括與非門IC5a、與非門IC5b和振蕩電路，其中與非門IC5a的13腳連接二極管VD8，與非門IC5a的14腳通過電阻R22與控制轉化器的二輸入端四與非門IC2的12或13腳連接；與非門IC5a的11腳連接與非門IC5b的8或9腳，與非門IC5b的輸出端通過電容C28連接到與非門IC5a的12腳。 振蕩電路包括與非門IC6c和與非門IC6d，其中與非門IC6c的輸入端2腳連接與非門IC5b的輸出端10腳，與非門IC6c的輸出端3腳連接與非門IC6d的輸入端的5腳或6腳；與非門IC6d的4腳通過電容C29和電阻R32連接與非門IC6c的I腳；振蕩電路的輸出端通過電容C30和放大電路連接有揚聲器。電源切斷電路通過與非門IC4a的2腳接受控制轉化器的信號，與非門IC4a的3腳連接與非門IC4b的12腳和13腳，與非門IC4b的11腳通過電阻連接R26連接三極管VTl的基極，三極管VTl的集電極連接繼電器KR2控制與電源的連接。車載電源保安還包括應急供電電路，應急供電電路主要由一 J-K觸發器IC3、與非門IC4c和與非門IC4d組成，其中J-K觸發器IC3的2腳連接與非門IC4c的5腳，與非門IC4c的4腳連接與非門IC4d的8腳和9腳，與非門IC4d的10腳連接發光二極管VD7。本發明具有如下的優點和技術效果I.采用與非門和R-S觸發器組成的車載電源保安器，具有信號靈敏，結構簡單，為模塊化結構，具有聲光報警功能；2.具有應急供電電路，不會因斷電而導致不能用電，并且應急供電電路與其他元件屬于相同的信號控制，具有即時快速的特點；3.采用的地線報警電路具有光報警和聲報警功能，確保車輛使用上的安全；4.本發明車載電源保安器具有防磁效果，不受通訊信號的影響。
圖I為本發明實施例的結構框圖；圖2為本發明實施例漏電取樣電路和光報警電路的電路原理圖；圖3為本發明實施例控制轉化器和斷電執行電路的電路原理圖；圖4為本發明實施例聲報警電路的電路原理圖；圖5為本發明實施例地線報警電路的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本發明做出詳細地說明如圖1-5所示，本發明的一種地線報警車載電源保安器，包括漏電取樣電路，光報警電路，控制轉化器，聲報警電路，斷電執行電路，其中漏電取樣電路的輸出端連接一電壓比較器ICla的兩個輸入端，電壓比較器ICla的輸出端連接光報警電路的R-S觸發器RSl的R端，R-S觸發器RSl的輸出端連接有一發光二極管VD6的一端，發光二極管VD6的另一端連接有控制轉化器的輸入端，控制轉化器的一輸出端通過二極管VD8與聲報警電路的輸入端連接；控制轉化器的另一輸出端連接電源切斷電路的輸入端，斷電執行電路的輸出端連接有一三級管VTl的基極，三極管VTl的集電極連接有交流繼電器，控制電源的切斷。如圖2所示，漏電取樣電路包括一防射頻干擾電容C12，防射頻干擾電容C12并聯有相互串聯的二極管VD5、電阻Rll和電容C13，防射頻干擾電容C12還并聯有相互串聯的電阻R10、電阻R14和電阻器RP1，電阻R12和電阻R13串聯后與電容C13并聯，電阻R13并聯有電容C14，電阻器RPl的抽出端和電容C14分別與電壓比較器ICla的兩輸入端連接。電阻R14、電阻器RPl組成的為基準電壓電路。光報警電路還包括一開關按鈕SB3，開關按鈕SB3的一端與變阻器RPl連接，另一端通過電阻R16與R-S觸發器RSl的S端連接。“開關按鈕SB3的作用在于，按下時， 使R-S觸發器RS的S端為低電平，觸發器翻轉為置“I”狀態(R=i、S=0、q=i), R-S觸發器RS的其輸出端3腳(Q端)為高電平，發光二極管VD6截止，漏電報警燈熄滅。如圖3所示，控制轉化器包括二輸入端四與非門IC2和一個二極管VD8，其中二輸入端四與非門的12、13腳與發光二極管VD6的輸出連接，二輸入端四與非門的10腳連接二極管VD8的一端。如圖4所不,聲報警電路包括與非門IC5a、與非門IC5b和振蕩電路,其中與非門IC5a的13腳連接控制轉化器的二極管VD8，與非門IC5a的14腳通過電阻R22與控制轉化器的二輸入端四與非門IC2的12或13腳連接；與非門IC5a的11腳連接與非門IC5b的8或9腳，與非門IC5b的輸出端通過電容C28連接到與非門IC5a的12腳。振蕩電路包括與非門IC6c和與非門IC6d，其中與非門IC6c的輸入端2腳連接與非門IC5b的輸出端10腳，與非門IC6c的輸出端3腳連接與非門IC6d的輸入端的5腳或6腳；與非門IC6d的4腳通過電容C29和電阻R32連接與非門IC6c的I腳；振蕩電路的輸出端通過電容C30和放大電路連接有揚聲器。放大電路由三極管VT2和三極管VT3組成，信號放大后經過電容C32連接到揚聲器BL。如圖3所示，斷電執行電路通過與非門IC4a的2腳接受控制轉化器的信號，與非門IC4a的3腳連接與非門IC4b的12腳和13腳，與非門IC4b的11腳通過電阻連接R26連接三極管VTl的基極，三極管VTl的集電極連接繼電器KR2控制與電源的連接。如圖I和圖3所示，車載電源保安器還包括應急供電電路，應急供電電路主要由一J-K觸發器IC3、與非門IC4c和與非門IC4d組成，其中J-K觸發器IC3的2腳連接與非門IC4c的5腳，與非門IC4c的4腳連接與非門IC4d的8腳和9腳，與非門IC4d的10腳連接發光二極管VD7。應急供電電路具有一應急開關SB4，應急開關SB4連接有一電容C23，應急開關SB4的一端連接在控制轉化器中二輸入端四與非門的11腳和J-K觸發器IC3的S端。發生漏電報警時，又需要短時間繼續供電，此時按一下應急按鈕SB4，便可實施應急供電，其電路工作原理是，報警時與非門IC2d的12腳和13腳為低電平。與非門IC2d的11腳，與非門IC2c的8腳和9腳為高電平。與非門IC2c的10腳及J-K觸發器IC3的7腳(S端)為低電平，此時按一下“應急”按鈕SB4，則正觸發脈沖便加到J一K觸發器IC3的3腳(CP端)，使觸發器翻轉，其輸出端I腳(Q端)由高電平變為低電平，J一K觸發器IC3的2腳(Q非端)由低電平變為高電平，此時通過與非門IC4a、與非門IC4d兩與非門使三極管vn截止，繼電器KR2不工作，從而完成了應急供電功能。與此同時由與非門IC4b、與非門IC4c兩與非門組成的震蕩頻率而高低變化，這一變化的電位控制應急顯示燈VDlO閃亮，從而完成了應急供電時，應急燈閃亮的功能。應急供電結束，再按一下應急開關SB4,使J-K觸發器IC3翻轉回原來狀態，即Q端為高電平，Q非端為低電平，切斷電源，應急燈熄滅，解除應急供電，恢復原報警狀態。如圖5所示，地線報警電路的組成為電阻R20與電容C18并聯后與電阻R19串聯，再與電容C17并聯后通過串聯電阻R18連接在觸電JX1，電阻R20的另一端連接在觸電JX2上，電阻R10、電阻R21和變阻器RP2串聯后連接在觸電JXl和觸電JX2上，變阻器RP2的抽頭連接有一電壓比較器IClb的5端，電壓比 較器IClb的6端連接在電容C18和電阻R19之間，電壓比較器IClb的輸出端7端與發光二極管VD9連接。本發明的具體工作原理過程如下當“車皮”不漏電時，觸點JXl和JX2之間的電壓小于36伏，電壓比較器ICla的2腳電位低于3腳電位，其輸出端I腳及R-S觸發器RSl的6腳(R端)為高電位，此時2腳(S端)也為高電位，其輸出端3腳(Q端)為高電平(R=I、S=i、Q-l觸發器保持原來狀態)，漏電報警指示燈發光二極管VD6不導通，漏電報警執行電路不工作，此時為正常供電狀態。當車皮漏電電壓彡36V時，此電壓經漏電取樣電路分壓、整流、濾波后，使電壓比較器ICla的2腳電位高于3腳電位，其輸出端I腳及R-S觸發器RSl的6腳(R端)為低電位，R-S觸發器RSl的輸出端3腳(Q端)由高電平變為低電平，觸發器為置“0”狀態(S=I、R=0、Q=0)，則9V電源經電阻R22使發光二極管VD6導通，漏電報警燈亮，發出漏電的光報警信號。由于發光二極管VD6導通,使與非門IC2d的12、13腳為低電平,其11腳為高電平，此高電平分兩路去控制聲報警電路和斷電執行電路，其控制過程如下與非門IC2d的11腳的高電平，一路送至與非門IC2c的8和9腳，使其10腳為低電平，此低電平經二極管VD8送到與非門IC5a的12、13腳，使其11腳為高電平，此時與非門IC6c的3腳腳及與非門IC5b的8和9腳為低電平，其10腳為高電平，此高電平去控制由電阻R31、電容C28及與非門IC6c和與非門IC6d兩個與非門組成的振蕩電路工作，則與非門IC6c輸出端的10腳的電平隨振蕩器的振蕩頻率而高低變化，這一變化的電平又去控制由電阻R32、電阻R33、電容C29及與非門IC6c和與非門IC6d組成的音頻振蕩器工作，此斷續的音頻信號經電容C30送至三極管VT2、三極管VT3放大后，使揚聲器BL發出聲報警信號。控制轉化器的與非門IC2d的11腳為高電平，另一路送至與非門IC4a的2腳，此時與非門IC4a的I腳也為高電平，所以與非門IC4a的3腳及與非門IC4b的12和13腳為低電平，與非門IC4b的11腳為高電平，此高電平經電阻R26加到三極管VTl基極，使三極管VIl導通，繼電器KR2工作，從而控制接觸點，切斷輸出端電源。當“車皮”漏電故障排除后，R-S觸發器RSl的6腳(R端)恢復為高電平，此時按一下開關按鈕SB3，使R-S觸發器RSl的2腳(S端)為低電平，R-S觸發器RSl翻轉為置“I”狀態(R=i、S=0、q=i)，其輸出端3腳(Q端)為高電平，發光二極管VD6截止，漏電報警燈熄滅，以后控制過程與漏電報警相反，使三極管VIl截止，恢復正常供電，同時與非門IC5b的10腳變為低電平，振蕩電路停止工作，報警聲消失。地線報警電路的過程如下當兩個地釘間環阻(電阻RX1、電阻RX2)>50KQ，9v電源經電阻R10、觸電JXl、電阻RXl、電阻RX2，觸電JX2構成通路，觸電JXl至觸電JX2上的直流電壓經電阻R18、電阻R19、電阻R20分壓后，使加到電壓比較器IClb的6腳電位低于5腳電位，其輸出端7腳為高電平，發光二極管VD9不導通，不發生地線報警。當兩個地釘間環阻(電阻RX1、電阻RX2)>50KQ時，觸電JXl至觸電JX2支路分流減小，電阻R18、電阻R19、電阻R20支路分流增大，電阻R20上的壓降增加，使電壓比較器IClb的6腳電位高于5腳基準電位，其輸出端7腳由高電平變為低電平，發光二極管VD9導通，地線報警燈亮。電壓比較器IClb的7腳的低電平經發光二極管VD9加到聲報警電路的與非門IC5a的12和13腳，控制后面的電路發出聲報警信號，其過程與漏電報警時相同。 按下“地線自試”按鈕，斷開電阻RX1、電阻RX2，使電阻R20上分壓更大，報警過程同上。
權利要求1.一種地線報警車載電源保安器，其特征在于，包括漏電取樣電路，光報警電路，控制轉化器，聲報警電路，斷電執行電路和地線報警電路，其中漏電取樣電路的輸出端連接電壓比較器ICla的兩個輸入端，電壓比較器ICla的輸出端連接光報警電路的R-S觸發器的R端，R-S觸發器的輸出端連接有發光二極管VD6的一端，發光二極管VD6的另一端連接有控制轉化器的輸入端，控制轉化器的一輸出端通過二極管VD8與聲報警電路的輸入端連接；控制轉化器的另一輸出端連接電源切斷電路的輸入端，斷電執行電路的輸出端連接有三級管VTl的基極，三極管VTl的集電極連接有交流繼電器，控制電源的切斷；地線報警電路通過發光二極管VD9連接到聲報警電路的輸入端。
2.按照權利要求I所述的地線報警車載電源保安器，其特征在于，地線報警電路的組成為電阻R20與電容C18并聯后與電阻R19串聯，再與電容C17并聯后通過串聯電阻R18連接在觸電JX1，電阻R20的另一端連接在觸電JX2上，電阻R10、電阻R21和變阻器RP2串聯后連接在觸電JXl和觸電JX2上，變阻器RP2的抽頭連接有一電壓比較器IClb的5端，電壓比較器IClb的6端連接在電容C18和電阻R19之間，電壓比較器IClb的輸出端7端與發光二極管VD9連接。
3.按照權利要求I所述的車載電源保安器，其特征在于，漏電取樣電路包括一防射頻干擾電容C12，防射頻干擾電容C12并聯有相互串聯的二極管VD5、電阻Rll和電容C13，防射頻干擾電容C12還并聯有相互串聯的電阻R10、電阻R14和電阻器RPl，電阻R12和電阻R13串聯后與電容C13并聯，電阻R13并聯有電容C14，電阻器RPl的抽出端和電容C14分別與電壓比較器ICla的輸入端相連。
4.按照權利要求3所述的車載電源保安器，其特征在于，光報警電路還包括一開關按鈕SB3，開關按鈕SB3的一端與變阻器RPl連接，另一端通過電阻R16與R-S觸發器的S端連接。
5.按照權利要求I所述的車載電源保安器，其特征在于，控制轉化器包括二輸入端四與非門IC2和一二極管VD8，其中二輸入端四與非門的12、13腳與發光二極管VD6的輸出連接，二輸入端四與非門的10腳連接有二極管VD8的一端。
6.按照權利要求I所述的車載電源保安器，其特征在于，聲報警電路包括與非門IC5a、與非門IC5b和振蕩電路，其中與非門IC5a的13腳連接二極管VD8，與非門IC5a的14腳通過電阻R22與控制轉化器的二輸入端四與非門IC2的12或13腳連接；與非門IC5a的11腳連接與非門IC5b的8或9腳，與非門IC5b的輸出端通過電容C28連接到與非門IC5a的12腳。
7.按照權利要求6所述的車載電源保安器，其特征在于，振蕩電路包括與非門IC6c和與非門IC6d，其中與非門IC6c的輸入端2腳連接與非門IC5b的輸出端10腳，與非門IC6c的輸出端3腳連接與非門IC6d的輸入端的5腳或6腳；與非門IC6d的4腳通過電容C29和電阻R32連接與非門IC6c的I腳；振蕩電路的輸出端通過電容C30和放大電路連接有揚聲器。
8.按照權利要求I所述的車載電源保安器，其特征在于，斷電執行電路通過與非門IC4a的2腳接受控制轉化器的信號，與非門IC4a的3腳連接與非門IC4b的12腳和13腳，與非門IC4b的11腳通過電阻連接R26連接三極管VTl的基極，三極管VTl的集電極連接繼電器KR2控制與電源的連接。
9.按權利要求I所述的車載電源保安器，其特征在于，還包括應急供電電路，應急供電電路主要由一 J-K觸發器IC3、與非門IC4c和與非門IC4d組成，其中J-K觸發器IC3的2腳連接與非門IC4c的5腳，與非門IC4c的4腳連接與非門IC4d的8腳和9腳，與非門IC4d的10腳連接發光二極管VD7。
專利摘要本實用新型為一種地線報警車載電源保安器。包括漏電取樣電路，光報警電路，控制轉化器，聲報警電路，斷電執行電路和地線報警電路，其中漏電取樣電路的輸出端連接電壓比較器的兩個輸入端，電壓比較器的輸出端連接光報警電路的R-S觸發器的R端，R-S觸發器的輸出端連接有發光二極管的一端，發光二極管的另一端連接有控制轉化器的輸入端，控制轉化器的一輸出端通過二極管與聲報警電路的輸入端連接；控制轉化器的另一輸出端連接電源切斷電路的輸入端，斷電執行電路的輸出端連接有三級管的基極，三極管的集電極連接有交流繼電器，控制電源的切斷；地線報警電路通過發光二極管連接到聲報警電路的輸入端。具有防過壓，欠壓和漏電的優點。
文檔編號H02H3/04GK202503256SQ20122010379
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月20日 優先權日2012年3月20日
發明者唐慧慧, 郭西華 申請人:燕山大學