專利名稱：電子智能開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種開關(guān)，特別是涉及一種具有過壓、過流、漏電保護(hù)；用戶采用一組總開關(guān)，分開關(guān)采用整體組合式的電子智能開關(guān)。
隨著我國綜合國力的不斷增強(qiáng)，人民生活水平的不斷提高，城鄉(xiāng)居民的住宅建設(shè)逐步向舒適、寬敞、多元化方向發(fā)展。與此同時(shí)，大屏幕彩電、空調(diào)、電暖氣、微波爐等大功率高檔家用電氣逐步進(jìn)入家庭；企事業(yè)單位為樹立現(xiàn)代企業(yè)形象，也不斷增加如計(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等現(xiàn)代辦公設(shè)施。這些高檔用電設(shè)備如何能安全可靠的運(yùn)行，就必然提到議事日程。這就要求性能穩(wěn)定、保護(hù)可靠、出現(xiàn)問題即刻分?jǐn)嚯娫吹碾姎獗Ｗo(hù)開關(guān)一并進(jìn)入家庭及企事業(yè)單位與之配套。
目前普遍使用的開關(guān)保護(hù)器大多是空氣開關(guān)、漏電開關(guān)，空氣開關(guān)在使用中公認(rèn)的有以下幾方面問題1、空氣開關(guān)是采用雙金屬片結(jié)構(gòu)，利用金屬變形來實(shí)現(xiàn)電路分?jǐn)?，?shí)踐證明，重復(fù)性不好、性能不穩(wěn)定。
2、環(huán)境溫度對雙金屬片的影響很大，按夏天整定的保護(hù)值不適應(yīng)冬天，按冬天整定的保護(hù)值不適應(yīng)夏天。
3、國外又推出三金屬片式，在負(fù)載電流達(dá)到三倍以上額定電流實(shí)現(xiàn)分?jǐn)噙€比較可靠，但三倍以下實(shí)現(xiàn)分?jǐn)鄷r(shí)間很長，而且價(jià)格昂貴，不適合普遍應(yīng)用。
4、空氣開關(guān)對電路分?jǐn)鄷r(shí)只分?jǐn)嗷鹁€，如果電源進(jìn)線零火線接反，會(huì)給用戶帶來安全隱患。
本實(shí)用新型的目的，是提供一種具有過壓、過流、漏電保護(hù)功能，且不受環(huán)境溫度影響、重復(fù)性好、性能穩(wěn)定的電子智能開關(guān)。
電子智能開關(guān)，包括殼體、總電源開關(guān)和多個(gè)分開關(guān)，多個(gè)分開關(guān)為整體組合式開關(guān)，一組進(jìn)線，分組出線，即電源到戶采用一組總開關(guān)，多組分開關(guān)包括分開關(guān)I和多個(gè)分開關(guān)II?？傠娫撮_關(guān)具有過壓、總過流保護(hù)功能，各分開關(guān)具有過流、防觸漏電保護(hù)功能。殼體由上殼體、下殼體組成，在下殼體內(nèi)分別設(shè)有總電源室和多個(gè)分開關(guān)室。上、下殼體扣合，并通過螺栓固定連接在一起。從低壓進(jìn)戶，過壓具有兩級(jí)保護(hù)，過流具有三級(jí)保護(hù)、觸漏電具有一級(jí)保護(hù)，充分保證了用電的安全性和可靠性。電路部份包括電源、過壓保護(hù)電路、過流保護(hù)電路、觸漏電保護(hù)電路、故障記憶指示電路和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括脫扣開關(guān)。電子智能開關(guān)所需的直流電源采用C1電容降壓、由二極管D1-D3構(gòu)成的半波整流電路，整流后，再經(jīng)電容C2濾波，經(jīng)電阻R1為顯示部分提供電源VCC1，經(jīng)R2降壓，電容C3濾波，穩(wěn)壓管DW穩(wěn)壓后，為集成電路運(yùn)算放大器IC提供電源VCC2(見圖4)。過壓保護(hù)電路包括電位器RW、二極管D1、D2、電阻R1、電容C1。RW調(diào)到設(shè)定值，當(dāng)電源電壓高于某一值時(shí)，DW導(dǎo)通D1、D2有正脈沖輸出，一路觸發(fā)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可控硅，使之導(dǎo)通，脫扣開關(guān)切斷電源，另一路觸發(fā)故障記憶顯示，使發(fā)光二極管發(fā)光報(bào)警(見圖5)。過流、短路保護(hù)電路(見圖6)，包括電流傳感器CGQ、運(yùn)算放大器IC1、IC2、二極管D1-D3、電阻R1-R5和電位器RW電流信號(hào)由電流傳感器CGQ輸出，經(jīng)IC1、IC2放大，當(dāng)調(diào)節(jié)RW，使電流達(dá)到保護(hù)點(diǎn)電流時(shí)，IC2有輸出信號(hào)，經(jīng)D1、D2輸出正脈沖，一路觸發(fā)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，即脫扣開關(guān)線圈串聯(lián)的可控硅的觸發(fā)極，實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)，另一路觸發(fā)故障記憶顯示，使發(fā)光二極管發(fā)光。觸漏電保護(hù)電路(見圖7)包括可控硅T、漏電線圈L、電阻R1、R2、電容C1、二極管D1、D2。漏電線圈采用雙線并繞，當(dāng)有觸電現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，二次線圈經(jīng)D1、D2有正脈沖輸出，一路觸發(fā)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可控硅T的觸發(fā)極，T導(dǎo)通，達(dá)到掉電保護(hù)，另一路觸發(fā)故障記憶顯示部分，發(fā)光二極管發(fā)光。故障指示記憶電路為一發(fā)光二極管LED1，串接在可控硅T1電路中(見圖8)。當(dāng)有故障信號(hào)輸入時(shí)，可控硅T1導(dǎo)通，發(fā)光二極管LED1發(fā)光。因可控硅工作在正向偏置電壓中，因此，可控硅一旦導(dǎo)通，即使觸發(fā)信號(hào)消失，可控硅仍然處于導(dǎo)通狀態(tài)，即發(fā)光二極管始終點(diǎn)燃，記錄故障現(xiàn)象，如過流引起的掉電保護(hù)，過流記憶二極管點(diǎn)燃，當(dāng)故障排除后，重新供電時(shí)，應(yīng)先按復(fù)位按鈕K1，發(fā)光二極管熄滅，然后再合閘送電。
總電源開關(guān)的過壓保護(hù)、總過流保護(hù)電路的電器元件中電流傳感器、脫扣開關(guān)、復(fù)位開關(guān)、電源、過壓、過流指示燈等固設(shè)在殼體上，其余電器元件裝設(shè)在電路板上，電路板設(shè)置在總電源室內(nèi)。各分開關(guān)的過流、防觸漏電電路中的電流傳感器、脫扣開關(guān)、指示燈等分別固設(shè)在各分開關(guān)的殼體上，而其余電器元件則分別設(shè)置在各分開關(guān)的電路板上，各分開關(guān)電路板分別固定在與之對應(yīng)的分開關(guān)室內(nèi)。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型電子智能開關(guān)，采用實(shí)用的交流電流傳感器，配以成熟的電子技術(shù)，因此在性能上優(yōu)于國內(nèi)外任何一種空氣開關(guān)的過電流特性，而且它不受環(huán)境溫度影響，重復(fù)性好，性能穩(wěn)定。
2、本電子智能開關(guān)增加了過電壓保護(hù)功能。保護(hù)點(diǎn)準(zhǔn)確可靠，當(dāng)中性線開路、對地接觸不好，而引起中性點(diǎn)電位偏移，造成某一相電壓增高以及其它意外事故造成高壓進(jìn)戶時(shí)，可以有效地保護(hù)家用電器及用電儀器、設(shè)備。
3、本實(shí)用新型電子智能開關(guān)在實(shí)現(xiàn)分?jǐn)嚯娐窌r(shí)，零火線同時(shí)分?jǐn)?，提高了用電的安全性?br> 4、具有故障記憶功能，當(dāng)出現(xiàn)觸漏電、過壓、過流、短路故障時(shí)，對應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮，而且故障不排除，指示燈不滅，并且送不上電，這樣一方面充分保證了用電器的安全，另一方面給用戶排除故障提供了方便。


圖1、圖2、圖3、圖4、圖5分別是本實(shí)用新型可采用的電源、過壓、過流及短路、觸漏電、故障指示和記憶電路原理圖。圖6是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7、圖8、圖9、分別是總電源開關(guān)電路原理圖、分開關(guān)電路原理圖、空調(diào)分開關(guān)電路原理圖。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
電子智能開關(guān)，包括由上殼體1、下殼體2連接構(gòu)成的殼體、總電源開關(guān)3、多個(gè)分開關(guān)II和一個(gè)分開關(guān)I。多個(gè)分開關(guān)II包括電燈開關(guān)5、廚房開關(guān)6、墻壁開關(guān)7。總電源開關(guān)3，多個(gè)分開關(guān)II和分開關(guān)I為整體組合式開關(guān)，一組進(jìn)線8、分組出線9?？傠娫撮_關(guān)電路(見圖7)包括過壓保護(hù)電路、總過流保護(hù)電路、執(zhí)行電路和故障指示、記憶電路及總開關(guān)K。過壓保護(hù)電路，包括電阻R1、R2、穩(wěn)壓管DW、二極管D1、D2?？傔^流保護(hù)電路，包括運(yùn)算放大器IC1、IC2、電位器RW、電流傳感器CGQ、二極管D3、D4、電阻R6-R10。故障指示、記憶電路，包括可控硅T1、T2、發(fā)光二極管LED1、LED2、電容C2、C3、電阻R3、R4、R5，可控硅T1、T2為169。執(zhí)行電路包括脫扣開關(guān)L、電阻R13、R11、可控硅T3、電容C5。電阻R1、R2串聯(lián)后，R1接電源火線，R2接0線，穩(wěn)壓管DW一端接R1與R2連線的P點(diǎn)，另一端經(jīng)D1接T1的觸發(fā)極，經(jīng)D2接T3的觸發(fā)極、經(jīng)C1接地。故障指示、記憶電路中R3、LED1、T1串聯(lián)后，R3接復(fù)位開關(guān)AN，T1接地，C2、R4的一端接T1的觸發(fā)極，另一端接地，R3、LED2、T2串聯(lián)，T2觸發(fā)極接D5。總過流保護(hù)電路中，電流傳感器CGQ接RW，另一端接地。IC1的2腳經(jīng)電位器RW的調(diào)節(jié)端、電阻R6接IC1的1腳，IC1的1腳經(jīng)D3、R7、D4接IC2的6腳。C4、R9的一端接D4，另一端接地。IC1的8腳接直流電源VCC。IC2的6腳經(jīng)R8接直流電源VCC，IC2的5腳經(jīng)R9接地。IC2的7腳經(jīng)D6接T3的觸發(fā)極。L與R13并聯(lián)后一端接火線，另一端接T3，T3接地，T3的觸發(fā)極接D6，同時(shí)接D2?？傞_關(guān)K合閘后，電流經(jīng)R12、D7使發(fā)光二極管LED3亮。
其工作原理是過壓信號(hào)由R1、R2分壓取得，當(dāng)電源電壓超過允許值時(shí)(248±2％)DW導(dǎo)通經(jīng)D1、D2分別觸發(fā)T1(169-1)、T3(169-3)，脫扣開關(guān)L動(dòng)作，總開關(guān)K分?jǐn)嗲袛嗳侩娫矗琇ED1點(diǎn)亮，過壓故障記憶顯示。
總過流電路由運(yùn)算放大器IC1、IC2及相關(guān)元件組成，CGQ為交流電流傳感器，RW為設(shè)定電流調(diào)整電位器，當(dāng)通過電流超過設(shè)定值時(shí)，經(jīng)IC1、IC2兩級(jí)放大輸出信號(hào)經(jīng)D5、D6分別觸發(fā)T2(169-1)、T3(169-3)脫扣開關(guān)L分?jǐn)?，LED2亮，達(dá)到過流保護(hù)及故障記憶顯示的目的。
總過流電路中的電流傳感器、脫扣開關(guān)、發(fā)光二極管固設(shè)在殼體上設(shè)定的位置，其余電子元器件裝設(shè)在總電源開關(guān)的電路板10上，電路板10固定在下殼體2內(nèi)的總電源開關(guān)室11內(nèi)。
分開關(guān)I為空調(diào)開關(guān)4，分開關(guān)I包括空調(diào)總開關(guān)K1、直流電源電路、電源接通指示電路、過流保護(hù)電路、故障指示、記憶電路和執(zhí)行電路。直流電源電路包括電容C1、C2，二極管D1-D3、電阻R1、R3和由電容C7與穩(wěn)壓管DW并聯(lián)組成的穩(wěn)壓電路。C1一端接交流電源火線，另一端接D1正極、D2負(fù)極。D1、D3的負(fù)極接R1和R3，D3的正極接交流電源的0線。C2一端接D1、D3的輸出端即負(fù)極，另一端接地。C1為降壓電容，D1-D3組成半波整流電路，提供直流電流Ve和VCC。過流保護(hù)電路包括運(yùn)算放大器IC1、IC2、電位器RW、電流傳感器CGQ、二極管D4、D5、電阻R4-R8。IC1的8腳接R3，2腳接電位器RW的調(diào)節(jié)端，電位器RW一端接CGQ，另一端經(jīng)R4接IC1的1腳。IC1的3、4腳接地，1腳經(jīng)D4、R5、D5接IC2的6腳。CGQ的一端接RW，另一端接地。IC2的6腳經(jīng)R6接VCC，經(jīng)R8接地。IC2的5腳經(jīng)R7接地，同時(shí)接D5。IC2的7腳經(jīng)D6接T1的觸發(fā)極，經(jīng)D7接T2的觸發(fā)極，執(zhí)行電路包括脫扣開關(guān)L、電阻R11、R9、可控硅T2、電容C6。R11與L并聯(lián)后，一端接交流電源火線，另一端與T2串聯(lián)，C6、R9的一端接T2的觸發(fā)極，另一端接地。故障指示、記憶電路包括發(fā)光二極管LED1、可控硅T1、電容C3、電阻R2、復(fù)位開關(guān)AN。LED1、T1、AN串聯(lián)后，LED1接R1，AN接地。C3、R2的一端接T1的觸發(fā)極，另一端接地。電源接通電路包括R10、D8、LED2。R10、D8、LED2串聯(lián)后，R10接交流電火線，LED2的負(fù)極接0線。T1為可控硅169-1、T2為可控硅169-2。
上述電路中復(fù)位開關(guān)AN、發(fā)光二極管LED1、LED2、脫扣開關(guān)L、電流傳感器CGQ固設(shè)在殼體的設(shè)定位置。其余電子元器件裝設(shè)在電路板12上，該電路板12固定在下殼體2內(nèi)的分開關(guān)室13內(nèi)。該電路的工作原理是220V交流電源經(jīng)C1降壓，D1-D3整流，C2濾波，為故障顯示、記憶電路提供直流電源Ve，經(jīng)DW、C7濾波穩(wěn)壓后為運(yùn)算放大器提供直流穩(wěn)壓電源VCC。過流保護(hù)、故障顯示、記憶電路工作原理與總電源開關(guān)的相同。電燈、廚房、墻壁各分開關(guān)II分別設(shè)置在多個(gè)分開關(guān)室15內(nèi)，且控制電路相同，均包括過流保護(hù)電路、漏電保護(hù)電路、故障顯示、記憶電路、執(zhí)行電路、交流電源工作指示電路。其中過流保護(hù)電路、故障顯示、記憶電路、執(zhí)行電路、交流電源工作指示電路與空調(diào)開關(guān)電路中的過流保護(hù)電路、故障顯示、記憶電路、執(zhí)行電路相同，故不再敘。漏電保護(hù)電路，包括漏電傳感器XQ、電容C5、二極管D5、D6。XQ串接在輸出回路里，漏電線圈采用雙線并繞。在XQ的二次線圈上并聯(lián)電容C5，二次線圈的一端接地，另一端分別經(jīng)D5、D6接T3、T2的觸發(fā)極。當(dāng)發(fā)生觸、漏電時(shí)XQ二次線圈有電壓輸出，經(jīng)D5、D6分別觸發(fā)T3(169-3)、T2(169-2)，脫扣開關(guān)分?jǐn)?，LED2點(diǎn)亮，達(dá)到保護(hù)及故障記憶顯示的目的。
電燈、廚房、墻壁各分開關(guān)電路所包含的脫扣開關(guān)、電流傳感器、發(fā)光二極管、分開關(guān)K1、復(fù)位開關(guān)AN固設(shè)在殼體設(shè)定位置，其余電子元器件分別裝設(shè)在各分開關(guān)電路板14上，各分開關(guān)的電路板14分別固定在各分開關(guān) 室15內(nèi)。
權(quán)利要求1.電子智能開關(guān)，包括殼體、總電源開關(guān)(3)、分開關(guān)(I)和多個(gè)分開關(guān)(II)，其特征在于；A、所述的總電源開關(guān)(3)、分開關(guān)(I)和多個(gè)分開關(guān)(II)分別裝設(shè)在殼體的總電源開關(guān)室(11)、分開關(guān)室(13)和多個(gè)分開關(guān)室(15)內(nèi)，一組進(jìn)線(8)、多個(gè)分組出線(9)；總電源開關(guān)(3)由總電源開關(guān)電路控制，總電源開關(guān)電路包括過壓保護(hù)電路、總過流保護(hù)電路、執(zhí)行電路和故障指示、記憶電路；過壓保護(hù)電路包括電阻R1、R2、穩(wěn)壓管DW、二極管D1、D2，R1與R2串聯(lián)后，R1接火線，R2接0線，DW一端接R1與R2連線上的P點(diǎn)，別一端接D1、D2；故障指示、記憶電路包括可控硅T1、T2、發(fā)光二極管LED1、LED2，LED1與T1串聯(lián)后，LED1經(jīng)電阻R3接復(fù)位開關(guān)AN，T1接地，T1的觸發(fā)極接D1；LED2與T2串聯(lián)后，LED2經(jīng)電阻R3接復(fù)位開關(guān)AN，T2接地；總過流保護(hù)電路包括運(yùn)算放大器IC1、IC2、電流傳感器CGQ，IC1的(8)腳接VCC，(1)腳經(jīng)二極管D3、電阻R7、二極管D4接IC2的(6)腳，CGQ的一端接RW，另一端接地，RW經(jīng)電阻R6接IC1的(1)腳，IC1的(2)腳接RW的調(diào)節(jié)端，IC2的(6)腳經(jīng)R8接VCC，IC2的(7)腳經(jīng)二極管D5接T2觸發(fā)極，經(jīng)D6接T3觸發(fā)極；執(zhí)行電路包括脫扣開關(guān)L、可控硅T3，L與電阻R13并聯(lián)后，一端接火線，另一端接T3，T3接地，T3的觸發(fā)極接D6，同時(shí)接D2；B、所述的分開關(guān)(I)，設(shè)置在分開關(guān)室(13)內(nèi)，分開關(guān)(I)由開關(guān)電路控制，開關(guān)電路，包括直流電源電路、過流保護(hù)電路、故障指示、記憶電路和執(zhí)行電路；直流電源電路包括電容C1、C2，二極管D1-D3、電阻R1、R3和由電容C7與穩(wěn)壓管DW并聯(lián)組成的穩(wěn)壓電路；C1一端接交流電源火線，另一端接D1正極、D2負(fù)極，D1、D3的負(fù)極接R1和R3，D3的正極接交流電源的0線；C2一端接D1、D3的輸出端即負(fù)極，另一端接地；過流保護(hù)電路包括運(yùn)算放大器IC1、IC2、電位器RW、電流傳感器CGQ、二極管D4、D5、電阻R4-R8；IC1的(8)腳接R3，(2)腳接電位器RW的調(diào)節(jié)端，電位器DW一端接CGQ，另一端經(jīng)R4接IC1的(1)腳；IC1的(3)、(4)腳接地，(1)腳經(jīng)D4、R5、D5接IC2的(6)腳；CGQ的一端接RW，另一端接地；IC2的(6)腳經(jīng)R6接R3，經(jīng)R8接地；IC2的(5)腳經(jīng)R7接地，同時(shí)接D5；IC2的(7)腳經(jīng)D6接T1的觸發(fā)極，經(jīng)D7接T2的觸發(fā)極，執(zhí)行電路包括脫扣開關(guān)L、電阻R11、R9、可控硅T2、電容C6；R11與L并聯(lián)后，一端接交流電源火線，另一端與T2串聯(lián)，故障指示、記憶電路包括發(fā)光二極管LED1、可控硅T1、復(fù)位開關(guān)AN；LED1、T1、AN串聯(lián)后，LED1接R1，AN接地；T1的觸發(fā)極接D6，；C、所述的多個(gè)分開關(guān)(II)的每一個(gè)分開關(guān)均由一個(gè)分開關(guān)控制電路控制，分開關(guān)控制電路包括過流保護(hù)電路、漏電保護(hù)電路、故障顯示、記憶電路、執(zhí)行電路；故障顯示、記憶電路包括發(fā)光二極管LED1、LED2、可控硅T1、T2，LED1與T1串聯(lián)后，LED1接電阻R1，T1接地，LED2與T2串聯(lián)后，LED2接電阻R1，T2接地；過流保護(hù)電路包括運(yùn)算放大器IC1、IC2，電流傳感器CGQ，IC1的(8)腳接VCC，IC1的(1)腳經(jīng)二極管D1、電阻R5、二極管D2接IC2的(6)腳，CGQ的一端接電位器RW，另一端接地，IC2的(7)腳經(jīng)二極管D3接T1觸發(fā)極，經(jīng)二極管D4接T3觸發(fā)極；執(zhí)行電路，包括脫開關(guān)(L)、電阻R11、R9，R11與L并聯(lián)后一端接火線，另一端接T3，T3接地，漏電保護(hù)電路，包括漏電傳感器XQ、電容C5、二極管D5、D6，XQ串接在輸出回路里，漏電線圈采用雙線并繞，在XQ的二次線圈上并聯(lián)電容C5，二次線圈的一端接地，另一端分別經(jīng)D5、D6接T3、T2的觸發(fā)極。
專利摘要電子智能開關(guān),包括殼體、總電源開關(guān)、多個(gè)分開關(guān),多個(gè)分開關(guān)為整體結(jié)合式,一組進(jìn)線,分組出線。總電源開關(guān)具有過壓、總過流保護(hù)功能,名分開關(guān)具有過流、防觸漏電保護(hù)功能。電路部分包括電源、過壓保護(hù)電路、過流保護(hù)電路、觸漏電保護(hù)電路、故障記憶指示電路和執(zhí)行電路。從低壓進(jìn)戶,過壓具有兩級(jí)保護(hù),過流具有三級(jí)保護(hù),觸漏電具有一級(jí)保護(hù),充分保證了用電的安全性和可靠性,可有效地保護(hù)家用電器及用電儀器、設(shè)備不受損壞。
文檔編號(hào)H02H3/20GK2496168SQ0124908
公開日2002年6月19日 申請日期2001年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月13日
發(fā)明者赫文祥, 郭少振, 吳海鷹 申請人:鞍山市電子信息技術(shù)研究開發(fā)中心