廉价模拟电路的过压欠压脱扣保护器的技术解析

纯今 · 发表于 2025-8-5 10:37:30

本帖最后由纯今于 2025-8-5 15:10 编辑

钱包的充盈程度，甚至决定了家庭过压欠压保护器的选择

这种10元钱以内的过压欠压脱扣保护器，无继电器采取联动脱扣来达到成本低手段外，采用模拟电路也是手段之一

从国家标准来看，脱扣器（过压欠压脱扣器）和自恢复过欠压保护器的电压动作误差规定基本一致，主要范围在±5%

那我们来通过电路来分析廉价的过压欠压脱扣保护器，实现国家标准的技术难度

优点是节省配电箱导轨长度，受限配电箱适合这种，缺点无法自恢复，但总比烧家电要好

通过稳压管被击穿来实现过压保护，阻容网络实现对短暂尖峰电压的忽略，避免误操作

通过三极管的导通来实现欠压保护，也有阻容网络实现对短暂波谷电压的忽略，避免误操作

有请模拟电路大师 @kkdkj 审核，有请过压欠压保护专家 @不会闪现对比点评

这个设计不需要给MCU供电，回避了你发现廉价自恢复式保护器的缺点

以下是我的吐槽，家庭供电稳定才是最重要的，供电电路上面增加一个元件其实就多一个风险

不论数字电路还是模拟电路，元件越多，对每一个元件的可靠性要求越高，因为概率是叠加的，所以飞机有冗余设计，提高可靠度

脱扣器上面的测试按钮，无法测试过压欠压，实际是测试电磁铁失效了没？作用有限！

kkdkj · 发表于 2025-8-5 11:17:07

好像Q1基极少了一根线。

纯今 · 发表于 2025-8-5 11:23:42

本帖最后由纯今于 2025-8-5 14:24 编辑

kkdkj 发表于 2025-8-5 11:17
好像Q1基极少了一根线。

不愧是模拟大师，我忘记延伸到右侧两个分压电阻中间处连接，谢谢纠正

纯今 · 发表于 2025-8-5 11:25:12

kkdkj 发表于 2025-8-5 11:17
好像Q1基极少了一根线。

请问你家用的哪一种保护器？

l0577 · 发表于 2025-8-5 11:28:30

过欠压基本没用，几十年也没碰到因过压烧家电的，以前电网不稳可能有出现过

纯今 · 发表于 2025-8-5 11:33:31

l0577 发表于 2025-8-5 11:28
过欠压基本没用，几十年也没碰到因过压烧家电的，以前电网不稳可能有出现过 ...

在我其他探讨过压保护器的贴子下面有数码这家的网友说遇到过河南的，只给修都不给赔

不会闪现 · 发表于 2025-8-5 11:56:35

不是什么专家，论坛水友罢了。从可靠性上来说，我个人觉得这种空开式的过欠压保护器更好，也更正规，且不说过欠压检测电路的区别，最基本的就是它是正儿八经的断路器啊，自身就有可看的短路过载保护，并且有灭弧罩，这是最关键的，作为工业上用的过欠压保护来讲，就是这个设计，检测励磁拉闸跟断路器分体设计。它还可以手动分合闸，方便停电检修，跳闸后不能自恢复反而是一种优势，让你知道出问题了，停电后可以立马去调查原因是欠压还是过压，是电源电压问题还是负载问题(工业上负载也可能会导致过电压的哦)，因为在工业生产中，通常供电都是很稳定的，突然跳闸肯定有隐藏问题，不找到问题以后随机还要出事。

就像昨天车里里有套设备，它的电源总闸跳了，但我到现场后查看，控制箱里一个空开都没跳，就挺奇怪，小空开不跳直接跳总闸？问车间的师傅，说这个岗位的工人发觉机器没电了，自己打开控制箱把跳闸的支路小空开推上去了，结果还是没电(总闸都跳了当然没有)，然后就出去抽烟了，我就懵逼了，你给我推上去搞锤子，我怎么检修，哪个支路出问题了怎么知道，于是给总闸送上电，嘿，整套机器又正常了没有跳闸的，最烦的就是这种时有时无的故意。后续那工人回来后继续操作设备，我就在一边守着，一会儿果然又跳总闸了，打开控制箱看，有一个支路小空开跳了，应该是很猛烈的短路，短路电流极大，加之塑壳断路器拉闸速度比小空开快，就都跳了。知道是哪路后，检修就容易多了，缩小了范围，就容易解决了。

当然对于居民用电来说，你又不需要考虑过欠压停电原因，停电就是停电了，多数人又没有电气检修能力，你信不信街上随便逮100个人，起码80个不知道怎么推空开，特别是带复位蓝按钮的空开。因此自恢复保护器挺适合普通居民用的，至于灭弧和短路问题，毕竟普通过欠压保护器里面就一继电器，是没有灭弧能力的，遇到合闸时，刚好有猛烈短路，可能直接导致触点烧粘在一起，废，分合闸次数多了，触点烧黑，也废。

不过呢，现在的居民供电还是非常稳定的，除了偏远地区和部分农村地区，欠压一般不容易发生，当然，我们这的村镇，到今天有时候也是带不起空调，你敢信。而过压几乎仅仅只有三相配电箱断总零线时才会发生，普通居民家里也不会有什么会导致过压的设备。断总零的概率极小，跟你买彩票中50万块差不多，不是500万哦。我工作多年就遇到过一次，是修厂时临时板房的配电箱零排的总零线鼻子没压紧，脱出来了，所有手机充电器，led灯，笔记本充电器，电脑电源都烧了，可能是临时用的电源，工人不认真。居民小区还是很可靠的。

不过即使如此，我还是给家里装个过欠压保护器安全些，其实我挺喜欢这种空开式的保护器，可惜它不带电流电压功率显示，实用性差些，就纯粹的保护器，不好看。带屏幕的保护器虽然灭弧能力差，寿命断，但一年能分合闸几次呢？也就城里停电前后会分合闸一次，考虑到现在人们家里有着大量的开关电源负载，什么光猫路由器机顶盒电脑空调冰箱热水器等乱七八糟的，里面全是大电容的开关电源，送电瞬间会有很大的火花，这会削减继电器寿命，但是吧，东西就拿来用的，能用5年就不亏，10年稳赚。

因此，我不敢去赌那总零会不会断，一旦发生，家里除了没打开的灯外，一切插电待机的电饭煲微波炉电磁炉电视电脑充电器路由器空调冰箱，都完犊子。也别指望电力局赔偿，那办事效率，啧啧。为什么受伤的总是开关电源负载呢？很简单，一旦总零断了，回路里的负载就通过零线串联起来了，家电就串联在380v之间，初中物理都知道，串联回路，电阻越大，分得电压越高，开关电源要换算等效物抗，很多开关电源待机功率基本为零，就算0.5w吧，p=u²/r，0.5=(220)²/r，r为96.8k欧，而2200w电水壶，400w饮水机，2000w电暖器这些纯阻性负载，电阻普遍几十几百欧，电阻大的分的电压高，开关电源两端很轻松可以达到320v以上，整流滤波后450v以上，前级芯片管子全烧。

底图为三相断零模拟效果

不会闪现 · 发表于 2025-8-5 12:07:14

虽然继电器触点耐折磨程度没有断路器强，但正常使用还是不错的，其他的我不知道，这个台仪的玩意儿19年买的，这6年家里断断续续停电过一百多次吧（包括我自己整改电路人为断电），测试内部继电器接触阻值，9.22A电流，压降11.68mv，电阻1.27毫欧，还行

happy_2000 · 发表于 2025-8-5 12:37:49

曾经我在京东买过一个施耐德的，结果到手发现宽是1P半的，不是2P宽度的。这样装上就有缝隙了，不好看。然后退回去了，还用原来在破烂市买的那个了。

纯今 · 发表于 2025-8-5 12:56:55

不会闪现发表于 2025-8-5 11:56
不是什么专家，论坛水友罢了。从可靠性上来说，我个人觉得这种空开式的过欠压保护器更好，也更正规，且不说 ...

高屋建瓴，又通俗易懂的好文，我全文读了，保存成PDF给别人学习。全网安全用电保护第一文章

纯今 · 发表于 2025-8-5 13:04:32

不会闪现发表于 2025-8-5 12:07
虽然继电器触点耐折磨程度没有断路器强，但正常使用还是不错的，其他的我不知道，这个台仪的玩意儿19年买的 ...

11.68毫伏，众仪ZT102你还是挺会选择的

纯今 · 发表于 2025-8-5 13:08:50

不会闪现发表于 2025-8-5 11:56
不是什么专家，论坛水友罢了。从可靠性上来说，我个人觉得这种空开式的过欠压保护器更好，也更正规，且不说 ...

利用手头常见模块，专家您是否考虑过，DIY一个可调升压电源，来测试过压保护器？
比如改改升压模块的绕组，实现300伏特以下可调，我感觉不是问题，难题

不会闪现 · 发表于 2025-8-5 13:09:56

纯今发表于 2025-8-5 13:04
11.68毫伏，众仪ZT102你还是挺会选择的

众仪玩具厂的表嘛，便宜好用，精度和稳定性上还是不错的，这表21年买的，到现在测ad584电压数值也一样。但之所以叫玩具厂，就是因为它就只适合家里把玩，或者生活中测测电压，因为材料做工和安全防护很一般，特别是那cat等级都是假的，电路设计就没考虑工业使用，无论是磕碰掉落挤压耐磨高压绝缘安全性，一个都不沾边，厂里还是老老实实用优利德胜利吧，福禄克国企用的多，私企基本没有。