CN101334442B - 一种地线检测器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地线检测器，包括参考电压获取模块、单向保护模块、第三电容、稳压器、第三电阻、第一光耦、第二光耦、控制模块和提示模块；所述参考电压获取模块输入与火线、零线分别相连，输出经单向保护模块、第三电容与地线相连，所述稳压器跨接在第三电容两端，所述第三电阻、第一光耦输入、第二光耦输出连接后跨接在第三电容两端；所述第二光耦输入与控制模块相连，第一光耦输出与控制模块相连，所述提示模块与控制模块输出相连，所述控制模块会输出第一控制信号至第二光耦输入。发明的地线检测器可以成功检测地线是否已安全接地，而且成本低、反应快、性能可靠，测量时漏电流小，安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种地线检测器。
背景技术
随着人们生活水平不断提升，不仅对家用电器性能要求越来越高，对安全也要求越来越高，有大量电器都采用了电器外壳接地的做法来加强安全性.但自己家里的地线是否接地良好？目前的测量工具，价格高昴，不可能每家配一个。
发明内容
本发明就是为了克服以上的不足，提出了一种低成本的地线检测器。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：一种地线检测器，包括参考电压获取模块、单向保护模块、第三电容、稳压器、第三电阻、第一光耦、第二光耦、控制模块和提示模块；所述参考电压获取模块输入与火线、零线分别相连，输出经单向保护模块、第三电容与地线相连，所述稳压器跨接在第三电容两端，所述第三电阻、第一光耦输入、第二光耦输出连接后跨接在第三电容两端；所述第二光耦输入与控制模块相连，第一光耦输出与控制模块相连，所述提示模块与控制模块输出相连，所述控制模块会输出第一控制信号至第二光耦输入。
所述参考电压获取模块包括第一电容、第二电容和第二电阻，第一电容第一端与火线相连、第二端与第二电容第一端相连，第二电容第二端与零线相连，第二电阻一端连接在第一电容和第二电容之间、另一端与地线相连。
所述单向保护模块包括第一电阻和单向导通器件，所述第一电阻一端连接在第一电容和第二电容之间、另一端与单向导通器件第一端相连，所述单向导通器件第二端与第三电容相连。
所述第一电容和第二电容都为Y电容。
所述参考电压获取模块包括第五电阻和第六电阻，第五电阻第一端与火线相连、第二端与第六电阻第一端相连，第六电阻第二端与零线相连，地线连接在第五电阻和第六电阻之间。
所述单向保护模块包括第一电阻和单向导通器件，所述第一电阻一端连接在第五电阻和第六电阻之间、另一端与单向导通器件第一端相连，所述单向导通器件第二端与第三电容相连。
所述单向导通器件为二极管，所述二极管阳极与第一电阻相连、阴极连接在第三电容与第三电阻之间。
所述提示模块为声光提示模块，所述声光提示模块在地线接地时发出声信号和/或光信号。
所述稳压器为稳压二极管，所述稳压二极管阳极与地线相连、阴极连接在第三电容和第三电阻之间。
所述第一控制信号为矩形波信号，所述矩形波信号在一个周期内使第二光耦的导通时间不小于200μs、第二光耦的截止时间不小于100ms。
本发明与现有技术对比的有益效果是：本发明的地线检测器可以成功检测地线是否已安全接地，而且成本低、反应快、性能可靠，测量时漏电流小，安全。本发明的地线检测器还可以集成在家用电器的电路主板上，从而实现实时检测，让家用电器更安全。
附图说明
图1是本发明一种具体实施方式的结构示意图；
图2是本发明具体实施方式的控制模块输出的第一控制信号的示意图；
图3是本发明另一种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施方式并结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，一种地线检测器，包括参考电压获取模块、单向保护模块、第三电容C3、稳压器、第三电阻R3、第一光耦U1、第二光耦U2、控制模块和提示模块(图中未示出)。所述参考电压获取模块输入与火线CN1、零线CN2分别相连，参考电压获取模块输出经单向保护模块、第三电容C3与地线CN3相连。所述稳压器跨接在第三电容C3两端。所述第三电阻R3、第一光耦U1输入、第二光耦U2输出连接后跨接在第三电容C3两端。所述第二光耦U2输入与控制模块MCU相连，第一光耦U1输出与控制模块MCU相连，所述提示模块与控制模块输出相连，所述控制模块MCU会输出第一控制信号至第二光耦U2输入。
第三电阻R3用作第一光耦U 1的限流电阻。稳压器可以防止第三电容的充电电压太高，也相应防止加在第一光耦U1、第二光耦U2两端的电压过高而烧坏第一光耦U1、第二光耦U2。第一光耦U1和第二光耦U2实现了高、低电压隔离。
所述参考电压获取模块包括第一电容C1、第二电容C2和第二电阻R2，第一电容C1第一端与火线CN1相连、第二端与第二电容C2第一端相连，第二电容C2第二端与零线CN2相连，第二电阻R2一端连接在第一电容C1和第二电容C2之间、另一端与地线CN3相连。第二电阻R2用来给第一电容C1、第二电容C2提供充电电流。这样设计参考电压获取模块就可以不用判断火线与零线，直接测量。
所述单向保护模块包括第一电阻R1和单向导通器件，所述第一电阻R1一端连接在第一电容C1和第二电容C2之间、另一端与单向导通器件第一端相连，所述单向导通器件第二端与第三电容C3相连。在图1中，所述单向导通器件为二极管D1，所述二极管D1阳极与第一电阻R1相连、阴极与第三电容C3相连。
所述提示模块可为声光提示模块，所述声光提示模块在收到控制模块MCU输出的第二控制信号后(即对应于地线CN3接地)发出声信号和/或光信号。
在图1中，所述稳压器为稳压二极管D2，所述稳压二极管D2阳极与地线CN3相连、阴极连接在第三电容C3和第三电阻R3之间。
如图2所示，所述控制模块输出的第一控制信号为矩形波信号。所述矩形波信号在一个周期内使第二光耦U2的导通时间不小于200μs、第二光耦U2的截止时间不小于100ms。经多次试验证明，这两个时间参数可以很好地控制第三电容C3的充、放电时间，从而提供很好的检测反馈结果。在图1中，控制模块MCU输出的第一控制信号是通过CON IO管脚、第四电阻R4输给第二光耦U2输入，所以第二光耦U2的导通时间即为矩形波信号高电平时间t1、第二光耦U2的截止时间即为矩形波信号低电平时间t2。当然，本领域技术人员也可对图1所示的电路结构进行修改，使矩形波信号低电平时间为第二光耦U2的导通时间、矩形波信号高电平时间为第二光耦U2的截止时间。
上述地线检测器的工作原理如下：
若地线CN3已接地，则在第一电容C1和第二电容C2的连接点上对地会有大约110V的交流电压。控制模块MCU输出第一控制信号至第二光耦U2输入。当第一控制信号对应截止信号时，该交流电压经第一电阻R1限流、第一二极管D1单向整流后对第三电容C3充电，第三电容C3上的充电电压将达到稳压器所限电压。充电一段时间后，当第一控制信号对应导通信号时，第二光耦U2输入(即发光二极管)发出光，使第二光耦U2输出导通。第三电容C3就通过第三电阻R3、第一光耦U1输入、第二光耦U2输出形成回路。第三电容C3就输出触发信号至第一光耦U1输入，第一光耦U1输出检测信号至控制模块MCU，所述控制模块MCU在收到检测信号时就输出第二控制信号至提示模块，所述提示模块收到第二控制信号后就发出相应提示给用户。如果用户可以看到所述相应提示，就表明地线CN3已良好接地。如果用户看不到相应提示，则表明地线CN3未安全接地。
本发明的原理是：地线与大地连接时，火线与大地间会有交流电压存在。通过检测此电压是否存在，就可判断接地线是否已良好接地。但在检测过程中，如果火线有对地的电流过大，会引起漏电保护器跳闸，所以检测过程中，对地电流应非常小。本发明不仅实现了测量弱小的电流，而且还有较强的绝缘较果、成本也很低廉。本发明采用弱小电流给第三电容充电，定时用第二光耦控制放电并用另第一光耦检测电容是否有放电电流，以此增大电流并检测，由于采用了光耦将低压与测量电路隔离，提高了安全性。
本领域技术人员还可以对上述地线检测器进行变换。如图4所示，所述参考电压获取模块也可包括第五电阻R5和第六电阻R6，第五电阻R5第一端与火线CN1相连、第二端与第六电阻R6第一端相连，第六电阻R6第二端与零线CN2相连，地线CN3连接在第五电阻R5和第六电阻R6之间。所述单向保护模块包括第一电阻R1和单向导通器件，所述第一电阻R1一端连接在第五电阻R5和第六电阻R6之间、另一端与单向导通器件第一端相连，所述单向导通器件第二端与第三电容C3相连。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种地线检测器，其特征在于：包括参考电压获取模块、单向保护模块、第三电容、稳压器、第三电阻、第一光耦、第二光耦、控制模块和提示模块；所述参考电压获取模块输入与火线、零线分别相连，输出经单向保护模块、第三电容与地线相连，所述稳压器跨接在第三电容两端，所述第三电阻、第一光耦输入、第二光耦输出连接后跨接在第三电容两端；所述第二光耦输入与控制模块相连，第一光耦输出与控制模块相连，所述提示模块与控制模块输出相连，所述控制模块会输出第一控制信号至第二光耦输入。
2.根据权利要求1所述的地线检测器，其特征在于：所述参考电压获取模块包括第一电容、第二电容和第二电阻，第一电容第一端与火线相连、第二端与第二电容第一端相连，第二电容第二端与零线相连，第二电阻一端连接在第一电容和第二电容之间、另一端与地线相连。
3.根据权利要求2所述的地线检测器，其特征在于：所述单向保护模块包括第一电阻和单向导通器件，所述第一电阻一端连接在第一电容和第二电容之间、另一端与单向导通器件第一端相连，所述单向导通器件第二端与第三电容相连。
4.根据权利要求2所述的地线检测器，其特征在于：所述第一电容和第二电容都为Y电容。
5.根据权利要求1所述的地线检测器，其特征在于：所述参考电压获取模块包括第五电阻和第六电阻，第五电阻第一端与火线相连、第二端与第六电阻第一端相连，第六电阻第二端与零线相连，地线连接在第五电阻和第六电阻之间。
6.根据权利要求5所述的地线检测器，其特征在于：所述单向保护模块包括第一电阻和单向导通器件，所述第一电阻一端连接在第五电阻和第六电阻之间、另一端与单向导通器件第一端相连，所述单向导通器件第二端与第三电容相连。
7.根据权利要求3或6所述的地线检测器，其特征在于：所述单向导通器件为二极管，所述二极管阳极与第一电阻相连、阴极连接在第三电容与第三电阻之间。
8.根据权利要求1-6任一所述的地线检测器，其特征在于：所述提示模块为声光提示模块，所述声光提示模块在地线接地时发出声信号和/或光信号。
9.根据权利要求1-6任一所述的地线检测器，其特征在于：所述稳压器为稳压二极管，所述稳压二极管阳极与地线相连、阴极连接在第三电容和第三电阻之间。
10.根据权利要求1-6任一所述的地线检测器，其特征在于：所述第一控制信号为矩形波信号，所述矩形波信号在一个周期内使第二光耦的导通时间不小于200μs、第二光耦的截止时间不小于100ms。
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