1.本发明装置从公共供电来看，属于供电支路或末端，用于家庭或办公局部区域用电安全的控制，包括保护人身及用电设备的安全。
背景技术：2.随着科技进步，人们生活水平不断提高，家用电器种类和数量呈现井喷式发展。然而，因产品质量或不合理使用引起的安全事故累见不鲜。目前所采用的安全标准依旧停留在20世纪80年代水平。就漏电保护器而言，按旧标准一旦发生触电，漏电保护器虽能立即动作，在大部分情形下不会危及生命。但是，对被电击的人还是要承受较大的痛苦。随着电子技术的进步，完全有条件提高防护标准，提高反应速度，即使不慎触电，也可以极短时间内切断电源或排除隐患。此外，由于电子技术发展，可以采用更先进的方法，更合理的设计，实现更完善的功能。既能保护人身安全，又能保护电器设备安全，一举数得。
技术实现要素：3.本实用新型提供了一种多功能家庭用电保护装置，以提高电器的使用安全。
4.本实用新型提供了一种多功能家庭用电保护装置，包括电源管理单元、微处理器单元、浪涌过压保护单元、电源线路电流电压检测单元、二极管桥式电路单元、线路电压极性转换单元，所述微处理器单元分别与电源管理单元、电源线路电流电压检测单元、线路电压极性转换单元相连，所述线路电压极性转换单元、二极管桥式电路单元、浪涌过压保护单元依次相连，所述电源线路电流电压检测单元与线路电压极性转换单元、二极管桥式电路单元之间的电路相连，所述线路电压极性转换单元上设有用电设备连接引脚。
5.进一步地，所述微处理器单元为pic16f676芯片。
6.进一步地，所述多功能家庭用电保护装置还包括欠压保护单元，所述二极管桥式电路单元包括正极输出引脚、负极输出引脚，所述线路电压极性转换单元分别与正极输出引脚、负极输出引脚相连，所述欠压保护单元位于线路电压极性转换单元、正极输出引脚之间。
7.更进一步地，所述线路电压极性转换单元包括h桥电路、三极管q2、三极管q3、电阻r3、电阻r4，所述电阻r3与三极管q2集电极相连，所述电阻r4与三极管q3集电极相连，所述三极管q2的基极、所述三极管q3的基极均与微处理器单元相连，所述h桥电路包括正极引脚、负极引脚，所述h桥电路的负极引脚与负极输出引脚相连，所述h桥电路的正极引脚、电阻r3、电阻r4均与欠压保护单元相连，所述h桥电路包括mos管p1、mos管p2、mos管m3、mos管m4，所述h桥电路正极引脚与mos管p1、mos管p2相连，所述h桥电路负极引脚与mos管m3、mos管m4相连，所述mos管p1与mos管m4连接，所述mos管p2与mos管m3连接，所述mos管p1、mos管m4的栅极均与电阻r3、三极管q2之间电路相连，所述mos管p2、mos管m3的栅极均与电阻r4、三极管q3之间电路相连。
8.更进一步地，所述电源线路电流电压检测单元包括正极电源线路电流电压检测单
元、负极电源线路电流电压检测单元，所述正极电源线路电流电压检测单元与欠压保护单元、正极输出引脚之间电路相连，所述负极电源线路电流电压检测单元与线路电压极性转换单元、负极输出引脚之间。
9.进一步地，所述二极管桥式电路单元由理想二极管组成。
10.进一步地，所述浪涌过压保护单元由tvs管z2、功率电感l1、tvs管z1、功率电感l2依次环绕相连，组成“口”字型电路，所述功率电感l1、功率电感l2分别与二极管桥式电路单元相连。
11.更进一步地，所述欠压保护单元包括继电器开关k1、电阻r15、电容c5、复位按钮b1、线圈r16，所述线路电压极性转换单元通过线圈r16、继电器开关k1与正极输出引脚相连，所述电阻r15、电容c5相连，并与所述继电器开关k1并联，所述复位按钮b1安装在继电器开关k1处。
12.进一步地，所述多功能家庭用电保护装置还包括告警单元，所述告警单元包括蜂鸣器电路、触电保护告警led、过压保护告警led、过载保护告警led，所述蜂鸣器电路、触电保护告警led、过压保护告警led、过载保护告警led分别与微处理器单元相连。
13.本发明与现有技术相比，通过采用微处理单元，配合线路电压极性转换单元、浪涌过压保护单元、电源线路电流电压检测单元，相比传统的漏电保护器，在进行有效的电流电压监测的同时，具有过压欠压保护，浪涌保护功能，提高电器的使用安全。
附图说明
14.图1为本实用新型实施例原理示意图；
15.图2为本实用新型实施例电路一部分结构示意图；
16.图3为本实用新型实施例电路另一部分结构示意图；
17.图4为本实用新型实施例线路电压极性转换单元电路示意图；
18.图5为本实用新型实施例浪涌过压保护单元电路示意图；
19.图6为本实用新型实施例欠压保护单元电路示意图；
20.图7为本实用新型实施例电源线路电流电压检测单元电路示意图。
具体实施方式
21.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
22.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
23.本实用新型实施例公开了一种多功能家庭用电保护装置，如图1、图2-3所示，包括电源管理单元、微处理器单元、浪涌过压保护单元、电源线路电流电压检测单元、二极管桥式电路单元、线路电压极性转换单元，所述微处理器单元分别与电源管理单元、电源线路电流电压检测单元、线路电压极性转换单元相连，所述线路电压极性转换单元、二极管桥式电
路单元、浪涌过压保护单元依次相连，所述电源线路电流电压检测单元与线路电压极性转换单元、二极管桥式电路单元之间的电路相连，所述线路电压极性转换单元上设有用电设备连接引脚。
24.其中，图2、3分别为同一电路结构的两部分电路图，图2中右侧引脚与图3中左侧的相同引脚相连(例如图2中右侧ac引脚与图3中左侧的ac引脚相连)。
25.本实用新型实施例通过采用微处理单元，配合线路电压极性转换单元、浪涌过压保护单元、电源线路电流电压检测单元，相比传统的漏电保护器，在进行有效的电流电压监测的同时，具有过压欠压保护，浪涌保护功能，提高电器的使用安全。
26.可选的，所述微处理器单元为pic16f676芯片。
27.其中，微处理器单元采用pic16f676，所述pic16f676内设有高精度振荡器电路、上电复位电路、看门狗电路、欠压检测电路等电路结构。控制固件内嵌在pic16f630的eprom存储区域内。微处理器单元内部还设有ad转换器，如图2-3所示，线路电压分压后送入adc转换电路采集分析，找到过零点。
28.可选的，如图1、图2-3所示，所述多功能家庭用电保护装置还包括欠压保护单元，所述二极管桥式电路单元包括正极输出引脚、负极输出引脚，所述线路电压极性转换单元分别与正极输出引脚、负极输出引脚相连，所述欠压保护单元位于线路电压极性转换单元、正极输出引脚之间。
29.特别的，如图4所示，所述线路电压极性转换单元包括h桥电路、三极管q2、三极管q3、电阻r3、电阻r4，所述电阻r3与三极管q2集电极相连，所述电阻r4与三极管q3集电极相连，所述三极管q2的基极、所述三极管q3的基极均与微处理器单元相连，所述h桥电路包括正极引脚、负极引脚，所述h桥电路的负极引脚与负极输出引脚相连，所述h桥电路的正极引脚、电阻r3、电阻r4均与欠压保护单元相连，所述h桥电路包括mos管p1、mos管p2、mos管m3、mos管m4，所述h桥电路正极引脚与mos管p1、mos管p2相连，所述h桥电路负极引脚与mos管m3、mos管m4相连，所述mos管p1与mos管m4连接，所述mos管p2与mos管m3连接，所述mos管p1、mos管m4的栅极均与电阻r3、三极管q2之间电路相连，所述mos管p2、mos管m3的栅极均与电阻r4、三极管q3之间电路相连。
30.其中，rl代表家电设备，正常运行时，在r7、r8施加高低电平，使rl得到交流电，切换的频率通过过零点检测实现；正常情况下，频率为50hz，与输入电压同压同频，几乎同相位；当检测到电流电压异常时，将r7、r8施加低电平，p1、p2处于截止状态，rl两端电压为0。
31.本实用新型实施例p1、p2为大功率高压pmos管，m3、m4为大功率nmos管，q2、q3为小功率高压npn三极管，相较于常规h桥电路，增加了r3、r4、q2、q3，有效实现了低压(1伏)控制高压(220伏)开关的目的，并且有效避免了h桥电路在电压上升过程中同侧pmos、nmos同时导通的现象。
32.特别的，如图7所示，所述电源线路电流电压检测单元包括正极电源线路电流电压检测单元、负极电源线路电流电压检测单元，所述正极电源线路电流电压检测单元与欠压保护单元、正极输出引脚之间电路相连，所述负极电源线路电流电压检测单元与线路电压极性转换单元、负极输出引脚之间。
33.本实用新型实施例通过在两个回路中均设置相同的检测电路，一旦发生触电事件，两个回路的电流、电压会有差异，因此，可以快速启动切断，将rl两端电压置0。
34.可选的，所述二极管桥式电路单元由理想二极管组成。
35.本实用新型实施例采用理想二极管代替常规整流二极管，相较于常规二极管0.3-0.7伏的压降，理想二极管压降只有几十毫伏，此桥式整流电路的作用是将双向220伏50hz变为单向220伏100hz电压，便于后续电流电压的采集计算、分析，经过h桥电路后，还原为220伏50hz信号，确保受电设备的电压频率没有变化。
36.可选的，如图5所示，所述浪涌过压保护单元由tvs管z2、功率电感l1、tvs管z1、功率电感l2依次环绕相连，组成“口”字型电路，所述功率电感l1、功率电感l2分别与二极管桥式电路单元相连。
37.本实用新型实施例的浪涌过压保护单元采用“口”字型双向钳位二极管加退耦电感滤波电路，可以快速抑制浪涌电压，比传统氧化锌压敏电阻具有更快的响应速度有更高的设防精度，有效克服了压敏电阻的缺点。
38.特别的，如图6所示，所述欠压保护单元包括继电器开关k1、电阻r15、电容c5、复位按钮b1、线圈r16，所述线路电压极性转换单元通过线圈r16、继电器开关k1与正极输出引脚相连，所述电阻r15、电容c5相连，并与所述继电器开关k1并联，所述复位按钮b1安装在继电器开关k1处。
39.当电压小于规定值时，该继电器开关k1动作，切断线路。环路中无电流通过。只有通过人工干预，才能重新启动继电器。线圈r16加上全部电压，当电压正常时，继电器开关k1处于闭合状态。当电压低于继电器开关k1的设定阈值时，继电器k1断开，并一直保持断开状态。直通人工检测电压正常时，才可按下b1复位按钮，使继电器恢复导通状态。r15，c5用于消除k1火花。
40.可选的，如图2-3所示，所述多功能家庭用电保护装置还包括告警单元，所述告警单元包括蜂鸣器电路、触电保护告警led d5、过压保护告警led d6、过载保护告警led d7，所述蜂鸣器电路、触电保护告警led、过压保护告警led、过载保护告警led分别与微处理器单元相连。
41.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本技术说明书后依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本实用新型申请待批权利要求保护范围之内。
技术特征：1.一种多功能家庭用电保护装置，其特征在于，所述多功能家庭用电保护装置包括电源管理单元、微处理器单元、浪涌过压保护单元、电源线路电流电压检测单元、线路过零检测单元、二极管桥式电路单元、线路电压极性转换单元，所述微处理器单元分别与电源管理单元、电源线路电流电压检测单元、线路过零检测单元、线路电压极性转换单元相连，所述线路电压极性转换单元、二极管桥式电路单元、浪涌过压保护单元依次相连，所述电源线路电流电压检测单元与线路电压极性转换单元、二极管桥式电路单元之间的电路相连。2.根据权利要求1所述一种多功能家庭用电保护装置，其特征在于，所述微处理器单元为pic16f676芯片。3.根据权利要求1所述一种多功能家庭用电保护装置，其特征在于，所述多功能家庭用电保护装置还包括欠压保护单元，所述二极管桥式电路单元包括正极输出引脚、负极输出引脚，所述线路电压极性转换单元分别与正极输出引脚、负极输出引脚相连，所述欠压保护单元位于线路电压极性转换单元、正极输出引脚之间。4.根据权利要求3所述一种多功能家庭用电保护装置，其特征在于，所述线路电压极性转换单元包括h桥电路、三极管q2、三极管q3、电阻r3、电阻r4，所述电阻r3与三极管q2集电极相连，所述电阻r4与三极管q3集电极相连，所述三极管q2的基极、所述三极管q3的基极均与微处理器单元相连，所述h桥电路包括正极引脚、负极引脚，所述h桥电路的负极引脚与负极输出引脚相连，所述h桥电路的正极引脚、电阻r3、电阻r4均与欠压保护单元相连，所述h桥电路包括mos管p1、mos管p2、mos管m3、mos管m4，所述h桥电路正极引脚与mos管p1、mos管p2相连，所述h桥电路负极引脚与mos管m3、mos管m4相连，所述mos管p1与mos管m4连接，所述mos管p2与mos管m3连接，所述mos管p1、mos管m4的栅极均与电阻r3、三极管q2之间电路相连，所述mos管p2、mos管m3的栅极均与电阻r4、三极管q3之间电路相连。5.根据权利要求3所述一种多功能家庭用电保护装置，其特征在于，所述电源线路电流电压检测单元包括正极电源线路电流电压检测单元、负极电源线路电流电压检测单元，所述正极电源线路电流电压检测单元与欠压保护单元、正极输出引脚之间电路相连，所述负极电源线路电流电压检测单元与线路电压极性转换单元、负极输出引脚之间。6.根据权利要求1所述一种多功能家庭用电保护装置，其特征在于，所述二极管桥式电路单元由理想二极管组成。7.根据权利要求1所述一种多功能家庭用电保护装置，其特征在于，所述浪涌过压保护单元由tvs管z2、功率电感l1、tvs管z1、功率电感l2依次环绕相连，组成“口”字型电路，所述功率电感l1、功率电感l2分别与二极管桥式电路单元相连。8.根据权利要求3所述一种多功能家庭用电保护装置，其特征在于，所述欠压保护单元包括继电器开关k1、电阻r15、电容c5、复位按钮b1、线圈r16，所述线路电压极性转换单元通过线圈r16、继电器开关k1与正极输出引脚相连，所述电阻r15、电容c5相连，并与所述继电器开关k1并联，所述复位按钮b1安装在继电器开关k1处。9.根据权利要求1所述一种多功能家庭用电保护装置，其特征在于，所述多功能家庭用电保护装置还包括告警单元，所述告警单元包括蜂鸣器电路、触电保护告警led、过压保护告警led、过载保护告警led，所述蜂鸣器电路、触电保护告警led、过压保护告警led、过载保护告警led分别与微处理器单元相连。
技术总结本实用新型提供了一种多功能家庭用电保护装置，包括电源管理单元、微处理器单元、浪涌过压保护单元、电源线路电流电压检测单元、二极管桥式电路单元、线路电压极性转换单元，所述微处理器单元分别与电源管理单元、电源线路电流电压检测单元、线路电压极性转换单元相连，所述线路电压极性转换单元、二极管桥式电路单元、浪涌过压保护单元依次相连，所述电源线路电流电压检测单元与线路电压极性转换单元、二极管桥式电路单元之间的电路相连，所述线路电压极性转换单元上设有用电设备连接引脚。本发明通过采用微处理单元，配合线路电压极性转换单元、浪涌过压保护单元、电源线路电流电压检测单元，提高电器的使用安全。提高电器的使用安全。提高电器的使用安全。
技术研发人员：严益强
受保护的技术使用者：广东省电信规划设计院有限公司
技术研发日：2022.01.04
技术公布日：2022/7/5
