專利名稱：電接線保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用電安全保護領(lǐng)域，尤其涉及具有輸入端與輸出端之間的分?jǐn)嗵匦缘碾娊泳€保護裝置。
背景技術(shù)：
由于用戶接線的不規(guī)范，家用電器的電源插座有可能存在錯誤接線，例如將插座的相線與零線交叉接線，或?qū)⒌鼐€與相線相連，這樣易造成用電器的外殼絕緣性能下降或帶電，導(dǎo)致觸電事故發(fā)生?，F(xiàn)有的具有檢測電源插座的接線狀況功能的剩余電流保護裝置，常用的方式有兩類:第一類為采用一個電流互感器來同時檢測相、零、地線中的剩余電流；第二類為采用兩個電流互感器，即其中一個電流互感器來檢測相、零線中的剩余電流，而另一電流互感器檢測地線中的剩余電流,并且檢測相、零線中的剩余電流的電流互感器與檢測地線中的剩余電流的電流互感器的信號反饋和/或控制回路具有共用的功能模塊部分，例如共用放大電路等。第一類方式具有的缺點在于，由于一個電流互感器同時用于檢測相、零、地線中的剩余電流，例如當(dāng)相、零、地線中都同時存在剩余電流時，對相、零線中剩余電流的檢測與對地線中剩余電流的檢測會互相干擾，存在安全隱患。第二類方式雖然采用了分別的電流互感器，但是由于兩個分別的電流互感器的信號反饋和/或控制回路具有共用的功能模塊，因此兩個電流互感器實際上不能完全獨立地工作，比如在共用的功能模塊諸如放大電路故障時會導(dǎo)致兩個電流互感器均不能起到檢測剩余電流的作用，而如果為每個電流互感器均配置一套功能模塊諸如放大電路則不僅增加了裝置的復(fù)雜性，也增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個主要目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種更加可靠地檢測相、零、地線中剩余電流的電接線保護裝置。在本發(fā)明的一個實施例中，提出了一種電接線保護裝置，其特征在于，包括:相線導(dǎo)體、零線導(dǎo)體、地線導(dǎo)體；開關(guān)裝置，配置為處于第一位置時使得所述相線導(dǎo)體、零線導(dǎo)體、地線導(dǎo)體處于導(dǎo)通狀態(tài)，以及處于第二位置時使得所述相線導(dǎo)體、零線導(dǎo)體、地線導(dǎo)體處于斷路狀態(tài)；第一剩余電流檢測電路，配置為檢測所述相線導(dǎo)體和零線導(dǎo)體的剩余電流；第二剩余電流檢測電路，配置為檢測所述地線導(dǎo)體的剩余電流；信號處理電路，耦合到所述第一剩余電流檢測電路，配置為響應(yīng)于第一剩余電流檢測信號的預(yù)定錯誤條件而產(chǎn)生第一驅(qū)動信號；信號驅(qū)動電路，耦合到所述第二剩余電流檢測電路，配置為響應(yīng)于第二剩余電流檢測信號的預(yù)定錯誤條件而產(chǎn)生第二驅(qū)動信號，其中，所述相線導(dǎo)體與所述零線導(dǎo)體為所述信號驅(qū)動電路提供電壓偏置信號；整流橋，用于為所述信號處理電路提供電源；激勵裝置，耦合到所述信號處理電路以及所述信號驅(qū)動電路，配置為響應(yīng)于所述第一驅(qū)動信號以及所述第二驅(qū)動信號之一而驅(qū)使所述開關(guān)裝置處于所述第二位置。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第二剩余電流檢測電路中包括限流元件，例如限流電阻。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一剩余電流檢測電路包括一個電流互感器，所述相線導(dǎo)體和零線導(dǎo)體作為所述電流互感器的初級，所述電流互感器的次級耦合到所述信號處理電路。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第二剩余電流檢測電路包括一個電流互感器，所述地線導(dǎo)體作為所述電流互感器的初級，所述電流互感器的次級耦合到所述信號驅(qū)動電路。在本發(fā)明的一個實施例中，所述信號處理電路包括控制芯片和第一可控娃兀件。在本發(fā)明的一個實施例中，所述信號驅(qū)動電路包括第二可控硅元件。本發(fā)明所提供的電接線保護裝置具有以下優(yōu)點:在不增加電路的復(fù)雜性和成本的基礎(chǔ)上，改善了對剩余電流的檢測功能，使得對相、零線中剩余電流的檢測與對地線中剩余電流的檢測能夠獨立地進行而不會相互干擾，從而增加了檢測的可靠性和裝置的安全性。


通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更加明顯:圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電接線保護裝置100的電路圖。
具體實施例方式盡管下面的文本闡述了本發(fā)明的各種不同實施方式的詳細(xì)描述，但是應(yīng)當(dāng)理解至IJ，本發(fā)明的法律范圍由本專利所附的權(quán)利要求的文字來界定。詳細(xì)描述應(yīng)當(dāng)被解釋為僅是示范性的，并非描述本發(fā)明的每種可能的實施方式，因為描述每種可能的實施方式，即使有可能，也是不切實際的。利用當(dāng)前技術(shù)或在本專利申請日之后研發(fā)的技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)各種可替換的實施方式，這仍將落入界定本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電接線保護裝置100的電路圖。如圖所示，電接線保護裝置100包括:相線導(dǎo)體110、零線導(dǎo)體120、地線導(dǎo)體130、開關(guān)裝置140、第一剩余電流檢測電路150、第二剩余電流檢測電路160、信號處理電路170、信號驅(qū)動電路180、整流橋BD以及激勵裝置190。相線導(dǎo)體110包括輸入接線端111和輸出接線端117。零線導(dǎo)體120包括輸入接線端121和輸出接線端127。地線導(dǎo)體130包括輸入接線端131和輸出接線端137。輸入接線端111、121、131通常按照一定的標(biāo)準(zhǔn)排列、固定，并從接線保護裝置100的外殼伸出，從而形成插頭。輸出接線端117、127、137分別用于連接用電器的相應(yīng)端子。開關(guān)裝置140配置為處于第一位置時使得所述相線導(dǎo)體110、零線導(dǎo)體120、地線導(dǎo)體130處于導(dǎo)通狀態(tài)，以及處于第二位置時使得所述相線導(dǎo)體110、零線導(dǎo)體120、地線導(dǎo)體130處于斷路狀態(tài)。具體地，該實施例中的開關(guān)裝置140包括相線導(dǎo)體110中的開關(guān)141、零線導(dǎo)體120中的開關(guān)142以及地線導(dǎo)體130中的開關(guān)143。開關(guān)裝置140處于第一位置對應(yīng)于三個開關(guān)均處于閉合狀態(tài)，處于第二位置對應(yīng)于三個開關(guān)均處于斷開狀態(tài)。整流橋BD用于為所述信號處理電路170提供電源。具體地，如圖所示，該整流橋BD的兩個輸入端分別連接相線導(dǎo)體和零線導(dǎo)體，并且該整流橋BD的輸出負(fù)端接地，而輸出正端連接至信號處理電路170。整流橋BD的輸出正端一方面經(jīng)由電阻R2連接至芯片ICl的供電端以便為芯片供電，另一方面連接至可控硅元件Ql的陽極為可控硅元件Ql的陽極與陰極之間提供正向偏置電壓。第一剩余電流檢測電路150配置為檢測相線導(dǎo)體110和零線導(dǎo)體120的剩余電流。具體地，剩余電流檢測電路150包括一個電流互感器151，相線導(dǎo)體110和零線導(dǎo)體120形成電流互感器151的初級，由電流互感器151的次級感應(yīng)生成第一剩余電流檢測信號，并將該信號耦合到信號處理電路170。信號處理電路170耦合到第一剩余電流檢測電路150，配置為響應(yīng)于第一剩余電流檢測信號的預(yù)定錯誤條件而產(chǎn)生第一驅(qū)動信號。具體地，信號處理電路170包括控制芯片ICl和第一可控硅元件Ql等。第一剩余電流檢測信號的預(yù)定錯誤條件是超過一個預(yù)定值，該預(yù)定值根據(jù)電接線保護裝置100所遵循的安全標(biāo)準(zhǔn)以及相應(yīng)器件的檢測靈敏度而確定。電流互感器151的次級耦合到控制芯片IC1。當(dāng)?shù)谝皇Ｓ嚯娏鳈z測信號達到其預(yù)定錯誤條件時，控制芯片ICl輸出一個正電平信號到第一可控硅元件Ql的控制極，由于第一可控硅元件Ql的陽極與陰極之間加載的是由整流橋BD提供的正向偏置電壓，因此第一可控硅元件Ql就會被觸發(fā)導(dǎo)通。當(dāng)信號處理電路170中的第一可控硅元件Ql導(dǎo)通時，將流過大電流，從而引起整流橋BD和激勵裝置190中的螺線圈SOL上相應(yīng)地流過大電流，該大電流信號即為第一驅(qū)動信號。第二剩余電流檢測電路160配置為檢測地線導(dǎo)體130的剩余電流。具體地，第二剩余電流檢測電路160包括一個電流互感器161，地線導(dǎo)體130形成電流互感器161的初級，由電流互感器161的次級感應(yīng)生成第二剩余電流檢測信號，并將該信號耦合到信號驅(qū)動電路 180。信號驅(qū)動電路180耦合到所述第二剩余電流檢測電路160，配置為響應(yīng)于第二剩余電流檢測信號的預(yù)定錯誤條件而產(chǎn)生第二驅(qū)動信號。具體地，信號驅(qū)動電路180包括第二可控硅元件Q2，其中第二可控硅元件Q2的陽極經(jīng)由激勵裝置190中的螺線管SOL連接至相線導(dǎo)體110，第二可控硅元件Q2的陰極連接至零線導(dǎo)體120，從而由相線導(dǎo)體110與零線導(dǎo)體120提供信號驅(qū)動電路180的第二可控硅元件Q2的電壓偏置信號(即第二可控硅元件Q2的陰陽極之間的正向偏置電壓)。在相線和零線之間的交流電壓的正半周，第二可控硅元件Q2的陽極與陰極之間就會加載有正向偏置電壓。第二剩余電流檢測信號的預(yù)定錯誤條件是超過另一預(yù)定值，該預(yù)定值根據(jù)電接線保護裝置100所遵循的安全標(biāo)準(zhǔn)以及相應(yīng)器件的檢測靈敏度而確定。電流互感器161的次級耦合到信號驅(qū)動電路180中的第二可控硅元件Q2。具體地，電流互感器161的次級的輸出端一端連接信號驅(qū)動電路180中的第二可控硅元件Q2的陰極并共同連接至零線導(dǎo)體120，而電流互感器161的次級的輸出端的另一端首先串接限流元件，在這一實施例中為電阻R6，隨后一方面連接至信號驅(qū)動電路180中的第二可控硅元件Q2的控制極，而另一方面連接至電阻R7和電容CS的一端，而電阻R7和電容CS的另一端共同連接至第二可控硅元件Q2的陰極并因此連接至零線導(dǎo)體120，如圖1所示。其中，電容Cl的作用是提高系統(tǒng)的抗干擾能力，以有效保障該保護裝置的穩(wěn)定性；電阻R7用于調(diào)節(jié)電流。當(dāng)?shù)诙Ｓ嚯娏鳈z測信號達到其預(yù)定錯誤條件時，具體地，即當(dāng)?shù)鼐€導(dǎo)體中所產(chǎn)生的交流電流在電流互感器中所感應(yīng)出的交流電流的幅值超過了某一數(shù)值，進而耦接至信號驅(qū)動電路180的第二剩余電流檢測電路160所產(chǎn)生的交流電壓幅值也超過了某一數(shù)值，并且與此同時第二可控硅元件Q2的陽極與陰極之間加載的是正向偏置電壓(即在該交變電壓的正半周)，第二可控硅元件Q2就會被觸發(fā)導(dǎo)通。當(dāng)信號驅(qū)動電路180中的第二可控硅元件Q2導(dǎo)通時，將流過大電流，從而引起激勵裝置190中的螺線圈SOL上相應(yīng)地流過大電流，該大電流信號即為第二驅(qū)動信號。激勵裝置190耦合到所述信號處理電路170以及所述信號驅(qū)動電路180，配置為響應(yīng)于所述第一驅(qū)動信號以及所述第二驅(qū)動信號之一而驅(qū)使所述開關(guān)裝置140處于所述第二位置。具體地，由于在相線和零線中檢測到漏電電流而產(chǎn)生第一驅(qū)動信號以及由于在地線中檢測到漏電電流而產(chǎn)生第二驅(qū)動信號都可以分別地或者共同地驅(qū)使所述開關(guān)裝置140處于所述第二位置。即相線和零線中漏電電流的檢測以及相應(yīng)地對所述開關(guān)裝置140的控制以及地線中漏電電流的檢測以及相應(yīng)地對所述開關(guān)裝置140的控制是獨立地進行的并且不會相互影響，這樣就增加了檢測的可靠性和裝置的安全性。具體地，激勵裝置190包括螺線圈S0L。螺線圈SOL —端連接到相線導(dǎo)體110，而另一端連接整流橋BD的一個輸入端以及第二可控硅元件Q2的陽極。激勵裝置190與開關(guān)裝置140之間的耦合通?？梢圆捎脵C械傳動耦合。螺線圈SOL所纏繞的電磁鐵中還包括可沿其徑向移動的銜鐵。開關(guān)裝置140的三個開關(guān)141、142、143經(jīng)由復(fù)位按鈕的復(fù)位銷、基本與復(fù)位銷徑向垂直的鎖扣等元件，通過機械傳動耦合到銜鐵。當(dāng)開關(guān)裝置140處于第一位置時，三個開關(guān)均處于閉合狀態(tài)，電路正常工作。當(dāng)因為電路異常而產(chǎn)生第一驅(qū)動信號和/或第二驅(qū)動信號時，就會在螺線圈SOL中流過大電流，引起銜鐵移動從而拉動或撞擊鎖扣，鎖扣脫離與復(fù)位銷的嚙合從而釋放復(fù)位銷，復(fù)位銷帶動相關(guān)元件使得開關(guān)141、142、143斷開，開關(guān)裝置140從而處于第二位置，接線保護裝置100輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的電連接得以切斷，電氣安全得以保證。當(dāng)從輸入側(cè)接入交流電源、開關(guān)裝置140處于第一位置并且電路正常工作時，發(fā)光二極管LED通電發(fā)亮，以指示正常工作狀態(tài)。包括電阻R5和開關(guān)102的支路兩端分別跨接于電流互感器151兩側(cè)的相線導(dǎo)體和零線導(dǎo)體。當(dāng)閉合開關(guān)102時，在作為電流互感器151的初級的相線導(dǎo)體和零線導(dǎo)體上產(chǎn)生剩余電流，從而引起信號處理電路170產(chǎn)生驅(qū)動信號，激勵裝置190響應(yīng)于此而使得開關(guān)裝置140恢復(fù)到第二位置，切斷輸入側(cè)和輸出側(cè)之間的電連接。綜上所述，無論是當(dāng)?shù)谝豢煽毓柙l導(dǎo)通時，產(chǎn)生了第一驅(qū)動信號，還是當(dāng)?shù)诙煽赝挢＜2導(dǎo)通時,產(chǎn)生了第二驅(qū)動信號，或者第一驅(qū)動信號和第二驅(qū)動信號同時產(chǎn)生，激勵裝置190都響應(yīng)于驅(qū)動信號而驅(qū)使開關(guān)裝置140處于第二位置，亦即開關(guān)141、142、143均斷開的位置，從而切斷接線保護裝置100輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的電連接，保證了電氣安全。
盡管在附圖和前述的描述中詳細(xì)闡明和描述了本發(fā)明，應(yīng)認(rèn)為該闡明和描述是說明性的和示例性的，而不是限制性的；本發(fā)明不限于所上述實施方式。那些本技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以通過研究說明書、公開的內(nèi)容及附圖和所附的權(quán)利要求書，理解和實施對披露的實施方式的其他改變。在權(quán)利要求中，措詞“包括”不排除其他的元素和步驟，并且措辭“一”、“一個”不排除復(fù)數(shù)。在發(fā)明的實際應(yīng)用中，一個零件可能執(zhí)行權(quán)利要求中所引用的多個技術(shù)特征的功能。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)理解為對范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種電接線保護裝置，其特征在于，包括: 相線導(dǎo)體(110)、零線導(dǎo)體(120)、地線導(dǎo)體(130)； 開關(guān)裝置(140)，配置為處于第一位置時使得所述相線導(dǎo)體(110)、零線導(dǎo)體(120)、地線導(dǎo)體(130)處于導(dǎo)通狀態(tài)，以及處于第二位置時使得所述相線導(dǎo)體(110)、零線導(dǎo)體(110)、地線導(dǎo)體(110)處于斷路狀態(tài)； 第一剩余電流檢測電路(150)，配置為檢測所述相線導(dǎo)體(110)和零線導(dǎo)體(120)的剩余電流； 第二剩余電流檢測電路(160)，配置為檢測所述地線導(dǎo)體(130)的剩余電流； 信號處理電路(170)，耦合到所述第一剩余電流檢測電路(150)，配置為響應(yīng)于第一剩余電流檢測信號的預(yù)定錯誤條件而產(chǎn)生第一驅(qū)動信號； 信號驅(qū)動電路(180)，耦合到所述第二剩余電流檢測電路(160)，配置為響應(yīng)于第二剩余電流檢測信號的預(yù)定錯誤條件而產(chǎn)生第二驅(qū)動信號，其中，所述相線導(dǎo)體(110)與所述零線導(dǎo)體(120)為所述信號驅(qū)動電路(180)提供電壓偏置信號； 整流橋(BD)，用于為所述信號處理電路(170)提供電源； 激勵裝置(190)，耦合到所述信號處理電路(170)以及所述信號驅(qū)動電路(180)，配置為響應(yīng)于所述第一驅(qū)動信號以及所述第二驅(qū)動信號之一而驅(qū)使所述開關(guān)裝置(140)處于所述第二位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電接線保護裝置，其特征在于，所述第二剩余電流檢測電路(160)中包括限流元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電接線保護裝置，其特征在于，所述第一剩余電流檢測電路(150)包括一個電流互感器(151)，所述相線導(dǎo)體(110)和零線導(dǎo)體(120)作為所述電流互感器(151)的初級，所述電流互感器(151)的次級耦合到所述信號處理電路(170)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電接線保護裝置，其特征在于，所述第二剩余電流檢測電路(160)包括一個電流互感器(161)，所述地線導(dǎo)體(130)作為所述電流互感器(161)的初級，所述電流互感器(161)的次級耦合到所述信號驅(qū)動電路(180)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電接線保護裝置，其特征在于，所述信號處理電路(170)包括控制芯片(ICl)和第一可控硅元件(Ql)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電接線保護裝置，其特征在于，所述信號驅(qū)動電路(180)包括第二可控硅元件(Q2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電接線保護裝置，包括相線導(dǎo)體、零線導(dǎo)體、地線導(dǎo)體、開關(guān)裝置、整流橋、第一剩余電流檢測電路、第二剩余電流檢測電路、信號處理電路、信號驅(qū)動電路以及激勵裝置。該第一剩余電流檢測電路檢測相線導(dǎo)體和零線導(dǎo)體的剩余電流；第二剩余電流檢測電路檢測地線導(dǎo)體的剩余電流；信號處理電路和信號驅(qū)動電路能夠彼此獨立地產(chǎn)生第一驅(qū)動信號和第二驅(qū)動信號。該裝置使得對相線導(dǎo)體和零線導(dǎo)體的剩余電流的檢測與對地線導(dǎo)體的剩余電流的檢測獨立地進行，增加了檢測的可靠性和裝置的安全性。
文檔編號H02H3/32GK103187703SQ20121045776
公開日2013年7月3日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者岳國蘭, 李成力 申請人:蘇州益而益電器制造有限公司