CN105406441B - 一种电源接地故障保护电路 - Google Patents

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Abstract

一种电源接地故障保护电路,包括电源电路、漏电接地检测电路、信号放大整形电路、单片机控制电路、电源检测及工作指示电路、脱扣机构控制电路、反向接线检测并执行电路、无线网络电路和自动复位电路,电源电路的滤波稳压电路一与漏电接地检测电路连接,电源电路的滤波稳压电路二与信号放大整形电路和单片机控制电路连接,漏电接地检测电路、信号放大整形电路和单片机控制电路依次连接,单片机控制电路分别与电源检测及工作指示电路、脱扣机构控制电路、反向接线检测并执行电路、自动复位电路连接,无线网络电路分别与电源电路和单片机控制电路连接。本发明通过无线网络电路和自动复位电路实现接地故障断路器远程控制,复位操作方便、安全性高。

Description

一种电源接地故障保护电路
技术领域
本发明涉及一种电源的接地故障保护电路。
背景技术
接地故障断路器GFCI(Ground Fault Circuit Interrupter)是在美国、加拿大等北美、南美国家和地区广泛应用的漏电保护产品。GFCI可通过其上盖插孔为负载提供电源,同时也通过输出连接组件对连接在其上的负载供电,提供用电安全保护。
公布日为2015年2月4的中国专利申请CN104332946A公开了“一种电源接地故障保护电路及接地故障断路器”,该电源接地故障保护电路包括电源电路、漏电接地检测电路、信号放大整形电路、单片机控制电路、电源检测及工作指示电路、脱扣机构控制电路和反向接线检测并执行电路,电磁脱扣机构受漏电接地检测电路控制而动作,实行电源的漏电保护。
上述电源接地故障保护电路通过设置反向接线检测并执行电路和模拟漏电电路,避免了因接线错误导致断路器保护功能失效所带来的电路安全隐患,同时使电源接地故障保护电路及接地故障断路器在工作状态具备自动漏电检测功能,当断路器在工作状态发生漏电等故障导致断路器保护功能失效时,能及时发现断路器故障并报警,提示用户及时更换断路器,避免了不能及时发现断路器故障所带来的电路安全隐患,大大提高了接地故障断路器GFCI的安全保障功能。
但是,现有的电源接地故障保护电路仍存在如下缺陷:在接地故障断路器GFCI处于脱扣状态下,当电路的漏电故障被消除时,需要手动操作才能完成接地故障断路器GFCI的复位操作,当操作者远离接地故障断路器GFCI时,将无法进行手动操作,使故障断路器GFCI恢复正常工作状态。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,提供一种电源接地故障保护电路,克服现有接地故障断路器电路只能手动进行复位操作、无法实行远程复位操作的缺陷。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种电源接地故障保护电路,包括电源电路、漏电接地检测电路、信号放大整形电路、单片机控制电路、电源检测及工作指示电路、脱扣机构控制电路和反向接线检测并执行电路;
该电源电路包括滤波电路A、整流电路A、滤波稳压电路一和滤波稳压电路二,该滤波电路A连接市电输入端火线,该整流电路A的输入端分别连接市电输入端零线和该滤波电路A的输出端,该整流电路A的A脚输出端接地、B脚输出端分别接该滤波稳压电路一和滤波稳压电路二;
该漏电接地检测电路包括漏电检测电路和接地检测电路,分别对电路漏电故障和接地故障进行检测;
该信号放大整形电路包括相连接的漏电检测信号放大电路和信号整形电路,对漏电检测信号进行放大并进行信号整形;
该单片机控制电路实现该电源接地故障保护电路的上电自检和复位;
该电源检测及工作指示电路包括相连接的电源检测电路和工作指示电路,实现对电源状态的检测和显示;
该脱扣机构控制电路包括设置在该电源接地故障保护电路的火线和零线上的复位开关及其控制电路,该复位开关在该电源接地故障保护电路的火线和零线上的设置位置位于所述接地检测电路之后,该控制电路实现对该复位开关的控制;
该反向接线检测并执行电路包括相连接的反向接线检测控制电路和检测并执行电路,实现在所述电源接地故障保护电路在复位状态和脱扣状态下的反向接线检测;
该电源电路的滤波稳压电路一与该漏电接地检测电路连接,该电源电路的滤波稳压电路二与该信号放大整形电路和单片机控制电路连接,该漏电接地检测电路、信号放大整形电路和单片机控制电路依次连接,该单片机控制电路分别与该电源检测及工作指示电路、脱扣机构控制电路和反向接线检测并执行电路连接;
其特征在于,该电源接地故障保护电路还包括无线网络电路和自动复位电路;该无线网络电路分别与该电源电路和单片机控制电路连接,实现该电源接地故障保护电路无线信号的发送与接收;该自动复位电路与该单片机控制电路连接,实现对该脱扣机构控制电路复位开关的复位动作的控制和驱动;
所述无线网络电路包括无线网络IC五十二D、复位开关二D、无线复位电阻一零六D和一零八D,复位滤波电阻一零四D,复位滤波电容九五D,使能电阻一零五D;该无线网络IC五十二D为带有WIFI功能的18脚IC;复位滤波电阻一零四D一脚接地、另一脚接无线网络IC五十二D的MTD脚;复位滤波电容九五D一脚接地、另一脚连接无线网络IC五十二D的RSET脚;无线复位电阻一零六D一脚接电源VCC、另一脚接无线网络IC五十二D的RSET脚;使能电阻一零五D一端接电源VCC、另一端接无线网络IC五十二D的EN脚;无线复位电阻一零八D一脚接电源VCC、另一脚接无线网络IC五十二D的GPIO0脚;复位开关二D一脚接地、另一脚接无线网络IC五十二D的GPIO0脚;该无线网络IC五十二D的TXD脚接单片机MCU的P1.6/RXD脚、RXD脚接该单片机MCU的1.5/TXD脚、GPIO0脚接该单片机MCU的P1.4脚、RSET脚接该单片机MCU的P1.3脚。
在本发明的一种电源接地故障保护电路中,所述单片机控制电路包括单片机MCU、滤波电容十四C和复位滤波电路,该复位滤波电路包括复位IC三C和滤波电容十二C,该复位IC三C的VCC脚接该电源接地故障保护电路的VCC端、RESET脚接该单片机MCU的复位端、GND脚接地,该滤波电容十二C分别连接该复位IC三C的GND脚、RESET脚,该滤波电容十四C一端接该单片机MCU的电源端、另一端接地,该单片机MCU的电源端接该电源接地故障保护电路的VCC端、接地端接地;
所述信号放大整形电路的漏电检测信号放大电路包括漏电信号处理IC五E、耦合电容三十A、负反馈电阻四十一A和耦合电容三十一A,该耦合电容三十A、负反馈电阻四十一A和耦合电容三十一A依次串联在所述漏电检测电路和所述接地检测电路之间,该负反馈电阻四十一A两端分别连接该漏电信号处理IC五E的VFB脚和AMP脚;
所述信号放大整形电路的信号整形电路包括运算放大器E、滤波电容十八E、滤波电容十九E、滤波电容二十E、限流电阻十四E、滤波电容二十一E、分压电阻十三E、分压电阻四E、滤波电容二十二E、滤波电容二十三E和分压电阻十五E;该滤波电容十八E、滤波电容十九E、滤波电容二十E两端并联后一端接地、另一端接所述漏电信号处理IC五E的TRIG脚;该限流电阻十四E一端接所述漏漏电信号处理IC五E的TRIG脚、另一端接该运算放大器E的输入正脚;该滤波电容二十一E一端接该运算放大器E的输入正脚、另一端接地;该分压电阻十三E、分压电阻四E依次串联在电源电压与地之间,该分压电阻十三E、分压电阻四E的连接端与该运算放大器E的输入负脚连接;该运算放大器E电源端和接地端分别连接该电源接地故障保护电路的电源电压和地;该滤波电容二十二E两端分别接该运算放大器E的电源端和地;该分压电阻十五E与滤波电容二十三E依次串接在该电源接地故障保护电路的电源电压和地之间,该分压电阻十五E与滤波电容二十三E的连接端连接该运算放大器E的输出端脚;该运算放大器E的输出端脚连接所述单片机MCU的控制信号输入端。
在本发明的一种电源接地故障保护电路中,所述信号放大整形电路的信号整形电路、所述信号放大整形电路的漏电检测信号放大电路的漏电信号处理IC五E和所述单片机控制电路的单片机MCU构成单片机控制信号放大整形电路芯片IC四C。
在本发明的一种电源接地故障保护电路中,所述电源电路的滤波电路A包括电感三A;所述滤波稳压电路一包括限流电阻五A、滤波电容十八A和漏电信号处理IC五E6脚的内部稳压电路;电感三A连接在该接地故障保护电路的市电火线输入端与所述整流电路A的输入端之间;该限流电阻五A两端分别连接所述整流电路A的B脚输出端和该漏电信号处理IC五的VDD脚,该滤波电容十八A连接在该漏电信号处理IC五的VDD脚与地之间;所述滤波稳压电路二包括限流电阻二A、稳压管A、滤波电容七A、滤波电容六B、滤波电容十三B、滤波电容七四B、电源IC二B、滤波电容八B、滤波电容九B、滤波电容十七B和滤波电容十B;该限流电阻二A一端连接所述整流电路A的B脚、另一端连接所述电源IC二B的IN脚,该稳压管A的正极接地、负极接该电源IC二B的IN脚,该滤波电容六B、滤波电容十三B、滤波电容七四B一端接地、另一端接该电源IC二B的IN脚,该滤波电容八B、滤波电容九B、滤波电容十七B和滤波电容十B一端接地、另一端接该电源IC二B的OUT脚,该电源IC二B的OUT脚接该电源接地故障保护电路的VCC端、GND脚接地;
所述漏电接地检测电路的漏电检测电路包括电流耦合感应线圈一A和电容六A,该电容六A连接在该电流耦合感应线圈一A两端构成滤波电路,该滤波电路连接所述信号放大整形电路的漏电信号处理IC五E的INPUT脚和VREF脚;该电源接地故障保护电路的市电电源线穿过该电流耦合感应线圈一A;
所述漏电接地检测电路的接地检测电路包括电流耦合感应线圈二A和电容三A,该电容三A连接在该电流耦合感应线圈二A两端构成滤波电路,该滤波电路一端接地、另一端通过所述漏电检测信号放大电路的耦合电容三十一A接信号放大整形电路的漏电信号处理IC五E的AMP脚;该电源接地故障保护电路的市电电源线穿过该电流耦合感应线圈二A;
所述电源检测及工作指示电路的电源检测电路包括整流电路A、限流电阻五A、漏电信号处理IC五的VDD脚的内部稳压电路、滤波电容十八A、分压电阻六C、分压电阻三C、滤波电容十一C和单片机MCU;该限流电阻五A两端分别连接该整流电路A的B脚输出端和该漏电信号处理IC五的VDD脚,该滤波电容十八A连接在该漏电信号处理IC五E的VDD脚与地之间,该分压电阻六C一端接该漏电信号处理IC五E的VDD脚、另一端与该分压电阻三C串联接地,该分压电阻六C与该分压电阻三C连接端接该单片机MCU的检测端,该滤波电容十一C一端接地、另一端接该单片机MCU的检测端;
所述电源检测及工作指示电路的工作指示电路包括所述单片机MCU的正常信号输出端和错误信号输出端、限流电阻八C、限流电阻十一C和红绿双色LED指示灯C,该限流电阻八C连接在该单片机MCU的错误信号输出端与该红绿双色LED指示灯C的红灯负极之间,该限流电阻十一C连接在该单片机MCU的正常信号输出端与该红绿双色LED指示灯C的绿灯负极之间,该红绿双色LED指示灯C的红灯正极、绿灯正极连接该电源接地故障保护电路的VCC端;
所述脱扣机构控制电路的控制电路包括所述单片机MCU、滤波电容五C、限流电阻七C、单向可控硅一A或单向可控硅一A与单向可控硅四A、滤波电容十二A、浪涌吸收电阻二十一A和继电器三A,该滤波电容五C连接在该单片机MCU的触发信号一端与地之间,该限流电阻七C连接在该单片机MCU的触发信号一端与该单向可控硅一A或该单向可控硅一A与该单向可控硅四A的控制极之间,该单向可控硅一A或该单向可控硅一A与该单向可控硅四A的阳极接该继电器三A的线圈与所述整流电路A的交流输入连接端、阴极接地,该滤波电容十二A、浪涌吸收电阻二十一A串接在该单向可控硅一A或该单向可控硅一A与该单向可控硅四A的阳极与地之间,该继电器三A通过机构传动驱动所述复位开关动作;
所述反向接线检测并执行电路的反向接线检测控制电路包括所述单片机MCU、滤波电容十五C、触发限流电阻十C、强弱电隔离光耦六A、触发限流电阻十九A、防误触发电阻二十A和双向可控硅三A;该滤波电容十五C连接在该单片机MCU的可控硅触发端与地之间,该触发限流电阻十C连接在该单片机MCU的可控硅触发端与该强弱电隔离光耦六A的触发控制端,该强弱电隔离光耦六A的电源端接该电源接地故障保护电路的VCC端;该触发限流电阻十九A一端接该双向可控硅三A的第二T2极、另一端接该电源接地故障保护电路的市电电源火线输出端;该防误触发电阻二十A连接在该双向可控硅三A的控制极与第一T2极之间,该双向可控硅三A的控制极接该强弱电隔离光耦六A的第二输出端;该强弱电隔离光耦六A的第一输出端接该电源接地故障保护电路的市电电源火线输出端;
所述反向接线检测并执行电路的检测并执行电路包括浪涌吸收电容十一A、浪涌吸收电容十三A、常闭触点一A、常开触点二A、浪涌吸收电阻十八A、常闭开关二A和反向继电器四A;该浪涌吸收电容十一A、浪涌吸收电容十三A相串联,该浪涌吸收电容十三A一端与该常闭触点一A、常开触点二A分别连接在该强弱电隔离光耦六A的第一输出端,该浪涌吸收电容十一A一端与该常闭触点一A、常开触点二A另一端分别通过所述防误触发电阻二十A连接在该强弱电隔离光耦六A的第二输出端;该浪涌吸收电阻十八A一端连接在该浪涌吸收电容十一A与该浪涌吸收电容十三A连接的一端、另一端连接在该电源接地故障保护电路的市电电源零线输出端;该常闭开关二A设置在该电源接地故障保护电路市电电源的火线与零线上,并位于该电源接地故障保护电路的市电电源火线、零线的输出端与所述复位开关一A之间;该常闭开关二A与该常开触点二A联动;该反向继电器四A的控制端一端通过所述防误触发电阻二十A连接该强弱电隔离光耦六A的第二输出端、另一端接该电源接地故障保护电路的市电电源零线输出端;该反向继电器四A通过机构驱动该常闭开关二A动作。
在本发明的一种电源接地故障保护电路中,包括模拟漏电电路,该模拟漏电电路分别连接所述单片机控制电路和漏电接地检测电路;该模拟漏电电路包括所述单片机MCU、滤波电容四C、限流电阻九C、单向可控硅二A和限流电阻十A;该滤波电容四C一端接地、另一端接该单片机MCU的触发信号二端,该限流电阻九C一端接该单片机MCU的触发信号二端、另一端接该单向可控硅二A的控制极,该单向可控硅二A与该限流电阻十A串联连接在该电源接地故障保护电路的市电火线与地之间,该单向可控硅二A的阳极接高电位端,该单向可控硅二A与该限流电阻十A串联连接该电源接地故障保护电路的市电火线的连接点位于该市电火线穿过电流耦合感应线圈二A之后、复位开关一A之前。
一种电源接地故障保护电路,包括电源电路、漏电接地检测电路、信号放大整形电路、单片机控制电路、电源检测及工作指示电路、脱扣机构控制电路和反向接线检测并执行电路;
该电源电路包括滤波电路A、整流电路A、滤波稳压电路一和滤波稳压电路二,该滤波电路A连接市电输入端火线,该整流电路A的输入端分别连接市电输入端零线和该滤波电路A的输出端,该整流电路A的A脚输出端接地、B脚输出端分别接该滤波稳压电路一和滤波稳压电路二;
该漏电接地检测电路包括漏电检测电路和接地检测电路,分别对电路漏电故障和接地故障进行检测;
该信号放大整形电路包括相连接的漏电检测信号放大电路和信号整形电路,对漏电检测信号进行放大并进行信号整形;
该单片机控制电路实现该电源接地故障保护电路的上电自检和复位;
该电源检测及工作指示电路包括相连接的电源检测电路和工作指示电路,实现对电源状态的检测和显示;
该脱扣机构控制电路包括设置在该电源接地故障保护电路的火线和零线上的复位开关及其控制电路,该复位开关在该电源接地故障保护电路的火线和零线上的设置位置位于所述接地检测电路之后,该控制电路实现对该复位开关的控制;
该反向接线检测并执行电路包括相连接的反向接线检测控制电路和检测并执行电路,实现在所述电源接地故障保护电路在复位状态和脱扣状态下的反向接线检测;
该电源电路的滤波稳压电路一与该漏电接地检测电路连接,该电源电路的滤波稳压电路二与该信号放大整形电路和单片机控制电路连接,该漏电接地检测电路、信号放大整形电路和单片机控制电路依次连接,该单片机控制电路分别与该电源检测及工作指示电路、脱扣机构控制电路和反向接线检测并执行电路连接;
其特征在于,该电源接地故障保护电路还包括无线网络电路和自动复位电路;该无线网络电路分别与该电源电路和单片机控制电路连接,实现该电源接地故障保护电路无线信号的发送与接收;该自动复位电路与该单片机控制电路连接,实现对该脱扣机构控制电路复位开关的复位动作的控制和驱动;
所述自动复位电路包括自动复位铁芯五A、浪涌吸收电容十四A、浪涌吸收电阻二十二A和自动复位驱动电路,该自动复位驱动电路包括可控硅五A和驱动电阻十二C;该自动复位铁芯五A一端连接该电源接地故障保护电路的火线输入端、另一端通过串联的浪涌吸收电容十四A和浪涌吸收电阻二十二A接该可控硅五A的阴极;该可控硅五A的阳极接该自动复位铁芯五A、阴极接地;该驱动电阻十二C一端接所述单片机控制电路的单片机MCU的P1.0脚和滤波电容十六C,另一端接该可控硅五A的控制极;该滤波电容十六C另一端接地;该单片机控制电路通过所述无线网络电路接收无线控制信号,通过自动复位驱动电路对自动复位铁芯五A进行控制,实现自动复位。
实施本发明的一种电源接地故障保护电路及接地故障断路器,与现有技术比较,其有益效果是:
1.通过设置无线网络电路和自动复位电路,实现了对接地故障断路器的远程控制,用户可远距离接收接地故障断路器的使用状态,当当电路的漏电故障被消除后,用户可通过遥控方式操作接地故障断路器实现复位工作;
2.可实现对用户提示和显示接地故障断路器使用状态,提高家庭用电安全性;
3.结构简单,使用可靠。
附图说明
图1是本发明电源接地故障保护电路一种实施例的原理框图。
图2是本发明电源接地故障保护电路另一种实施例的原理框图。
图3是本发明电源接地故障保护电路另一种实施例的原理框图。
图4是本发明电源接地故障保护电路一种实施例的电路图之一。
图5是本发明电源接地故障保护电路一种实施例的电路图之二。
图6是本发明电源接地故障保护电路一种实施例的电路图之三。
图7是本发明电源接地故障保护电路一种实施例的电路图之四。
图8是本发明电源接地故障保护电路一种实施例的电路图之五。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
附图中的电路符号在说明书中的命名规则为:“电路符号_图号”。如附图4中的整流电路U27命名为整流电路U27_4。
如图1所示,本发明的电源接地故障保护电路包括电源电路90、漏电接地检测电路20、信号放大整形电路10-2、单片机控制电路10-1、电源检测及工作指示电路60、脱扣机构控制电路80、手动检测电路20a、模拟漏电电路50、反向接地检测并执行电路70、无线网络电路40和自动复位电路30。其中:
电源电路90包括滤波电路A、整流电路U27_4、滤波稳压电路一和滤波稳压电路二。滤波电路A连接市电输入端火线,该整流电路U27_4的输入端分别连接市电输入端零线和滤波电路A的输出端,整流电路U27_4的4脚输出端接地、3脚输出端分别接该滤波稳压电路一和滤波稳压电路二。
漏电接地检测电路20包括漏电检测电路和接地检测电路,分别对电路漏电故障和接地故障进行检测。
信号放大整形电路10-2包括相连接的漏电检测信号放大电路和信号整形电路,对漏电检测信号进行放大并进行信号整形。
单片机控制电路实现该电源接地故障保护电路的上电自检和复位;
电源检测及工作指示电路60包括相连接的电源检测电路和工作指示电路,实现对电源状态的检测和显示。
脱扣机构控制电路80包括设置在该电源接地故障保护电路的火线和零线上的复位开关及其控制电路,复位开关在该电源接地故障保护电路的火线和零线上的设置位置位于接地检测电路之后,该控制电路对该复位开关动作进行控制。
反向接线检测并执行电路70包括相连接的反向接线检测控制电路和检测并执行电路,实现在电源接地故障保护电路在复位状态和脱扣状态下的反向接线检测。
无线网络电路40分别与电源电路90和单片机控制电路10-1连接,实现该电源接地故障保护电路无线信号的发送与接收。
自动复位电路30与单片机控制电路10-1连接,实现对脱扣机构控制电路复位开关的复位动作的控制和驱动。
电源电路90的滤波稳压电路一与漏电接地检测电路20连接,电源电路90的滤波稳压电路二与信号放大整形电路10-2、单片机控制电路10-1和无线网络电路40连接;漏电接地检测电路20、信号放大整形电路10-2和单片机控制电路10-1依次连接,手动检测电路40与漏电接地检测电路20连接,单片机控制电路10-1分别与模拟漏电电路50、电源检测及工作指示电路60、脱扣机构控制电路80和反向接线检测并执行电路70连接,模拟漏电电路50与漏电接地检测电路20连接,手动检测电路20a与漏电接地检测电路20连接。
图4至图8是本发明的一种实施例。如图6、图8所示,单片机控制电路10-1包括MCU_8、滤波电容C14_6和复位滤波电路;复位滤波电路包括复位ICU3_6和滤波电容C12_6。
信号放大整形电路10-2的漏电检测信号放大电路包括漏电信号处理ICU5_8、耦合电容C30_4、负反馈电阻R41_4和耦合电容C31_4。信号放大整形电路10-2的信号整形电路包括运算放大器U1A_8、滤波电容C18_8、滤波电容C19_8、滤波电容C20_8、限流电阻R14_8、滤波电容C21_8、分压电阻R13_8、分压电阻R4_8、滤波电容C22_8、滤波电容C23_8和分压电阻R15_8。
在本实施例中,将信号放大整形电路10-2的信号整形电路、信号放大整形电路10-2漏电检测信号放大电路的漏电信号处理ICU5_8和单片机控制电路10-1的MCU_8构成单片机控制信号放大整形电路芯片ICU4_6。在其他实施例中,可以独立设置信号放大整形电路10-2和单片机控制电路10-1。
如图6、图8所示,单片机控制电路10-1的复位ICU3_6的3脚接该电源接地故障保护电路的VCC端、2脚接该MCU_8的复位端4脚(ICU4_6的6脚)、1脚接地,滤波电容C12_6分别连接该复位ICU3_6的1脚、2脚,滤波电容C14_6一端接该MCU_8的电源端1脚(ICU4_6的20脚)、另一端接地,该MCU_8的电源端1脚接该电源接地故障保护电路的VCC端、接地端16脚接地。
信号放大整形电路10-2漏电检测信号放大电路的耦合电容C30_4、负反馈电阻R41_4和耦合电容C31_4依次串联在漏电接地检测电路20的漏电检测电路和接地检测电路之间(如图4中电容C6_4和电容C3_4之间),该负反馈电阻R41_4两端分别连接该漏电信号处理ICU5_8的1脚和7脚(ICU4_6的1脚和17脚)。
信号放大整形电路10-2的信号整形电路的滤波电容C18_8、滤波电容C19_8、滤波电容C20_8两端并联后一端接地、另一端接漏电信号处理ICU5_8的5脚;限流电阻R14_8一端接所述漏漏电信号处理ICU5_8的5脚、另一端接该运算放大器U1A_8的3脚;该滤波电容C21_8一端接该运算放大器U1A_8的3脚、另一端接地。该分压电阻R13_8、分压电阻R4_8依次串联在电源电压VCC与地之间,该分压电阻R13_8、分压电阻R4_8的连接端与该运算放大器U1A_8的2脚连接。运算放大器U1A_8电源端和接地端分别连接该电源接地故障保护电路的电源电压VCC和地。滤波电容C22_8两端分别接该运算放大器U1A_8的电源端和地,分压电阻R15_8与滤波电容C23_8依次串接在该电源接地故障保护电路的电源电压VCC和地之间,分压电阻R15_8与滤波电容C23_8的连接端连接该运算放大器U1A_8的1脚;该运算放大器U1A_8的1脚连接单片机MCU_8的控制信号输入端13脚。
如图4、图6、图8所示,电源电路90的滤波电路A包括电感T3_4;滤波稳压电路一包括限流电阻R5_4、滤波电容C18_4和漏电信号处理ICU5_8第6脚(ICU4_6的16脚)的内部稳压电路。电感T3_4连接在该接地故障保护电路的市电火线L_4输入端与整流电路U27_4的1脚之间,该限流电阻R5_4两端分别连接整流电路U27_4的3脚输出端和该漏电信号处理ICU5_8第6脚,该滤波电容C18_4连接在该漏电信号处理ICU5_8第6脚与地之间。
滤波稳压电路二包括限流电阻R2_4、稳压管DZ1_4、滤波电容C7_4、滤波电容C6_5、滤波电容C13_5、滤波电容C74_5、电源ICU2_5、滤波电容C8_5、滤波电容C9_5、滤波电容C17_5和滤波电容C10_5。该限流电阻R2_4一端连接整流电路U27_4的3脚、另一端连接电源ICU2_5的2脚;该稳压管DZ1_4的正极接地、负极接该电源IC U2_5的2脚;该滤波电容C6_5、滤波电容C13_5、滤波电容C74_5一端接地、另一端接该电源ICU2_5的2脚,该滤波电容C8_5、滤波电容C9_5、滤波电容C17_5和滤波电容C10_5一端接地、另一端接该电源ICU2_5的3脚,该电源ICU2_5的3脚接该电源接地故障保护电路的VCC端、1脚接地。
如图4所示,在本实施例中,电源电路90还设置了压敏电阻RY1_4和过流保护电阻F1_4,压敏电阻RY1_4连接在该接地故障保护电路的市电火线L_4输入端与市电零线N_4输入端之间,该过流保护电阻F1_4连接在该接地故障保护电路的市电火线L_4输入端与电源电路90的滤波电路A的输入端之间。
在其它实施例中,电源电路90不设置压敏电阻RY1_4和过流保护电阻F1_4,不影响本发明目的的实现。
如图4所示,漏电接地检测电路20的漏电检测电路包括电流耦合感应线圈一T1_4和电容C6_4,该电容C6_4连接在该电流耦合感应线圈T1_4两端构成滤波电路。该滤波电路连接信号放大整形电路10-2的漏电信号处理ICU5_8的2脚和3脚;该电源接地故障保护电路的市电电源线穿过该电流耦合感应线圈T1_4。
漏电接地检测电路20的接地检测电路包括电流耦合感应线圈T2_4和电容C3_4,该电容C3_4连接在该电流耦合感应线圈T2_4两端构成滤波电路。该滤波电路一端接地、另一端通过漏电检测信号放大电路的耦合电容C31_4接信号放大整形电路的漏电信号处理ICU5_8的7脚(ICU4_6的17脚);该电源接地故障保护电路的市电电源线穿过该电流耦合感应线圈T2_4。
如图4、图6、图8所示,电源检测及工作指示电路60的电源检测电路包括整流电路U27_4、限流电阻R5_4、漏电信号处理ICU5_8第6脚(ICU4_6的16脚)的内部稳压电路、滤波电容C18_4、分压电阻R6_6、分压电阻R3_6、滤波电容C11_6和单片机MCU_8。该限流电阻R5_4两端分别连接该整流电路U27_4的3脚输出端和该漏电信号处理ICU5_8第6脚,该滤波电容C18_4连接在该漏电信号处理ICU5_8第6脚与地之间,该分压电阻R6_6一端接该漏电信号处理ICU5_8第6脚、另一端与该分压电阻R3_6串联接地,该分压电阻R6_6与该分压电阻R3_6连接端接该单片机MCU_8的检测端6脚(ICU4_6的5脚),该滤波电容C11_6一端接地、另一端接该单片机MCU_8的检测端6脚。
电源检测及工作指示电路60的工作指示电路包括单片机MCU_8的正常信号输出端的5脚(ICU4_6的14脚)和错误信号输出端的2脚(ICU4_6的13脚)、限流电阻R8_6、限流电阻R11_6和红绿双色LED指示灯D10_6。该限流电阻R8_6连接在该单片机MCU_8的错误信号输出端与该红绿双色LED指示灯D10_6的红灯负极之间,该限流电阻R11_6连接在该单片机MCU_8的正常信号输出端与该红绿双色LED指示灯D10_6的绿灯负极之间,该红绿双色LED指示灯D10_6的红灯正极、绿灯正极连接该电源接地故障保护电路的VCC端。
如图4、图6、图8所示,脱扣机构控制电路80的控制电路包括单片机MCU_8、滤波电容C5_6、限流电阻R7_6、单向可控硅SCR1_4和SCR4_4(在其他实施例中,只用一个单向可控硅SCR1_4也能够实现本发明目的)、滤波电容C12_4、浪涌吸收电阻R21_4和继电器T3_4。该滤波电容C5_6连接在该单片机MCU_8的触发信号一端3脚(ICU4_6的7脚)与地之间,该限流电阻R7_6连接在该单片机MCU_8的触发信号一端3脚与该单向可控硅SCR1_4和SCR4_4的控制极之间,该单向可控硅SCR1_4和SCR4_4的阳极接该继电器T3_4的线圈与整流电路U27_4的交流输入连接端(1脚)、阴极接地,该滤波电容C12_4、浪涌吸收电阻R21_4串接在该单向可控硅SCR1_4和SCR4_4的阳极与地之间,该继电器T3_4通过机构传动驱动复位开关动作。
手动检测电路20a包括限流电阻R1_4和按压开关S3_4,该限流电阻R1_4与按压开关S3_4相串联,一端连接该电源接地故障保护电路的零线N输入端、另一端连接该电源接地故障保护电路火线L的插座输出端。
在其它实施例中,如图3所示,不设置手动检测电路20a,不影响本发明目的的实现。
如图4、图6、图8所示,反向接线检测并执行电路70的反向接线检测控制电路包括单片机MCU_8、滤波电容C15_6、触发限流电阻R10_6、强弱电隔离光耦U6_4、触发限流电阻R19_4、防误触发电阻R20_4和双向可控硅SCR3_4。该滤波电容C15_6连接在该单片机MCU_8的可控硅触发端8脚(ICU4_6的10脚)与地之间,该触发限流电阻R10_6连接在该单片机MCU_8的可控硅触发端8脚与该强弱电隔离光耦U6_4的触发控制端2脚,该强弱电隔离光耦U6_4的电源端1脚接该电源接地故障保护电路的VCC端。该触发限流电阻R19_4一端接该双向可控硅SCR3_4的第二T2极、另一端接该电源接地故障保护电路的市电电源火线输出端L_load_4。该防误触发电阻R20_4连接在该双向可控硅SCR3_4的控制极与第一T2极之间,该双向可控硅SCR3_4的控制极接该强弱电隔离光耦U6_4的第二输出端。该强弱电隔离光耦U6_4的第一输出端接该电源接地故障保护电路的市电电源火线输出端L_load_4。
如图4所示,反向接线检测并执行电路70的检测并执行电路包括浪涌吸收电容C11_4、浪涌吸收电容C13_4、常闭触点K1_4、常开触点K2_4、浪涌吸收电阻R18_4、常闭开关S2_4和反向继电器T4_4。该浪涌吸收电容C11_4、浪涌吸收电容C13_4相串联,该浪涌吸收电容C13_4一端与该常闭触点K1_4、常开触点K2_4分别连接在该强弱电隔离光耦U6_4的第一输出端,该浪涌吸收电容C11_4一端与该常闭触点K1_4、常开触点K2_4另一端分别通过防误触发电阻R20_4连接在该强弱电隔离光耦U6_4的第二输出端。该浪涌吸收电阻R18_4一端连接在该浪涌吸收电容C11_4与该浪涌吸收电容C13_4连接的一端、另一端连接在该电源接地故障保护电路的市电电源零线输出端N_load_4上。该常闭开关S2_4设置在该电源接地故障保护电路市电电源的火线L与零线N上,并位于该电源接地故障保护电路的市电电源火线、零线的输出端L_load_4、N_load_4与复位开关S1_4之间。该常闭开关S2_4与该常开触点K2_4联动。该反向继电器T4_4的控制端一端通过防误触发电阻R20_4连接该强弱电隔离光耦U6_4的第二输出端、另一端接该电源接地故障保护电路的市电电源零线输出端N_load_4。该反向继电器T4_4通过机构驱动该常闭开关S2_4动作。
如图7、8所示,无线网络电路40包括无线网络ICU52_7、复位开关S2_7(该复位开关用于wifi模块复位)、无线复位电阻R106_7和R108_7,复位滤波电阻R104_7,复位滤波电容C95_7,使能电阻R105_7。该无线网络ICU52_7为带有WIFI功能的18脚IC。
复位滤波电阻R104_7一脚接地、另一脚接无线网络ICU52_7第3脚;复位滤波电容C95_7一脚接地、另一脚连接无线网络ICU52_7第16脚;无线复位电阻R106_7一脚接电源VCC、另一脚接无线网络ICU52_7第16脚;使能电阻R105_7一端接电源VCC、另一端接无线网络ICU52_7第9脚;无线复位电阻R108_7一脚接电源VCC、另一脚接无线网络ICU52_7第15脚;复位开关S2_7一脚接地、另一脚接无线网络ICU52_7第15脚;该无线网络ICU52_7第2脚接单片机MCU_8的15脚(ICU4_6的9脚)、第17脚接该单片机MCU的14脚(ICU4_6的8脚)、第15脚接该单片机MCU的13脚(ICU4_6的18脚)、第16脚接该单片机MCU_8的12脚(ICU4_6的18脚)。
如图4、图6、图8所示,自动复位电路30包括自动复位铁芯T5_4、浪涌吸收电容C14_4、浪涌吸收电阻R22_4和自动复位驱动电路,该自动复位驱动电路包括可控硅SCR5_4和驱动电阻R12_6。该自动复位铁芯T5_4一端连接设置在市电火线输入端L上的过流保护电阻F1_4(在其他实施例中,可直接连接电源接地故障保护电路的火线输入端L)、另一端通过串联的浪涌吸收电容C14_4和浪涌吸收电阻R22_4接该可控硅SCR5_4的第3脚;该可控硅SCR5_4的2脚接该自动复位铁芯T5_4、3脚接地。该驱动电阻R12_6一端接单片机控制电路10-1的MCU_8的第9脚(ICU4_6的11脚)和滤波电容C16_6,另一端接该可控硅SCR5_4的第1脚,该滤波电容C16_6另一端接地。该单片机控制电路10-1通过无线网络电路40接收无线控制信号,通过自动复位驱动电路30对复位铁芯T5_4进行控制,实现自动复位。
如图4、图6、图8所示,该模拟漏电电路50包括单片机MCU_8、滤波电容C4_6、限流电阻R9_6、单向可控硅SCR2_4和限流电阻R10_4。该滤波电容C4_6一端接地、另一端接该单片机MCU_8的触发信号二端7脚(ICU4_6的15脚),该限流电阻R9_6一端接该单片机MCU_8的触发信号二端7脚、另一端接该单向可控硅SCR2_4的控制极,该单向可控硅SCR2_4与该限流电阻R10_4串联连接在该电源接地故障保护电路的市电火线L与地之间,该单向可控硅SCR2_4的阳极接高电位端,该单向可控硅SCR2_4与该限流电阻R10_4串联连接该电源接地故障保护电路的市电火线L的连接点位于该市电火线穿过电流耦合感应线圈T2_4之后、复位开关S1_4之前。
在其他实施例中,不设置模拟漏电电路50,不影响本发明基本发明目的的实现。
采用本发明电源接地故障保护电路的接地故障断路器(GFCI)的工作原理如下:
1、单片机控制信号放大整形ICU4_6开机上电自检(正常接电,S1_4复位状态下):ICU4_6的PIN20脚供电、PIN6脚复位信号、PIN6脚电源检测信号都正常以后(如果PIN6脚检测不到高电平,单片机控制信号放大整形ICU4_6会直接在PIN13脚输出低电平,驱动红色LED常亮,提醒用户本GFCI失效,需更换)。上电自检分两步:第一步,自动反向接线检测:ICU4_6的PIN10首先会输出15ms的低电平反向接线自动检测驱动信号,通过C15_6、R10_6让U6_4导通,触发双向可控硅SCR3_4导通,T4_4通过L_load_4、U6_4到N_load_4得电,S2_4常闭开关断开,L_load_4与N_load_4断电,瞬间T4_4又失电,S2_4常闭开关又闭合,L_load_4与N_load_4又得电给负载和T4_4供电,T4_4得电后,S2_4常闭开关又断开,L_load_4与N_load_4又失电,T4_4也失电,这样S2_4常闭开关又闭合,给负载和T4_4供电,经过15ms过后,U6_4彻底断开,T4_4完全失电,S2_4常闭开关完全闭合,确保负载正常供电(通常情况S2_4常闭开关会有1-3次的得失电的震动状况,属于正常状态)。此时,如果电源接反(从L_load_4/N_load_4端接入),在ICU4_6的PIN15脚输出15ms低电平控制反向继电器T4_4导通的瞬间,T4_4的常开触点K2_4会闭合,电源同时会通过L_load_4/N_load_4和K2_4给T4_4供电,此时,即便15ms的低电平触发信号过后,T4_4还是会有电吸合,断开L/N和插座L1/N1的供电,确保用户使用安全。第二步,单片机控制信号放大整形ICU4_6再进入开机漏电自检程序。ICU4_6的PIN15输出50ms的高电平控制信号,通过R9_6限流后驱动可控硅SCR2_4导通,火线L_4通过R10_4模拟漏电,正常情况,此漏电信号通过单片机控制信号放大整形ICU4_6后,ICU4_6会在其内部寄存器中检测到一个高电平信号,这时,单片机控制信号放大整形ICU4_6的PIN12脚会输出一个低电平信号,驱动绿色LED灯点亮,表示电路已经进入正常工作。此时,如果单片机控制信号放大整形ICU4_6的内部寄存器中没有检测到高电平信号,则表示从漏电信号检测电路存在异常,单片机控制信号放大整形ICU4_6的PIN14脚输出高电平、PIN13脚输出低电平,红色LED点亮,表示电路失效,提醒用户及时更换。
2、自动反向接线保护:分脱扣状态和复位状态。复位状态的反向自检保护功能见如上开机自检所述。脱扣状态的自检保护功能如下:在脱扣状态下,S1_4断开,K1_4闭合,继电器T4_4通过K1_4直接连接到L_load_4得电吸合,常闭开关S2_4断开,常开触点K2_4闭合,让继电器T4_4自锁,只要线接反,继电器就长期处于自锁状态,接地故障断路器的插座和L/N就永远断电,提醒用户接线错误,需重新安装。
3、漏电、接地异常断电保护:电路正常工作状态,如果负载有漏电或异常接地状况,GFCI会通过T1_4和T2_4感应到相应的异常信号,然后分别通过C6_4、C3_4滤波,C30_4、C31_4耦合到ICU4_6的PIN1和PIN17脚,在ICU4_6的内部寄存器中检测到高电平信号后会在其PIN7脚输出25ms的高电平控制信号,通过C5_6滤波,R7_6限流后触发可控硅SCR1_4导通,脱扣线圈T3_4瞬间通过很大电流,驱动脱扣机构脱扣,复位按钮S1_4断开,负载电路及插座断电,保护后续电路及用户生命财产安全。
4、无线信号控制:由无线网络电路40接收无线信号,在无线模块中转换成数字信号,由U52_7的第2脚发射信号和第19脚接收信号组成串口通信电路连接到单片机控制信号放大整形ICU4_6的第8脚和第9脚,将转换的数字信号由串口通信电路传输到单片机中进行处理,然后进行控制,可以通过ICU4_6第11脚进行驱动SCR5_4使复位铁芯导通进行自动复位。工作原理同1、2、3。
5、定期循环自检:单片机控制信号放大整形ICU4_6设定从上电自检自后,每150分钟(由程序设定)自检一次。自检工作原理同单片机控制信号放大整形ICU4_6上电自检第二步的漏电自检程序。

Claims (9)

1.一种电源接地故障保护电路,包括电源电路、漏电接地检测电路、信号放大整形电路、单片机控制电路、电源检测及工作指示电路、脱扣机构控制电路和反向接线检测并执行电路;
该电源电路包括滤波电路A、整流电路A、滤波稳压电路一和滤波稳压电路二,该滤波电路A连接市电输入端火线,该整流电路A的输入端分别连接市电输入端零线和该滤波电路A的输出端,该整流电路A的A脚输出端接地、B脚输出端分别接该滤波稳压电路一和滤波稳压电路二;
该漏电接地检测电路包括漏电检测电路和接地检测电路,分别对电路漏电故障和接地故障进行检测;
该信号放大整形电路包括相连接的漏电检测信号放大电路和信号整形电路,对漏电检测信号进行放大并进行信号整形;
该单片机控制电路实现该电源接地故障保护电路的上电自检和复位;
该电源检测及工作指示电路包括相连接的电源检测电路和工作指示电路,实现对电源状态的检测和显示;
该脱扣机构控制电路包括设置在该电源接地故障保护电路的火线和零线上的复位开关及其控制电路,该复位开关在该电源接地故障保护电路的火线和零线上的设置位置位于所述接地检测电路之后,该控制电路实现对该复位开关的控制;
该反向接线检测并执行电路包括相连接的反向接线检测控制电路和检测并执行电路,实现在所述电源接地故障保护电路在复位状态和脱扣状态下的反向接线检测;
该电源电路的滤波稳压电路一与该漏电接地检测电路连接,该电源电路的滤波稳压电路二与该信号放大整形电路和单片机控制电路连接,该漏电接地检测电路、信号放大整形电路和单片机控制电路依次连接,该单片机控制电路分别与该电源检测及工作指示电路、脱扣机构控制电路和反向接线检测并执行电路连接;
其特征在于,该电源接地故障保护电路还包括无线网络电路和自动复位电路;该无线网络电路分别与该电源电路和单片机控制电路连接,实现该电源接地故障保护电路无线信号的发送与接收;该自动复位电路与该单片机控制电路连接,实现对该脱扣机构控制电路复位开关的复位动作的控制和驱动;
所述无线网络电路包括无线网络IC五十二D、复位开关二D、无线复位电阻一零六D和一零八D,复位滤波电阻一零四D,复位滤波电容九五D,使能电阻一零五D;该无线网络IC五十二D为带有WIFI功能的18脚IC;复位滤波电阻一零四D一脚接地、另一脚接无线网络IC五十二D的MTD脚;复位滤波电容九五D一脚接地、另一脚连接无线网络IC五十二D的RSET脚;无线复位电阻一零六D一脚接电源VCC、另一脚接无线网络IC五十二D的RSET脚;使能电阻一零五D一端接电源VCC、另一端接无线网络IC五十二DEN脚;无线复位电阻一零八D一脚接电源VCC、另一脚接无线网络IC五十二D的GPIO0脚;复位开关二D一脚接地、另一脚接无线网络IC五十二D的GPIO0脚;该无线网络IC五十二D的TXD脚接单片机MCU的P1.6/RXD脚、RXD脚接该单片机MCU的P1.5/TXD脚、GPIO0脚接该单片机MCU的P1.4脚、RSET脚接该单片机MCU的P1.3脚。
2.如权利要求1所述的电源接地故障保护电路,其特征在于,所述单片机控制电路包括单片机MCU、滤波电容十四C和复位滤波电路,该复位滤波电路包括复位IC三C和滤波电容十二C,该复位IC三C的VCC脚接该电源接地故障保护电路的VCC端、RESET脚接该单片机MCU的复位端、GND脚接地,该滤波电容十二C分别连接该复位IC三C的GND脚、RESET脚,该滤波电容十四C一端接该单片机MCU的电源端、另一端接地,该单片机MCU的电源端接该电源接地故障保护电路的VCC端、接地端接地;
所述信号放大整形电路的漏电检测信号放大电路包括漏电信号处理IC五E、耦合电容三十A、负反馈电阻四十一A和耦合电容三十一A,该耦合电容三十A、负反馈电阻四十一A和耦合电容三十一A依次串联在所述漏电检测电路和所述接地检测电路之间,该负反馈电阻四十一A两端分别连接该漏电信号处理IC五E的VFB脚和AMP脚;
所述信号放大整形电路的信号整形电路包括运算放大器E、滤波电容十八E、滤波电容十九E、滤波电容二十E、限流电阻十四E、滤波电容二十一E、分压电阻十三E、分压电阻四E、滤波电容二十二E、滤波电容二十三E和分压电阻十五E;该滤波电容十八E、滤波电容十九E、滤波电容二十E两端并联后一端接地、另一端接所述漏电信号处理IC五E的TRIG脚;该限流电阻十四E一端接所述漏电信号处理IC五E的TRIG脚、另一端接该运算放大器E的输入正脚;该滤波电容二十一E一端接该运算放大器E的输入正脚、另一端接地;该分压电阻十三E、分压电阻四E依次串联在电源电压与地之间,该分压电阻十三E、分压电阻四E的连接端与该运算放大器E的输入负脚连接;该运算放大器E电源端和接地端分别连接该电源接地故障保护电路的电源电压和地;该滤波电容二十二E两端分别接该运算放大器E的电源端和地;该分压电阻十五E与滤波电容二十三E依次串接在该电源接地故障保护电路的电源电压和地之间,该分压电阻十五E与滤波电容二十三E的连接端连接该运算放大器E的输出端脚;该运算放大器E的输出端脚连接所述单片机MCU的控制信号输入端。
3.如权利要求2所述的电源接地故障保护电路,其特征在于,所述信号放大整形电路的信号整形电路、所述信号放大整形电路的漏电检测信号放大电路的漏电信号处理IC五E和所述单片机控制电路的单片机MCU构成单片机控制信号放大整形电路芯片IC四C。
4.如权利要求3所述的电源接地故障保护电路,其特征在于,所述电源电路的滤波电路A包括电感三A;所述滤波稳压电路一包括限流电阻五A、滤波电容十八A和漏电信号处理IC五E的VDD脚的内部稳压电路;电感三A连接在该接地故障保护电路的市电火线输入端与所述整流电路A的输入端之间;该限流电阻五A两端分别连接所述整流电路A的B脚输出端和该漏电信号处理IC五E的VDD脚,该滤波电容十八A连接在该漏电信号处理IC五E的VDD脚与地之间;所述滤波稳压电路二包括限流电阻二A、稳压管A、滤波电容七A、滤波电容六B、滤波电容十三B、滤波电容七四B、电源IC二B、滤波电容八B、滤波电容九B、滤波电容十七B和滤波电容十B;该限流电阻二A一端连接所述整流电路A的B脚、另一端连接所述电源IC二B的IN脚,该稳压管A的正极接地、负极接该电源IC二B的IN脚,该滤波电容六B、滤波电容十三B、滤波电容七四B一端接地、另一端接该电源IC二B的IN脚,该滤波电容八B、滤波电容九B、滤波电容十七B和滤波电容十B一端接地、另一端接该电源IC二B的OUT脚,该电源IC二B的OUT脚接该电源接地故障保护电路的VCC端、GND脚接地;
所述漏电接地检测电路的漏电检测电路包括电流耦合感应线圈一A和电容六A,该电容六A连接在该电流耦合感应线圈一A两端构成滤波电路,该滤波电路连接所述信号放大整形电路的漏电信号处理IC五E的INPUT脚和VREF脚;该电源接地故障保护电路的市电电源线穿过该电流耦合感应线圈一A;
所述漏电接地检测电路的接地检测电路包括电流耦合感应线圈二A和电容三A,该电容三A连接在该电流耦合感应线圈二A两端构成滤波电路,该滤波电路一端接地、另一端通过所述漏电检测信号放大电路的耦合电容三十一A接信号放大整形电路的漏电信号处理IC五E的AMP脚;该电源接地故障保护电路的市电电源线穿过该电流耦合感应线圈二A;
所述电源检测及工作指示电路的电源检测电路包括整流电路A、限流电阻五A、漏电信号处理IC五E的VDD脚的内部稳压电路、滤波电容十八A、分压电阻六C、分压电阻三C、滤波电容十一C和单片机MCU;该限流电阻五A两端分别连接该整流电路A的B脚输出端和该漏电信号处理IC五E的VDD脚,该滤波电容十八A连接在该漏电信号处理IC五E的VDD脚与地之间,该分压电阻六C一端接该漏电信号处理IC五E的VDD脚、另一端与该分压电阻三C串联接地,该分压电阻六C与该分压电阻三C连接端接该单片机MCU的检测端,该滤波电容十一C一端接地、另一端接该单片机MCU的检测端;
所述电源检测及工作指示电路的工作指示电路包括所述单片机MCU的正常信号输出端和错误信号输出端、限流电阻八C、限流电阻十一C和红绿双色LED指示灯C,该限流电阻八C连接在该单片机MCU的错误信号输出端与该红绿双色LED指示灯C的红灯负极之间,该限流电阻十一C连接在该单片机MCU的正常信号输出端与该红绿双色LED指示灯C的绿灯负极之间,该红绿双色LED指示灯C的红灯正极、绿灯正极连接该电源接地故障保护电路的VCC端;
所述脱扣机构控制电路的控制电路包括所述单片机MCU、滤波电容五C、限流电阻七C、单向可控硅一A或单向可控硅一A与单向可控硅四A、滤波电容十二A、浪涌吸收电阻二十一A和继电器三A,该滤波电容五C连接在该单片机MCU的触发信号一端与地之间,该限流电阻七C连接在该单片机MCU的触发信号一端与该单向可控硅一A或该单向可控硅一A与该单向可控硅四A的控制极之间,该单向可控硅一A或该单向可控硅一A与该单向可控硅四A的阳极接该继电器三A的线圈与所述整流电路A的交流输入连接端、阴极接地,该滤波电容十二A、浪涌吸收电阻二十一A串接在该单向可控硅一A或该单向可控硅一A与该单向可控硅四A的阳极与地之间,该继电器三A通过机构传动驱动所述复位开关动作;
所述反向接线检测并执行电路的反向接线检测控制电路包括所述单片机MCU、滤波电容十五C、触发限流电阻十C、强弱电隔离光耦六A、触发限流电阻十九A、防误触发电阻二十A和双向可控硅三A;该滤波电容十五C连接在该单片机MCU的可控硅触发端与地之间,该触发限流电阻十C连接在该单片机MCU的可控硅触发端与该强弱电隔离光耦六A的触发控制端,该强弱电隔离光耦六A的电源端接该电源接地故障保护电路的VCC端;该触发限流电阻十九A一端接该双向可控硅三A的第二T2极、另一端接该电源接地故障保护电路的市电电源火线输出端;该防误触发电阻二十A连接在该双向可控硅三A的控制极与第一T2极之间,该双向可控硅三A的控制极接该强弱电隔离光耦六A的第二输出端;该强弱电隔离光耦六A的第一输出端接该电源接地故障保护电路的市电电源火线输出端;
所述反向接线检测并执行电路的检测并执行电路包括浪涌吸收电容十一
A、浪涌吸收电容十三A、常闭触点一A、常开触点二A、浪涌吸收电阻十八
A、常闭开关二A和反向继电器四A;该浪涌吸收电容十一A、浪涌吸收电容十三A相串联,该浪涌吸收电容十三A一端与该常闭触点一A、常开触点二A分别连接在该强弱电隔离光耦六A的第一输出端,该浪涌吸收电容十一A一端与该常闭触点一A、常开触点二A另一端分别通过所述防误触发电阻二十A连接在该强弱电隔离光耦六A的第二输出端;该浪涌吸收电阻十八A一端连接在该浪涌吸收电容十一A与该浪涌吸收电容十三A连接的一端、另一端连接在该电源接地故障保护电路的市电电源零线输出端;该常闭开关二A设置在该电源接地故障保护电路市电电源的火线与零线上,并位于该电源接地故障保护电路的市电电源火线、零线的输出端与复位开关一A之间;该常闭开关二A与该常开触点二A联动;该反向继电器四A的控制端一端通过所述防误触发电阻二十A连接该强弱电隔离光耦六A的第二输出端、另一端接该电源接地故障保护电路的市电电源零线输出端;该反向继电器四A通过机构驱动该常闭开关二A动作。
5.如权利要求1至4之一所述的电源接地故障保护电路,其特征在于,所述自动复位电路包括自动复位铁芯五A、浪涌吸收电容十四A、浪涌吸收电阻二十二A和自动复位驱动电路,该自动复位驱动电路包括可控硅五A和驱动电阻十二C;该自动复位铁芯五A一端连接该电源接地故障保护电路的火线输入端、另一端通过串联的浪涌吸收电容十四A和浪涌吸收电阻二十二A接该可控硅五A的阴极;该可控硅五A的阳极接该自动复位铁芯五A、阴极接地;该驱动电阻十二C一端接所述单片机控制电路的单片机MCU的P1.0脚和滤波电容十六C,另一端接该可控硅五A的控制极;该滤波电容十六C另一端接地;该单片机控制电路通过所述无线网络电路接收无线控制信号,通过自动复位驱动电路对自动复位铁芯五A进行控制,实现自动复位。
6.如权利要求1至4之一所述的电源接地故障保护电路,其特征在于,包括模拟漏电电路,该模拟漏电电路分别连接所述单片机控制电路和漏电接地检测电路;该模拟漏电电路包括所述单片机MCU、滤波电容四C、限流电阻九C、单向可控硅二A和限流电阻十A;该滤波电容四C一端接地、另一端接该单片机MCU的触发信号二端,该限流电阻九C一端接该单片机MCU的触发信号二端、另一端接该单向可控硅二A的控制极,该单向可控硅二A与该限流电阻十A串联连接在该电源接地故障保护电路的市电火线与地之间,该单向可控硅二A的阳极接高电位端,该单向可控硅二A与该限流电阻十A串联连接该电源接地故障保护电路的市电火线的连接点位于该市电火线穿过电流耦合感应线圈二A之后、复位开关一A之前。
7.如权利要求5所述的电源接地故障保护电路,其特征在于,包括模拟漏电电路,该模拟漏电电路分别连接所述单片机控制电路和漏电接地检测电路;该模拟漏电电路包括所述单片机MCU、滤波电容四C、限流电阻九C、单向可控硅二A和限流电阻十A;该滤波电容四C一端接地、另一端接该单片机MCU的触发信号二端,该限流电阻九C一端接该单片机MCU的触发信号二端、另一端接该单向可控硅二A的控制极,该单向可控硅二A与该限流电阻十A串联连接在该电源接地故障保护电路的市电火线与地之间,该单向可控硅二A的阳极接高电位端,该单向可控硅二A与该限流电阻十A串联连接该电源接地故障保护电路的市电火线的连接点位于该市电火线穿过电流耦合感应线圈二A之后、复位开关一A之前。
8.一种电源接地故障保护电路,包括电源电路、漏电接地检测电路、信号放大整形电路、单片机控制电路、电源检测及工作指示电路、脱扣机构控制电路和反向接线检测并执行电路;
该电源电路包括滤波电路A、整流电路A、滤波稳压电路一和滤波稳压电路二,该滤波电路A连接市电输入端火线,该整流电路A的输入端分别连接市电输入端零线和该滤波电路A的输出端,该整流电路A的A脚输出端接地、B脚输出端分别接该滤波稳压电路一和滤波稳压电路二;
该漏电接地检测电路包括漏电检测电路和接地检测电路,分别对电路漏电故障和接地故障进行检测;
该信号放大整形电路包括相连接的漏电检测信号放大电路和信号整形电路,对漏电检测信号进行放大并进行信号整形;
该单片机控制电路实现该电源接地故障保护电路的上电自检和复位;
该电源检测及工作指示电路包括相连接的电源检测电路和工作指示电路,实现对电源状态的检测和显示;
该脱扣机构控制电路包括设置在该电源接地故障保护电路的火线和零线上的复位开关及其控制电路,该复位开关在该电源接地故障保护电路的火线和零线上的设置位置位于所述接地检测电路之后,该控制电路实现对该复位开关的控制;
该反向接线检测并执行电路包括相连接的反向接线检测控制电路和检测并执行电路,实现在所述电源接地故障保护电路在复位状态和脱扣状态下的反向接线检测;
该电源电路的滤波稳压电路一与该漏电接地检测电路连接,该电源电路的滤波稳压电路二与该信号放大整形电路和单片机控制电路连接,该漏电接地检测电路、信号放大整形电路和单片机控制电路依次连接,该单片机控制电路分别与该电源检测及工作指示电路、脱扣机构控制电路和反向接线检测并执行电路连接;
其特征在于,该电源接地故障保护电路还包括无线网络电路和自动复位电路;该无线网络电路分别与该电源电路和单片机控制电路连接,实现该电源接地故障保护电路无线信号的发送与接收;该自动复位电路与该单片机控制电路连接,实现对该脱扣机构控制电路复位开关的复位动作的控制和驱动;
所述自动复位电路包括自动复位铁芯五A、浪涌吸收电容十四A、浪涌吸收电阻二十二A和自动复位驱动电路,该自动复位驱动电路包括可控硅五A和驱动电阻十二C;该自动复位铁芯五A一端连接该电源接地故障保护电路的火线输入端、另一端通过串联的浪涌吸收电容十四A和浪涌吸收电阻二十二A接该可控硅五A的阴极;该可控硅五A的阳极接该自动复位铁芯五A、阴极接地;该驱动电阻十二C一端接所述单片机控制电路的单片机MCU的P1.0脚和滤波电容十六C,另一端接该可控硅五A的控制极;该滤波电容十六C另一端接地;该单片机控制电路通过所述无线网络电路接收无线控制信号,通过自动复位驱动电路对自动复位铁芯五A进行控制,实现自动复位。
9.如权利要求8所述的电源接地故障保护电路,其特征在于,包括模拟漏电电路,该模拟漏电电路分别连接所述单片机控制电路和漏电接地检测电路;该模拟漏电电路包括所述单片机MCU、滤波电容四C、限流电阻九C、单向可控硅二A和限流电阻十A;该滤波电容四C一端接地、另一端接该单片机MCU的触发信号二端,该限流电阻九C一端接该单片机MCU的触发信号二端、另一端接该单向可控硅二A的控制极,该单向可控硅二A与该限流电阻十A串联连接在该电源接地故障保护电路的市电火线与地之间,该单向可控硅二A的阳极接高电位端,该单向可控硅二A与该限流电阻十A串联连接该电源接地故障保护电路的市电火线的连接点位于该市电火线穿过电流耦合感应线圈二A之后、复位开关一A之前。
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