CN108037470A - 一种dc电源漏电检测系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种DC电源漏电检测系统,包括控制器、脉冲发生器、存储器和漏电检测电路;所述控制器包括:控制单元、电压检测器、漏电判决单元、放电判决单元、计时器和异常判决单元;控制单元分别与电压检测器、漏电判决单元、放电判决单元、计时器和异常判决单元连接;所述脉冲发生器用于向漏电检测电路发出脉冲,脉冲发生器的控制端与控制单元连接;所述存储器用于存储门限电源参考数值,存储器与控制器连接;所述漏电检测电路包括:耦合电容C1、耦合电容C2、电阻R1、电阻R2、放电电路一和放电电路二。本发明能够有效的减少漏电判定的时间,还能够检测到自身的电路异常,提高了检测的效率和准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测系统及检测方法,更具体的说是涉及一种DC电源漏电检测系统及检测方法。
背景技术
一般情况下,DC电源是和机壳分离的,但是由于一些特殊原因可能导致DC电源与机壳相接触,DC电源就会通过机壳产生漏电。现有技术中,在DC电源内部嵌入漏电检测系统,使用方波脉冲信号给耦合电容充电,当充电完成后耦合电容开始放电,从开始放电一直到放电为0这个时间是既定的,这个时间要小于或等于脉冲开始下降到下一个脉冲开始上升的时间,可以通过检测脉冲下降和脉冲上升点的电压来判断是否有漏电情况。
但是,采用现有的漏电检测系统进行漏电检测时,需要等到耦合电容放电为0,这大大增加了漏电判定的时间。另外,当耦合电容放电出现异常时,无法及时发现并进行反馈,影响了漏电检测的准确性。
发明内容
针对上述缺陷,本发明的目的在于提供一种DC电源漏电检测系统及检测方法,用以克服现有技术中存在的不足。
本发明为实现上述目的,通过以下技术方案实现:一种DC电源漏电检测系统,包括控制器、脉冲发生器、存储器和漏电检测电路;所述控制器包括:控制单元、电压检测器、漏电判决单元、放电判决单元、计时器和异常判决单元;控制单元分别与电压检测器、漏电判决单元、放电判决单元、计时器和异常判决单元连接;所述脉冲发生器用于向漏电检测电路发出脉冲,脉冲发生器的控制端与控制单元连接;所述存储器用于存储门限电源参考数值,存储器与控制器连接;所述漏电检测电路包括:耦合电容C1、耦合电容C2、电阻R1、电阻R2、放电电路一和放电电路二;耦合电容C1的一端与DC电源的负极连接,耦合电容C1的另一端分别与电阻R1的一端、电阻R2的一端和放电电路一连接;电阻R1的另一端与脉冲发生器连接;电阻R2的另一端分别与电压检测器、放电电路二和耦合电容C2的一端连接;耦合电容C2的另一端与放电电路二连接。
进一步,所述放电电路一包括三极管Q1、电阻R3和电阻R4;三极管Q1的集电极与耦合电容C1的另一端连接,三极管Q1的基极通过电阻R3与控制单元连接,三极管Q1的发射极接地;电阻R4的一端连接在电阻R3和三极管Q1的基极之间,电阻R4的另一端与三极管Q1的发射极连接。
进一步,所述放电电路二包括三极管Q2、电阻R5、电阻R6和电阻R7;三极管Q2的集电极通过电阻R5与电阻R2的另一端连接,三极管Q2的基极通过电阻R6与控制单元连接,三极管Q2的发射极接地;电阻R7的一端连接在电阻R6和三极管Q2的基极之间,电阻R7的另一端与三极管Q2的发射极连接;耦合电容C2的另一端与三极管Q2的发射极连接。
进一步,所述异常判决单元与异常指示灯连接。。
进一步,采用所述的DC电源漏电检测系统的DC电源漏电检测方法,包括如下步骤:
步骤1:向存储器内写入第一门限电压V1和第二门限电压V2;
步骤2:控制单元控制脉冲发生器发出脉冲,耦合电容C1左端电压增加,脉冲电压同时通过电阻R2给耦合电容C2充电并输入到电压检测器,电压检测器通过这个输入的电压检测耦合电容C2的电压,控制单元由此推算耦合电容C1的电压;
步骤3:t1时刻,控制器输出控制信号到放电电路一和放电电路一2,使三极管Q1和三极管Q2导通,耦合电容C1和耦合电容C2通过两个三极管放电;
步骤4:漏电判决单元比较耦合电容C2在 t1时刻的电压Va与第一门限电压V1,如果Va<V1,则判定DC电源漏电;如果Va≥V1,则转到步骤5;
步骤5:放电判决单元比较耦合电容C2的实时电压V与第二门限电压V2,当V<V2时,转到步骤2。
进一步,计时器测量脉冲开始上升到耦合电容C2的实时电压V小于第二门限电压V2的时间间隔T;当放电判决单元发现耦合电容C2开始放电后,经过给定的时间间隔Tx(Tx>T),耦合电容C2的实时电压V仍然没有低于第二门限电压V2,异常判决单元就会判定系统异常出现,然后控制单元控制异常判决单元点亮异常指示灯,输出异常信号。
对比现有技术,本发明有益效果在于:本发明提出的一种DC电源漏电检测系统及检测方法,耦合电容C1通过脉冲充电,脉冲电压同时通过电阻R2给耦合电容C2充电并输入到电压检测器,电压检测器通过这个输入的电压检测耦合电容C2的电压,控制器没有直接与耦合电容C1连接进行电源检测,而是通过检测耦合电容C2上端的电压来推算耦合电容C1的电压,通过电阻R2进行限流,有效的保护了控制器。漏电检测电路在脉冲的下降沿开始放电,漏电判决单元比较耦合电容C2在 t1时刻的电压Va与第一门限电压V1,判定是否漏电,并且在耦合电容C2端检测电压V小于第二门限电压V2时发出下一个脉冲,因此,检测电压从V1下降到V2的所用时间 T1比现有技术中的脉冲输出周期T0更短,能够更快速的检测到漏电。另外,本发明的脉冲周期并不是固定的,而是由耦合电容C1的放电状态所决定的,通过计时器记录的正常的脉冲周期T,并设定判定周期Tx(Tx>T),当C1放电发生异常时,比如三极管Q1损坏,放电判决单元会发现耦合电容C2开始放电后,经过Tx,耦合电容C2的实时电压V仍然没有低于第二门限电压V2,异常判决单元就会判定系统异常,控制器输出异常信号,提醒系统不可用。
附图说明
附图1是本发明的电气原理图。
附图2是本发明的方法流程图。
附图3是本发明的漏电检测时序原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做出说明。
如图1所示的一种DC电源漏电检测系统,包括控制器、脉冲发生器、存储器和漏电检测电路;所述控制器包括:控制单元、电压检测器、漏电判决单元、放电判决单元、计时器和异常判决单元;控制单元分别与电压检测器、漏电判决单元、放电判决单元、计时器和异常判决单元连接,异常判决单元上连接有异常指示灯;所述脉冲发生器用于向漏电检测电路发出脉冲,脉冲发生器的控制端与控制单元连接;所述存储器用于存储门限电源参考数值,存储器与控制器连接;所述漏电检测电路包括:耦合电容C1、耦合电容C2、电阻R1、电阻R2、放电电路一和放电电路二;耦合电容C1的一端与DC电源的负极连接,耦合电容C1的另一端分别与电阻R1的一端、电阻R2的一端和放电电路一连接;电阻R1的另一端与脉冲发生器连接;电阻R2的另一端分别与电压检测器、放电电路二和耦合电容C2的一端连接;耦合电容C2的另一端与放电电路二连接。
所述放电电路一包括三极管Q1、电阻R3和电阻R4;三极管Q1的集电极与耦合电容C1的另一端连接,三极管Q1的基极通过电阻R3与控制单元连接,三极管Q1的发射极接地;电阻R4的一端连接在电阻R3和三极管Q1的基极之间,电阻R4的另一端与三极管Q1的发射极连接。所述放电电路二包括三极管Q2、电阻R5、电阻R6和电阻R7;三极管Q2的集电极通过电阻R5与电阻R2的另一端连接,三极管Q2的基极通过电阻R6与控制单元连接,三极管Q2的发射极接地;电阻R7的一端连接在电阻R6和三极管Q2的基极之间,电阻R7的另一端与三极管Q2的发射极连接;耦合电容C2的另一端与三极管Q2的发射极连接。
如图2所示,首先向存储器内写入第一门限电压V1和第二门限电压V2。然后,控制器发出指令,脉冲发生器能产生一个特定频率的脉冲,脉冲电压同时通过电阻R2给耦合电容C2充电并输入到电压检测器,电压检测器通过这个输入的电压检测耦合电容C2的电压,控制单元由此推算耦合电容C1的电压。结合图3所示,电压检测器在t1点检测耦合电容C2的电压, t1时刻,控制器输出控制信号到放电电路一和2,使Q1和Q2导通,C1和C2通过两个三极管放电。当DC电源没有发生漏电时,检测电压像图3前两个周期T1那样急速上升,t1时刻检测电压Va超过门限电压V1;当DC电源发生漏电时,检测电压像图3周期T1'那样稍缓上升,且检测电压Vb低于门限电压V1,缓慢程度基于漏电阻抗。
漏电判决单元通过比较耦合电容C2在 t1时刻的电压Va与第一门限电压V1来判决DC电源是否有漏电,如果Va<V1,则判定DC电源漏电。
放电判决单元通过比较耦合电容C2的实时电压V与第二门限电压V2的结果来判决耦合电容电压是否低于第二门限电压,当放电判决单元判决检测到的耦合电容C2的实时电压V低于第二门限电压V2时,脉冲发生器产生一个新的脉冲。
计时器测量脉冲开始上升到耦合电容C2端电压V小于第二门限电压V2的时间间隔T。当放电判决单元发现检测电压从开始放电,在一个给定的大于T的时间间隔Tx内,仍然没有低于第二门限电压V2,异常判决单元就会判定系统异常出现,然后控制器输出异常信号。
另外,结合图3可知,本发明的脉冲输出周期T1要比改进前的脉冲输出周期T0更短,因此本发明能够更快速的检测到漏电。
结合附图和具体实施例,对本发明作进一步说明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
Claims (6)
1.一种DC电源漏电检测系统,其特征在于:包括控制器、脉冲发生器、存储器和漏电检测电路;
所述控制器包括:控制单元、电压检测器、漏电判决单元、放电判决单元、计时器和异常判决单元;控制单元分别与电压检测器、漏电判决单元、放电判决单元、计时器和异常判决单元连接;
所述脉冲发生器用于向漏电检测电路发出脉冲,脉冲发生器的控制端与控制单元连接;
所述存储器用于存储门限电源参考数值,存储器与控制器连接;
所述漏电检测电路包括:耦合电容C1、耦合电容C2、电阻R1、电阻R2、放电电路一和放电电路二;耦合电容C1的一端与DC电源的负极连接,耦合电容C1的另一端分别与电阻R1的一端、电阻R2的一端和放电电路一连接;电阻R1的另一端与脉冲发生器连接;电阻R2的另一端分别与电压检测器、放电电路二和耦合电容C2的一端连接;耦合电容C2的另一端与放电电路二连接。
2.根据权利要求1所述的DC电源漏电检测系统,其特征在于:所述放电电路一包括三极管Q1、电阻R3和电阻R4;三极管Q1的集电极与耦合电容C1的另一端连接,三极管Q1的基极通过电阻R3与控制单元连接,三极管Q1的发射极接地;电阻R4的一端连接在电阻R3和三极管Q1的基极之间,电阻R4的另一端与三极管Q1的发射极连接。
3.根据权利要求1所述的DC电源漏电检测系统,其特征在于:所述放电电路二包括三极管Q2、电阻R5、电阻R6和电阻R7;三极管Q2的集电极通过电阻R5与电阻R2的另一端连接,三极管Q2的基极通过电阻R6与控制单元连接,三极管Q2的发射极接地;电阻R7的一端连接在电阻R6和三极管Q2的基极之间,电阻R7的另一端与三极管Q2的发射极连接;耦合电容C2的另一端与三极管Q2的发射极连接。
4.根据权利要求1所述的DC电源漏电检测系统,其特征在于:所述异常判决单元与异常指示灯连接。
5.一种采用权利要求1-4任一所述的DC电源漏电检测系统的DC电源漏电检测方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤1:向存储器内写入第一门限电压V1和第二门限电压V2;
步骤2:控制单元控制脉冲发生器发出脉冲,耦合电容C1左端电压增加,脉冲电压同时通过电阻R2给耦合电容C2充电并输入到电压检测器,电压检测器通过这个输入的电压检测耦合电容C2的电压,控制单元由此推算耦合电容C1的电压;
步骤3:t1时刻,控制器输出控制信号到放电电路一和放电电路一2,使三极管Q1和三极管Q2导通,耦合电容C1和耦合电容C2通过两个三极管放电;
步骤4:漏电判决单元比较耦合电容C2在 t1时刻的电压Va与第一门限电压V1,如果Va<V1,则判定DC电源漏电;如果Va≥V1,则转到步骤5;
步骤5:放电判决单元比较耦合电容C2的实时电压V与第二门限电压V2,当V<V2时,转到步骤2。
6.根据权利要求5所述的DC电源漏电检测方法,其特征在于:计时器用于测量脉冲开始上升到耦合电容C2的实时电压V小于第二门限电压V2的时间间隔T;当放电判决单元发现耦合电容C2开始放电后,经过给定的时间间隔Tx(Tx>T),耦合电容C2的实时电压V仍然没有低于第二门限电压V2,异常判决单元就会判定系统异常出现,然后控制单元控制异常判决单元点亮异常指示灯,输出异常信号。
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