CN107703823A - 一种充电漏电流检测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充电漏电流检测电路,用于在通过功率电源线对负载进行充电时检测充电漏电流,电路包括:漏电流传感器包括环形磁芯和检测绕组,被检测的功率电源线穿过环形磁芯,和缠绕在环形磁芯的检测绕组一起实现漏电流的检出功能;漏电流传感器与自激振荡模块、低通滤波模块相连,输出经过处理的漏电流信号和振荡器频率信号,控制模块实时接收漏电流信号和振荡器频率信号并判断,输出包括漏电流异常状态的控制信号。该控制信号可以用于充电电路的漏电流报警、提示和/或保护功能。使用本发明的充电漏电流检测电路,可以检测单相交流电源、三相交流电源或直流电源的漏电流,工作范围广,准确性高。

Description

一种充电漏电流检测电路
技术领域
本发明涉及充电漏电流检测电路。
背景技术
漏电流保护,涉及到人身及财产安全,是充电桩的一个非常重要的功能。现在充电桩使用的漏电流保护采用AC型漏电流保护装置,主要是针对工频正弦交流漏电流来设计的,检测到足够大的正弦交流漏电流信号后切断电源,AC型充电桩漏电保护装置无法检测直流漏电流。由于电动汽车动力系统中,存在200V~750VDC的高压电池包,当该电池包对地或对电网侧绝缘产生损坏的情况下,该电池包产生的漏电流不再只是正弦波形的工频信号,可能出现直流漏电流;当直流漏电流产生时,AC型充电桩漏电流保护装置无法正确的检测,从而导致不能正确的保护,造成人身触电或电气火灾事故。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是现有AC型充电桩漏电流保护装置无法检测 直流漏电流,当直流漏电流产生时,AC型充电桩漏电流保护装置无法进行正确 的检测和保护,会有人身触电或电气火灾事故风险。
为解决上述技术问题,本发明提出一种充电漏电流检测电路,用于在通过 功率电源线对负载进行充电时检测充电漏电流,所述电路包括:漏电流传感器、 自激振荡模块、低通滤波模块和控制模块,其中:漏电流传感器包括环形磁芯 和检测绕组,被检测的功率电源线穿过环形磁芯,和缠绕在环形磁芯的检测绕 组一起实现漏电流的检出功能。自激振荡模块,包括缠绕在环形磁芯上的检测 绕组和自激振荡电路;该自激振荡模块一直振荡在设定的振荡频率范围内,当 功率电源线上产生漏电流时,漏电流传感器在检测绕组端检出感应电流,感应 电流通过自激振荡电路后输出两个信号:漏电流检出信号和振荡器频率信号, 其中漏电流检出信号输出到低通滤波模块,振荡器频率信号输出到控制模块。 低通滤波模块,接收自激振荡模块输出的漏电流检出信号,用于滤除高频激磁 电流,得到检出的漏电流信号,并将该信号传给控制模块。控制模块,用于实 时检测漏电流信号以及振荡器频率信号,并进行实时判断,根据判断结果输出 控制信号。
依据上述实施例的一种充电漏电流检测电路,能准确的检测到直流漏电流, 也能准确的检测到交流漏电流,以及具有直流分量的交流漏电流,并能输出检 测结果的异常信号,可用于充电电路的漏电流报警、提示和/或保护功能,大大 提升了人身及财产的安全。
附图说明
图1为一种实施例的充电漏电流检测电路示意图;
图2为一种实施例的直流漏电流检测电压波形图;
图3为另一种实施例的交流漏电流检测电压波形图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实 施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中,很 多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而,本领域技术人员可以毫 不费力的认识到,其中部分特征在不同情况下是可以省略的,或者可以由其他 元件、材料、方法所替代。在某些情况下,本申请相关的一些操作并没有在说 明书中显示或者描述,这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没, 而对于本领域技术人员而言,详细描述这些相关操作并不是必要的,他们根据 说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外,说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合 形成各种实施方式。同时,方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技 术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此,说明书和附图中的各 种顺序只是为了清楚描述某一个实施例,并不意味着是必须的顺序,除非另有 说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的 对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说 明,均包括直接和间接连接(联接)。
在本发明实施例中所采用的一种充电漏电流检测电路参见图1。电路中包 括:自激振荡模块103、低通滤波模块104和控制模块105,上述模块和功率电 源线101、漏电流传感器102连接在一起形成电路,用于实现充电漏电流检测功 能。具体说明如下:
功率电源线101,用于传输充电电流,实现电路的充电功能;同时,功率电 源线中也可能会产生待检测的漏电流。通过该功率电源线的电流可以是单相交 流电源、三相交流电源或直流电源。在本实施例中,图1中以直流、交流二线 功率电源线为例说明。
漏电流传感器102,用于检出功率电源线上产生的漏电流。漏电流传感器 102可采用如图1所示的环形磁芯,环形磁芯上缠绕检测绕组121。功率电源线 101从漏电流传感器102的空心部分穿过,通过漏电流传感器的磁芯实现功率电 源线上的漏电流和检测绕组121之间的电磁耦合,实现漏电流的检出功能。
在功率电源线上没有漏电流的状态下,漏电流传感器102中功率电源线101 上通过的电流矢量和等于零,因此,功率电源线101上通过的电流在漏电流传 感器102中产生磁通的矢量和等于零,这样在漏电流传感器的检测绕组121中 没有感应电流产生,充电电路保持正常供电。
当功率电源线101上产生漏电流时,通过漏电流传感器102的电流矢量和 不等于零,因此在漏电流传感器中产生的磁通矢量也不为零,这时,在检测绕 组121上会输出检出漏电流I。所述检出漏电流I包括功率电源线上的漏电流信 号和漏电流传感器电磁耦合时产生的高频激磁电流两部分信号。
在本实施例中,如图1所示,自激振荡模块103包括漏电流传感器的检测 线圈121和自激振荡电路131。自激振荡电路131包括:第一运算放大器U1、 第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4。第一运算放大器U1采用电路系统 +12/-12V供电。Ua为U1反向输入端管脚2的电压,Ub为U1正向输入端管脚 3的电压,Uc为U1输出端管脚6的电压。检测绕组121的一端与第四电阻R4 的一端、第一运算放大器的反向输入端管脚2和低通滤波模块104的第一电阻 R1一端相连,检测绕组121的另一端与第三电阻R3的一端、第一运算放大器 U1的输出端管脚6和控制模块105相连;第二电阻R2的一端与第三电阻R3的 另一端、第一运算放大器U1的正向输入端管脚3相连;第一运算放大器U1的 正电源端管脚4与系统电源+12V相连,负电源端管脚7与系统电源-12V相连; 第二电阻R2、第四电阻R4的另一端均与系统地相连。
低通滤波模块104至少包含一个电阻R1和一个电容C1,也可以采用运算 放大器设计低通滤波器。如图1所示,第一电阻R1一端与自激振荡模块103的 输出端,即检测绕组121的一端相连,第一电阻R1的另一端与第一电容C1的 一端、控制模块105相连;第一电容C1的另一端与系统地相连。Ud为低通滤 波模块的输出信号,可以表示漏电流信号141的大小。低通滤波模块的截止频 率大于被检测漏电流的频率,小于电路的振荡频率。
在本实施例中,自激振荡电路131的工作过程如下:
假设状态1:Ua电压>Ub电压,则Uc电压为-12V, Ub电压=R2(R2+R3)*(-12V),检测绕组121的电流I逐步增加(图1中I标示 的箭头方向定义为正方向),Ua电压=-R4*I;随着时间增加,电流I也增加,Ua 电压越来越负,电路进入状态2;
状态2:Ua电压<Ub电压时,Uc电压由-12V变为+12V,此时, Ub电压=R2(R2+R3)*(+12V),检测绕组121的电流I逐步减小(图1中I标示 的箭头方向定义为正方向),随着时间增加,电流由正变负,Ua电压=-R4*I,则 Ua由负变正,随着电流I的绝对值逐步变大,Ua电压逐渐增加,当Ua电压>Ub 电压时,Uc电压由+12V变为-12V,振荡器回到状态1。
检测绕组121上的检出漏电流信号通过自激振荡模块103之后,输出为用 于进一步低通滤波模块104处理的漏电流检出信号和控制模块105判断的振荡 器频率信号132。
在本实施例中,控制模块105可以采用单片机进行检测控制,也可以采用 模拟电路或数字模拟混合电路。控制模块105实时接收自激振荡模块输出的振 荡器频率信号和低通滤波模块的漏电流信号,并进行实时判断,根据判断结果 输出控制信号。控制信号151包括漏电流状态异常信号。漏电流状态异常是指 漏电流信号超标、振荡器不振荡、振荡器频率超标中任何一个指标异常。控制 电路105输出的控制信号151,可以用于充电电路的漏电流报警、提示和/或保 护功能。
下面以具体的电路参数和电压波形为例进行说明。
在本实施例中,假设:当漏电流传感器102的检测绕组121的圈数n=300, 检出漏电流为I,功率电源线101直接穿过漏电流传感器102,可以看做圈数n0=1 圈,漏电流电流为I0,因为I0·n0=I·n,所以I=I0300。
同时,假设:R2=100Ω,R3=3KΩ,R4=10Ω,低通滤波模块104的带宽设 置为700Hz(一般B型漏电流可分为400-700-1000Hz三个等级),则Ua,Ub, Uc和Ud的测得电压波形如图2所示。
从图2可以看出,假设当前功率电源线101上的直流漏电流为1A,那么检 测绕组121感应到的漏电流信号为1/300A。在R4上感应的电压为10Ω*1/300A, 理论上,d点采样的电压Ud=33.33mV。图2可以看到实际电路中Ua,Ub,Uc,Ud各点的电压波形图,本漏电流检测电路检测到的Ud电压也在33mV左右, 与理论计算准确度一致。
在另一个实施例中,假设当前功率电源线101上的交流漏电流为1A。图3 可以看到实际电路中Ua,Ub,Uc,Ud各点的电压波形图,本漏电流检测电路 检测到的Ud电压也是交流电压,最大幅度约为33mV,与理论计算准确度一致。
在另一个实施例中,如图1所示,在功率电源线101上可以增加开关模块 106。控制模块105输出控制信号151,开关模块106接收控制信号151,当电 路正常充电时,开关状态为常闭,接通功率电源线101的电源和负载两端,当 控制信号151为漏电流状态异常时,开关模块106启动保护功能,开关状态为 断开,停止对负载继续进行充电。开关模块106可以为接触器或继电器,也可 以是其他机械器件等。
在另外的实施例中,充电漏电流检测电路还可以根据电路中漏电流信号 141、控制信号151的输出,增加漏电流报警模块,用于在检测到漏电流时发出 声光报警,提示操作人员注意安全;也可以增加漏电流显示模块,对漏电流准 确监控。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述,只是用于帮助理解本发明,并不 用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员,依据本发明的思想, 还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (6)

1.一种充电漏电流检测电路,用于在通过功率电源线对负载进行充电时检测充电漏电流,其特征在于,所述电路包括:
漏电流传感器、自激振荡模块、低通滤波模块和控制模块,其中:
漏电流传感器包括环形磁芯和检测绕组,被检测的功率电源线穿过环形磁芯,和缠绕在环形磁芯的检测绕组一起实现漏电流的检出功能;
自激振荡模块,包括缠绕在环形磁芯上的检测绕组和自激振荡电路;该自激振荡模块一直振荡在设定的振荡频率范围内,当功率电源线上产生漏电流时,漏电流传感器在检测绕组端检出感应电流,感应电流通过自激振荡电路后输出两个信号:漏电流检出信号和振荡器频率信号,其中漏电流检出信号输出到低通滤波模块,振荡器频率信号输出到控制模块;
低通滤波模块,接收自激振荡模块输出的漏电流检出信号,用于滤除高频激磁电流,得到检出的漏电流信号,并将该信号传给控制模块;
控制模块,用于实时检测漏电流信号以及振荡器频率信号,并进行实时判断,根据判断结果输出控制信号。
2.如权利要求1所述的充电漏电流检测电路,其特征在于,所述自激振荡电路包括第一运算放大器、第二电阻、第三电阻和第四电阻;检测绕组的一端与第四电阻的一端、第一运算放大器的反向输入端和低通滤波模块相连,检测绕组的另一端与第三电阻的一端、第一运算放大器的输出端和控制模块相连;第二电阻的一端与第三电阻的另一端、第一运算放大器的正向输入端相连;第二电阻、第四电阻的另一端均与系统地相连。
3.如权利要求1所述的充电漏电流检测电路,其特征在于,所述低通滤波模块包括第一电阻和第一电容;第一电阻一端与自激振荡模块的输出端相连,另一端与第一电容的一端和控制模块相连;第一电容的另一端与系统地相连。
4.如权利要求1所述的充电漏电流检测电路,其特征在于,所述控制模块采用单片机、模拟电路或数字模拟混合电路实现功能。
5.如权利要求1所述的充电漏电流检测电路,其特征在于,所述控制信号包括漏电流状态异常信号,所述漏电流状态异常是指漏电流信号超标、振荡器不振荡、振荡器频率超标中任何一个指标异常。
6.如权利要求5所述的充电漏电流检测电路,其特征在于,控制电路输出的控制信号用于充电电路的漏电流报警、提示和/或保护功能。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019084878A1 (zh) * 2017-11-02 2019-05-09 深圳驿普乐氏科技有限公司 一种充电漏电流检测电路
CN111060842A (zh) * 2018-10-16 2020-04-24 株式会社电装 漏电判断系统
WO2022105663A1 (zh) * 2020-11-17 2022-05-27 长春捷翼汽车零部件有限公司 一种电流检测电路、漏电流检测方法及充电系统
WO2022237319A1 (zh) * 2021-11-08 2022-11-17 深圳市德兰明海科技有限公司 一种漏电流检测电路、方法及漏电流检测器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202770898U (zh) * 2012-09-14 2013-03-06 沈阳仪表科学研究院 高精度快响应直流漏电流传感器
JP2013056148A (ja) * 2011-08-18 2013-03-28 Sanyo Product Co Ltd 遊技機
CN104931758A (zh) * 2014-03-21 2015-09-23 上海电科电器科技有限公司 直流剩余电流检测装置
CN205092562U (zh) * 2015-11-11 2016-03-16 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂) 一种剩余电流保护装置
CN105527336A (zh) * 2014-10-22 2016-04-27 陕西同力电气有限公司 一种金属探测器
CN205248099U (zh) * 2015-12-31 2016-05-18 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂) 一种剩余电流互感器
JP2016206054A (ja) * 2015-04-24 2016-12-08 三菱電機株式会社 漏電検出装置及び漏電検出方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013056148A (ja) * 2011-08-18 2013-03-28 Sanyo Product Co Ltd 遊技機
CN202770898U (zh) * 2012-09-14 2013-03-06 沈阳仪表科学研究院 高精度快响应直流漏电流传感器
CN104931758A (zh) * 2014-03-21 2015-09-23 上海电科电器科技有限公司 直流剩余电流检测装置
CN105527336A (zh) * 2014-10-22 2016-04-27 陕西同力电气有限公司 一种金属探测器
JP2016206054A (ja) * 2015-04-24 2016-12-08 三菱電機株式会社 漏電検出装置及び漏電検出方法
CN205092562U (zh) * 2015-11-11 2016-03-16 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂) 一种剩余电流保护装置
CN205248099U (zh) * 2015-12-31 2016-05-18 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂) 一种剩余电流互感器

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019084878A1 (zh) * 2017-11-02 2019-05-09 深圳驿普乐氏科技有限公司 一种充电漏电流检测电路
CN111060842A (zh) * 2018-10-16 2020-04-24 株式会社电装 漏电判断系统
WO2022105663A1 (zh) * 2020-11-17 2022-05-27 长春捷翼汽车零部件有限公司 一种电流检测电路、漏电流检测方法及充电系统
WO2022237319A1 (zh) * 2021-11-08 2022-11-17 深圳市德兰明海科技有限公司 一种漏电流检测电路、方法及漏电流检测器
JP2023525452A (ja) * 2021-11-08 2023-06-16 深▲せん▼市徳蘭明海科技有限公司 漏れ電流検出回路、方法及び漏れ電流検出器
JP7476341B2 (ja) 2021-11-08 2024-04-30 深▲せん▼市徳蘭明海科技有限公司 漏れ電流検出回路、方法及び漏れ電流検出器

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