本實用新型涉及漏電斷路器，特別涉及一種帶過壓保護功能和欠電壓保護功能的漏電斷路器。

背景技術(shù)：

漏電斷路器(或稱漏電開關(guān))是普遍采用的低壓配電開關(guān)電器，用于保護人身安全。

由于供電網(wǎng)故障、設(shè)備投切、錯相、線路諧振等原因，常會導(dǎo)致供電線路發(fā)生工頻過電壓故障，工頻過電壓會使用電設(shè)備過負荷甚至燒毀。

另一方面，由于供電系統(tǒng)自身負荷問題或故障，可能使得電源電壓降低，當(dāng)電源電壓下降到額定電壓的80％以下后，將導(dǎo)致電動機的轉(zhuǎn)速明顯下降，以致被迫停轉(zhuǎn)，使電動機因堵轉(zhuǎn)而燒毀。同時，過低的電源電壓還將造成低壓電器開關(guān)觸點的釋放，使控制電路不能正常工作，造成人身事故和機械設(shè)備的損壞。

因此，如果當(dāng)電源出現(xiàn)過電壓或欠電壓達到一定限度時，將電源切斷，可保護電力電子設(shè)備安全及人身安全、避免發(fā)生事故，提高設(shè)備可靠性。

一般的漏電斷路器不具有過電壓或欠電壓保護功能，現(xiàn)有具有過電壓/欠電壓保護功能的漏電斷路器或具有過電壓/欠電壓保護功能的組件一般采用運算放大器為基的電壓比較電路對電壓進行檢測，但是這種電路存在下列不足：易受干擾，需要增加抗干擾設(shè)計；需要配置直流工作電源；電壓/欠電壓保護功能的組件需要增加安裝空間導(dǎo)致產(chǎn)品體積比普通漏電斷路器大得多；制作成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點與不足，本實用新型的目的在于提供一種帶過電壓和欠電壓保護功能的漏電斷路器，不僅具有漏電保護功能，而且具有過電壓和欠電壓保護功能，其安全性與可靠性大大高于現(xiàn)有技術(shù)的漏電斷路器，并且本實用新型的帶過電壓和欠電壓保護功能的漏電斷路器與現(xiàn)有普通漏電 斷路器體積相當(dāng)。

本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

具有過電壓保護和欠電壓保護的漏電斷路器，包括第一半導(dǎo)體開關(guān)元件、第二半導(dǎo)體開關(guān)元件、第一電壓非線性元件、第二電壓非線性元件、第一二極管、第一電阻、第二電阻、第一電容器、繼電器、零序電流互感器和整流橋堆；所述繼電器通過脫扣聯(lián)動機構(gòu)與斷路開關(guān)連接，斷路開關(guān)的輸入端與電源連接，斷路開關(guān)的輸出端連接兩條銅線，該兩條銅線穿過零序電流互感器以后連接負載；繼電器的線圈與整流橋堆的輸入端串聯(lián)，串聯(lián)后兩端與斷路開關(guān)的輸出端兩個端子連接；

所述零序電流互感器輸出端一端連接在整流橋堆輸出端負極，另一端連接第四二極管的正極，第四二極管的負極與第五電阻一端相連，第五電阻的另一端與第一半導(dǎo)體開關(guān)元件的控制極或柵極相連；第一導(dǎo)體開關(guān)元件的陽極與整流橋堆輸出端正極相連，第一半導(dǎo)體開關(guān)元件的陰極與整流橋堆輸出端負極相連；第二電容器兩端分別與第一半導(dǎo)體開關(guān)元件的陰極或源極以及控制極或刪除相連；第二二極管與第四電阻并聯(lián)，且對應(yīng)第二二極管的正極的并聯(lián)端與第一半導(dǎo)體開關(guān)元件的陰極相連，對應(yīng)第二二極管的負極的并聯(lián)端與第四二極管的負極連接；第二電壓非線性元件與第二電阻串聯(lián)后一端與整流橋堆的輸出端正極相連，另一端與第四二極管的負極連接；第二半導(dǎo)體開關(guān)元件的陰極或源極與整流橋堆輸出端負極相連，第二半導(dǎo)體開關(guān)元件的陽極或漏極與第三電阻的一端相連，第三電阻的另一端與整流橋堆的輸出端正極相連；第三二極管的正極與第二半導(dǎo)體開關(guān)元件的陽極或漏極相連，第三二極管的負極與第四二極管的負極連接；第一電壓非線性元件與第一電阻串聯(lián)后一端與整流橋堆的輸出端正極相連，另一端與第二半導(dǎo)體開關(guān)元件的控制極或柵極相連；第一二極管與第一電容器并聯(lián)，對應(yīng)第一二極管負極的并聯(lián)端與第二半導(dǎo)體開關(guān)元件的控制極或柵極相連，對應(yīng)第一二極管正極的并聯(lián)端與整流橋堆的輸出端負極相連。

為進一步實現(xiàn)本實用新型目的，優(yōu)選地，所述漏電斷路器還包括試驗電阻和試驗按鈕；試驗電阻與試驗按鈕串聯(lián)后一端與斷路開關(guān)的一個輸出端直接連接，另一端的連線與斷路開關(guān)的另一輸出端連接。

優(yōu)選地，所述第一半導(dǎo)體開關(guān)元件和第二半導(dǎo)體開關(guān)元件都為單向可控硅、雙向可控硅或場效應(yīng)管。第一半導(dǎo)體開關(guān)元件優(yōu)選采用單向可控硅(晶閘管)；第二半導(dǎo)體開關(guān)元件可以采用單向可控硅，也可以采用低壓小功率場效 應(yīng)管。

優(yōu)選地，所述第一電壓非線性元件和第二電壓非線性元件為壓敏電阻或半導(dǎo)體瞬態(tài)電壓抑制二極管。

優(yōu)選地，所述第一半導(dǎo)體開關(guān)元件和第二半導(dǎo)體開關(guān)元件都選用單向可控硅，分別為第一單向可控硅和第二單向可控硅；第一單向可控硅耐壓指標(biāo)大于電源電壓峰值的2倍，第二單向可控硅選取耐壓指標(biāo)大于25V的可控硅；第三電阻阻值是第四電阻的阻值的10倍；第一二極管和第二二極管均采用2.4V穩(wěn)壓二極管；第一電阻和第二電阻為限流電阻，采用阻值為100K‐500K低功率電阻；第五電阻作為限流電阻，采用330歐姆電阻；第一電容器和第二電容器均采用0.1微法電容器。

優(yōu)選地，所述第一單向可控硅采用耐壓800V可控硅。

優(yōu)選地，采用第一可控硅作為第一半導(dǎo)體開關(guān)元件，N溝道場效應(yīng)管作為第二半導(dǎo)體開關(guān)元件；采用第一壓敏電阻和第二壓敏電阻分別作為第一電壓非線性器件和第二電壓非線性器件。

優(yōu)選地，所述N溝道場效應(yīng)管選擇觸發(fā)電壓參數(shù)V_T為1V，耐壓30V，最大導(dǎo)通電流1A的場效應(yīng)管；所述第一壓敏電阻和第二壓敏電阻的壓敏電壓參數(shù)分別為242V和382V；第三電阻阻值是第四電阻的阻值的10倍；第一二極管和第二二極管均采用2.4V穩(wěn)壓二極管；第一電阻和第二電阻為限流電阻，采用阻值為100k‐500k低功率電阻；第五電阻作為限流電阻，采用330歐姆電阻；第一電容器和第二電容器均采用0.1微法電容器。

優(yōu)選地，所述第一半導(dǎo)體開關(guān)元件和第二半導(dǎo)體開關(guān)元件分別都選用單向可控硅，分別為第一單向可控硅和第二單向可控硅；所述第一電壓非線性元件和第二電壓非線性元件為第一半導(dǎo)體瞬態(tài)抑制二極管和第二半導(dǎo)體瞬態(tài)抑制二極管。

優(yōu)選地，所述第一半導(dǎo)體瞬態(tài)抑制二極管和第二半導(dǎo)體瞬態(tài)抑制二極管的導(dǎo)通電壓參數(shù)分別為240V和380V。

本實用新型脫扣聯(lián)動機構(gòu)T通過電磁式繼電器K的吸合動作而工作，當(dāng)繼電器K通電吸合時，推動機械脫扣裝置使斷路開關(guān)SW斷開。

漏電保護觸發(fā)電路包括：零序電流互感器L、整流橋堆Z、第一半導(dǎo)體開關(guān)元件、第四二極管D4、第五電阻器R5、第二二極管D2、第二電容器C2，繼電器K及與繼電器K相連的脫扣聯(lián)動機構(gòu)T。當(dāng)與本實用新型帶過電壓和欠電壓保護的漏電斷路器相連的電路發(fā)生漏電時，穿過零序電流互感器L的總電 流不為零，零序電流互感器L的輸出端回路有電流流過，該電流達到預(yù)定電流時觸發(fā)第一半導(dǎo)體開關(guān)元件導(dǎo)通，從而使與之相連的繼電器K得電，觸發(fā)脫扣聯(lián)動機構(gòu)T使斷路器斷開。為檢測漏電保護電路是否正常工作，還設(shè)置了漏電試驗回路，包括試驗電阻R_T和試驗按鈕SK，當(dāng)本實用新型帶過電壓和欠電壓保護的漏電斷路器正常工作時，按下試驗按鈕SK，試驗電阻R_T與電源聯(lián)通，該電阻有電流流過，使得零序電流互感器L的輸出端回路有電流流過，該電流觸發(fā)第一半導(dǎo)體開關(guān)元件導(dǎo)通，從而使與之相連的繼電器得電，觸發(fā)脫扣聯(lián)動機構(gòu)T使斷路器斷開。

欠電壓保護觸發(fā)電路包括：整流橋堆Z、第一半導(dǎo)體開關(guān)元件、第一電壓非線性元件、第一電容器C1、第一電阻R1、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5，第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3，第二半導(dǎo)體開關(guān)元件，繼電器K及與繼電器K相連的脫扣聯(lián)動機構(gòu)T。當(dāng)與本實用新型漏電斷路器連接的電源電壓低于設(shè)計的下限電壓時，第一電壓非線性元件不導(dǎo)通，第二半導(dǎo)體開關(guān)元件不導(dǎo)通，第三電阻R3、第三二極管D3及第四電阻R4形成串聯(lián)電路，該串聯(lián)電路并聯(lián)在整流橋堆Z輸出端，第四電阻R4上的分壓觸發(fā)第一半導(dǎo)體開關(guān)元件導(dǎo)通，從而使與之相連的繼電器K得電，觸發(fā)脫扣聯(lián)動機構(gòu)使斷路器斷開；當(dāng)與本實用新型漏電斷路器連接的電源電壓高于設(shè)計的下限電壓時，第一電壓非線性元件導(dǎo)通，該導(dǎo)通電流觸發(fā)第二半導(dǎo)體開關(guān)元件，第二半導(dǎo)體開關(guān)元件導(dǎo)通后改變了第三電阻R3、第三二極管D3和第四電阻R4形成的串聯(lián)電路分壓比，第四電阻R4上的分壓大大降低，使得第一半導(dǎo)體開關(guān)元件處于截止?fàn)顟B(tài)，脫扣聯(lián)動機構(gòu)T不動作。

過電壓保護觸發(fā)電路包括：整流橋堆Z、第一半導(dǎo)體開關(guān)元件、第二電壓非線性元件、第二電阻R2、第四電阻R4、第五電阻R5、第二二極管D2(穩(wěn)壓二極管)、第二電容器C2，繼電器K及與繼電器K相連的脫扣聯(lián)動機構(gòu)T。當(dāng)與本實用新型漏電斷路器連接的電源電壓超過設(shè)計上限電壓時，第二電壓非線性元件導(dǎo)通，導(dǎo)通電流在第四電阻R4上的分壓觸發(fā)第一半導(dǎo)體開關(guān)元件導(dǎo)通，從而使與之相連的繼電器K得電，觸發(fā)脫扣聯(lián)動機構(gòu)T使斷路器斷開。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點和有益效果：

1)本實用新型的帶過電壓和欠電壓保護功能的漏電斷路器，不僅能夠在線路發(fā)生漏電時斷開電源以保護人身安全，還可以在電源電壓過壓或欠壓時斷開，避免發(fā)生事故；

2)本實用新型的帶過電壓和欠電壓保護功能的漏電斷路器不需要外接過 壓欠壓保護組件，節(jié)省安裝空間，產(chǎn)品體積與現(xiàn)有普通漏電斷路器相當(dāng)；

3)本實用新型的帶過電壓和欠電壓保護功能的漏電斷路器采用電壓非線性元件實現(xiàn)過電壓和欠電壓檢測與控制，比現(xiàn)有技術(shù)的過壓欠壓保護器可靠性高、制造成本低。

附圖說明

圖1為本實用新型的實施例1的帶過電壓和欠電壓保護功能的漏電斷路器電路連接示意圖。

圖2為本實用新型的實施例2的帶過電壓和欠電壓保護功能的漏電斷路器電路連接示意圖。

圖3為本實用新型的實施例3的帶過電壓和欠電壓保護功能的漏電斷路器電路連接示意圖。

圖中示出：第一可控硅SCR1、第二可控硅SCR2、N溝道場效應(yīng)管NMOS、第一壓敏電阻R_V1、第二壓敏電阻R_V2、第一半導(dǎo)體瞬態(tài)抑制二極管TVS1、第二半導(dǎo)體瞬態(tài)抑制二極管TVS2、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一電容器C1、第二電容器C2、繼電器K、脫扣聯(lián)動機構(gòu)T、零序電流互感器L、整流橋堆Z、斷路開關(guān)SW。其中第一二極管D1和第二二極管D2為穩(wěn)壓二極管、試驗電阻R_T、試驗按鈕SK。

具體實施方式

為更好地理解本實用新型，下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步地說明，但本實用新型的實施方式不限于此。

實施例1

本實施例采用第一可控硅SCR1、第二可控硅SCR2作為第一半導(dǎo)體開關(guān)元件和第二半導(dǎo)體開關(guān)元件；采用第一壓敏電阻R_V1、第二壓敏電阻R_V2分別作為第一電壓非線性器件和第二電壓非線性器件。

如圖1所示，一種具有過電壓保護和欠電壓保護的漏電斷路器，包括第一可控硅SCR1、第二可控硅SCR2、第一壓敏電阻R_V1、第二壓敏電阻R_V2、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一電容器C1、第 二電容器C2、繼電器K、脫扣聯(lián)動機構(gòu)T、零序電流互感器L、整流橋堆Z、斷路開關(guān)SW、試驗電阻R_T、試驗按鈕SK。

繼電器K通過脫扣聯(lián)動機構(gòu)T與斷路開關(guān)SW連接，斷路開關(guān)SW的輸入端與電源連接，斷路開關(guān)SW的輸出端連接兩條銅線，該兩條銅線穿過零序電流互感器L以后連接負載；繼電器K通過脫扣聯(lián)動機構(gòu)T控制斷路開關(guān)SW，當(dāng)繼電器K的線圈得電吸合時推動脫扣聯(lián)動機構(gòu)T使斷路開關(guān)SW斷開；試驗電阻R_T與試驗按鈕SK串聯(lián)后一端與斷路開關(guān)SW的一個輸出端直接連接，另一端與穿過零序電流互感器L后的斷路開關(guān)SW的另一輸出端連接；繼電器K的線圈與整流橋堆Z的輸入端串聯(lián)，串聯(lián)后兩端與斷路開關(guān)SW的輸出端兩個端子連接，由于兩條連接線是否穿過零序電流互感器L對本實用新型電路的效果沒有影響，為連接方便，本實施例將這兩個連接點對應(yīng)接在上述試驗電阻R_T與試驗按鈕SK串聯(lián)回路兩端。

零序電流互感器L輸出端一端連接在整流橋堆Z輸出端負極，另一端連接第四二極管D4的正極，第四二極管D4的負極與第五電阻R5一端相連，第五電阻R5的另一端與第一可控硅SCR1的控制極相連。第一可控硅SCR1的陽極與整流橋堆Z輸出端正極相連，第一可控硅SCR1的陰極與整流橋堆Z輸出端負極相連。第二電容器C2兩端分別與第一可控硅SCR1的陰極和控制極相連；第二二極管D2與第四電阻R4并聯(lián)，且對應(yīng)第二二極管D2的正極的并聯(lián)端與第一可控硅SCR1的陰極相連，對應(yīng)第二二極管D2的負極的并聯(lián)端與第四二極管D4的負極連接；第二壓敏電阻R_V2與第二電阻R2串聯(lián)后一端與整流橋堆Z的輸出端正極相連，另一端與第四二極管D4的負極連接；第二可控硅SCR2的陰極與整流橋堆Z輸出端負極相連，第二可控硅SCR2的陽極與第三電阻R3的一端相連，第三電阻R3的另一端與整流橋堆Z的輸出端正極相連；第三二極管D3的正極與第二可控硅SCR2的陽極相連，第三二極管D3的負極與第四二極管D4的負極連接；第一壓敏電阻R_V1與第一電阻R1串聯(lián)后一端與整流橋堆Z的輸出端正極相連，另一端與第二可控硅SCR2的控制極相連；第一二極管D1與第一電容器C1并聯(lián)，對應(yīng)第一二極管D1負極的并聯(lián)端與第二可控硅SCR2的控制極相連，對應(yīng)第一二極管D1正極的并聯(lián)端與整流橋堆Z的輸出端負極相連。

漏電保護觸發(fā)電路包括：零序電流互感器L、整流橋堆Z、第一可控硅SCR1、第四二極管D4、第五電阻R5、第二二極管D2、第二電容器C2，繼電器K、脫扣聯(lián)動機構(gòu)T和斷路開關(guān)SW。當(dāng)與本實用新型帶過電壓和欠電壓保護的漏電 斷路器相連的電路發(fā)生漏電時，穿過零序電流互感器L的總電流不為零，零序電流互感器L的輸出端回路有電流流過，該電流經(jīng)第四二極管整流，再通過第五電阻R5流向第一可控硅SCR1的控制極，當(dāng)電流達到預(yù)定漏電斷路器規(guī)格電流時觸發(fā)第一可控硅SCR1導(dǎo)通，使整流橋堆Z的輸出端短接，導(dǎo)致與整流橋堆Z的輸入端串聯(lián)的繼電器K得電動作，觸發(fā)脫扣聯(lián)動機構(gòu)T使斷路開關(guān)SW斷開。上述工作過程中，第四二極管將零序電流互感器L輸出端回路電流進行整流，并經(jīng)第五電阻R5限流后觸發(fā)第一可控硅SCR1；第二二極管D2為穩(wěn)壓二極管，用于保護第一可控硅SCR1，避免輸入第一可控硅SCR1的電壓過高對其造成破壞；第二電容器C2用于吸收干擾信號防止第一可控硅SCR1誤觸發(fā)。

為驗證漏電保護電路是否正常工作，還設(shè)置了漏電試驗回路，包括試驗電阻R_T和試驗按鈕SK；當(dāng)本實用新型帶過電壓和欠電壓保護的漏電斷路器正常工作時，按下試驗按鈕SK，試驗電阻R_T有電流流過，由于該電流通路單向穿過零序電流互感器，使得穿過零序電流互感器L的總電流不為零，零序電流互感器L的輸出端回路有電流流過，該電流觸發(fā)第一可控硅SCR1導(dǎo)通，從而使與之相連的繼電器K得電，觸發(fā)脫扣聯(lián)動機構(gòu)T使斷路開關(guān)SW斷開。

欠電壓保護觸發(fā)電路包括：整流橋堆Z、第一可控硅SCR1、第一壓敏電阻R_V1、第一電阻R1、第三電阻R3、第四電阻R4、第一電容器C1、第五電阻R5、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3，第二可控硅SCR2，繼電器K及與繼電器K相連的脫扣聯(lián)動機構(gòu)T，斷路開關(guān)SW。

欠電壓保護工作原理為：當(dāng)與本實用新型漏電斷路器連接的電源電壓低于設(shè)計的下限電壓時，第一壓敏電阻R_V1不導(dǎo)通，第二可控硅SCR2不導(dǎo)通，第三電阻R3、第三二極管D3及第四電阻R4串聯(lián)后并聯(lián)在整流橋堆Z的輸出端，第四電阻R4上的分壓觸發(fā)第一可控硅SCR1導(dǎo)通，使整流橋堆Z的輸出端短接，導(dǎo)致與整流橋堆Z的輸入端串聯(lián)的繼電器K得電動作，觸發(fā)脫扣聯(lián)動機構(gòu)T使斷路開關(guān)SW斷開，即當(dāng)電源電壓過低(欠電壓)時，斷路器跳閘，從而起到欠電壓保護作用。當(dāng)與本實用新型漏電斷路器連接的電源電壓高于設(shè)計的下限電壓時，第一壓敏電阻R_V1導(dǎo)通，該導(dǎo)通電流觸發(fā)第二可控硅SCR2，第二可控硅SCR2導(dǎo)通后降低了第四電阻R4上的分壓，使得第一可控硅SCR1處于截止?fàn)顟B(tài)，脫扣聯(lián)動機構(gòu)T不動作。上述工作過程中第一電阻R1用于限制第一壓敏電阻R_V1的導(dǎo)通電流；第一二極管D1為穩(wěn)壓二極管，用于保護第二可控硅SCR2，避免輸入第二可控硅SCR2的觸發(fā)電壓過高對其造成破壞；第一電容器C1用于吸收干擾信號防止第二可控硅SCR2誤觸發(fā)。第二二極管D2為穩(wěn)壓 二極管，用于保護第一可控硅SCR1，避免輸入第一可控硅SCR1的電壓過高對其造成破壞。

過電壓保護觸發(fā)電路包括：整流橋堆Z、第一可控硅SCR1、第二壓敏電阻R_V2、第二電阻R2、第四電阻R4、第五電阻R5、第二二極管D2、第二電容器C2，繼電器K及與繼電器K相連的脫扣聯(lián)動機構(gòu)T。

過電壓保護工作原理為：當(dāng)與本實用新型漏電斷路器連接的電源電壓超過設(shè)計上限電壓時，第二壓敏電阻R_V2導(dǎo)通，此時雖然第二可控硅SCR2也導(dǎo)通，但由于有第三二極管D3的隔離作用，第二壓敏電阻R_V2的導(dǎo)通電流在第四電阻R4上的分壓觸發(fā)第一可控硅SCR1導(dǎo)通，從而使與之相連的繼電器K得電動作，觸發(fā)脫扣聯(lián)動機構(gòu)T使斷路開關(guān)SW斷開。即當(dāng)電源電壓過高(過電壓)時，斷路器跳閘，從而起到過壓保護作用。第二電阻R2為限流電阻，限制電壓過高時第二壓敏電阻R_V2導(dǎo)通電流，以保護第一可控硅SCR1；第二電容器C2用于吸收干擾信號防止第一可控硅SCR1誤觸發(fā)。

本實施例采用采用的第一壓敏電阻R_V1和第二壓敏電阻R_V2的壓敏電壓參數(shù)分別為235V和375V。

為了驗證本實用新型帶過電壓和欠電壓保護功能的漏電斷路器的工作狀況，將本實用新型帶過電壓和欠電壓保護功能的漏電斷路器電源端與電壓可調(diào)的工頻電源相連。

當(dāng)將工頻可調(diào)電源電壓調(diào)節(jié)到165VAC以下時，第一壓敏電阻R_V1在這個電壓下漏電流很小(不導(dǎo)通)，第二可控硅SCR2不導(dǎo)通，第四電阻器R4上的分壓大于第一可控硅SCR1的觸發(fā)電壓，使第一可控硅SCR1導(dǎo)通，第一可控硅SCR1導(dǎo)通后相當(dāng)于整流橋堆Z輸出端短接，與整流橋堆Z輸入端串聯(lián)的繼電器K線圈得電而動作，觸發(fā)脫扣聯(lián)動機構(gòu)T使斷路開關(guān)SW斷開。

當(dāng)將工頻可調(diào)電源電壓調(diào)節(jié)到165～265VAC范圍，第一壓敏電阻R_V1漏電流較大(導(dǎo)通)，觸發(fā)第二可控硅SCR2導(dǎo)通，第二可控硅SCR2導(dǎo)通后降低了第四電阻R4上的分壓，使得第一可控硅SCR1處于截止?fàn)顟B(tài)，脫扣聯(lián)動機構(gòu)T不動作，在這個電源電壓范圍(165～265VAC)，本實用新型具有過電壓保護和欠電壓保護的漏電斷路器處于正常工作狀態(tài)。

當(dāng)將工頻可調(diào)電源電壓調(diào)節(jié)到265VAC以上時，第一壓敏電阻R_V1導(dǎo)通，觸發(fā)第二可控硅SCR2導(dǎo)通，此時第二壓敏電阻R_V2也導(dǎo)通，且有第三二極管D3隔離，第四電阻R4上的分壓足以觸發(fā)第一可控硅SCR1，第一可控硅SCR1導(dǎo)通后相當(dāng)于整流橋堆Z輸出端短接，與整流橋堆Z輸入端串聯(lián)的繼電器K線 圈得電動作，觸發(fā)脫扣聯(lián)動機構(gòu)T使斷路開關(guān)SW斷開。

本實施例中，第一可控硅SCR1耐壓指標(biāo)應(yīng)大于電源電壓峰值的2.0倍，本實施例采用耐壓800V可控硅；第二可控硅SCR2選取耐壓指標(biāo)大于25V的可控硅；第三電阻R3阻值是第四電阻R4的阻值的10倍；第一二極管D1和第二二極管D2均采用2.4V穩(wěn)壓二極管；第三二極管D3和第四二極管D4無特殊要求，第一電阻R2和第二電阻R2為限流電阻，可采用阻值為100k至500k低功率電阻；第五電阻R5作為限流電阻，但其阻值與漏電動作電流相關(guān)，本實施例采用330歐姆電阻使漏電動作電流調(diào)整為30mA；第一電容器C1和第二電容器C2均采用0.1微法電容器。第一可控硅SCR1和第二可控硅SCR2都維護單向可控硅。

實施例2

本實施例2采用第一可控硅SCR1作為第一半導(dǎo)體開關(guān)元件，N溝道場效應(yīng)管(NMOS)作為第二半導(dǎo)體開關(guān)元件；采用第一壓敏電阻R_V1、第二壓敏電阻R_V2分別作為第一電壓非線性器件和第二電壓非線性器件。

如圖2所示，一種具有過電壓保護和欠電壓保護的漏電斷路器，與實施例1比較，本實施例采用N溝道場效應(yīng)管(NMOS)代替實施例1中的第二可控硅SCR2，各個元件連接方式與實施例1相同，工作原理與實施例1相同。本實施例的N溝道場效應(yīng)管NMOS的源極S、漏極D、柵極G分別對應(yīng)實施例1中第二可控硅SCR2的陰極、陽極、控制極。

本實施例所采用的第一壓敏電阻R_V1和第二壓敏電阻R_V2的壓敏電壓參數(shù)分別為242V和382V。

為了驗證本實用新型帶過電壓和欠電壓保護功能的漏電斷路器的工作狀況，將本實用新型帶過電壓和欠電壓保護功能的漏電斷路器電源端與電壓可調(diào)的工頻電源相連。

當(dāng)將工頻可調(diào)電源電壓調(diào)節(jié)到170VAC以下時，第一壓敏電阻RV1在這個電壓下漏電流很小(不導(dǎo)通)，場效應(yīng)管NMOS不導(dǎo)通，第四電阻器R4上的分壓大于第一可控硅SCR1的觸發(fā)電壓，第一可控硅SCR1導(dǎo)通后相當(dāng)于整流橋堆Z輸出端短接，與整流橋堆Z輸入端串聯(lián)的繼電器K線圈得電而動作，觸發(fā)脫扣聯(lián)動機構(gòu)T使斷路開關(guān)SW斷開。

當(dāng)將工頻可調(diào)電源電壓調(diào)節(jié)到170～270VAC范圍，第一壓敏電阻R_V1漏電流較大(導(dǎo)通)，觸發(fā)場效應(yīng)管NMOS導(dǎo)通，場效應(yīng)管NMOS導(dǎo)通后降低了第 四電阻R4上的分壓，使得第一可控硅SCR1處于截止?fàn)顟B(tài)，脫扣聯(lián)動機構(gòu)T不動作，本實用新型具有過電壓保護和欠電壓保護的漏電斷路器處于正常工作狀態(tài)。

當(dāng)將工頻可調(diào)電源電壓調(diào)節(jié)到270VAC以上時，此時雖然第一壓敏電阻R_V1導(dǎo)通，觸發(fā)場效應(yīng)管NMOS導(dǎo)通，由于此時第二壓敏電阻R_V2也導(dǎo)通，且有第三二極管D3隔離，第四電阻R4上的分壓足以觸發(fā)第一可控硅SCR1，第一可控硅SCR1導(dǎo)通后相當(dāng)于整流橋堆Z輸出端短接，與整流橋堆Z輸入端串聯(lián)的繼電器K線圈得電，觸發(fā)脫扣聯(lián)動機構(gòu)T使斷路開關(guān)SW斷開。

元件參數(shù)選擇：本實施例采用N溝道場效應(yīng)管NMOS代替實施例1中的第二可控硅SCR2，由于電路工作時該N溝道場效應(yīng)管NMOS承受電壓和電流都很小，所以選擇觸發(fā)電壓參數(shù)V_T＝1V，耐壓30V，最大導(dǎo)通電流1A的NMOS；其他元件參數(shù)選擇與實施例1相同。

實施例3

本實施例采用第一可控硅SCR1作為半導(dǎo)體開關(guān)元件1，第二可控硅SCR2作為半導(dǎo)體開關(guān)元件2；采用第一半導(dǎo)體瞬態(tài)抑制二極管TVS1、第二半導(dǎo)體瞬態(tài)抑制二極管TVS2分別作為電壓非線性器件1和電壓非線性器件2。

如圖3所示，一種具有過電壓保護和欠電壓保護的漏電斷路器，與實施例1比較，本實施例采用第一半導(dǎo)體瞬態(tài)抑制二極管TVS1、第二半導(dǎo)體瞬態(tài)抑制二極管TVS2分別代替實施例1中的第一壓敏電阻R_V1和第二壓敏電阻R_V2，各個元件連接方式與實施例1相同，工作原理與實施例1相同。

本實施例所采用的第一半導(dǎo)體瞬態(tài)抑制二極管TVS1、第二半導(dǎo)體瞬態(tài)抑制二極管TVS2的導(dǎo)通電壓參數(shù)分別為240V和380V，由于第一半導(dǎo)體瞬態(tài)抑制二極管TVS1和第二半導(dǎo)體瞬態(tài)抑制二極管TVS2工作導(dǎo)通時都只通過較小電流(mA數(shù)量級)，所以除了要求合適的導(dǎo)通電壓參數(shù)，其他參數(shù)無需特別考慮。本實施例中的其他元件參數(shù)選擇與實施例1相同。

為了驗證本實用新型帶過電壓和欠電壓保護功能的漏電斷路器的工作狀況，將本實用新型帶過電壓和欠電壓保護功能的漏電斷路器電源端與電壓可調(diào)的工頻電源相連。

當(dāng)將工頻可調(diào)電源電壓調(diào)節(jié)到170VAC以下時，第一半導(dǎo)體瞬態(tài)抑制二極管TVS1在這個電壓下漏電流很小(不導(dǎo)通)，第二可控硅SCR2不導(dǎo)通，第四電阻器R4上的分壓大于第一可控硅SCR1的觸發(fā)電壓，第一可控硅SCR1導(dǎo)通 后相當(dāng)于整流橋堆Z輸出端短接，與整流橋堆Z輸入端串聯(lián)的繼電器K線圈得電而動作，觸發(fā)脫扣聯(lián)動機構(gòu)T使斷路開關(guān)SW斷開。

當(dāng)將工頻可調(diào)電源電壓調(diào)節(jié)到170～270VAC范圍，第一半導(dǎo)體瞬態(tài)抑制二極管TVS1漏電流較大(導(dǎo)通)，觸發(fā)第二可控硅SCR2導(dǎo)通，第二可控硅SCR2導(dǎo)通后降低了第四電阻R4上的分壓，使得第一可控硅SCR1處于截止?fàn)顟B(tài)，脫扣聯(lián)動機構(gòu)T不動作，本實用新型具有過電壓保護和欠電壓保護的漏電斷路器處于正常工作狀態(tài)。

當(dāng)將工頻可調(diào)電源電壓調(diào)節(jié)到270VAC以上時，此時雖然第一半導(dǎo)體瞬態(tài)抑制二極管TVS1導(dǎo)通，觸發(fā)第二可控硅SCR2導(dǎo)通，由于此時第二半導(dǎo)體瞬態(tài)抑制二極管TVS2也導(dǎo)通，且有第三二極管D3隔離，第四電阻R4上的分壓足以觸發(fā)第一可控硅SCR1，第一可控硅SCR1導(dǎo)通后相當(dāng)于整流橋堆Z輸出端短接，與整流橋堆Z輸入端串聯(lián)的繼電器K線圈得電，觸發(fā)脫扣聯(lián)動機構(gòu)T使斷路開關(guān)SW斷開。

本實用新型的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。