專利名稱：觸電保護器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種觸電保護器。
自發(fā)現(xiàn)電以來，經(jīng)過后人的不斷完善及創(chuàng)新到目前為止，電已利用到世界各地、各行各業(yè)、為社會進步及人類發(fā)展起到了巨大推動作用，創(chuàng)造了無窮無盡的財富。然而，由于人們對電的知識的缺乏及不正確的使用，不知有多少兄弟姐妹因電擊成為終身殘廢或死于非命，可以說電是我們人類最忠實的朋友，更是我們人類最危險的“敵人”。多少科研人員為解決電擊傷人之難題，花費了大量時間和精力，發(fā)明了漏電保護開關，這對電擊傷人起到了一定的減輕作用，但由于產(chǎn)品性能低下，不能達到理想效果。人體有感電流一般為0.6～1.5mA，如果電流達到6-10mA，人已難于擺脫電極，10～30mA電流通過人體時，會引起昏迷，血壓上升，強烈痙攣，長時間將引起心室顫動。但目前的漏電開關一般為額定漏電動作電流30mA，額定漏電不動作電流15mA，額定漏電動作時間＜0.1秒，由此可見目前的漏電開關，人觸電將傷到何種程度。
本實用新型的目的就是為了解決以上問題，提供一種觸電保護器，使人觸摸帶電體后，無任何感覺便能斷電，當人脫開帶電體后電又自然存在，使得用電的安全性大大提高。
本實用新型實現(xiàn)上述目的的方案是一種觸電保護器，其特征是包括電感L1-L4、電阻R1、交流穩(wěn)壓管Z1、Z2、三極管BG1、BG2、全波整流電路ZQ1、ZQ2、變壓器BL1、繼電器GT1、熱敏電阻YR；所述電感L1-L4相互耦合，其中L1和L2分別與火線和零線相接，它們的電流方向相反、大小相等；變壓器BL1接于火線和零線上，其輸出接整流器ZQ2；穩(wěn)壓管Z1和Z2反向并聯(lián)后與電阻R1、電感L3構成的回路并接；電感L4兩端接經(jīng)整流器ZQ1，ZQ1的輸出端正極接三極管BG1基極，負極接三極管BG2基極；其中三極管BG1集電極與ZQ2的正極相連，發(fā)射極與三極管BG2的基極相連，繼電器GT1的控制端正極相連接整流器ZQ2的正極，三極管BG2的發(fā)射極和整流器ZQ2的負極相連；火線斷開，其兩個斷點分別接于繼電器GT1的動作開關兩端；熱敏電阻YR跨接于火線和零線之間。
采用以上方案的有益效果在正常工作情況下，L1與L2所通過的電流，大小相等方向相反無感應輸出。L3有一定的交流電流通過，使L4有相應的輸出電壓，L4輸出經(jīng)ZQ1全波整流，供給BG1基極正向偏值電壓；使BG1處于臨界導通狀態(tài)，BG2處于截止狀態(tài)，BG2集電極電位處于高電位，此刻GT1輸入端處于高電位，使GT1正常的輸出。YR處于熱阻狀態(tài)。當人體觸及電源火線時，人體將有電流通過入地，使L2成為感應原邊，L4感應電壓于此時增加，經(jīng)整流、濾波加至BG1基極，使BG1迅速進入導通放大狀態(tài)，BG2進入飽和導通狀態(tài)，集電極電位降至0.3V以下。從而使GT1正極電位降至1V以下，處于截止狀態(tài)，使輸出電壓降至3V以下。這就充分保證了人的安全。


圖1是本實用新型實施例電路原理示意圖。
下面通過具體的實施例并結合附圖對本實用新型作進一步詳細的描述。
圖1中，R1至R13是電阻，Z1、Z2為穩(wěn)壓管，L1-L4是電感，BL1是變壓器，ZQ1、ZQ2是整流器，GT1為固態(tài)繼電器，GD1、GD2為光耦器件，BG1-3是三極管，BT1為晶閘管，YR為熱敏電阻，G1、G2為發(fā)光二極管，K1、K2為開關，C1-C4為電容器，Z3、Z4為二極管。圖中A、B、C、D、E、F、G、H、M為電路調試時的測試點，在此不再詳述。
見圖1，所示觸電保護器包括電感L1-L4、電阻R1、交流穩(wěn)壓管Z1、Z2、三極管BG1、BG2、全波整流電路ZQ1、ZQ2、變壓器BL1、繼電器GT1、熱敏電阻YR；所述電感L1-L4相互耦合，其中L1和L2分別與火線和零線相接，它們的電流方向相反、大小相等；變壓器BL1接于火線和零線上，其輸出接整流器ZQ2；穩(wěn)壓管Z1和Z2反向并聯(lián)后與電阻R1、電感L3構成的回路并接；電感L4兩端接經(jīng)整流器ZQ1，ZQ1的輸出端正極接三極管BG1基極，負極接三極管BG2基極；其中三極管BG1集電極與ZQ2的正極相連，發(fā)射極與三極管BG2的基極相連，繼電器GT1的控制端正極相連接整流器ZQ2的正極，三極管BG2的發(fā)射極和整流器ZQ2的負極相連；火線斷開，其兩個斷點分別接于繼電器GT1的動作開關兩端；熱敏電阻YR跨接于火線和零線之間。
本電路還包括1)有三極管BG3、光電耦合器GD1、GD2、晶閘管BT1；其中三極管BG3基極接BG2的集電極，發(fā)射極接整流器ZQ2負極，集電極接光耦器件GD1的輸入二極管，光耦器件GD1的輸出二極管陽極接晶閘管BT1的控制端，陰極接光電耦合器GD2的輸出二極管陽極，光電耦合器GD2的輸入二極管跨接于火線和零線上，光電耦合器GD1、GD2的輸出二極管相接后也跨接于火線和零線上。
2)二極管Z3，其陽極接繼電器GT1控制端正極，陰極接三極管GB2的集電極，并通過電阻接三極管BG3的基極。
3)開關K1、K2、電阻R2，其中開關K2通過電阻跨接于火線和零線之間；開關K1和電阻R2相串聯(lián)后與電阻R1并聯(lián)。
在正常工作情況下，L1與L2所通過的電流，大小相等方向相反無感應輸出。L3有一定的交流電流通過，使L4有相應的輸出電壓，L4輸出經(jīng)ZQ1全波整流，C2濾波后供給BG1基極正向偏值電壓；使BG1處于臨界導通狀態(tài)，BG2處于截止狀態(tài)，BG2集電極電位處于高電位供給BG3基極，使BG3處于飽和導通狀態(tài)，BG3集電極處于低電位，此刻GT1輸入端處于高電位，使GT1正常的輸出。工作時電源指示G1亮，輸出指示G2亮，因BG3集電極低電位，故GDI處于截止狀態(tài)，由于GTI輸出正常，故GD2處于導通狀態(tài)，YR處于熱阻狀態(tài)。因GD1處于斷態(tài)，故BT1處于截止狀態(tài)。當人體觸及電源火線時，人體將有電流通過入地，使L2成為感應原邊，L4感應電壓于此時增加，經(jīng)整流、濾波加至BG1基極，使BG1迅速進入導通放大狀態(tài)，BG2進入飽和導通狀態(tài)，集電極電位降至0.3V以下。從而使GT1正極電位降至IV以下，處于截止狀態(tài)，使輸出電壓降至3V以下。止刻BG3集電極跳變?yōu)楦唠娢?，使GD1導通。由于無輸出GD2轉為截止狀態(tài)，BT1無觸發(fā)信號仍處于截止狀態(tài)，GT1停止輸出后，L4的感應輸出即刻消失，由于C2之作用，BG1慢慢退出導通狀態(tài)，進入截止區(qū)，電路即恢復原態(tài)，恢復后若人體尚未脫離，則重復上述過程。在電路工作正常情況下，BT1永遠處于截止狀態(tài)，若出現(xiàn)人觸電BT1仍有輸出情況時，GD1，GD2同時導通，給BT1觸發(fā)信號，使BT1導通造成嚴重短路，迫使電路保險絲熔斷。K1為試驗按扭，按下后G2應滅，說明電路工作正常。
下面對有關元件進行補充說明BL1為輸出12V的1W左右變壓器，ZQ2為橋式整流，供給電路12V左右的直流電壓。Z3的作用是保證GT1的供電由R6提供，但在觸電狀態(tài)時，BG2集電極電位變成小于等于0.3V時，迫使GT1正極電位降到1V，此時GT1截止。K2、R13為試驗回路，K2為常開。當閉合時，R13兩端電壓為電源電壓，所流電流為交流，此電流經(jīng)過L2火線，但未經(jīng)過L1零線，此時L1、L2所經(jīng)電流出現(xiàn)不平衡，使L4有感應輸出，與L3原先所提供的感應電壓相疊加，使BG1基極電位提高，轉入放大狀態(tài)。電容C1為防止高頻脈沖電壓串入主電路；C2為ZQ1輸出濾波電容，同時起穩(wěn)壓作用，C3為ZQ2輸出濾波電容，同時起穩(wěn)壓作用。
YR是熱敏電阻。當GT1有輸出時，YT兩端電壓為電源電壓。此時，YR工作在熱阻狀態(tài)，電阻值可達到100K以上，所經(jīng)電流很??；當GT1停止輸出時，YR迅速冷卻至冷態(tài)，阻值為20歐左右。因為任何半導體器件都有漏電存在，安裝YR后即使GT1漏電電流達到十幾毫安，YR兩端電壓也要小于3V，這樣就有效地控制了漏電流對人體的危害。
本電路還有第二重保護措施。在電路中的各個元器件都是正常的情況下，下論是工作狀態(tài)還是觸電狀態(tài)，GD1與GD2永遠不會同時處于工作狀態(tài)。正常輸出時，GD2正常工作(次級電阻很小)，此時，因BG3集電極低電位，故GD1處于非工作狀態(tài)，此時GD1次級電阻值接近無窮大，BT1觸發(fā)極無觸發(fā)信號，處于斷態(tài)。在特殊情況下，如GT1擊穿等，觸電時GT1本應停止輸出，但未停止，卻有很大的輸出，此時必然會出現(xiàn)GD1與GD2同時工作導通，使BT1觸發(fā)極得電導通，BT1導通后，必造成嚴重短路，迫使保險絲熔斷(市電電路中都有保險絲)。(當然，實際使用中，遇到這種情況應更換產(chǎn)品，不應利用第二重保護。)本電路的以下特點值得注意1、人為設定漏電電流回L3、R1、R2、K1。2、加裝交流穩(wěn)壓電路Z1、Z2、使電源電壓在44％，180V～260V之間變化時，Z1、Z2兩端電壓變化小于14％。3、利用全波整流技術，加裝在控制線圈兩端，使動作速度控制在半個周期之內。4、利用熱元件之特性，確保斷電后漏電流對人體危害。
本產(chǎn)品可實現(xiàn)1、全電子電路無觸點，反應速度為0.01秒，是國標0.1秒的十分之一。2、靈敏度高，電源電壓在180V～260V之間變化時，最大動作電流0.4mA，低于人體的有感電流0.5mA。3、雙重保險，在非人為調整情況下，可自動啟用第二個保險措施確保觸電絕對安全。4、過壓保護功能，通過靈敏度開關可使在230V點及260V點自動關電，以防對電器產(chǎn)品之損害。
利用上述電路，使得人觸摸帶電體后，無任何感覺便能斷電，當人脫開帶電體后電又自然存在，給人的感覺是電并不傷人，或者說電是看不見也是摸不著的。目前這種觸電保護電路額定工作電流可達到10～50A，額定漏電動作電流0.2～0.4mA，額定漏電最大不動作電流為0.2mA，漏電動作時間＜0.01秒?？梢宰鲆粋€比較，安裝本實用新型的觸電保護器與安裝普通漏電開關，在同樣條件下受電擊、傷害程度用所產(chǎn)生的熱量做比較，安裝本觸電保護器最少為漏電開關的四十分之一。實現(xiàn)上述產(chǎn)品應該說是一場革命，電擊傷人的時代將會成為歷史。
權利要求1.一種觸電保護器，其特征是包括電感L1-L4、電阻R1、交流穩(wěn)壓管Z1、Z2、三極管BG1、BG2、全波整流電路ZQ1、ZQ2、變壓器BL1、繼電器GT1、熱敏電阻YR；所述電感L1-L4相互耦合，其中L1和L2分別與火線和零線相接，它們的電流方向相反、大小相等；變壓器BL1接于火線和零線上，其輸出接整流器ZQ2；穩(wěn)壓管Z1和Z2反向并聯(lián)后與電阻R1、電感L3構成的回路并接；電感L4兩端接經(jīng)整流器ZQ1，ZQ1的輸出端正極接三極管BG1基極，負極接三極管BG2基極；其中三極管BG1集電極與ZQ2的正極相連，發(fā)射極與三極管BG2的基極相連，繼電器GT1的控制端正極相連接整流器ZQ2的正極，三極管BG2的發(fā)射極和整流器ZQ2的負極相連；火線斷開，其兩個斷點分別接于繼電器GT1的動作開關兩端；熱敏電阻YR跨接于火線和零線之間。
2.如權利要求1所述的觸電保護器，其特征是還包括有三極管BG3、光電耦合器GD1、GD2、晶閘管BT1；其中三極管BG3基極接BG2的集電極，發(fā)射極接整流器ZQ2負極，集電極接光耦器件GD1的輸入二極管，光耦器件GD1的輸出二極管陽極接晶閘管BT1的控制端，陰極接光電耦合器GD2的輸出二極管陽極，光電耦合器GD2的輸入二極管跨接于火線和零線上，光電耦合器GD1、GD2的輸出二極管相接后也跨接于火線和零線上。
3.如權利要求2所述的觸電保護器，其特征是還包括二極管Z3，其陽極接繼電器GT1控制端正極，陰極接三極管GB2的集電極，并通過電阻接三極管BG3的基極。
4.如權利要求1或2或3所述的觸電保護器，其特征是還包括開關K1、K2、電阻R2，其中開關K2通過電阻跨接于火線和零線之間；開關K1和電阻R2相串聯(lián)后與電阻R1并聯(lián)。
專利摘要本實用新型公開一種觸電保護器,包括電感L1－L4、電阻R1、交流穩(wěn)壓管Z1、Z2、三極管BG1、BG2、全波整流電路ZQ1、ZQ2、變壓器BL1、繼電器GT1、熱敏電阻YR。在正常工作情況下,L1與L2所通過的電流,大小相等方向相反無感應輸出,繼電器GT1正常輸出;當人體觸及電源火線時,人體將有電流通過入地,使L2成為感應原邊,L4感應電壓于此時增加,GT1停止輸出,保護人的安全。
文檔編號H02H3/00GK2393240SQ9924622
公開日2000年8月23日 申請日期1999年9月29日 優(yōu)先權日1999年9月29日
發(fā)明者孫鳳祥 申請人:孫鳳祥