CN107453318B - 一种电动汽车供电设备智能接地故障断路保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车供电设备智能接地故障断路保护装置，包括电阻V1、电阻V2电阻V3和电流互感器L1，所述电阻V1的一端连接电源端LINE HOT1、电阻V3和电流互感器L1的脚6，本发明采用漏电保护芯片和单片机一起来完成智能漏电保护,单片机可以检测更多的信号来综合判断漏电装置需要出发的条件,同时也通过各种自诊断功能来提高漏电保护系统的正确性,准确性和及时性,能够在需要用到的时间里正确的执行保护功能,另外由于智能的漏电保护系统的应用也使系统在出现故障前就可以被检测出来,从而减少很多不必要的触电或是电击的风险。

Description

一种电动汽车供电设备智能接地故障断路保护装置
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，具体是一种电动汽车供电设备智能接地故障断路保护装置。
背景技术
随着新能源汽车的发展,越来越多的车采用电力驱动,那么电动汽车的供电设备也就越来越普及,而供电设备最重要的一个保护功能就是接地故障电路断路(GFCI)控制器,其被配置为当检测到的故障状况时切断或是禁止对负载的电力供应。接地故障电路断路控制器可以检测到危险电流路径之类的故障，它是通过检测火线和零线的电流差值来确定故障的，例如当火线上提供10A的电流,那么正常情况下我们应该可以在零线上测到同等数值的电流,如果我们发现电流不相等,那么说明系统存在漏电,这时我们必须及时切断电源,从而防止出现触电或是电击,然而漏电保护装置本身也存在损坏的可能,所以作为电动车供电装置我们设计开发了智能自诊断的漏电保护装置,每次用户上电都会自动检测漏电保护系统的状态,确保它正处于正确的工作状态,相比手动验证GFCI系统具有更高的可靠性。另外我们的自检还包括对漏电保护的输出执行继电器的检测,因为有很多时候系统检测没有问题,但执行系统出现了问题,导致故障产生时不能按要求及时起到保护作用.在现今许多实际运行的GFCI系统主要用于工业现场和居家设备,所以都没有智能自动测试系统工作状态的功能,所以我发明了电动汽车供电装置智能接地故障保护装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电动汽车供电设备智能接地故障断路保护装置，以解决背景技术中提到的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电动汽车供电设备智能接地故障断路保护装置，包括电阻V1、电阻V2、电阻V3和电流互感器L1，其特征在于，所述电阻V1的一端连接电源端LINE HOT1、电阻V3和电流互感器L1的脚6，电阻V1的另一端连接电阻V2和电流互感器L1的脚8，电阻V2的另一端连接电阻V3的另一端和地，电流互感器L1的脚9连接电子开关Q1的漏极，电子开关Q1的源极连接电阻R10和电流互感器L1的脚10，电阻R10的另一端连接电阻R11，电流互感器L1的脚1连接电容C1和电感L3，电流互感器L1的脚2连接电容C1的另一端和电阻RIN，电阻RIN的另一端连接电感L2，电感L2的另一端连接电容C4、电容C5、电容C7和电阻REST，电阻REST的另一端连接电阻R3、电阻R4、芯片U1的脚6和电容C4，电流互感器L1的脚5连接继电器K1的脚4，电流互感器L1的脚7连接继电器K2的脚3，继电器K1的脚3连接电阻R12，电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15依次串联连接后电容C10连接，继电器K1的脚2连接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接芯片Q6的脚6，芯片Q6的脚3连接二极管D2的阳极和继电器K2的脚2，二极管D2的阴极连接继电器K2的脚1和MOS管Q4的漏极，MOS管Q4的源极连接电容C11的一端和电阻RU1的一端，电容C11的另一端连接电阻RU1的另一端、电阻R21的一端和MOS管Q4的栅极，电阻R21的另一端连接电子开关Q5的集电极，继电器K2的脚4连接电阻R16，电阻R16、电阻R17、电阻R18、R19依次串联连接后与电容C9连接，芯片U1的脚1连接电容C8、电阻R8和电子开关Q3的基极，电子开关Q3的集电极连接电阻R9,所述芯片U1的型号为FAN4147，芯片Q6的型号为NUD3460。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用漏电保护芯片和单片机一起来完成智能漏电保护,单片机可以检测更多的信号来综合判断漏电装置需要出发的条件,同时也通过各种自诊断功能来提高漏电保护系统的正确性,准确性和及时性,能够在需要用到的时间里正确的执行保护功能,另外由于智能的漏电保护系统的应用也使系统在出现故障前就可以被检测出来,从而减少很多不必要的触电或是电击的风险。
附图说明
图1是本发明的整体方框图。
图2是本发明的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，一种电动汽车供电设备智能接地故障断路保护装置，包括漏电保护检测模块、主继电器、单片机控制模块、执行机构控制模块和上电自检模块，单片机控制模块分别连接主继电器、执行机构控制模块和上电自检模块，上电自检模块还连接漏电保护检测模块，执行机构控制模块还分别连接主继电器和漏电保护检测模块。
本发明的工作原理是：电阻V1,电阻V2,电阻V3分别是高压压敏电阻,其目的是吸收来自交流电网的浪涌电压,当有瞬时的高电压产生的时候,它们可以把电压限制在一定的范围内,从而保证系统不会遭到破坏,提高了系统的工作可靠性。
电流互感器L1设计采用集成一体设计,这样有效的减小安装体积,同时因为集成所以在检测电流上更加准确,因为少了很多额外的连接线.另外在传感器里集成了自诊断的控制线,可以通过外部控制直接得到系统测试数值,Q1作为自动测试的电子开关受控于CCID_TEST(漏电自检控制端,受控于单片机的输出口).在初始上电的时候零线和火线没有负载接入,所以没有电流流过,那么正常情况时电流差值为零,当控制端发出脉冲来控制Q1开关和闭合的时候,系统就会检测到额外的差异电流,那这个时候漏电保护控制芯片U1会工作导致Q3导通从而产生CCID_ERROR(连接到外部单片机的输入口),这样就达到自动检测漏电保护系统的工作状态。
C1和C2是滤波电容,用于滤除U1中电流感应线圈的中感应出的高频噪声,这样可以提高系统的检测的稳定性。
电阻RIN是重要的电压采样电阻,它的选定和电流互感器需要设计配合,由于L1所感应出来的是电流,所以必须有一个采样电阻把电流变换成电压,然后输入到U1,内部通过运算放大器和比较器来做放大和比较的工作。
电容C3是交流耦合电容,主要是阻断直流电流通过。
L2和L3是磁珠,其主要作用是有效的抑制来自交流电网的高频噪声,当有高频噪声通过时它表现为高阻抗状态,从而可以抑制和消减噪声的干扰,也进一步提高了系统的稳定性和抗干扰性。
C5,C6,C7都是滤波电容,把噪声信号都耦合到地平面上,这样就提高了系统的抗干扰性。
R3和C4构成电阻电容组成的低通滤波器,主要抑制高频噪声的影响
REST是重要的反馈设定电阻,通过该电阻的参数调节可以调节设定漏电流的触发门限,从而可以满足设计的设计需求
K1、K2是继电器,是漏电保护系统的执行机构,主要负责当漏电故障产生时及时切断电源和负载的连接,是智能漏电保护系统很重要的元件,所以我们也对其作了上电自检和工作时实时监测,电阻R12-15和C10的串联阻容网络就是测试K1、K2的工作状态的电路,同样的我们把测试信号输入到单片机的数模装换的输入口,然后配合U1的工作状态来进行保护动作。
D2,D3是保护用的二极管,因为继电器线圈是感性负载所以当驱动源撤销时会产生很高的反电动势,这样会产生对系统的干扰,同时有可能损坏Q6,当安装了D2,D3就可以把高压给钳位住,增加了系统的稳定性.
Q6作为K1、K2的低边驱动器具有短路保护功能,可以有效地保护继电器线圈
Q5的系统电路也是继电器的驱动器,只不过它控制的是继电器线圈的高边,这样一来K1、K2的控制是由Q6和Q5同时配合来完成的,这样配合的好处有很多,当继电器线圈受到干扰的时候它不会误动作,因为干扰源必须同时干扰两个控制信号才可以,其次Q6和Q5任何一个电路出现问题也不会导致K1、K2不能关闭.
R8是上拉到12V的上拉电阻,正常的状态下U1输出0,所以Q3没有导通,那这个时候单片机检测到的是高电平5V,因为R9是上拉到5V的上拉电阻.当有漏电发生的时候U1会输出2.5v,那这个时候Q3就会导通,那同时单片机会检测到CCID_ERROR为低电平,然后就会由单片机驱动Q6和Q5去控制K1、K2断开。
Q6和Q5驱动K1、K2我们还设置了额外的保护,继电器线圈驱动有个特点:驱动电压大于保持电压,如果你一直用驱动电压去,驱动继电器,会导致继电器线圈发热很大,所以我们设置了一个控制方式,当继电器正常驱动后我们采用脉冲电压驱动,然脉冲电压刚好满足继电器线圈的保持电压,这样既可以正常驱动继电器又可以不然继电器线圈发热,这也是我们设计电动车供电设备智能漏电保护装置很重要的一个功能,我们这样的设计有效地保护了重要漏电保护执行器件的可靠性和操作耐久性
U1漏电保护芯片本身不能进行智能操作,所以对外部的干扰源不能做出完全有效的和正确的动作,很多时候可能会产生误触发,所以我们采用漏电保护芯片和单片机一起来完成智能漏电保护,单片机可以检测更多的信号来综合判断漏电装置需要出发的条件,同时也通过各种自诊断功能来提高漏电保护系统的正确性,准确性和及时性,能够在需要用到的时间里正确的执行保护功能,另外由于智能的漏电保护系统的应用也使系统在出现故障前就可以被检测出来,从而减少很多不必要的触电或是电击的风险。

Claims (1)

1.一种电动汽车供电设备智能接地故障断路保护装置，包括电阻V1、电阻V2、电阻V3和电流互感器L1，其特征在于，所述电阻V1的一端连接电源端LINE HOT1、电阻V3和电流互感器L1的脚6，电阻V1的另一端连接电阻V2和电流互感器L1的脚8，电阻V2的另一端连接电阻V3的另一端和地，电流互感器L1的脚9连接电子开关Q1的漏极，电子开关Q1的源极连接电阻R10和电流互感器L1的脚10，电阻R10的另一端连接电阻R11，电流互感器L1的脚1连接电容C1和电感L3，电流互感器L1的脚2连接电容C1的另一端和电阻RIN，电阻RIN的另一端连接电感L2，电感L2的另一端连接电容C4、电容C5、电容C7和电阻REST，电阻REST的另一端连接电阻R3、电阻R4、芯片U1的脚6和电容C4，电流互感器L1的脚5连接继电器K1的脚4，电流互感器L1的脚7连接继电器K2的脚3，继电器K1的脚3连接电阻R12，电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15依次串联连接后电容C10连接，继电器K1的脚2连接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接芯片Q6的脚6，芯片Q6的脚3连接二极管D2的阳极和继电器K2的脚2，二极管D2的阴极连接继电器K2的脚1和MOS管Q4的漏极，MOS管Q4的源极连接电容C11的一端和电阻RU1的一端，电容C11的另一端连接电阻RU1的另一端、电阻R21的一端和MOS管Q4的栅极，电阻R21的另一端连接电子开关Q5的集电极，继电器K2的脚4连接电阻R16，电阻R16、电阻R17、电阻R18、R19依次串联连接后与电容C9连接，芯片U1的脚1连接电容C8、电阻R8和电子开关Q3的基极，电子开关Q3的集电极连接电阻R9,所述芯片U1的型号为FAN4147，芯片Q6的型号为NUD3460。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108199346B (zh) * 2018-01-15 2024-05-14 浙江正泰电器股份有限公司 带自行诊断检测功能的剩余电流动作断路器电路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6421214B1 (en) * 2000-03-03 2002-07-16 Pass & Seymour, Inc. Arc fault or ground fault detector with self-test feature
CN101490920A (zh) * 2006-06-01 2009-07-22 立维腾制造有限公司 具有自测试和远程通告能力的gfci
CN104332946A (zh) * 2014-11-13 2015-02-04 陈泽 一种接地故障保护电路及接地故障断路器
CN106233553A (zh) * 2014-04-25 2016-12-14 立维腾制造有限公司 接地故障检测器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6421214B1 (en) * 2000-03-03 2002-07-16 Pass & Seymour, Inc. Arc fault or ground fault detector with self-test feature
CN101490920A (zh) * 2006-06-01 2009-07-22 立维腾制造有限公司 具有自测试和远程通告能力的gfci
CN106233553A (zh) * 2014-04-25 2016-12-14 立维腾制造有限公司 接地故障检测器
CN104332946A (zh) * 2014-11-13 2015-02-04 陈泽 一种接地故障保护电路及接地故障断路器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于FP G A 的电动汽车漏电保护装置的设计;毕路等;《电源技术》;20070830(第8期);第651-654页 *

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