CN105954639A - 一种漏电检测判断电路及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种漏电检测判断电路及设备，用以降低现有漏电保护电路的实现成本。所述判断电路包括滤波电路、脉冲计数器以及复位电路；所述滤波电路用于接收经待检测电路中的电流互感器感应出的脉冲信号，将不符合设定要求的脉冲信号滤除，将符合设定要求的脉冲信号传输给所述脉冲计数器；所述复位电路用于检测传输给所述脉冲计数器的脉冲信号是否连续，在不连续时，将所述脉冲计数器复位；所述脉冲计数器用于对输入的脉冲信号进行计数，在计数到达预设个数时，判定所述待检测电路漏电。

Description

一种漏电检测判断电路及设备
技术领域
本发明涉及电子领域，特别是涉及一种漏电检测判断电路及设备。
背景技术
目前，现有技术中的漏电保护电路，如图1所示，是将L线、N线和接地线穿过电流互感器，若发生漏电的情况，会在互感器上感生出一个微弱的脉动电压，利用运放LM358，对该微弱脉动电压进行反向放大，然后对波形整定，输出具有一定占空比和周期，并且可以被单片机的中断口采集的脉冲信号。单片机对采集到的信号进行判断后，来控制继电器，从而在漏电时可以切断电源，起到漏电保护的作用。
因此，现有的漏电保护电路由于利用单片机来实现漏电判断和漏电保护，所以成本较高；同时在漏电判断和漏电保护时，需要开发相应的程序，并将该程序烧录在单片机上，所以实现过程复杂。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种漏电检测判断电路及设备，用以降低现有漏电保护电路的实现成本。
为解决上述技术问题，本发明中的一种漏电检测判断电路，所述判断电路包括滤波电路、脉冲计数器以及复位电路；
所述滤波电路用于接收经待检测电路中的电流互感器感应出的脉冲信号，将不符合设定要求的脉冲信号滤除，将符合设定要求的脉冲信号传输给所述脉冲计数器；
所述复位电路用于检测传输给所述脉冲计数器的脉冲信号是否连续，在不连续时，将所述脉冲计数器复位；
所述脉冲计数器用于对输入的脉冲信号进行计数，在计数到达预设个数时，判定所述待检测电路漏电。
作为本发明的判断电路的改进，所述设定要求包括每个脉冲信号的脉宽不小于预设脉宽和/或每个脉冲信号的脉冲周期不小于预设脉冲周期。
作为本发明的判断电路的另一种改进，所述脉冲计数器包括十进制计数器。
作为本发明的判断电路的进一步改进，所述判断电路还包括计数器状态设置电路；
所述计数器状态设置电路用于设置所述十进制计数器为减计数状态。
作为本发明的判断电路的又一种改进，所述判断电路还包括驱动电路；
所述计数器状态设置电路还用于在所述十进制计数器判定所述待检测电路漏电时，使所述十进制计数器处于自锁状态；
所述驱动电路，用于在所述十进制计数器处于自锁状态时，驱动所述待检测电路中的开关电路处于断开状态。
为解决上述技术问题，本发明中的一种漏电检测判断电路，所述判断电路包括滤波电路、十进制计数器、复位电路以及计数器状态设置电路；
所述十进制计数器包括加计数脉冲输入引脚5、减计数脉冲输入引脚4、数据输入端的引脚15、1、10和9、清除引脚14、置数引脚11以及数据输出端的引脚3、2、6和7；
所述滤波电路的输出端与所述减计数脉冲输入引脚4连接；
所述复位电路的一端与所述数据输出端的引脚7连接，其另一端与所述清除引脚14连接；
所述计数器状态设置电路的一端与所述数据输出端的引脚6连接；其另一端与所述置数引脚11连接；
所述加计数脉冲输入引脚5和所述数据输入端的引脚10均与第一电源VCC连接。
作为本发明的判断电路的改进，在所述滤波电路中，电容C1的一端分别与减计数脉冲输入引脚4、电阻R1的一端和电阻R2的一端连接，所述电容C1的另一端连接地；电阻R2的另一端与二极管D1的正极连接，电阻R1的另一端与二极管的负极连接，二极管D1的负极接收待检测电路中的电流互感器感应出的脉冲信号；
在所述复位电路中，电容C2的一端分别与所述清除引脚14、电阻R3的一端和电阻R4的一端连接，所述电容C2的另一端接地；所述电阻R4的另一端连接二极管D2的正极，所述数据输出端的引脚7分别与所述二极管D2的负极和所述电阻R3的另一端连接；
在所述计数器状态设置电路中，所述置数引脚11分别与电阻R5的一端和PNP三极管Q1的集电极连接，所述电阻R5的另一端接地，所述PNP三极管Q1的发射极分别连接第二电源VCC、电阻R6的一端和电容C3的一端，所述数据输出端的引脚6连接电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端分别与所述PNP三极管Q1的基极、所述电阻R6的另一端和所述电容C3的另一端连接。
作为本发明的判断电路的另一种改进，所述判断电路还包括驱动电路和继电器电路；
在所述驱动电路中，NPN三极管Q2的集电极与所述继电器电路的控制端连接；所述NPN三极管Q2的发射极分别与地和电阻R9的一端连接，所述NPN三极管Q2的基极分别与所述电阻R9的另一端和电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述数据输出端的引脚6连接。
为解决上述技术问题，本发明中的一种漏电检测判断设备，所述设备包括上述的判断电路。
本发明有益效果如下：
本发明漏电检测判断电路及设备通过脉冲计数器实现电器中的漏电判断，相对于现有漏电保护电路的有效降低实现成本。
附图说明
图1是现有技术中运放LM358对电流互感器信号进行处理的电路；
图2是本发明实施例中一种漏电检测判断电路的电路图。
具体实施方式
为了降低现有漏电保护电路的实现成本，本发明提供了一种漏电检测判断电路及设备，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
图1运放LM358对电流互感器信号进行处理的电路，如图1所示，该电路就是对电流互感器的微弱脉动信号进行反向放大，然后对波形整定，输出具有一定占空比，周期固定的脉冲信号。
本发明实施例中漏电检测判断电路也是对该脉冲信号进行判断，来判别电器是否发生漏电情况。
在本发明的一个实施方式中，一种漏电检测判断电路(简称判断电路)包括：滤波电路、脉冲计数器、复位电路；
所述滤波电路接收经待检测电路上电流互感器感应出的脉冲信号，将不符合设定要求的脉冲信号滤除，将符合设定要求的脉冲信号传输给所述脉冲计数器；
所述复位电路检测传输给所述脉冲计数器的脉冲信号是否连续，在不连续时，将所述脉冲计数器复位；
所述脉冲计数器对输入的脉冲信号进行计数，在计数到达预设个数时，判定所述待检测电路漏电。
本实施方式通过脉冲计数器实现电器中的漏电判断，相对于现有漏电保护电路有效降低实现成本。
上述实施方式中的所述设定要求包括每个脉冲信号的脉宽不小于预设脉宽(例如2ms)和/或每个脉冲信号的脉冲周期不小于预设脉冲周期(例如20ms)。
其中，所述复位电路检测传输给所述脉冲计数器的脉冲信号是否连续的判定方式包括：
检测传输给所述脉冲计数器的三个脉冲信号的总时间是否在预设时长(例如55-65ms)内。
本方式中，以预设个数为三个为例，判断电路等待脉冲信号上升沿(没有漏电时端口为低电平)，等到三个上升沿后，判断三个波形采集总的时间是否大约为55-65ms，满足条件后即判为出现漏电。因60ms恰为三个漏电信号周期，此种处理方式可以避免出现误判的情况。
其中，所述脉冲计数器具体采用十进制计数器。
具体说，所述判断电路还可以包括计数器状态设置电路和驱动电路；
所述计数器状态设置电路用于设置所述十进制计数器为减计数状态。
所述计数器状态设置电路还用于在所述十进制计数器判定所述待检测电路漏电时，使所述十进制计数器处于自锁状态；
所述驱动电路，用于在所述十进制计数器处于自锁状态时，驱动所述待检测电路中的开关电路处于断开状态。
以所述计数器采用十进制计数器为例详细描述上述实施例。
图2是本发明实施例中一种漏电检测判断电路的电路图。如图2所示，在该方式中，所述判断电路包括滤波电路、十进制计数器、复位电路以及计数器状态设置电路；其中，所述十进制计数器包括加计数脉冲输入引脚5、减计数脉冲输入引脚4、数据输入端的引脚15、1、10和9、清除引脚14、置数引脚11以及数据输出端的引脚3、2、6和7；
所述滤波电路的输出端与所述减计数脉冲输入引脚4连接；
所述复位电路的一端与所述数据输出端的引脚7连接，其另一端与所述清除引脚14连接；
所述计数器状态设置电路的一端与所述数据输出端的引脚6连接；其另一端与所述置数引脚11连接；即是说，所述计数器状态设置电路用于设置所述十进制计数器为减计数状态。
所述加计数脉冲输入引脚5与第一电源VCC连接，所述数据输入端的引脚10连接。
其中，所述脉冲计数器对输入的脉冲信号进行计数，在下述状态时确定计数到达预设个数：
在所述数据输出端的引脚6输出高电平时，确定输入所述脉冲计数器的脉冲信号达到预设个数。
具体说，在所述滤波电路中，电容C1的一端分别与减计数脉冲输入引脚4、电阻R1的一端和电阻R2的一端连接，所述电容C1的另一端连接地；电阻R2的另一端与二极管D1的正极连接，电阻R1的另一端与二极管的负极连接，二极管D1的负极接收待检测电路输出的脉冲信号；
在所述复位电路中，电容C2的一端分别与所述清除引脚14、电阻R3的一端和电阻R4的一端连接，所述电容C2的另一端接地；所述电阻R4的另一端连接二极管D2的正极，所述数据输出端的引脚7分别与所述二极管D2的负极和所述电阻R3的另一端连接；
在所述计数器状态设置电路中，所述置数引脚11分别与电阻R5的一端和PNP三极管Q1的集电极连接，所述电阻R5的另一端接地，所述PNP三极管Q1的发射极分别连接第二电源VCC、电阻R6的一端和电容C3的一端，所述数据输出端的引脚6连接电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端分别与所述PNP三极管Q1的基极、所述电阻R6的另一端和所述电容C3的另一端连接。
在本发明的又一个实施方式中，上述实施方式的判断电路还可以包括驱动电路和继电器电路；
具体说，在所述驱动电路中，NPN三极管Q2的集电极与所述继电器电路的控制端连接；所述NPN三极管Q2的发射极分别与地和电阻R9的一端连接，所述NPN三极管Q2的基极分别与所述电阻R9的另一端和电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述数据输出端的引脚6连接。
也就是说，所述计数器状态设置电路还用于在所述十进制计数器判定所述待检测电路漏电时，使所述十进制计数器处于自锁状态；
所述驱动电路，用于在所述十进制计数器处于自锁状态时，驱动所述待检测电路中的开关电路(继电器电路)处于断开状态。
本实施方式通过脉冲计数器和各电路之间的硬件连接实现漏电判断和漏电保护，不需要开发相应的程序，所以实现过程相对简单；同时由于硬件之间的连接有效避免有由于程序BUG等问题导致漏电判断和漏电保护失效的问题，提供待测电路的安全性。
下面以10进制计数器74LS192为例，简述本实施方式的原理：
在刚上电时，U1(10进制计数器74LS192)数据输出端的第7、6、2、3脚，即QD-QA脚输出为0000，所以PNP三极管Q1导通，U1的11脚则为高电平(数字量为1)，U1的14脚为低电平(数字量为0)，由于计数器U1第5脚为高电平(数字量为1)，所以整个计数器工作状态为减计数。
当有脉冲信号输入时，在第1个上升沿时，QD-QA脚输出为1001(即10进制数9)；在第2个上升沿时，QD-QA脚输出为1000(即10进制数8)；在第3个上升沿时，QD-QA脚输出为0111(即10进制数7)，判定漏电。
同时，此时QC脚输出为1(即高电平)，所以三极管Q1截止，U1的11脚输入变为0，若此时U1的14脚输入也为0的话(即此时电容C2没有充满电)，那么QD-QA脚的输出仅仅决定于U1的9、10、1、15脚(即D-A)的状态。由于C脚被拉高，因此QD-QA输出为0100(即10进制数4)。由于U1的11脚和14脚一直为低电平，此刻74LS192进入一种自锁状态，即所述计数器状态设置电路还用于使所述十进制计数器处于自锁状态，该状态下即使有脉冲输入，QD-QA的输出也不发生变化，QC一直输出为1，即高电平，NPN三极管Q2则从截止变化到导通后，驱动继电器处于断开状态，并一直保持导通状态，此时继电器状态也会保持住，从而实现漏电保护。
在整个过程中，如果74LS192要进入上述状态，必须保证每个脉冲信号宽度要大于等于2ms，如果不满足即为干扰，此时的信号会被滤波电容C1滤掉。若脉冲信号周期过短，此时的信号也会被滤波电容C1过滤掉。另外还必须是三个连续的脉冲信号，如果不满足，那么C2会一直处于充电状态，当C2充满电后，U1的14脚(复位脚，高电平有效)为1，此时QD-QA输出为0000，即输出复位，整个电路将恢复初始状态。
在本发明的再一个实施方式中，还提供一种漏电检测判断设备，所述设备包括上述任意实施方式的判断电路。
虽然本申请描述了本发明的特定示例，但本领域技术人员可以在不脱离本发明概念的基础上设计出来本发明的变型。
例如，设置十进制计数器的加计数状态，通过加计数来实现本发明的判断电路。
又如，将十进制计数器替换成八进制计数器或者16进制计数器，并适应性修改滤波电路、脉冲计数器、复位电路、驱动电路或开关电路。
本领域技术人员在本发明技术构思的启发下，在不脱离本发明内容的基础上，还可以对本发明的方法做出各种改进，这仍落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种漏电检测判断电路，其特征在于，所述判断电路包括滤波电路、脉冲计数器以及复位电路；
所述滤波电路用于接收经待检测电路中的电流互感器感应出的脉冲信号，将不符合设定要求的脉冲信号滤除，将符合设定要求的脉冲信号传输给所述脉冲计数器；
所述复位电路用于检测传输给所述脉冲计数器的脉冲信号是否连续，在不连续时，将所述脉冲计数器复位；
所述脉冲计数器用于对输入的脉冲信号进行计数，在计数到达预设个数时，判定所述待检测电路漏电。
2.如权利要求1所述的判断电路，其特征在于，所述设定要求包括每个脉冲信号的脉宽不小于预设脉宽和/或每个脉冲信号的脉冲周期不小于预设脉冲周期。
3.如权利要求1所述的判断电路，其特征在于，所述脉冲计数器包括十进制计数器。
4.如权利要求3所述的判断电路，其特征在于，所述判断电路还包括计数器状态设置电路；
所述计数器状态设置电路用于设置所述十进制计数器为减计数状态。
5.如权利要求2-4中任意一项所述的判断电路，其特征在于，所述判断电路还包括驱动电路；
所述计数器状态设置电路还用于在所述十进制计数器判定所述待检测电路漏电时，使所述十进制计数器处于自锁状态；
所述驱动电路，用于在所述十进制计数器处于自锁状态时，驱动所述待检测电路中的开关电路处于断开状态。
6.一种漏电检测判断电路，其特征在于，所述判断电路包括滤波电路、十进制计数器、复位电路以及计数器状态设置电路；
所述十进制计数器包括加计数脉冲输入引脚5、减计数脉冲输入引脚4、数据输入端的引脚15、1、10和9、清除引脚14、置数引脚11以及数据输出端的引脚3、2、6和7；
所述滤波电路的输出端与所述减计数脉冲输入引脚4连接；
所述复位电路的一端与所述数据输出端的引脚7连接，其另一端与所述清除引脚14连接；
所述计数器状态设置电路的一端与所述数据输出端的引脚6连接；其另一端与所述置数引脚11连接；
所述加计数脉冲输入引脚5和所述数据输入端的引脚10均与第一电源VCC连接。
7.如权利要求6所述的判断电路，其特征在于，在所述滤波电路中，电容C1的一端分别与减计数脉冲输入引脚4、电阻R1的一端和电阻R2的一端连接，所述电容C1的另一端连接地；电阻R2的另一端与二极管D1的正极连接，电阻R1的另一端与二极管的负极连接，二极管D1的负极接收待检测电路中的电流互感器感应出的脉冲信号；
在所述复位电路中，电容C2的一端分别与所述清除引脚14、电阻R3的一端和电阻R4的一端连接，所述电容C2的另一端接地；所述电阻R4的另一端连接二极管D2的正极，所述数据输出端的引脚7分别与所述二极管D2的负极和所述电阻R3的另一端连接；
在所述计数器状态设置电路中，所述置数引脚11分别与电阻R5的一端和PNP三极管Q1的集电极连接，所述电阻R5的另一端接地，所述PNP三极管Q1的发射极分别连接第二电源VCC、电阻R6的一端和电容C3的一端，所述数据输出端的引脚6连接电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端分别与所述PNP三极管Q1的基极、所述电阻R6的另一端和所述电容C3的另一端连接。
8.如权利要求6或7所述的判断电路，其特征在于，所述判断电路还包括驱动电路和继电器电路；
在所述驱动电路中，NPN三极管Q2的集电极与所述继电器电路的控制端连接；所述NPN三极管Q2的发射极分别与地和电阻R9的一端连接，所述NPN三极管Q2的基极分别与所述电阻R9的另一端和电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述数据输出端的引脚6连接。
9.一种漏电检测判断设备，其特征在于，所述设备包括如权利要求1-8中任意一项所述的判断电路。
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