[发明专利]欠压-过压保护装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种欠压-过压保护装置及方法。

背景技术

一般而言，供电线路上的电压并非一个恒定值，其可能因负荷的变化而相应产生波动。供电线路上的这种电压波动(如欠压或者过压)，一旦超出用电设备所能承受的范围，就会对用电设备带来不利的影响，甚或造成用电设备的损坏。因此，通常采用欠压保护和过压保护装置来保证用电设备在正常的供电状态下运行。

欠压保护一般是指当供电线路电压低于一个预定阈值(例如低于标称电压的80％)时，保护装置自动切断供电线路，待到线路电压恢复到正常范围时，保护装置可再次被手动恢复到接通状态。相对而言，过压保护是指当线路电压超过一个预定值(例如高于标称电压的10％)时，为了防止对用电设备造成损坏，保护装置同样自动切断线路且待线路电压恢复正常时可再手动恢复。

目前市场上的欠压-过压保护装置主要采用2个分立的脱扣线圈来分别实现欠压和过压的检测和保护动作。图1示例性地示出了一种现有的欠压-过压保护装置的原理图。如图1所示，供电线路L(火线)和N(零线)用来向用电设备150提供电能。保护装置设置在用电设备侧，且包括两个脱扣线圈110和120。这两个脱扣线圈分别用于在检测到欠压或过压时执行脱扣动作。脱扣线圈110和120的脱扣动作进而以机械传动方式驱动断路器130，使其断开供电线路到用电设备150的电连接。

具体而言，在图1中，脱扣线圈110的两端连接在线路L和N上。当线路电压V在正常范围内时，该脱扣线圈110中的推杆处于位置1，断路器130闭合，供电线路导通。当线路电压V低于一个预定阈值Vmin(即欠压)时，脱扣线圈110执行脱扣动作，其推杆变换到位置2，即脱扣状态，并进而使得线路L和N上的断路器130断开供电连接。脱扣线圈120经由过压检测电路140连接到供电线路L和N上。当过压检测电路140检测到线路电压V正常时，脱扣线圈120中的推杆处于位置1。当过压检测电路140检测到线路电压V超过一个预定阈值Vmax(即过压)时，其输出一个过压保护触发信号，使得脱扣线圈120中的推杆从位置1变换到位置2，即进入脱扣状态，并进而导致线路L和N上的断路器130断开供电连接。

采用如图1所示的结构可以实现欠压、过压的双重保护。然而，由图1可见，这种欠压-过压保护装置需要两个独立的脱扣线圈来分别实现欠压、过压保护。而每一个脱扣线圈因其机械结构的特点其体积相对较大、成本也较高，特别是与电子元件相比更是如此。这一缺憾显然不能满足当前保护装置小型化、低成本的要求。因此，现有的这种欠压-过压保护装置还需要进一步改进。

发明内容

本发明旨在提出了一种欠压-过压保护装置及方法，该保护装置因只包含一个脱扣线圈而在体积上和成本上明显优于现有的具有双脱扣线圈的欠压-过压保护装置。

根据本发明的一个方面，欠压-过压保护装置包括：检测装置，连接在交流供电线路上，用于在检测到交流供电线路上的电压高于第一预定阈值时，发送过压保护触发信号；单个脱扣线圈，与一个电子开关串联连接在所述交流供电线路上，用于在其两端电压低于第二预定阈值时，执行脱扣动作，从而使得所述交流供电线路上的供电中断；其中，所述电子开关在交流供电线路供电时处于导通状态，且响应于所述过压保护触发信号而关断，从而使得所述脱扣线圈因其两端电压低于所述第二预定阈值而执行脱扣动作。采用这种欠压-过压保护装置可通过一个脱扣线圈实现欠压-过压的双重保护，且减小了体积，降低了成本。而且该欠压-过压保护装置可直接用于交流供电线路，避免了整流滤波等处理，降低了使用复杂度，节约了成本。

其中，优选地，该电子开关可以是能够导通交流电流(即，双向导通电流)的电子开关，所述电子开关例如包括可控硅、晶体管、场效应管、光耦和继电器中任一。更为优选地，该电子开关可以是双向可控硅或继电器。这样，无论在交流供电线路上的电压为正向还是反向，电子开关均可处于导通状态，仅在响应过压保护触发信号或供电线路断电时关断，从而该欠压-过压保护装置可以直接用于交流供电线路。而且能够在交流电的正向和反向两个半周期上均正常工作，从而可以及时响应于过压保护触发信号而断开供电连接。

更为优选地，该欠压-过压保护装置，还包括自启动电路，用于为所述电子开关提供开启电压，所述开启电压从所述交流供电线路上获得。自启动电路在交流供电线路开始供电时为电子开关提供能够使其导通的开启电压，使得电子开关在未响应于过压保护触发信号或供电线路断电时处于导通状态，为实现过压保护提供保障。