CN107769158A - 一种安全的漏电保护电路 - Google Patents

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Abstract

一种安全的漏电保护电路本发明公开了一种安全的漏电保护电路,涉及电气安全领域,气体检测报警电路与市电电连接;气体检测报警电路用于检测有害气体,并在有害气体浓度高于设定安全浓度时发出声光报警;零火线漏电检测电路检测到零线或火线有漏电时,向控制电路发送一个零火线漏电信号,控制电路收到该信号后,控制电路向SCR脱扣电路发送一个脱开信号,SCR脱扣电路收到该信号后断开被保护电器的电源所述气体检测报警电路在SCR脱扣电路断开被保护电器的电源后依旧保持工作状态,与现有技术相比,本发明解决现有技术中存在的电器电源被关闭的情况下,气体检测报警模块无法工作的问题,且能方便更换气体检测模块。

Description

一种安全的漏电保护电路
技术领域
[0001 ]本发明涉及电气安全领域,尤其涉及一种安全的漏电保护电路。
背景技术
[0002]随着生活水平的提高,人们越来越重视环保,清洁能源开始走进千家万户,天然气 灶、天然气热水器的使用率也越来越高,但是天然气存在易燃易爆,对人体有毒有害的问 题,故现在的天然气热水器都有检测有害气体的功能。
[0003]如中国发明专利CN105157235A所公开的本发明公开了一种可监测甲烷浓度报警 的燃气热水器,包括:热水器本体,电源,甲烷浓度监测传感器,可编程控制器,报警模块,电 磁阀,天然气管道,电磁阀用于连通或切断天然气管道,甲烷浓度监测传感器用于监测空气 中的甲烷浓度,并将浓度信号传输给可编程控制器,可编程控制器还连接有风机,可编程控 制器能够控制风机工作,风机直接连接在室外窗户上,风机用于排出空气中的甲烷;通过设 置甲烷浓度监测传感器监测的甲烷浓度达到阈值I时,风机开始工作,快速排出甲烷,在甲 烷浓度达到阈值n时,切断天然气管道。
[0004] 但是该发明存在热水器电源被关闭,甲烷检测和报警模块都无法工作的问题,而 很多人为了节约用电,在不需要热水时就会将热水器的电源关闭,如果在热水器电源关闭 的情况下,发生燃气泄漏,而热水器又无法报警,后果是不堪设想的。
[0005] 而且气体传感器是容易发生故障的元器件,而该发明的甲烷浓度监测传感器整合 在热水器内,当甲烷浓度监测传感器发生故障时,更换起来非常麻烦,需要拆开热水器甚至 是换掉甲烷浓度监测传感器所在的整块电路板。
发明内容
[0006] —、要解决的技术问题
[0007] 本发明的目的是针对现有技术所存在的上述缺陷,解决了更换气体检测模块不方 便以及电器电源被关闭的情况下,气体检测报警模块无法工作的问题。
[0008] 二、技术方案
[0009] 为解决上述技术问题,特提供一种安全的漏电保护电路,包括保护器电源电路、控 制电路、SCR脱扣电路、气体检测报警电路和零火线漏电检测电路,保护器电源电路与市电 电连接;控制电路与保护器电源电路电连接;SCR脱扣电路与控制电路电连接;零火线漏电 检测电路与控制电路电连接;气体检测报警电路与市电电连接;保护器电源电路为控制电 路、SCR脱扣电路和零火线漏电检测电路供电;控制电路用于控制SCR脱扣电路的工作状态; 零火线漏电检测电路用于检测零线和火线是否漏电;SCR脱扣电路用于断开被保护电器的 电源;气体检测报警电路用于检测有害气体,并在有害气体浓度高于设定安全浓度时发出 声光报警;零火线漏电检测电路检测到零线或火线有漏电时,向控制电路发送一个零火线 漏电信号,控制电路收到该信号后,控制电路向SCR脱扣电路发送一个脱开信号,SCR脱扣电 路收到该信号后断开被保护电器的电源;气体检测报警电路在SCR脱扣电路断开被保护电 器的电源后依旧保持工作状态。。
[0010]其中气体检测报警电路包括电源电路、气体检测模块、数据传输电路和声光报警 电路,电源电路与气体检测模块电连接;声光报警电路与气体检测模块电连接;数据传输电 路与气体检测模块电连接;数据传输电路与外部处理器通讯连接;电源电路为气体检测模 块、数据传输电路和声光报警电路供电;气体检测模块用于检测空气中的有害气体浓度;声 光报警电路发出声光报警;数据传输电路用于气体检测模块和外部处理器之间的数据传 输;气体检测模块将检测到的有害气体浓度转换成电信号,并通过数据传输电路发送给外 部处理器,外部处理器收到该信号后将气体检测模块检测到的有害气体浓度与设定安全浓 度进行比较,当检测到的有害气体浓度大于安全浓度时,外部处理器通过数据传输电路向 气体检测模块发送一个反馈信号,气体检测模块收到该信号后给声光报警电路发送一个报 警信号,声光报警电路收到该信号后发出声光报警。
[0011]其中气体检测模块通过插接件与电源电路、数据传输电路和声光报警电路电连 接。
[0012]其中气体检测报警电路还包括上电指示灯,上电指示灯用于指示气体检测模块上 电和断电。
[0 013 ] 其中还包括地线漏电检测电路,地线漏电检测电路与控制电路电连接;地线漏电 检测电路用于检测地线是否漏电;地线漏电检测电路检测到地线有漏电时,向控制电路发 送一个地线漏电信号,控制电路收到该信号后,控制电路向SCR脱扣电路发送一个脱开信 号,SCR脱扣电路收到该信号后断开被保护电器的电源。
[0014] 其中还包括插脚超温检测电路,插脚超温检测电路与SCR脱扣电路电连接;插脚超 温检测电路用于检测插脚温度;插脚超温检测电路检测到插脚的温度超过了设定安全温度 时,向SCR脱扣电路发送一个超温信号,SCR脱扣电路收到该信号后断开被保护电器的电源。
[0015] 其中控制电路包括电源稳压电路、电压基准电路、第一放大电路、第二放大电路和 控制输出电路,电源稳压电路与电压基准电路电连接;电压基准电路与第一放大电路以及 第二放大电路电连接;第一放大电路和第二放大电路的输出端与控制输出电路的输入端电 连接;电源稳压电路为电压基准电路、第一放大电路、第二放大电路和控制输出电路供电; 电压基准电路为第一放大电路和第二放大电路提供基准电压;第一放大电路和第二放大电 路用于放大电信号幅度,第一放大电路和第二放大电路相互独立且功能相同;控制输出电 路用于控制SCR脱扣电路的工作状态;第一放大电路收到零火线漏电信号后使得控制输出 电路翻转锁存,控制输出电路翻转锁存后控制SCR脱扣电路断开被保护电器的电源;第二放 大电路收到地线漏电信号后使得控制输出电路翻转锁存,控制输出电路翻转锁存后控制 SCR脱扣电路断开被保护电器的电源。
[0016] 其中控制输出电路包括第一锁存输出电路和第二锁存输出电路;第一锁存输出电 路的输入端与第一放大电路的输出端电连接;第二锁存输出电路的输入端与第二放大电路 的输出端电连接;第一锁存输出电路的输出端和第二锁存输出电路的输出端均与SCR脱扣 电路电连接;第一放大电路收到零火线漏电信号后使得第一锁存输出电路翻转锁存,第一 锁存输出电路翻转锁存后控制SCR脱扣电路断开被保护电器的电源;第二放大电路收到地 线漏电信号后使得第二锁存输出电路翻转锁存,第二锁存输出电路翻转锁存后控制SCR脱 扣电路断开被保护电器的电源。
[0017] 其中声光报警电路包括若干个信号灯和蜂鸣器,每个信号灯对应不同的气体。
[0018] 其中数据传输电路为数据端口。
[0019] 三、本发明的有益效果
[0020] 与现有技术相比,本发明解决现有技术中存在的电器电源被关闭的情况下,气体 检测报警模块无法工作的问题;无需加装额外的电子元件,成本更低,且能方便更换气体检 测模块。
附图说明
[0021] 图1是本发明的功能电路方块图;
[0022] 图2是本发明的气体检测报警电路方块图;
[0023]图3是本发明的控制电路方块图;
[0024]图4是本发明的实施例1电路原理图;
[0025]图5是本发明的实施例2电路原理图。
[0026]图中1为保护器电源电路;2为控制电路;3为SCR脱扣电路;4为气体检测报警电路; 5为零火线漏电检测电路;6为地线漏电检测电路;7为插脚超温检测电路;8为电源电路;9为 气体检测模块;10为数据传输电路;11为声光报警电路。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明,但不能用来限制本发明的范围。
[0028] 实施例1:
[0029]如图1所示,保护器电源电路1与市电电连接;控制电路2与保护器电源电路1电连 接;SCR脱扣电路3与控制电路1电连接;零火线漏电检测电路5与控制电路2电连接;气体检 测报警电路4与市电电连接。
[0030]如图2所示,气体检测报警电路包括电源电路8、气体检测模块9、数据传输电路1〇 和声光报警电路11,电源电路8与气体检测模块9电连接;声光报警电路11与气体检测模块9 电连接;数据传输电路10与气体检测模块9电连接;数据传输电路10与外部处理器通讯连 接。
[0031]如图3所示,第一放大电路和第二放大电路的输出端与控制输出电路的输入端电 连接;电源稳压电路为电压基准电路、第一放大电路、第二放大电路和控制输出电路供电; 电压基准电路为第一放大电路和第二放大电路提供基准电压;其中控制输出电路包括第一 锁存输出电路和第二锁存输出电路;第一锁存输出电路的输入端与第一放大电路的输出端 电连接;第二锁存输出电路的输入端与第二放大电路的输出端电连接;第一锁存输出电路 的输出端和第二锁存输出电路的输出端均与SCR脱扣电路3电连接。
[0032]如图4所示,气体检测模块9插接在端子J3和端子J5上,气体检测模块9上电后点亮 绿色上电指示灯LED2,气体检测模块9将检测到的甲烷、一氧化碳等有害气体浓度数据通过 数据端口 J4传输给外部处理器,外部处理器将检测到的有害气体浓度数据和设定的安全值 进行比较,当某一种有害气体的浓度值大于设定的安全值时外部处理器通过数据端口向气 体检测模块9发送一个对应该有害气体的信号,气体检测模块g收到该信号后,驱动蜂鸣器 BUZ发出报警声并点亮对应该有害气体的LED:当甲烷浓度大于安全值时,气体检测模块9点 亮红色LED3;当一氧化碳浓度大于安全值时,气体检测模块9点亮红色LED4;实现了有害气 体检测报警的功能。
[0033]当零序电流互感器ZCT1检测到零线或者火线有漏电时,感应电压分别输入第一放 大电路的VF端口和CH1端口,当漏电电流强度达到预设值时,端口T1以恒流的方式给电容C5 充电,电容电压达到预设值时,第一锁存输出电路中的第一锁存器翻转锁存,OUT端口输出 高电平,触发可控桂SCR导通,脱扣线圈L1通电,使得开关S1断开,从而实现零序漏电保护的 功能。
[0034] 开关S1断开后,气体检测报警电路的供电不会受到影响,依然能实现有害气体检 测报警的功能。
[0035]当气体检测模块9出现故障损坏或者上电指示灯无法点亮时,只需将损坏的气体 检测互感电路9从插接端子拔去,插上新的气体检测模块9即可,无需更换整个气体检测报 警电路4。
[0036]外部处理器通过数据端口对气体检测报警模块进行数值设定。
[0037] 实施例2:
[0038] 如图1所示,本实施例在实施例1的基础上,增加了插件超温检测电路7和地线漏电 检测电路6,插脚超温检测电路7与SCR脱扣电路3电连接;地线漏电检测电路6与控制电路2 电连接。
[0039] 如图5所示,该图为本发明的完整功能电路原理图,当地线电流互感器ZCT2检测到 地线有漏电时,感应电压分别输入第二放大电路的VF端口和CH2端口,当漏电电流强度达到 预设值时,端口 T2以恒流的方式给电容C6充电,电容电压达到预设值时,第二锁存输出电路 中的第二锁存器翻转锁存,OUT端口输出高电平,经二极管D3触发可控硅SCR导通,脱扣线圈 L1通电,使得S1断开,从而实现地线漏电保护的功能。
[0040] 当电源插头因接触不良等其他原因出现超温现象时,超温保护电路中的热敏电阻 RT阻值变小,使得三极管Q1导通,从而使得可控硅SCR导通,脱扣线圈L1通电,使得S1断开, 实现了超温保护的功能。
[0041] 以上实施方式仅用于说明本发明,而并非对本发明的限制,有关技术领域的普通 技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有 等同的技术方案也属于本发明的范畴,本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种安全的漏电保护电路,包括保护器电源电路(1)、控制电路(2)、SCR脱扣电路 (3) 、气体检测报警电路(4)和零火线漏电检测电路(5),其特征在于:所述保护器电源电路 ⑴与市电电连接;所述控制电路⑵与保护器电源电路⑴电连接;所述SCR脱扣电路⑶与 控制电路(2)电连接;所述零火线漏电检测电路(5)与控制电路(2)电连接;所述气体检测报 警电路⑷与市电电连接;所述保护器电源电路⑴为控制电路⑵、SCR脱扣电路⑶和零火 线漏电检测电路(5)供电;所述控制电路(2)用于控制SCR脱扣电路(3)的工作状态;所述零 火线漏电检测电路(5)用于检测零线和火线是否漏电;所述SCR脱扣电路(3)用于断开被保 护电器的电源;所述气体检测报警电路(4)用于检测有害气体,并在有害气体浓度高于设定 安全浓度时发出声光报警;所述零火线漏电检测电路(5)检测到零线或火线有漏电时向控 制电路⑵发送一个零火线漏电信号,控制电路⑵收到该信号后,控制电路⑵向SCR脱扣 电路(3)发送一个脱开信号,SCR脱扣电路⑶收到该信号后断开被保护电器的电源;所述气 体检测报警电路⑷在SCR脱扣电路(3)断开被保护电器的电源后依旧保持工作状态。
2.如权利要求1所述的一种安全的漏电保护电路,其特征在于:所述气体检测报警电路 ⑷包括电源电路(8)、气体检测模块⑼、数据传输电路(10)和声光报警电路(11),所述电 源电路⑻与气体检测模块⑼电连接;所述声光报警电路与气体检测模块⑼电连接;所述 数据传输电路(10)与气体检测模块(9)电连接;所述数据传输电路(10)与外部处理器通讯 连接;所述电源电路⑻为气体检测模块⑼、数据传输电路(10)和声光报警电路(11)供电; 所述气体检测模块(9)用于检测空气中的有害气体浓度;所述声光报警电路(11)发出声光 报警;所述数据传输电路(10)用于气体检测模块(9)和外部处理器之间的数据传输;所述气 体检测模块(9)将检测到的有害气体浓度转换成电信号,并通过数据传输电路(10)发送给 外部处理器,外部处理器收到该信号后将气体检测模块(9)检测到的有害气体浓度与设定 安全浓度进行比较,当检测到的有害气体浓度大于设定安全浓度时,外部处理器通过数据 传输电路(10)向气体检测模块⑼发送一个反馈信号,气体检测模块(9)收到该信号后给声 光报警电路(11)发送一个报警信号,声光报警电路(11)收到该信号后发出声光报警。
3. 如权利要求2所述的一种安全的漏电保护电路,其特征在于:所述气体检测模块(9) 通过插接件与电源电路(8)、数据传输电路(10)和声光报警电路(11)电连接。
4. 如权利要求2所述的一种安全的漏电保护电路,其特征在于:所述气体检测报警电路 (4) 还包括上电指示灯,所述上电指示灯用于指示气体检测模块(9)上电和断电。
5. 如权利要求1所述的一种安全的漏电保护电路,其特征在于:所述的一种安全的漏电 保护电路还包括地线漏电检测电路(6),所述地线漏电检测电路⑹与控制电路⑵电连接; 所述地线漏电检测电路⑹用于检测地线是否漏电;所述地线漏电检测电路⑹检测到地线 有漏电时,向控制电路(2)发送一个地线漏电信号,控制电路(2)收到该信号后,控制电路 (2)向SCR脱扣电路(3)发送一个脱开信号,SCR脱扣电路(3)收到该信号后断开被保护电器 的电源。
6. 如权利要求1所述的一种安全的漏电保护电路,其特征在于:所述的一种安全的漏电 保护电路还包括插脚超温检测电路(7),所述插脚超温检测电路⑺与SCR脱扣电路⑶电连 接;所述插脚超温检测电路(7)用于检测插脚温度;所述插脚超温检测电路(7)检测到插脚 的温度超过了设定安全温度时,向SCR脱扣电路(3)发送一个超温信号,SCR脱扣电路(3)收 到该信号后断开被保护电器的电源。
7. 如权利要求1所述的一种安全的漏电保护电路,其特征在于:所述控制电路(2)包括 电源稳压电路、电压基准电路、第一放大电路、第二放大电路和控制输出电路,所述电源稳 压电路与电压基准电路电连接;所述电压基准电路与第一放大电路以及第二放大电路电连 接;所述第一放大电路和第二放大电路的输出端与控制输出电路的输入端电连接;所述电 源稳压电路为所述电压基准电路、所述第一放大电路、所述第二放大电路和所述控制输出 电路供电;所述电压基准电路为第一放大电路和第二放大电路提供基准电压;所述第一放 大电路和第二放大电路用于放大电信号幅度,第一放大电路和第二放大电路相互独立且功 能相同;所述控制输出电路用于控制SCR脱扣电路(3)的工作状态;第一放大电路收到零火 线漏电信号后使得控制输出电路翻转锁存,控制输出电路翻转锁存后控制SCR脱扣电路(3) 断开被保护电器的电源;第二放大电路收到地线漏电信号后使得控制输出电路翻转锁存, 控制输出电路翻转锁存后控制SCR脱扣电路(3)断开被保护电器的电源。
8. 如权利要求7所述的一种安全的漏电保护电路,其特征在于:所述控制输出电路包括 第一锁存输出电路和第二锁存输出电路;所述第一锁存输出电路的输入端与第一放大电路 的输出端电连接;所述第二锁存输出电路的输入端与第二放大电路的输出端电连接;第一 锁存输出电路的输出端和第二锁存输出电路的输出端均与SCR脱扣电路(3)电连接;第一放 大电路收到零火线漏电信号后使得第一锁存输出电路翻转锁存,第一锁存输出电路翻转锁 存后控制SCR脱扣电路(3)断开被保护电器的电源;第二放大电路收到地线漏电信号后使得 第二锁存输出电路翻转锁存,第二锁存输出电路翻转锁存后控制SCR脱扣电路(3)断开被保 护电器的电源。
9. 如权利要求2所述的一种安全的漏电保护电路,其特征在于:所述声光报警电路(11) 包括若干个信号灯和蜂鸣器,每个信号灯对应不同的气体。
10. 如权利要求2所述的一种安全的漏电保护电路,其特征在于:所述数据传输电路 (10)为数据端口。
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