一种用MOS管控制交流电线路的装置的制作方法

本实用新型涉及电控火灾监控领域，尤其涉及一种用MOS管控制交流电线路的装置。

背景技术：

目前，电气火灾监控探测器领域中，当交流负载电路有短路故障现象出现时，常采用两种方法切断负载：一种是在交流负载电路前端安装断路保护器，当电流值达到短路电流后，断路保护器动作，切断负载；另一种是在交流负载电路前端（供电端）安装控制单元，所述控制单元包括电流传感器、微处理器和继电器，电流传感器用于实时监测流入交流负载电路的电流大小，当电流传感器监测到流入交流负载电路的电流达到短路级别时，由微处理器控制继电器断开，切断负载；上述两种方法虽然都能切断负载，但由于从短路现象产生到切断负载的这个过程花费时间太长，一般会达到数十毫秒至一百多毫秒，在此时间段内，短路点已经因产生了强大电火花而引燃周围的可燃物，导致火灾事故发生。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用MOS管控制交流电线路的装置，能够时刻监测负载线路中的电流大小，当监测到交流负载电路中的电流达到短路级别时，控制单元快速发出切断交流负载电路的信号，避免短路点产生大的电火花，进而避免电气火灾事故的发生。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用MOS管控制交流电线路的装置，包括整流桥、第一电容、第二电容、第三电容、MOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、变压器、光电耦合器、二极管、直流电源和控制单元，所述控制单元包括微处理器和电流传感器，电流传感器用于采集交流负载电路的电流，电流传感器的输出端与微处理器的输入端连接；其中，整流桥的第二交流输入端与交流负载电路的输入端连接，第一电容的第一端和第二端分别与整流桥电路的第一直流输入端和第二直流输入端连接，整流桥电路的第二直流输入端还与MOS管的漏极连接，MOS管的源极与第一电容的第一端连接，第一电阻的两端分别与MOS管的源极与栅极连接，MOS管的栅极与光电耦合器中三极管的射极连接，光电耦合器中三极管的集电极与第二电容的第一端连接，第二电容的第二端接地，光电耦合器中光电二极管的阳极端与第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端与直流电源连接，光电耦合器中光电二极管的阴极端与控制单元的SW_CTR端连接，二极管的阴极端与第二电容的第一端连接，二极管的阳极端与变压器副边线圈的第一端连接，变压器副边线圈的第二端与第二电容的第二端连接，变压器原边线圈的第一端与第三电阻的第一端连接，第三电阻的第二端接地，变压器原边线圈的第二端与第三电容的第一端连接，第三电容的第二端与整流桥的第一交流输入端。

所述的整流桥采用全桥整流桥。

本实用新型的有益效果：

本实用新型所述的一种用MOS管控制交流电线路的装置，从控制单元发出信号到MOS管的栅极由高电平跳变为低电平，由于跳变过程为电平跳变，因此动作时间远小于微处理器控制断路器动作和断路器动作过程的时间，上述电平跳变的时间通常在130uS内，而从MOS管的漏极与源极的导通到截止只有20uS，因此共用150uS的时间就能完成对交流负载电路的切断控制，从而避免短路处产生大的电火花，进而避免电气火灾事故的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示：本实用新型所述的一种用MOS管Q1控制交流电线路的装置，包括整流桥DW、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、变压器TM、光电耦合器U1、二极管D1、直流电源和控制单元，所述控制单元包括微处理器和电流传感器，电流传感器用于采集交流负载电路的电流，电流传感器的输出端与微处理器的输入端连接；其中，整流桥DW的第二交流输入端L’与交流负载电路的输入端连接，第一电容C1的第一端和第二端分别与整流桥DW电路的第一直流输入端和第二直流输入端连接，整流桥DW电路的第二直流输入端还与MOS管Q1的漏极连接，MOS管Q1的源极与第一电容C1的第一端连接，第一电阻R1的两端分别与MOS管Q1的源极与栅极连接，MOS管Q1的栅极与光电耦合器U1中三极管的射极连接，光电耦合器U1中三极管的集电极与第二电容C2的第一端连接，第二电容C2的第二端接地，光电耦合器U1中光电二极管的阳极端与第二电阻R2的第一端连接，第二电阻R2的第二端与直流电源连接，光电耦合器U1中光电二极管的阴极端与控制单元的SW_CTR端连接，二极管D1的阴极端与第二电容C2的第一端连接，二极管D1的阳极端与变压器TM副边线圈的第一端连接，变压器TM副边线圈的第二端与第二电容C2的第二端连接，变压器TM原边线圈的第一端与第三电阻R3的第一端连接，第三电阻R3的第二端接地，变压器TM原边线圈的第二端与第三电容C3的第一端连接，第三电容C3的第二端与整流桥DW的第一交流输入端L。

优选方案为：所述的整流桥DW采用全桥整流桥DW。

本实用新型所述的一种用MOS管Q1控制交流电线路的装置的工作原理为：

整流桥DW的第一交流输入端L输入交流电压后，经整流桥DW整流，在整流桥DW的第一直流输入端和第二直流输入端分别输出“-”和“+”的直流脉动电压，第一电容C1用于消除所述直流脉动电压中的尖峰电压，防止尖峰电压损坏MOS管Q1。

进一步的，当用于为交流负载电路供电的交流电压施加到变压器TM的原边线圈的第一端和第二端后，通过第三电阻R3和第三电容C3在变压器TM的原边线圈产生交流电压，然后经变压器TM的感应耦合作用，在变压器TM的副边线圈产生交流电压信号，所述二极管D1和第二电容C2的作用把所述交流电压信号转变成稳定的直流电压信号为光电耦合器U1供电。

当控制单元发出接通交流负载电路信号时，微处理器的“SW_CTR”端输出低电平，光电耦合器U1中的光电二极管导通发光，经光电耦合作用，使得光电耦合器U1中的三极管的集电极和射极导通，进而使MOS管Q1的栅极呈现高电平，从而使MOS管Q1的漏极和源极导通，最终使得整流桥DW的第一交流输入端L与第二交流输入端接通，即实现了交流电输入端向交流负载电路供电。

当控制单元发出切断交流负载电路信号时，微处理器的“SW_CTR”端输出高电平，光电耦合器U1中的光电二极管截止，使得光电耦合器U1中的三极管的集电极和发射极也截止，进而使MOS管Q1截止，最终使得整流桥DW的第一交流输入端L与第二交流输入端不能导通，即切断了交流电输入端向交流负载电路的供电。

上述切断过程中，从控制单元发出信号到MOS管Q1的栅极由高电平跳变为低电平，由于跳变过程为电平跳变，因此动作时间远小于微处理器控制断路器动作和断路器动作过程的时间，

上述电平跳变的时间通常在130uS内，而从MOS管Q1的漏极与源极的导通到截止只有20uS，因此共用150uS的时间就能完成对交流负载电路的切断控制，从而避免短路处产生大的电火花，进而避免电气火灾事故的发生。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。