CN101741049B - 用于剩余电流断路器的控制装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于剩余电流断路器的控制装置，包括：一个放大单元，用于接收检测到的漏电采样信号，对所述漏电采样信号进行放大后，输出第一输出信号；一个延时单元，在接收到所述第一输出信号的情况下，输出第二输出信号，其中，自接收到所述第一输出信号起，经一段反时限延时后，所述第二输出信号达到第一预定值；一个触发单元，在所述第二输出信号达到第一预定值的情况下，输出一个触发信号，用于触发所述剩余电流断路器中执行机构的动作。本发明还提供了用于剩余电流断路器的控制方法。

Description

用于剩余电流断路器的控制装置和控制方法

技术领域

本发明涉及用于剩余电流断路器的控制装置和控制方法。 

背景技术

剩余电流断路器用于在检测到线路中出现漏电电流(或称剩余电流)时，控制执行装置断开电路或发出报警信号。 

剩余电流断路器通常利用检测装置(例如零序电流互感器ZCT)来检测得到漏电采样信号。然后，一个控制装置对该漏电采样信号进行放大，并将放大后的采样信号与一个参考信号相比较，当放大后的采样信号达到参考信号时，控制装置输出一个触发信号，用于触发执行机构(如脱扣器)的动作。在现有技术中，可以采用集成电路(如M54123芯片)来实现控制装置的上述采样信号放大、比较及输出触发信号的功能。 

采用上述控制装置的剩余电流断路器在出现漏电电流的情况下，即会产生上述控制信号，从而触发执行机构的动作。然而，在一些应用场合中，如采用多级漏电开关保护情况下，当下级漏电开关出现漏电流情况时，将会引起上下级漏电开关同时动作，从而导致整个系统失电。为了避免这种情况出现，需要上级漏电开关具有反时限动作特性，使得在下级开关出现漏电时，进行选择性保护，防止整个系统掉电。 

国家标准(GB16917)对剩余电流断路器在出现漏电电流时需要采取的延时范围作了明确规定，其中，当漏电电流在五倍额定动作漏电流以下时，延时时间跟漏电流的大小呈反比趋势，即：漏电电流越大，剩余电流断路器的延时时间就越短；漏电电流越小，剩余电流断路器的延时时间就越长。也就是说，漏电电流与剩余电流断路器的延时时间呈反时限特性。当漏电流在 五倍额定动作漏电流以上时，动作时间需要满足国家标准(GB16917)中规定的最小不驱动时间40ms和最大动作时间150ms。 

发明内容

本发明提出了用于剩余电流断路器的控制装置，所述控制装置可以使剩余电流断路器在检测到漏电电流后，根据检测到的漏电电流大小，经过相应的延时后才触发执行机构的动作。本发明还提出了用于剩余电流断路器的相应的控制方法。 

本发明提供的一种用于剩余电流断路器的控制装置包括：一个放大单元，用于接收检测到的漏电采样信号，对所述漏电采样信号进行放大后，输出第一输出信号；一个延时单元，其输入端与所述放大单元的输出端相连，所述延时单元在接收到所述第一输出信号的情况下，输出第二输出信号，其中，自接收到所述第一输出信号起，经一段反时限延时后，所述第二输出信号达到第一预定值；一个触发单元，其输入端与所述延时单元的输出端相连，所述触发单元在所述第二输出信号达到第一预定值的情况下，输出一个触发信号，用于触发所述剩余电流断路器中执行机构的动作。 

作为一种具体实施方式，所述延时单元包括一个充放电电路，所述充放电电路的输入端与所述放大单元的输出端相连，当接收到所述第一输出信号时，所述充放电电路进行充电并输出第二输出信号，其中，自接收到所述第一输出信号起，经过一段反时限延时后，所述第二输出信号达到第一预定值，所述反时限延时由所述充放电电路的充电时间来决定。优选地，所述充放电电路在所述第一输出信号消失时进行放电。 

作为另一种具体实施方式，所述延时单元包括：一个信号放大电路，其输入端与所述放大单元的输出端相连，用于对所述第一输出信号进行信号放大，然后输出一个第一中间信号；一个充放电电路，其输入端与所述信号放大电路的输出端相连，所述充放电电路在接收到所述第一中间信号时进行充 电，并输出第二输出信号，其中，自接收到所述第一输出信号起，经过一段反时限延时后，所述第二输出信号达到第一预定值，所述反时限延时由所述充放电电路的充电时间来决定。优选地，所述充放电电路在所述第一中间信号消失时进行放电。 

具体地，所述充放电电路由电阻和电容组成的RC充放电电路来实现。 

作为一种具体实施方式，所述放大单元和所述触发单元由用于漏电保护的集成电路来实现。 

优选地，所述反时限延时的范围为40ms至500ms。 

本发明提供的一种剩余电流断路器的控制方法包括以下步骤：放大单元接收检测到的漏电采样信号，对所述漏电采样信号进行放大后，输出第一输出信号；延时单元在接收到所述第一输出信号后，输出第二输出信号，其中，自接收到所述第一输出信号起，经一段反时限延时后，所述第二输出信号达到第一预定值；触发单元接收所述第二输出信号，在所述第二输出信号达到第一预定值的情况下，输出一个触发信号，用于触发所述剩余电流断路器中执行机构的动作。 

具体地，所述反时限延时由一个充放电电路的充电时间来决定。 

优选地，所述反时限延时的范围为40ms至500ms。 

本发明提供的又一种用于剩余电流断路器的控制装置包括：一个预定延时模块，所述预定延时模块包括一个启动单元，当所述预定延时模块接收的检测到的漏电采样信号大于或者等于所述启动单元的一个预定值时，经一段预定延时后，所述预定延时模块输出一个触发信号，用于触发所述剩余电流断路器中执行机构的动作；一个反时限延时模块，当所述预定延时模块接收的检测到的漏电采样信号小于所述启动单元的所述预定值时，所述反时限延时模块自所接收的检测到的漏电采样信号起，经一段反时限延时后，所述反时限延时模块输出一个触发信号，用于触发所述剩余电流断路器中执行机构 的动作。 

作为一种具体实施方式，所述反时限延时模块包括：一个放大单元，用于接收检测到的漏电采样信号，对所述漏电采样信号进行放大后，输出第一输出信号；一个延时单元，其输入端与所述放大单元的输出端相连，所述延时单元在接收到所述第一输出信号的情况下，输出第二输出信号，其中，自接收到所述第一输出信号起，经一段反时限延时后，所述第二输出信号达到第一预定值；一个触发单元，其输入端与所述延时单元的输出端相连，所述触发单元在所述第二输出信号达到第一预定值的情况下，输出所述触发信号，用于触发所述剩余电流断路器中执行机构的动作。 

作为一种具体实施方式，所述预定延时模块还包括：一个放大单元，用于接收检测到的漏电采样信号，对所述漏电采样信号进行放大后，输出第三输出信号；一个延时单元，其输入端与所述放大单元的输出端相连，所述延时单元在接收到所述第三输出信号的情况下，输出第四输出信号，其中，自接收到所述第三输出信号起，经一段预定延时后，所述第四输出信号达到第二预定值；一个判断单元，其包括两个输入端，其中一个输入端与所述放大单元的输出端相连，另一个输入端与所述延时单元的输出端相连，在所述判断单元接收到所述第三输出信号、且所述判断单元接收到的第四输出信号达到第二预定值时，所述判断单元输出一个达到第一预定值的第五输出信号；一个触发单元，其输入端与所述判断单元的输出端相连，所述触发单元在接收到达到第一预定值的所述第五输出信号的情况下，输出所述触发信号，用于触发所述剩余电流断路器中执行机构的动作。 

作为一种具体实施方式，所述延时单元包括：第一级充放电电路，其输入端与所述放大单元的输出端相连，所述第一级充放电电路在接收到所述第三输出信号时完成充电，并输出第二中间信号，而在第三输出信号消失时进行放电，并输出第二中间信号直至完成放电；一个信号放大电路，其输入端与所述第一级充放电电路的输出端相连，用于对接收到的所述第二中间信号进行信号放大，然后输出一个第三中间信号；第二级充放电电路，其输入端与所述信号放大电路的输出端相连，所述第二级充放电电路在接收到所述第三中间信号时进行充电，并输出第四输出信号，其中，自接收到所述第三输出信号起，经过一段预定延时后，所述第四输出信号达到第二预定值，所述预定延时由所述第二级充放电电路的充电时间来决定。优选地，所述第二级充放电电路在所述第三中间信号消失时进行放电。 

具体地，所述启动单元和所述放大单元合并在一起，所述启动单元的预定值为所述放大单元的门阀电压。 

具体地，所述第一级充放电电路和所述第二级充放电电路均由电阻和电容组成的RC充放电电路来实现。 

具体地，所述判断单元由与门电路来实现。 

作为一种具体实施方式，所述放大单元和所述触发单元由用于漏电保护的集成电路来实现。 

优选地，所述反时限延时的范围为40ms至500ms。 

本发明提供的又一种剩余电流断路器的控制方法包括以下步骤：当预定延时模块接收的检测到的漏电采样信号小于预定延时模块中启动单元的预定值时，反时限延时模块自所接收的检测到的漏电采样信号起，经一段反时限延时后，输出一个触发信号，用于触发所述剩余电流断路器中执行机构的动作；当所述预定延时模块接收的检测到的漏电采样信号大于或者等于所述启动单元的预定值时，所述预定延时模块自所接收的检测到的漏电采样信号起，经一段预定延时后，输出一个触发信号，用于触发所述剩余电流断路器中执行机构的动作。 

具体地，所述预定延时由一个充放电电路的充电时间来决定。 

优选地，所述反时限延时的范围为40ms至500ms。 

本发明用于剩余电流断路器的控制装置利用一个延时单元，使得在检测 到漏电采样信号之后，经过一段延时后，才发出触发信号。延时时间与漏电电流的大小呈反比趋势。这样可以避免出现漏电流情况下产生的越级动作，使得剩余断路器具有选择性保护。所述延时单元可以由充放电电路来简单实现。本发明的技术方案可以方便地在现有剩余电流断路器产品中的控制装置(例如基于集成电路芯片M54123实现的控制装置)的基础上进行实现，因此，可以缩短研发周期，节约成本。 

在本发明控制装置的一个实施例中，在延时单元中还进一步设置了一级可迅速充电的充放电电路，当漏电电流在小于一个分界值时，控制装置的触发脱扣机构的时间与漏电电流的大小呈反比趋势。而当漏电电流大于该分界值时，将控制装置的触发脱扣机构的时间较为确定地控制在预定的时间范围内。同时，这种控制装置还设置了一个由与门电路构成的判断单元，在延时电路输出的信号达到第二预定值、同时放大单元仍有输出信号的情况下，判断单元才输出一个可以使触发单元发出触发信号的信号，这使得剩余断路器具有选择性保护。 

本发明的控制装置可以根据实际应用的要求，设置不同的延时范围。优选地，将反时限延时设置在50ms至500ms范围内、预定延时设置在40ms至150ms范围内的情况下，本发明的控制装置可以避免出现漏电流情况下产生的越级动作，使得剩余断路器具有选择性保护。 

附图说明

图1是本发明实施例一的用于剩余电流断路器的控制装置的组成示意图； 

图2是本发明的用于剩余电流断路器的控制装置的具体实施例二的电路结构示意图； 

图3是本发明实施例二的延时单元组成示意图； 

图4是本发明实施例三的用于剩余电流断路器的控制装置的组成示意 图； 

图5是本发明实施例三的预定延时模块的组成示意图； 

图6是本发明的用于剩余电流断路器的控制装置的具体实施例四的电路结构示意图； 

图7是本发明实施例四的延时单元组成示意图。 

下面结合附图对本发明进行详细描述。 

具体实施方式

为了使剩余电流断路器在检测到漏电电流后，经过一定的延时后才触发执行机构的动作，本发明的基本思路是，在剩余电流断路器的控制装置中设置延时单元。以下是几种具体的实现方式。 

实施例一 

图1给出了本发明的一种用于剩余电流断路器的控制装置的组成示意图。该控制装置包括一个放大单元、一个延时单元和一个触发单元。 

放大单元用于接收来自剩余电流断路器的检测装置的漏电采样信号，将该漏电采样信号进行放大后，作为第一输出信号输出给延时单元。 

延时单元的输入端与所述放大单元的输出端相连。延时单元在接收到所述第一输出信号的情况下，输出第二输出信号，其中，自接收到第一输出信号起，经一段反时限延时后，第二输出信号才达到第一预定值。 

具体地，延时单元可以采用充放电电路来具体实现。当充放电电路接收到所述第一输出信号时，充放电电路进行充电并向触发单元输出第二输出信号。由于充放电电路需要经过一段反时限延时才能完成充电过程，因此，自接收到第一输出信号起，经过一段由充放电电路的充电时间决定的反时限延时后，第二输出信号才达到第一预定值。优选地，充放电电路在第一输出信号消失时进行放电。

触发单元的输入端与延时单元的输出端相连。触发单元将在来自延时单元的第二输出信号与第一预定值相比较，在第二输出信号达到第一预定值的情况下，输出一个触发信号(例如一个高电平信号)，用于触发剩余电流断路器中执行机构的动作，如触发脱扣器执行脱扣操作。而在来自延时单元的第二输出信号小于第一预定值的情况下，触发单元输出一个正常信号(例如一个低电平信号)，该正常信号不会触发执行机构的动作。 

本实施例中，控制装置对剩余电流断路器的控制步骤包括： 

1、放大单元接收检测到的漏电采样信号，对所述漏电采样信号进行放大后，输出第一输出信号。 

2、延时单元接收到第一输出信号后，输出第二输出信号，其中，自接收到第一输出信号起，经一段反时限延时后，第二输出信号才达到第一预定值。具体而言，所述反时限延时由一个充放电电路的充电时间来决定。 

3、触发单元接收第二输出信号，将第二输出信号与一个第一预定值相比较，在所述第二输出信号达到第一预定值的情况下，输出一个触发信号，用于触发剩余电流断路器中执行机构的动作。 

实施例二 

实施例二是基于实施例一的一种具体的电路实现方式示例。图2是实施例二的电路结构示意图。 

本实施例中，剩余电流断路器的检测装置采用零序电流互感器(ZCT)。零序电流互感器检测到的漏电采样信号被输出给剩余电流断路器的检测装置。 

本实施例中，检测装置的放大单元和触发单元主要由集成电路芯片M54123来实现。在M54123中，放大单元具体实施为差分放大器，触发单元具体实施为门闩电路。M54123具有8个引脚，其中，引脚1，2为差分放大器的输入侧；引脚3为接地端；引脚4为差分放大器的输出端；引脚5为门 闩电路(或称锁存电路)的输入端；引脚6为噪声抑制端；引脚7为门闩电路的输出端；引脚8为电源端。 

差分放大器从M54123的引脚1，2接收到来自零序电流互感器的漏电采样信号后，对该漏电采样信号进行放大，然后通过M54123的引脚4输出第一输出信号。 

本实施例中，延时单元具体实施为包括一个信号放大电路和一个充放电电路，如图3所示。 

信号放大电路的输入端与放大单元的输出端相连，用于对来自放大单元的第一输出信号进行信号放大，然后向充放电电路输出一个第一中间信号。本例中，信号放大电路由两级三极管放大器(即三极管U1及其发射极电阻R1、以及三极管U2及其发射极电阻R2)构成，来自M54123的引脚4的信号通过三极管U1的基极输入，经三极管U1和三极管U2放大后从三极管U2的集电极作为第一中间信号输出。 

本例中，充放电电路为由电容C1及其电阻R2、电阻R3构成的RC充放电电路。三极管U2输出第一中间信号时，电容C1通过电阻R2、电阻R3开始充电。由于充电过程需要耗费一定的时间，因此，RC充放电电路输出给M54123的引脚5的信号(即延时单元输出给触发单元的第二输出信号)的电平在整个充电过程中逐步增大，只有在电容C1完成充电后才能达到第一预定值。 

M54123的引脚5接收第二输出信号，门闩电路执行比较操作。如果RC充放电电路输出给M54123的引脚5的第二输出信号的电平小于第一预定值，则门闩电路的输出端(即M54123的引脚7)将输出一个低电平信号；如果RC充放电电路输出给M54123的引脚5的第二输出信号的电平达到第一预定值，则门闩电路的输出端(即M54123的引脚7)将输出一个高电平信号。 

这个高电平信号可触发一个与门闩电路的输出端相连的可控硅开关元 件(图中未示出)，从而使脱扣线圈(图中未示出)充电，进而使脱扣器(图中未示出)执行脱扣动作。 

如果来自M54123的引脚4的信号消失，则信号放大电路将无信号输出。这时，电容C1就会通过与其并联的三极管U2放电。这样，如果一段时间后再接收到干扰漏电信号，也不会立即触发脱扣动作。 

在本实施例中，信号放大电路的作用是对来自M54123的引脚4的信号进行信号放大，以提供足以驱动后续电路工作的信号。如果来自M54123的引脚4的信号已经足够大，则可以不用设置信号放大电路。 

在上述实施例中，对充放电电路进行设置，确定充放电电路的时间常数，就可预先设定充放电电路完成充电所需要的时间，也就相应地设定了控制装置的延时单元的延时。具体对于实施例二而言，该延时是由RC充放电电路的时间常数(即RC充放电电路中的电阻的阻值和电容的电容值的乘积)决定的。 

例如，为了避免剩余电流断路器在漏电产生过程中不越级动作，具有选择性保护，通常要求剩余电流断路器的控制装置应具有一个在40至500ms的范围内的延时。这时，可相应地设置充放电电路的时间常数，使得充放电电路的充电时间在40至500ms的范围内，也即是优选地将控制装置的延时单元的反时限延时设置在40至500ms的范围内。 

实施例三 

图4给出了本发明的又一种用于剩余电流断路器的控制装置的组成示意图。 

该控制装置包括包括一个预定延时模块和一个反时限延时模块。 

预定延时模块包括一个启动单元，当预定延时模块接收的检测到的漏电采样信号大于或者等于启动单元的一个预定值时，经一段预定延时后，预定延时模块输出一个触发信号，用于触发剩余电流断路器中执行机构的动作。

当所述预定延时模块接收的检测到的漏电采样信号小于启动单元的预定值时，反时限延时模块自所接收的检测到的漏电采样信号起，经一段反时限延时后，反时限延时模块输出一个触发信号，用于触发剩余电流断路器中执行机构的动作。 

其中，反时限延时模块包括一个放大单元、一个延时单元和一个触发单元。各个单元的作用和连接关系已在实施例一中阐明，此处不再赘述。 

图5是本发明实施例三的预定延时模块的组成示意图。预定延时模块包括一个启动单元、一个放大单元、一个延时单元、一个判断单元和一个触发单元。 

通常将启动单元为和放大单元合并在一起，启动单元的预定值即为放大单元的启动值。 

启动单元用于接收检测到的漏电采样信号，当启动单元接收的检测到的漏电采样信号小于启动单元的预定值时，预定延时模块不工作，只有反时限延时模块工作。当启动单元接收的检测到的漏电采样信号大于或者等于启动单元的预定值时，预定延时模块开始工作(此时反时限延时模块也工作)。启动单元通常是一个放大电路，对所接收的检测到的漏电采样信号进行放大，并输出给后续的放大单元。 

放大单元用于接收来自剩余电流断路器的检测装置的漏电采样信号，将该漏电采样信号进行放大后，作为第三输出信号输出给延时单元。 

延时单元的输入端与所述放大单元的输出端相连。延时单元在接收到所述第三输出信号的情况下，输出第四输出信号，其中，自接收到第三输出信号起，经一段预定延时后，第四输出信号才达到第二预定值。 

优选地，本例中的延时单元采用两级充放电电路来实现，其中，第一级充放电电路为快速充放电电路。第一级充放电电路在接收到第三输出信号时，可迅速完成充电，进而使得第二级充放电电路进行充电，并输出第四输 出信号。而在第三输出信号消失时，第一级充放电电路进行放电，使得第二级充放电电路在一段时间内仍可继续得到充电。其中，第二级充放电电路经一段预定延时完成充电后，第四输出信号才达到第二预定值。 

判断单元包括两个输入端，其中一个输入端用于接收来自放大单元的第三输出信号，另一个输入端用于接收来自延时单元的第四输出信号。在判断单元接收到第三输出信号、且判断单元接收到的第四输出信号达到第二预定值时，判断单元输出一个达到第一预定值的第五输出信号。 

具体地，判断单元可以由与门电路来实现。 

触发单元的输入端与判断单元的输出端相连。在接收到达到第一预定值的第五输出信号的情况下，触发单元输出一个触发信号(例如一个高电平信号)，用于触发剩余电流断路器中执行机构的动作，如触发脱扣器执行脱扣操作。而在接收到的第五输出信号小于第一预定值的情况下，触发单元输出一个正常信号(例如一个低电平信号)，该正常信号不会触发执行机构的动作。 

事实上，当预定延时模块接收的检测到的漏电采样信号大于或者等于启动单元的预定值时，反时限延时模块也在工作，但是由于预定延时模块的延时时间短，通常在150ms以下，因此预定延时模块的触发单元要比反延时模块的触发单元先输出一个触发信号，来触发剩余电流断路器中执行机构的动作。 

本实施例中，控制装置对剩余电流断路器的控制步骤包括： 

1、当预定延时模块接收的检测到的漏电采样信号小于预定延时模块中启动单元的预定值时，反时限延时模块自所接收的检测到的漏电采样信号起，经一段反时限延时后，输出一个触发信号，用于触发所述剩余电流断路器中执行机构的动作； 

2、当所述预定延时模块接收的检测到的漏电采样信号大于或者等于所 述启动单元的预定值时，所述预定延时模块自所接收的检测到的漏电采样信号起，经一段预定延时后，输出一个触发信号，用于触发所述剩余电流断路器中执行机构的动作。 

实施例四 

实施例四是基于实施例三的一种具体的电路实现方式示例。图6是实施例四的电路结构示意图。本例中，控制装置的反时限延时模块中的放大单元和触发单元仍如实施例二所述，由集成电路芯片M54123来实现，此处不再赘述其工作过程。 

控制装置的预定延时模块中的启动单元和放大单元合为一个单元，即为三极管U11、电阻R17、三极管U12、电阻R18组成的放大电路，此时启动单元的启动值为三级管U11的驱动电压。漏电电流通过位于控制装置之前的采样电路后，通过电阻匹配转换为电压信号。如果该电压信号小于三级管U11的驱动电压(0.7V)，则预定延时模块不启动，此时只有位于上面的反时限延时模块进行工作。反时限延时模块的触发单元的输出端(即M54123的引脚7)输出高电平信号时，高电平信号可触发一个与门闩电路的输出端相连的可控硅开关元件(图中未示出)，从而使脱扣线圈(图中未示出)充电，进而使脱扣器(图中未示出)执行脱扣动作。 

如果接收到的漏电采样信号大于或者等于三级管U11的驱动电压(0.7V)，则预定延时模块启动。此时预定延时模块和上面的反时限延时模块都进行工作。 

预定延时模块的放大单元和启动单元为一个，即为三极管U11、电阻R17、三极管U12、电阻R18组成的放大电路，对接收的检测到的漏电采样信号进行放大，输出第三输出信号。第三输出信号通过二极管D17进行降压。 

预定延时模块的延时单元包括：由三极管U13、电容C7及其并联电阻R19构成的第一级充放电电路；由三极管U14构成的信号放大电路；由电容 C8及其串联电阻R20、并联电阻R21构成的第二级充放电电路；以及由三极管U15构成的信号放大电路。 

第一级充放电电路的输入端与放大单元的输出端相连。第一级充放电电路的电容C7采用小电容，三极管U13在接收到来自放大单元的第三输出信号后，其发射极输出的信号使得串联在其发射极的电容C7可瞬间完成充电，并输出第二中间信号。然后，由三极管U14构成的信号放大电路对来自第一级充放电电路的第二中间信号进行信号放大后，输出一个第三中间信号，使得通过第二级充放电电路的电阻R20向电容C8进行充电，同时，第二级充放电电路输出第四输出信号。第二级充放电电路需要经过一段预定延时才能完成充电过程，因此，自延时单元接收到第三输出信号起，经过一段由第二级充放电电路的充电时间决定的预定延时后，第四输出信号才达到第二预定值。在第三输出信号消失时，第一级充放电电路进行放电，并输出第二中间信号直至完成充电，这使得第二级充放电电路在一段时间内仍可继续得到充电。第二级充放电电路在所述第三中间信号消失时进行放电。 

上述第四输出信号进而被送往判断单元。该判断单元由一个与门电路来实现。本例中，该与门电路包括二极管D20、电阻R22、二极管D21和电阻R23。其中，二极管D21的负极与三极管U16的发射极相连，用于接收来自放大单元的第三输出信号，二极管D20的负极与延时单元中第二级充放电电路的输出端相连，用于接收来自延时单元的第四输出信号。当二极管D21的负极接收到来自放大单元第三输出信号、且二极管D20的负极接收到的来自第二级充放电电路的输出端的第四输出信号达到第二预定值时(即相当于与门电路的两个输入端均接收到高电平信号)，与门电路向触发单元的输入端(即M54123的引脚5)输出一个达到第一预定值的第五输出信号(即相当于与门电路输出一个高电平信号)。为了避免反时限延时模块中的干扰信号对预定延时模块产生影响，第五输出信号通过一个起反向截止作用的二极管D16连接到触发单元的输入端(即M54123的引脚5)。

本例中，预定延时模块的延时单元设置了可以迅速充电的第一级充放电电路，在接收到第一输出信号时第一级充放电电路可瞬间完成充电，进而使得第二级充放电电路进行充电。而在第一输出信号消失时，第一级充放电电路进行放电，并输出第二中间信号直至完成放电，这使得第二级充放电电路在一段时间内仍可继续得到充电。这样，延时电路即使在第一输出信号发生较大波动的情况下(如信号失真或断续)，也能将控制装置的触发脱扣机构的时间较为确定地控制在预定的时间范围内(如50ms至150ms)。同时，控制装置还设置了一个由与门电路构成的判断单元，在第二输出信号达到第二预定值、同时仍有第一输出信号出现的情况下，判断单元才向触发单元输出一个达到第一预定值的第三输出信号，这可以更好地避免出现漏电流情况下产生的越级动作，使得剩余断路器具有选择性保护。 

由于实施例三和实施例四中的控制装置中，可以根据接收的检测到的漏电采样信号的大小进行相应的延时。漏电采样信号较小时(小于预定延时模块的启动值)，预定延时模块不工作，仅反时限延时模块工作。经过反时限延时模块后的延时时间与漏电采样信号成反比趋势。 

漏电采样信号较大时(大于或等于预定延时模块的启动值)，预定延时模块工作，反时限延时模块也工作。由于预定延时模块的延时时间小于反时限延时模块的延时时间，因此通过预定延时模块的输出来触发剩余电流断路器的脱扣机构发生动作。采用实施例三和实施例四中预定延时模块还使得当出现一个漏电流信号时，剩余电流断路器并不是马上动作，而是经过一段预定延时后，只有当出现第二个漏电流信号时(即连续出现了漏电流信号)，剩余电流断路器的脱扣机构才会被触发动作。这样可以避免出现漏电流情况下产生的越级动作，使得剩余断路器具有选择性保护。 

虽然本发明的以上实施例中给出了示例性的具体电路实现方式，但是，本领域技术人员可以理解，实现本发明所需的功能单元还可以采用其他的具体电路实现方式，例如，以上实施例中的M54123芯片可以由用于漏电保护 的其他集成电路芯片来替代，例如，M54123L、VG54123、M54122L、M54133FP、IL7101、GL7101等。而且，实现本发明实施例中的电路也可以采用其他的电子元器件，例如采用NPN三极管或场效应管也能实现本发明实施例的相关功能。此外，本发明的控制装置，尤其是延时单元和判断单元，既可以采用分立的电子元器件实现，也可以采用集成电路的方式来实现。 

因此，以上实施例仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种用于剩余电流断路器的控制装置，其特征在于所述控制装置包括：

一个预定延时模块，所述预定延时模块包括一个启动单元，当所述预定延时模块接收的检测到的漏电采样信号大于或者等于所述启动单元的一个预定值时，经一段预定延时后，所述预定延时模块输出一个触发信号，用于触发所述剩余电流断路器中执行机构的动作；

一个反时限延时模块，当所述预定延时模块接收的检测到的漏电采样信号小于所述启动单元的所述预定值时，所述反时限延时模块自所接收的检测到的漏电采样信号起，经一段反时限延时后，所述反时限延时模块输出一个触发信号，用于触发所述剩余电流断路器中执行机构的动作。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述反时限延时模块包括：

一个放大单元，用于接收检测到的漏电采样信号，对所述漏电采样信号进行放大后，输出第一输出信号；

一个延时单元，其输入端与所述放大单元的输出端相连，所述延时单元在接收到所述第一输出信号的情况下，输出第二输出信号，其中，自接收到所述第一输出信号起，经一段反时限延时后，所述第二输出信号达到第一预定值；

一个触发单元，其输入端与所述延时单元的输出端相连，所述触发单元在所述第二输出信号达到第一预定值的情况下，输出所述触发信号，用于触发所述剩余电流断路器中执行机构的动作。

3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述预定延时模块还包括：

一个放大单元，用于接收检测到的漏电采样信号，对所述漏电采样信号进行放大后，输出第三输出信号；

一个延时单元，其输入端与所述放大单元的输出端相连，所述延时单元在接收到所述第三输出信号的情况下，输出第四输出信号，其中，自接收到所述第三输出信号起，经一段预定延时后，所述第四输出信号达到第二预定值；

一个判断单元，其包括两个输入端，其中一个输入端与所述放大单元的输出端相连，另一个输入端与所述延时单元的输出端相连，在所述判断单元接收到所述第三输出信号、且所述判断单元接收到的第四输出信号达到第二预定值时，所述判断单元输出一个达到第一预定值的第五输出信号；

一个触发单元，其输入端与所述判断单元的输出端相连，所述触发单元在接收到达到第一预定值的所述第五输出信号的情况下，输出所述触发信号，用于触发所述剩余电流断路器中执行机构的动作。

4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述延时单元包括：

第一级充放电电路，其输入端与所述放大单元的输出端相连，所述第一级充放电电路在接收到所述第三输出信号时完成充电，并输出第二中间信号，而在第三输出信号消失时进行放电，并输出第二中间信号直至完成放电；

一个信号放大电路，其输入端与所述第一级充放电电路的输出端相连，用于对接收到的所述第二中间信号进行信号放大，然后输出一个第三中间信号；

第二级充放电电路，其输入端与所述信号放大电路的输出端相连，所述第二级充放电电路在接收到所述第三中间信号时进行充电，并输出第四输出信号，其中，自接收到所述第三输出信号起，经过一段预定延时后，所述第四输出信号达到第二预定值，所述预定延时由所述第二级充放电电路的充电时间来决定。

5.根据权利要求3或4所述的控制装置，其特征在于，所述启动单元和所述放大单元合并在一起，所述启动单元的预定值为所述放大单元的门阀电压。

6.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述第二级充放电电路在所述第三中间信号消失时进行放电。

7.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述第一级充放电电路和所述第二级充放电电路均由RC充放电电路来实现。

8.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述判断单元由与门电路来实现。

9.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述放大单元和所述触发单元由用于漏电保护的集成电路来实现。

10.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的控制装置，其特征在于，所述反时限延时的范围为40ms至500ms。

11.一种用于剩余电流断路器的控制方法，包括以下步骤：

当预定延时模块接收的检测到的漏电采样信号小于预定延时模块中启动单元的预定值时，反时限延时模块自所接收的检测到的漏电采样信号起，经一段反时限延时后，输出一个触发信号，用于触发所述剩余电流断路器中执行机构的动作；

当所述预定延时模块接收的检测到的漏电采样信号大于或者等于所述启动单元的预定值时，所述预定延时模块自所接收的检测到的漏电采样信号起，经一段预定延时后，输出一个触发信号，用于触发所述剩余电流断路器中执行机构的动作。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述反时限延时由一个充放电电路的充电时间来决定。

13.根据权利要求11或12所述的控制方法，其特征在于，所述反时限延时的范围为40ms至500ms。

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