CN103364688B - 一种三孔插座漏电检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明属于插座检修领域，其公开了一种三孔插座漏电检测电路，包括整流滤波单元、漏电检测单元和漏电控制单元；漏电检测单元的输入端与三孔插座电连接，输出端与漏电控制单元的输入端电连接；漏电控制单元的输入端还与整流滤波单元的输出端电连接，漏电控制单元的控制端与三孔插座电连接，控制插座的导通或断开；整流滤波单元的输入端与市电电连接。本发明提供的三孔插座漏电检测电路，设计简单、可靠、且能关断电源并自锁等优点；通过将交流电连接到电路中，并检测插座中是否有漏电，控制漏电控制单元中的继电器闭合，自动关断交流电并自锁，实现主动断电保护。
Description
技术领域
本发明涉及一种三孔插座漏电检测电路。
背景技术
部分与市电连接的插座，由于使用时间长，没有及时的维修，或多或少的存在一定的漏电安全隐患，一旦使用这些插座的话，容易触电，伤及人身安全；而现有的漏电检测仪器，主要是电笔。但是，电笔只能是被动检测插座漏电，而不能在检测出漏电后进行主动断电保护。
发明内容
本发明所要解决的问题在于提供一种检测出漏电后可以进行主动断电保护的三孔插座漏电检测电路
本发明的技术方案如下：
一种三孔插座漏电检测电路，包括整流滤波单元、漏电检测单元和漏电控制单元；其中，
所述漏电检测单元包括光电耦合器、单向可控硅以及第三限流电阻；
所述光电耦合器中LED的正极通过第三限流电阻与三孔插座的接地接线柱电连接，所述光电耦合器中LED的负极与市电电连接，所述光电耦合器中光敏三极管的集电极与所述整流滤波单元的输出端的正极电连接，所述光电耦合器中光敏三极管的发射极与所述单向可控硅的控制极电连接；
所述单向可控硅的正极与所述整流滤波单元的输出端的正极电连接，所述单向可控硅的负极与所述漏电控制单元的输入端电连接；
所述漏电控制单元的输入端与所述整流滤波单元的输出端的负极电连接；所述漏电控制单元的控制端与市电电连接；
所述市电的火线和零线通过所述漏电控制单元的控制端分别与三孔插座的火线接线柱和零线接线柱电连接；
所述漏电控制单元可以在插座漏电或不漏电时，确保插座实现断电或通电两种状态。
所述三孔插座漏电检测电路，其中，所述漏电检测单元还包括两个二极管，两个所述二极管的正极并联连接后与所述光电耦合器中LED的负极电连接；其中一个二极管的负极与市电的火线电连接，另一个二极管的负极与市电的零线电连接。
所述三孔插座漏电检测电路，其中，所述漏电检测单元还包括稳压二极管，该稳压二极管的负极与所述单向可控硅的正极电连接，该稳压二极管的正极与所述整流滤波单元的输出端的负极电连接。
所述三孔插座漏电检测电路，其中，所述漏电检测单元还包括分压支路，该分压支路包括分压电阻和第三滤波电容；分压电阻和第三滤波电容并联连接后的两端分别与所述单向可控硅的控制极和整流滤波单元的输出端的负极电连接。
所述三孔插座漏电检测电路，其中，所述漏电控制单元包括双触点继电器、第一双向可控硅)和第二双向可控硅；双触点继电器的两个触点、第一双向可控硅和第二双向可控硅组成所述漏电控制单元的控制端；
所述双触点继电器的线圈一端与所述单向可控硅的负极电连接，且该线圈端为所述漏电控制单元的输入端；
所述双触点继电器的线圈另一端与所述整流滤波单元的输出端的负极电连接，且该线圈端为所述漏电控制单元的输出端；
所述双触点继电器的一个触点的一端与市电火线电连接，该触点的另一端与第一双向可控硅的门极电连接；该第一双向可控硅的两个主端子串联连接在市电火线和三孔插座的火线接线柱之间；
所述双触点继电器的另一个触点的一端与市电零线电连接，该触点的另一端与第二双向可控硅的门极电连接；该第二双向可控硅的两个主端子串联连接在市电零线和三孔插座的零线接线柱之间。
所述三孔插座漏电检测电路，其中，所述漏电控制单元中，在所述第一双向可控硅的门极与所述双触点继电器的触点的连接支路上串联连接有第一限流电阻，在所述第二双向可控硅的门极与所述双触点继电器的触点的连接支路上串联连接有第二限流电阻。
所述三孔插座漏电检测电路，其中，所述漏电控制单元还包括二极管，该二极管并联连接在所述双触点继电器线圈两端，且所述二极管的正极与所述整流滤波单元的输出端的负极电连接。
该三孔插座漏电检测电路还包括漏电警示单元，该漏电警示单元包括第六限流电阻和蜂鸣器；所述单向可控硅的负极与所述双触点继电器线圈的连接点通过第六限流电阻与蜂鸣器的正极连接，蜂鸣器的负极与所述整流滤波单元的输出端的负极电连接。
所述三孔插座漏电检测电路，其中，所述整流滤波单元包括桥堆以及第二滤波电容；所述桥堆输入端分别与市电的火线和零线电连接，所述第二滤波电容并联连接在所述桥堆的输出端。
所述三孔插座漏电检测电路，其中，所述整流滤波单元还包括分压降压支路，该分压降压支路包括电阻以及并联连接在电阻两端的电容；所述桥堆通过压降压支路与市电的火线或零线电连接。
本发明提供的三孔插座漏电检测电路，设计简单、可靠、且能关断电源并自锁等优点；通过将交流电连接到电路中，并检测插座中是否有漏电，控制漏电控制单元中的继电器闭合，自动关断交流电并自锁，实现主动断电保护。
附图说明
图1为较佳实施例的三孔插座漏电检测电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。
如图1所示，本实施例提供的三孔插座漏电检测电路，包括整流滤波单元10、漏电检测单元30和漏电控制单元20。
漏电检测单元30包括光电耦合器U1、单向可控硅VS3以及第三限流电阻R3；
光电耦合器U1中LED的正极通过第三限流电阻R3与三孔插座P1的接地接线柱电连接，所述光电耦合器U1中LED的负极与市电电连接，所述光电耦合器U1中光敏三极管的集电极与整流滤波单元10的输出端的正极电连接，所述光电耦合器U1中光敏三极管的发射极与单向可控硅VS3的控制极G电连接；
单向可控硅VS3的正极K与所述整流滤波单元10的输出端的正极电连接，所述单向可控硅VS3的负极A与所述漏电控制单元的输入端电连接；
漏电控制单元20的输入端与整流滤波单元10的输出端的负极电连接；漏电控制单元20的控制端与市电电连接；
市电的火线和零线通过所述漏电控制单元20的控制端分别与三孔插座P1的火线接线柱和零线接线柱电连接；
漏电控制单元20可以在插座漏电或不漏电时，确保插座实现断电或通电两种状态。
在本实施例中，三孔插座漏电检测电路的整流滤波单元10包括桥堆D3以及第二滤波电容C2，如图1所示；桥堆D3的输入端，也就是整流滤波单元10的输入端，分别与市电的火线和零线电连接，第二滤波电容C2并联连接在所述桥堆D3的输出端，即整流滤波单元10的输出端；该桥堆D3的作用就是将交流电源转换为直流电源，第二滤波电容C2就是对整流后的直流电源进行滤波处理，滤除高频波。第二滤波电容C2优选电解质电容，此时，第二滤波电容C2的正极与桥堆D3的输入端的正极电连接，第二滤波电容C2的负极与桥堆D3的输入端的负极电连接。
优选，在单向可控硅VS3的负极A与桥堆D3的输入端的负极之间并联连接一第四滤波电容C4，该第四滤波电容C4为电解质电容，且正极与单向可控硅VS3的负极A电连接。该第四滤波电容C4用于高频电流波，提高单向可控硅VS3的通断可靠性。
三孔插座漏电检测电路中，漏电检测单元30包括光电耦合器U1、单向可控硅VS3以及第三限流电阻R3。
漏电检测单元30中，光电耦合器U1中LED的正极通过第三限流电阻R3与三孔插座P1的接地接线柱电连接，光电耦合器U1中LED的负极与市电电连接；作为优选方案，在光电耦合器U1中LED的负极通过两个相同的二极管(D1，D2)与市电电连接，即两个二极管(D1，D2)的正极并联连接后与光电耦合器U1中LED的负极电连接，而其中一个二极管D1的负极与市电中的火线电连接，另一个二极管D2的负极与市电中的零线电连接。两个二极管(D1，D2)的作用主要是防止电流倒灌，避免烧坏光电耦合器U1。
上述光电耦合器U1中光敏三极管的集电极与整流滤波单元10的输出端的正极电连接，即桥堆D3的输出端的正极电连接；光电耦合器U1中光敏三极管的发射极与单向可控硅VS3的控制极G电连接。
单向可控硅VS3的正极K与整流滤波单元10的输出端，即桥堆D3的输出端的正极电连接，单向可控硅VS3的负极A与漏电控制单元20的输入端电连接；在本实施例中，漏电控制单元20的输入端为双触点继电器K1的线圈a端，漏电控制单元20的输出端为双触点继电器K1的线圈b端。
上述单向可控硅VS3起开关作用，其导通条件为：一是单向可控硅VS3阳极与阴极间必须加正向电压，二是控制极也要加正向电压；这两个条件必须同时具备，单向可控硅VS3才会处于导通状态。另外，单向可控硅VS3一旦导通后，即使降低控制极电压或去掉控制极电压，单向可控硅VS3仍然导通。
单向可控硅VS3的关断条件：降低或去掉加在单向可控硅VS3阳极至阴极之间的正向电压，使阳极电流小于最小维持电流以下。
如图1所示，为了限制单向可控硅VS3的控制极G的电压，在单向可控硅VS3的控制极G与桥堆D3的输出端的负极之间并联有分压支路，该分压支路包括分压电阻R5和第三滤波电容C3；分压电阻R5和第三滤波电容C3并联连接后的两端分别与所述单向可控硅VS3的控制极G和整流滤波单元(即桥堆D3)的输出端的负极电连接；分压电阻R5是用于设定单向可控硅VS3的控制极G的电压，控制VS3的导通电流；第三滤波电容C3起滤波作用。
三孔插座漏电检测电路中，漏电控制单元20包括双触点继电器K1、第一双向可控硅VS1和第二双向可控硅VS2；双触点继电器K1的线圈包括a端和b端；其中，双触点继电器K1的线圈a端为漏电控制单元20的输入端，双触点继电器K1的线圈b端为漏电控制单元20的输出端。双触点继电器K1的两个触点(K1-1，K1-2)、第一双向可控硅VS1和第二双向可控硅VS2组成漏电控制单元20的控制端。第一双向可控硅VS1和第二双向可控硅VS2是相同的双向可控硅。
双触点继电器K1的线圈a端与单向可控硅VS3的负极A电连接，且该线圈a端为所述漏电控制单元20的输入端；双触点继电器K1的线圈b端的与整流滤波单元10的输出端的负极电连接，即桥堆D3输出端的负极电连接，该线圈b端为所述漏电控制单元20的输出端。
双触点继电器K1的一个触点K1-1的一端与市电火线电连接，该触点K1-1另一端与第一双向可控硅VS1的门极G1电连接；而该第一双向可控硅VS1的两个主端子(T1-1，T1-2)串联连接在市电火线和三孔插座P1的火线接线柱之间。
双触点继电器K1的另一个触点K1-2的一端与市电零线电连接，该触点K1-2另一端与第二双向可控硅VS2的门极G2电连接；而该第二双向可控硅VS2的两个主端子(T2-1，T2-2)串联连接在市电零线和三孔插座P1的零线接线柱之间。
在本实施例中，双触点继电器K1的触点K1-1也可以与市电的零线电连接，相应地，双触点继电器K1的触点K1-2则与市电的火线电连接；同理，第一双向可控硅VS1和第二双向可控硅VS2与市电和三孔插座P1的连接关系也可以调换位置，其结果不影响对三孔插座P1的通电或断电的控制。
漏电控制单元20，通过其控制端中的双触点继电器K1的触点(K1-1，K1-2)，可以在插座P1漏电或不漏电时，确保插座实现断电或通电两种状态；即当插座P1漏电时，双触点继电器K1的触点(K1-1，K1-2)断开，第一、二双向可控硅(VS1，VS2)的门极处于低电位，两个双向可控硅(VS1，VS2)截止，市电与插座P1之间为断电状态；反之，当三孔插座P1不漏电时，双触点继电器K1的触点(K1-1，K1-2)闭合，两个双向可控硅(VS1，VS2)的门极处于高电位，两个双向可控硅(VS1，VS2)导通，市电与三孔插座P1之间为通电状态。
作为本实施例的进一步改进方案，如图1所示，三孔插座漏电检测电路的漏电控制单元20还包括第一限流电阻R1和第二限流电阻R2；在第一双向可控硅VS1的门极G1与述双触点继电器K1的触点K1-1的连接支路上串联连接第一限流电阻R1，在第二双向可控硅VS2的门极G1与双触点继电器K1的触点K1-2的连接支路上串联连接第二限流电阻R2。
第一限流电阻R1和第二限流电阻R2分别限定第一双向可控硅VS1和第二双向可控硅VS2所在支路的电流，防止因电流过大击穿第一双向可控硅VS1和第二双向可控硅VS2。
本实施例的更进一步改进方案，如图1所示，三孔插座漏电检测电路的漏电检测单元还30包括稳压二极管D4，该稳压二极管D4的负极与单向可控硅VS3的正极电连接，该稳压二极管D4的正极与整流滤波单元10的桥堆D3输出端的负极电连接。该稳压二极管D4主要是为单向可控硅VS3提供一个稳定的额定电压，对单向可控硅VS3起保护作用。
本实施例的再进一步改进方案，如图1所示，三孔插座漏电检测电路的漏电控制单元还包括二极管D5，该二极管D5并联连接在双触点继电器K1线圈两端，且所述双触点继电器K1线圈和所述整流滤波单元的输出端的负极电连接的连接点与所述二极管D5的正极连接。二极管D5起保护线圈这作用。
作为优选方案，该三孔插座漏电检测电路还包括漏电警示单元40，如图1所示，该漏电警示单元40包括第六限流电阻R6和蜂鸣器LS1；单向可控硅VS3的负极A与双触点继电器K1线圈a端的连接点通过第六限流电阻R6与蜂鸣器LS1的正极连接，蜂鸣器LS1的负极与整流滤波单元的输出端的负极电连接。蜂鸣器LS1主要是通过声音来表达插座漏电或不漏电，如插座漏电，则发出蜂鸣声，否则不发声。
为有效保护桥堆D3，整流滤波单元10还包括分压降压支路，如图1所示，该分压降压支路包括电阻R4以及并联连接在电阻R4两端的电容C1；桥堆D3通过压降压支路与市电的火线或零线电连接。
本实施例提供的三孔插座漏电检测电路，设计简单、可靠、且能关断电源并自锁等优点；通过将交流电连接到电路中，并检测插座中是否有漏电，控制漏电控制单元中的继电器闭合，自动关断交流电并自锁，同时通过蜂鸣器报警；实现主动断电保护。
为了安全防护作用，在双触点继电器K1的触点K1-1与市电火线之间接有一控制开关S1，用于切断电源。
下面为三孔插座漏电检测电路的工作原理：
三孔插座漏电检测电路的接入端(J1，J2)分别接入市电，开关S1合上；
若三孔插座P1的火线接线柱1和零线接线柱2对接地接线柱3无漏电，光电耦合器U1的输入端无电流输入，即LED不导通，则光电耦合器U1上的光敏三极管接收不到光，光敏三极管截止，光电耦合器U1的输出端无电流输出；单向可控硅VS3的控制极G1为低电平，单向可控硅VS3截止，此时，双触点继电器K1不动作，双触点继电器K1的触点(K1-1，K1-2)保持常闭状态，第一、二双向可控硅(VS1，VS2)导通，同时蜂鸣器LS1不报警，三孔插座P1可正常供电；
若三孔插座P1的火线接线柱1和零线接线柱2对接地接线柱3漏电，光电耦合器U1的输入端有电流输入，即LED导通，则光电耦合器U1上的光敏三极管接收到光后产生导通电压，光敏三极管导通，光电耦合器U1的输出端输出电流；单向可控硅VS3的控制极G1为高电平，单向可控硅VS3导通，此时，双触点继电器K1动作，双触点继电器K1的触点(K1-1，K1-2)断开，第一、二双向可控硅(VS1，VS2)截止，同时LS1蜂鸣器报警，插座P1断电，三孔插座P1的火线接线柱1和零线接线柱2无电流输出。
当三孔插座P1的火线接线柱1和零线接线柱2无电流输出后，光电耦合器U1输入端无输入，光电耦合器U1输出端截止，此时单向可控硅VS3的控制极G无电流；但因单可控硅VS3的特性，一旦导通后，其G端虽无电流，可其正极K对负极A端仍存在正向电压，单向可控硅VS3仍然导通，双触点继电器K1继续动作，第一、二双向可控硅(VS1，VS2)仍然截止，三孔插座P1仍无电流输出，达到自锁效果。此时只有当开关S1断开，把整个电路电源切断，单向可控硅VS3的正极K对负极A无正向电压，单向可控硅VS3此时才截止，直到三孔插座P1漏电故障排除，三孔插座P1才会正常供电，同时也保证排除插座漏电故障一定是在不带电的情况下进行。
从而保证了检测了出了插座漏电，并断开和自锁，解决了插座漏电带来的安全问题
应当理解的是，上述针对本发明较佳实施例的表述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种三孔插座漏电检测电路，包括整流滤波单元，其特征在于，所述三孔插座漏电检测电路还包括漏电检测单元和漏电控制单元；其中，
所述漏电检测单元包括光电耦合器(U1)、单向可控硅(VS3)以及第三限流电阻(R3)；
所述光电耦合器(U1)中LED的正极通过第三限流电阻(R3)与三孔插座(P1)的接地接线柱电连接，所述光电耦合器(U1)中LED的负极与市电电连接，所述光电耦合器(U1)中光敏三极管的集电极与所述整流滤波单元的输出端的正极电连接，所述光电耦合器(U1)中光敏三极管的发射极与所述单向可控硅(VS3)的控制极(G)电连接；
所述单向可控硅(VS3)的正极(K)与所述整流滤波单元的输出端的正极电连接，所述单向可控硅(VS3)的负极(A)与所述漏电控制单元的输入端电连接；
所述漏电控制单元的输出端与所述整流滤波单元的输出端的负极电连接；所述漏电控制单元的控制端与市电电连接；
所述市电的火线和零线通过所述漏电控制单元的控制端分别与三孔插座(P1)的火线接线柱和零线接线柱电连接；其中，
所述漏电控制单元包括双触点继电器(K1)、第一双向可控硅(VS1)和第二双向可控硅(VS2)；其中，双触点继电器(K1)的两个触点(K1-1，K1-2)、第一双向可控硅(VS1)和第二双向可控硅(VS2)组成所述漏电控制单元的控制端；
所述双触点继电器(K1)的线圈一端与所述单向可控硅(VS3)的负极电连接，且该线圈端为所述漏电控制单元的输入端；
所述双触点继电器(K1)的线圈另一端与所述整流滤波单元的输出端的负极电连接，且该线圈端为所述漏电控制单元的输出端；
所述双触点继电器(K1)的一个触点(K1-1)的一端与市电火线电连接，该触点(K1-1)的另一端与第一双向可控硅(VS1)的门极(G1)电连接；该第一双向可控硅(VS1)的两个主端子(T1-1,T1-2)串联连接在市电火线和三孔插座(P1)的火线接线柱之间；
所述双触点继电器(K1)的另一个触点(K1-2)的一端与市电零线电连接，该触点(K1-2)的另一端与第二双向可控硅(VS2)的门极(G2)电连接；该第二双向可控硅(VS2)的两个主端子(T2-1,T2-2)串联连接在市电零线和三孔插座(P1)的零线接线柱之间；
所述漏电控制单元可以在插座漏电或不漏电时，确保插座实现断电或通电两种状态。
2.根据权利要求1所述的三孔插座漏电检测电路，其特征在于，所述漏电检测单元还包括两个二极管(D1，D2)，两个所述二极管(D1，D2)的正极并联连接后与所述光电耦合器(U1)中LED的负极电连接；其中一个二极管(D1)的负极与市电的火线电连接，另一个二极管(D2)的负极与市电的零线电连接。
3.根据权利要求2所述的三孔插座漏电检测电路，其特征在于，所述漏电检测单元还包括稳压二极管(D4)，该稳压二极管(D4)的负极与所述单向可控硅(VS3)的正极电连接，该稳压二极管(D4)的正极与所述整流滤波单元的输出端的负极电连接。
4.根据权利要求2所述的三孔插座漏电检测电路，其特征在于，所述漏电检测单元还包括分压支路，该分压支路包括分压电阻(R5)和第三滤波电容(C3)，分压电阻(R5)和第三滤波电容(C3)并联连接后的两端分别与所述单向可控硅(VS3)的控制极(G)和整流滤波单元的输出端的负极电连接。
5.根据权利要求1所述的三孔插座漏电检测电路，其特征在于，所述漏电控制单元中，在所述第一双向可控硅(VS1)的门极(G1)与所述双触点继电器(K1)的触点(K1-1)的连接支路上串联连接有第一限流电阻(R1)，在所述第二双向可控硅(VS2)的门极(G2)与所述双触点继电器(K1)的触点(K1-2)的连接支路上串联连接有第二限流电阻(R2)。
6.根据权利要求1所述的三孔插座漏电检测电路，其特征在于，所述漏电控制单元还包括二极管(D5)，该二极管(D5)并联连接在所述双触点继电器(K1)线圈两端，且所述二极管(D5)的正极与所述整流滤波单元的输出端的负极电连接。
7.根据权利要求1所述的三孔插座漏电检测电路，其特征在于，该三孔插座漏电检测电路还包括漏电警示单元，所述漏电警示单元包括第六限流电阻(R6)和蜂鸣器(LS1)；所述单向可控硅(VS3)的负极(A)与所述双触点继电器(K1)线圈的连接点通过第六限流电阻(R6)与蜂鸣器(LS1)的正极连接，蜂鸣器(LS1)的负极与所述整流滤波单元的输出端的负极电连接。
8.根据权利要求1所述的三孔插座漏电检测电路，其特征在于，所述整流滤波单元包括桥堆(D3)以及第二滤波电容(C2)；所述桥堆(D3)输入端分别与市电的火线和零线电连接，所述第二滤波电容(C2)并联连接在所述桥堆(D3)的输出端。
9.根据权利要求8所述的三孔插座漏电检测电路，其特征在于，所述整流滤波单元还包括分压降压支路，该分压降压支路包括电阻(R4)以及并联连接在第四电阻(R4)两端的第一电容(C1)；所述桥堆(D3)通过所述分压降压支路与市电的火线或零线电连接。
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