CN102570383A - 单相供电淋浴用电热水器无接地漏电保护电路 - Google Patents
单相供电淋浴用电热水器无接地漏电保护电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102570383A CN102570383A CN2012100216492A CN201210021649A CN102570383A CN 102570383 A CN102570383 A CN 102570383A CN 2012100216492 A CN2012100216492 A CN 2012100216492A CN 201210021649 A CN201210021649 A CN 201210021649A CN 102570383 A CN102570383 A CN 102570383A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- power supply
- weak current
- relay
- electric heater
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
本发明属于保护电路领域，公开了一种单相供电淋浴用电热水器无接地漏电保护电路。它包括微弱电流检测电路、微弱电流放大电路、精密整流电路和继电器控制电路。所述的微弱电流检测电路包括工频电流互感器和电阻R1，所述工频电流互感器和电阻R1并联后与微弱电流放大电路的两输入端连接，工频电流互感器的一端接地。所述的微弱电流放大电路为带有调零电路的放大电路。本发明的保护电路可以有效进行漏电检测，保护人身安全且准确性高。
Description
技术领域
本发明属于保护电路领域，更具体地说，涉及一种单相供电淋浴用电热水器无接地漏电保护电路。
背景技术
淋浴用电热水器在使用过程中，如果出现漏电情况，将会直接导致用喷淋热水带电，由于环境潮湿，使用者很难在短期内脱离危险区域，最终导致触电。
为了防止以上情况的发生，淋浴用电热水器一般都加装漏电保护器，当出现漏电时，漏电保护器动作，切断主电源，从而确保人身安全。
目前，为了达到用电安全，人们也采取了一些漏电保护措施，其主要是加装漏电保护器和采用防电墙技术。
漏电保护器正常工作需要接地线，由于历史原因，在农村或一些城市老旧居民区，未铺设地线，所以单相供电的电热水器无法接入漏电保护器，存在漏电时，电热水器同样正常工作，因此使用者使用时存在严重的安全隐患。另外，漏电保护器是通过比较火线和零线的电流差来工作的，动作电流在30毫安，然而人的感知电流约为1毫安，摆脱电流约为16毫安，最大安全电流为30毫安。因此，在农村以及城市老旧居民区，通常都需要重新敷设地线来确保漏电流在30毫安以下用电安全，改造成本较高。
防电墙技术是利用了水本身所具有的电阻，通过对电热水器内通水管材质的选择（绝缘材料），管径和距离的确定形成“隔电墙”。当电热水器通电工作时，加热内胆的水即使有电，也会在通过“隔电墙”时被水本身的电阻衰减掉而达到将电隔离的目的，使热水器进出水两端达到几乎为零的电压和0.25mA/kw以下的极微弱电流，然而由于我国幅员辽阔，各地水质的差异悬殊，导致电热水器的通水管道的材质选择、管径以及距离等等各不相同，防电水平也是不相同的，仍存在用电安全隐患。如《电热水器防电墙的安全性和合理性 》，郑涛，家电科技，2009第22期及《三向防电墙技术及其应用》，诸永定、赵雪刚，中国标准化，2009第12期。这些文章中对防电墙技术的原理给予了详细的说明，也对其防电能力做了测试，但是，文章并未说明不同水质、管径、材料等以及长时间的使用对放电水平的影响。
综上所述，人们在使用单相供电淋浴用电热水器时仍然存在安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题
针对现有技术中单相供电的电热水器无法检测漏电的不足，本发明提供了一种单相供电淋浴用电热水器无接地漏电保护电路，它可以有效进行漏电检测，保护人身安全。
技术方案
本发明的原理：通过高灵敏度的电流互感器和电流-电压转换电路实时检测电热水器的漏电流并对其进行放大与转换，经过精密整流电路将转换后的电压整流成直流信号并与预先设置好的基准信号比较，产生继电器触发信号，切断主电路，保障用户的用电安全。在故障消除后可复位保护器以使主电路恢复通电。
本发明的技术方案如下:
单相供电淋浴用电热水器无接地漏电保护电路，包括微弱电流检测电路、微弱电流放大电路、精密整流电路和继电器控制电路。
所述的微弱电流检测电路包括工频电流互感器和电阻R1，所述工频电流互感器和电阻R1并联后与微弱电流放大电路的两输入端连接，工频电流互感器的一端接地；
所述的精密整流电路包括高频二极管D1和电容C2，高频二极管D1的阳极与微弱电流放大电路的输出端连接，高频二极管D1的阴极与电容C2连接，电容C2的另一端接地。
所述的继电器控制电路包括滑动变阻器R11、运算放大器U3、复位开关S1、稳压二极管D2、JK触发器U4、电阻R10、开关管T1、蜂鸣器、蜂鸣器暂断开关S2和继电器；运算放大器U3的反相端接精密整流电路中高频二极管D1的阴极，其同相端接在滑动变阻器R11的公共端上，滑动变阻器R11的两端分别接地和电源；运算放大器U3的输出端、复位开关S1和稳压二极管D2的阴极共同接在JK触发器U4的时钟信号CK端，复位开关S1的另一端接工作电源，稳压二极管D2的阳极接地；JK触发器U4的J、K端共同接在电源上，JK触发器U4的Q端接在开关管T1的栅极，开关管T1的漏极通过电阻R10接在电源上，开关管T1的源极接在继电器的控制引脚的一端，继电器控制引脚的另一端接地，继电器与电热水器的主回路连接；蜂鸣器与蜂鸣器暂断开关S2串联后与继电器并联。
优选地，工频电流互感器设置在电热水器淋浴出水口。工频电流互感器设置在电热水器淋浴出水口可准确采集到漏电流。
优选地，所述的微弱电流放大电路为增益可调电路。采用增益可调电路一方面可提高漏电流检测的准确度；另一方面，可以扩大本发明的电路的使用范围，例如在阴雨天气，将增益调小，可降低误动作率。
优选地，所述的微弱电流放大电路为带有调零电路的放大电路。带有调零电路，可提高本发明的电路检测漏电流的准确性。
有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本发明是基于无接地的漏电保护系统，系统工作时完全不需要有地线，解决了现有技术中额外需要地线来保护带来的麻烦；
（2）本漏电保护系统采用的微弱电流放大电路是一种带有调零电路的增益可调的微弱信号放大电路，极大的调高了漏电流检测的准确度，另一方面，扩大了本发明的电路的使用范围，使本系统在不同水质和外界环境下都能正常作业，误动作率极低。
附图说明
图1为本发明的电路连接图；
图2为本发明的电路工作时的效果图。
图中：1、微弱电流检测电路；2、微弱电流放大电路；3、精密整流电路；4、继电器控制电路。
具体实施方式
如图1所示，单相供电淋浴用电热水器无接地漏电保护电路，它包括微弱电流检测电路1、微弱电流放大电路2、精密整流电路3和继电器控制电路4。
微弱电流检测电路1包括工频电流互感器和电阻R1，工频电流互感器和电阻R1并联后与微弱电流放大电路2的两输入端连接，工频电流互感器的一端接地。
精密整流电路3包括高频二极管D1和电容C2，高频二极管D1的阳极与微弱电流放大电路2的输出端连接，高频二极管D1的阴极与电容C2连接，电容C2的另一端接地。
继电器控制电路4包括滑动变阻器R11、运算放大器U3、复位开关S1、稳压二极管D2、JK触发器U4、电阻R10、开关管T1、蜂鸣器、蜂鸣器暂断开关S2和继电器；运算放大器U3的反相端接精密整流电路3中高频二极管D1的阴极，同相端接在滑动变阻器R11的公共端上，滑动变阻器R11的两端分别接地和电源；运算放大器U3的输出端、复位开关S1和稳压二极管D2的阴极共同接在JK触发器U4的时钟信号CK端，复位开关S1的另一端接工作电源，稳压二极管D2的阳极接地；JK触发器U4的J、K端共同接在电源上，JK触发器U4的Q端接在开关管T1的栅极，开关管T1的漏极通过电阻R10接在电源上，开关管T1的源极接在继电器的控制引脚的一端，继电器控制引脚的另一端接地，继电器与电热水器的主回路连接；蜂鸣器与蜂鸣器暂断开关S2串联后与继电器并联。
实施例1
结合图1，图2连接保护电路，单相供电淋浴用电热水器无接地漏电保护电路包括微弱电流检测电路1、微弱电流放大电路2、精密整流电路3和继电器控制电路4。
微弱电流检测电路1包括工频电流互感器和电阻R1，工频电流互感器设置在电热水器淋浴出水口。工频电流互感器和电阻R1并联后与微弱电流放大电路2的两输入端连接，工频电流互感器的一端接地。
微弱电流放大电路2为带有调零电路的增益可调的微弱信号放大电路。
精密整流电路3包括高频二极管D1和电容C2，高频二极管D1的阳极与微弱电流放大电路2的输出端连接，高频二极管D1的阴极与电容C2连接，电容C2的另一端接地。
继电器控制电路4包括滑动变阻器R11、运算放大器U3、复位开关S1、稳压二极管D2、JK触发器U4、电阻R10、开关管T1、蜂鸣器、蜂鸣器暂断开关S2和继电器；运算放大器U3的反相端接精密整流电路3中高频二极管D1的阴极，同相端接在滑动变阻器R11的公共端上，滑动变阻器R11的两端分别接地和电源；运算放大器U3的输出端、复位开关S1和稳压二极管D2的阴极共同接在JK触发器U4的时钟信号CK端，复位开关S1的另一端接工作电源，稳压二极管D2的阳极接地；JK触发器U4的J、K端共同接在电源上，JK触发器U4的Q端接在开关管T1的栅极，开关管T1的漏极通过电阻R10接在电源上，开关管T1的源极接在继电器的控制引脚的一端，继电器控制引脚的另一端接地，继电器与电热水器的主回路连接；蜂鸣器与蜂鸣器暂断开关S2串联后与继电器并联。
其中，微弱电流放大电路2和继电器控制电路4的运算放大器均采用LM358运算放大器，高频二极管D1采用的是1N4148高速开关二极管，稳压管D2采用的是1N4733，JK触发器U4采用的是74LS112，开关管T1用的是IRF830，电阻R1=10KΩ，R10=51Ω，R11为100KΩ可调电位器。C2为4.7uf电解电容，继电器型号为HRS4H-S-DC5V。
将本发明的保护电路中的工频电流互感器封装在热水器内部淋浴出水口处，微弱电流检测电路检测到出水中的漏电流,并将电流信号传至带调零电路的微弱电流放大电路及精密整流电路进行放大并整流成直流信号，该直流信号经过处理后产生触发脉冲信号，触发脉冲信号的上升沿触发JK触发器U4电路，JK触发器U4电路输出高电平并锁存该状态，高电平经隔离驱动后触发继电器，切断电热水器主回路并启动蜂鸣器告警。该状态仅在启动JK触发器U4电路复位电路后消除。电热水器主电路恢复通电。
以上对本发明所提供的一种淋浴用大功率电热水器无接地漏电保护系统进行了详细介绍，以上实施例说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (4)
1.单相供电淋浴用电热水器无接地漏电保护电路，其特征在于：它包括微弱电流检测电路（1）、微弱电流放大电路（2）、精密整流电路（3）和继电器控制电路（4）；
所述的微弱电流检测电路（1）包括工频电流互感器和电阻R1，所述工频电流互感器和电阻R1并联后与微弱电流放大电路（2）的两输入端连接，工频电流互感器的一端接地；
所述的精密整流电路（3）包括高频二极管D1和电容C2，高频二极管D1的阳极与微弱电流放大电路（2）的输出端连接，高频二极管D1的阴极与电容C2连接，电容C2的另一端接地；
所述的继电器控制电路（4）包括滑动变阻器R11、运算放大器U3、复位开关S1、稳压二极管D2、JK触发器U4、电阻R10、开关管T1、蜂鸣器、蜂鸣器暂断开关S2和继电器；
运算放大器U3的反相端接所述精密整流电路（3）中高频二极管D1的阴极，其同相端接在滑动变阻器R11的公共端上，滑动变阻器R11的两端分别接地和电源；
运算放大器U3的输出端、复位开关S1和稳压二极管D2的阴极共同接在JK触发器U4的时钟信号CK端，复位开关S1的另一端接工作电源，稳压二极管D2的阳极接地；
JK触发器U4的J、K端共同接在电源上，JK触发器U4的Q端接在开关管T1的栅极，开关管T1的漏极通过电阻R10接在电源上，开关管T1的源极接在继电器的控制引脚的一端，继电器控制引脚的另一端接地，继电器与电热水器的主回路连接；
蜂鸣器与蜂鸣器暂断开关S2串联后与继电器并联。
2.根据权利要求1所述的单相供电淋浴用电热水器无接地漏电保护电路，其特征在于：所述工频电流互感器设置在电热水器淋浴出水口。
3.根据权利要求1或2所述的单相供电淋浴用电热水器无接地漏电保护电路，其特征在于：所述的微弱电流放大电路（2）为增益可调电路。
4.根据权利要求3所述的单相供电淋浴用电热水器无接地漏电保护电路，其特征在于：所述的微弱电流放大电路（2）为带有调零电路的放大电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012100216492A CN102570383A (zh) | 2012-01-31 | 2012-01-31 | 单相供电淋浴用电热水器无接地漏电保护电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012100216492A CN102570383A (zh) | 2012-01-31 | 2012-01-31 | 单相供电淋浴用电热水器无接地漏电保护电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102570383A true CN102570383A (zh) | 2012-07-11 |
Family
ID=46415125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012100216492A Pending CN102570383A (zh) | 2012-01-31 | 2012-01-31 | 单相供电淋浴用电热水器无接地漏电保护电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102570383A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106622709A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-05-10 | 泉州迪特工业产品设计有限公司 | 一种智能花洒及其实现方法 |
| CN109917180A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-06-21 | 杭州安脉盛智能技术有限公司 | 基于电流互感器的直流信号非接触检测传感器 |
| CN112098892A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-18 | 新兴铸管股份有限公司 | 一种用电设备漏电报警电路 |
| CN112902457A (zh) * | 2019-11-19 | 2021-06-04 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 用于电热水器的漏电提示方法及装置、电热水器 |
| CN113608150A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-11-05 | 国网天津市电力公司 | 可提高负荷漏电检测性能的单相变压器系统及其安装方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2175480Y (zh) * | 1993-10-19 | 1994-08-24 | 佳木斯市华夏特种电器厂 | 家庭用电保护器 |
| CN2262296Y (zh) * | 1996-03-22 | 1997-09-10 | 常德市电气控制设备厂 | 单相脉冲漏电保护器 |
| CN2586277Y (zh) * | 2002-12-05 | 2003-11-12 | 刘剑 | 集成电路漏电保护器 |
| CN2888709Y (zh) * | 2005-10-13 | 2007-04-11 | 杭州彼爱琪电器有限公司 | 一种零序电流互感器及漏电保护装置 |
| CN201393050Y (zh) * | 2009-04-09 | 2010-01-27 | 贾翱东 | 家用电器防触电装置 |
-
2012
- 2012-01-31 CN CN2012100216492A patent/CN102570383A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2175480Y (zh) * | 1993-10-19 | 1994-08-24 | 佳木斯市华夏特种电器厂 | 家庭用电保护器 |
| CN2262296Y (zh) * | 1996-03-22 | 1997-09-10 | 常德市电气控制设备厂 | 单相脉冲漏电保护器 |
| CN2586277Y (zh) * | 2002-12-05 | 2003-11-12 | 刘剑 | 集成电路漏电保护器 |
| CN2888709Y (zh) * | 2005-10-13 | 2007-04-11 | 杭州彼爱琪电器有限公司 | 一种零序电流互感器及漏电保护装置 |
| CN201393050Y (zh) * | 2009-04-09 | 2010-01-27 | 贾翱东 | 家用电器防触电装置 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106622709A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-05-10 | 泉州迪特工业产品设计有限公司 | 一种智能花洒及其实现方法 |
| CN109917180A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-06-21 | 杭州安脉盛智能技术有限公司 | 基于电流互感器的直流信号非接触检测传感器 |
| CN109917180B (zh) * | 2019-04-03 | 2021-01-15 | 杭州安脉盛智能技术有限公司 | 基于电流互感器的直流信号非接触检测传感器 |
| CN112902457A (zh) * | 2019-11-19 | 2021-06-04 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 用于电热水器的漏电提示方法及装置、电热水器 |
| CN112902457B (zh) * | 2019-11-19 | 2024-05-17 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 用于电热水器的漏电提示方法及装置、电热水器 |
| CN112098892A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-18 | 新兴铸管股份有限公司 | 一种用电设备漏电报警电路 |
| CN113608150A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-11-05 | 国网天津市电力公司 | 可提高负荷漏电检测性能的单相变压器系统及其安装方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104577977A (zh) | 电压电流可切换型漏电保护装置 | |
| CN102570383A (zh) | 单相供电淋浴用电热水器无接地漏电保护电路 | |
| CN104767173B (zh) | 无ic光耦检测地线电压异常漏电保护装置 | |
| CN104155505A (zh) | 一种地线带电检测装置、空调及电器设备 | |
| CN101488657A (zh) | 一种漏电检测保护装置 | |
| CN104577971B (zh) | 断电跳闸保护插头 | |
| CN201438021U (zh) | 用于空调辅助电加热的控制装置 | |
| CN105135691A (zh) | 一种电热水器智能控制系统 | |
| CN106560958A (zh) | 一种低功耗电压保护电路及燃气表 | |
| CN203062057U (zh) | 电焊机输入缺相保护电路 | |
| CN203350348U (zh) | 一种地线带电检测装置、空调及电器设备 | |
| CN205141289U (zh) | 可转换地线保护模式的漏电保护插头 | |
| CN204927704U (zh) | 一种可转换地线保护模式的漏电保护插头 | |
| CN209960772U (zh) | 一种具有出水断电功能的电热水器 | |
| CN205051337U (zh) | 智能监测型发电机接地电阻柜 | |
| CN205029118U (zh) | 一种可转换保护模式的漏电保护插头 | |
| CN204441856U (zh) | 电压电流可切换型漏电保护装置 | |
| CN204205558U (zh) | 带地线高电压检测的漏电保护插头 | |
| CN209056922U (zh) | 一种防止开关电源在输入电网异常下导致损坏的电路 | |
| CN110579640B (zh) | 一种用于低压电力台区的电流信号发送电路 | |
| CN202997524U (zh) | 智能通用型三相保护器 | |
| CN102539854A (zh) | 用于单向接地故障定位的电网信号注入装置 | |
| CN206713096U (zh) | 电磁加热电路及电磁炉 | |
| CN205122902U (zh) | 能转换地线保护模式的漏电保护插头 | |
| CN204905588U (zh) | 一种漏电保护插头 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120711 |