CN109962458A - 延时型漏电保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及漏电保护电路技术领域，特别是公开了一种延时型漏电保护电路，包括互感器、电源电路模块、漏电信号检测模块、脱扣电路模块和延时电路模块，所述延时电路模块包括单片机U3、电容C9和电容C10，电容C9和电容C10并联后连接在单片机U3的1脚上，所述单片机U3的电源为+5V，电源由电源电路模块提供。提供了一种采用差分运算放大器对漏电信号进行放大，再通过单片机来处理漏电信号并控制漏电延时时间，实现精准的漏电延时动作和时间控制的延时型漏电保护电路。
Description
技术领域
本发明涉及漏电保护电路技术领域，特别是一种延时型漏电保护电路。
背景技术
目前，市场上的微型漏电保护器，绝大多数都是非延时型的，因为一般情况下，微型漏电保护器是保护人身安全的，当有漏电发生时，希望断路器断开越快越好，所以一般不做延时。但是在某些特殊场合，当有漏电存在时，客户只需要某一支路断开，不希望影响到别的设备正常工作，这时就要求安装在上一级的漏电保护器具有一定的延时功能，且这个延时时间必须大于下一级的漏电保护器的断开时间，而在现有的延时型微型断路器中，大部分都是采用电容延时去实现的。
如中国专利申请号为201520439129.2中公开了一种延时型漏电保护电路，如附图1所示，其采用的是RC并联的方式，让电容充放电来实现延时时间的控制，虽然这种方式简单，也能达到延时目的，但是电容可能会随着环境温度变化产生温漂，导致电容值改变，引起延时时间不稳定，再者，市场上的普通电容容值本身存在一定的误差，由于电容的原因导致延时时间波动范围很大，大约在±20%左右，这就会让产品在使用过程中可能出现漏电误动作的风险。
基于这样的背景，本设计针对延时时间不准确的问题，使用单片机对延时时间进行计算和控制，使得漏电保护的延时时间的波动范围控制在±1%的范围内，大大降低了漏电误动作的风险。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种采用差分运算放大器对漏电信号进行放大，再通过单片机来处理漏电信号并控制漏电延时时间，实现精准的漏电延时动作和时间控制的延时型漏电保护电路。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种延时型漏电保护电路，包括互感器、电源电路模块、漏电信号检测模块和脱扣电路模块，还包括延时电路模块，所述延时电路模块包括单片机U3、电容C9和电容C10，电容C9和电容C10并联后连接在单片机U3的1脚上，所述单片机U3的电源为+5V，电源由电源电路模块提供。
作为本发明的进一步设置，所述电源电路模块包括压敏电阻MYR1、阻容降压电路、整流滤波电路和电源稳压电路。
作为本发明的进一步设置，所述阻容降压电路包括CBB电容、电阻R7和电阻R8，电阻R7和电阻R8串联后与CBB电容并联。
作为本发明的进一步设置，所述整流滤波电路包括二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7和电容C4，二极管D4、二极管D5、二极管D6和二极管D7构成整流桥，电容C4与整流桥并联。
作为本发明的进一步设置，所述电源稳压电路包括稳压管VD1、电容C7、电容C8和电源稳压器U1，稳压管VD1和电容C7并联后连接在电源稳压器U1的2脚和1脚，电容C8连接在电源稳压器U1的3脚和5脚。
作为本发明的进一步设置，所述漏电信号检测模块包括双向二极管D17、调节电阻R15、电容C12和差分运算放大电路，双向二极管D17、调节电阻R15和电容C12并联后连接在差分运算放大电路的输入端。
作为本发明的进一步设置，所述互感器输出的两路信号经过双向二极管D17、电容C12和电阻R15再连接到差分运算放大电路的输入端，差分运算放大电路的输出端接到单片机U3的3脚。
作为本发明的进一步设置，所述脱扣电路模块包括可控硅D3和脱扣线圈L1，其中可控硅的触发极连接到单片机U3的输出脚5脚，阳极接到脱扣线圈L1上，阴极接地。
作为本发明的进一步设置，所述差分运算放大电路包括运算放大器U2、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R18、电容C18、电容C20和电容C23，其中电阻R10和电阻R12分别连接在运算放大器U2的4脚和3脚上，电阻R11和电容C20并联后连接在运算放大器U2的1脚和4脚上，运算放大器U2的3脚上连接有电阻R13和电阻R14，电容C23并联在电阻R14上，电阻R18连接在运算放大器U2的1脚和单片机U3的3脚上，电容C18连接在单片机U3的3脚上。
上述结构中，通过调整电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13和电阻R14的大小，可调节运算放大器U2的放大倍数，从而把微弱的漏电信号放大到单片机需要的信号大小，应用范围广。
作为本发明的进一步设置，单片机U3的型号为PIC12F675 。
采用上述技术方案，本电路没有采用漏电芯片检测漏电的方式，而是采用差分运算放大器对漏电信号进行放大，再通过单片机的方式对延时时间进行准确的计算和控制，当漏电信号达到设定的阀值时，单片机延时一定的时间才发出控制信号，达到延时保护的目的，本电路的最大特点是没有使用漏电芯片实现漏电保护，且漏电保护的延时时间非常准确，精度可以做到±1%的误差范围内，电路采用的单片机是PIC12F675，价格便宜，电路简单，实用性强。当线路中出现漏电信号时，断路器能延时断开，且延时时间可根据客户的要求灵活调整，而且延时时间非常准确。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
附图1为现有技术的电路图；
附图2为本发明具体实施例电路图。
具体实施方式
本发明的具体实施例如图1-2所示，一种延时型漏电保护电路，包括互感器、电源电路模块、漏电信号检测模块和脱扣电路模块，还包括延时电路模块，所述延时电路模块包括单片机U3、电容C9和电容C10，电容C9和电容C10并联后连接在单片机U3的1脚上，所述单片机U3的电源为+5V，电源由电源电路模块提供。
上述电源电路模块包括压敏电阻MYR1、阻容降压电路、整流滤波电路和电源稳压电路。
上述阻容降压电路包括CBB电容、电阻R7和电阻R8，电阻R7和电阻R8串联后与CBB电容并联。
上述整流滤波电路包括二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7和电容C4，二极管D4、二极管D5、二极管D6和二极管D7构成整流桥，电容C4与整流桥并联。
上述电源稳压电路包括稳压管VD1、电容C7、电容C8和电源稳压器U1，稳压管VD1和电容C7并联后连接在电源稳压器U1的2脚和1脚，电容C8连接在电源稳压器U1的3脚和5脚。
上述漏电信号检测模块包括双向二极管D17、调节电阻R15、电容C12和差分运算放大电路，双向二极管D17、调节电阻R15和电容C12并联后连接在差分运算放大电路的输入端。
上所述互感器输出的两路信号经过双向二极管D17、电容C12和电阻R15再连接到差分运算放大电路的输入端，差分运算放大电路的输出端接到单片机U3的3脚。
上述脱扣电路模块包括可控硅D3和脱扣线圈L1，其中可控硅的触发极连接到单片机U3的输出脚5脚，阳极接到脱扣线圈L1上，阴极接地。
上述差分运算放大电路包括运算放大器U2、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R18、电容C18、电容C20和电容C23，其中电阻R10和电阻R12分别连接在运算放大器U2的4脚和3脚上，电阻R11和电容C20并联后连接在运算放大器U2的1脚和4脚上，运算放大器U2的3脚上连接有电阻R13和电阻R14，电容C23并联在电阻R14上，电阻R18连接在运算放大器U2的1脚和单片机U3的3脚上，电容C18连接在单片机U3的3脚上。
电路的原理为： 230V交流电经过由CBB电容、电阻R7和电阻R8组成的阻容降压电路后，通过二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7组成的整流桥整流、电容C4滤波、稳压管VD1稳压后，连接到电源稳压器U1的输入端，电源稳压器U1的输出端为+5V电源，连接到运算放大器U2和单片机U3的电源端，电源稳压器U1是一个+5V的电源稳压器，主要目的是给单片机U3和运算放大器U2提供稳定的电源，互感器输出端输出的漏电信号通过双向二极管D17钳位，经过调节电阻R15和滤波电容C12后，分别经过两个电阻R10和电阻R12连接到运算放大器U2的信号输入端，通过调节电阻R10、R11、R12、R13、R14的大小，调节U2的放大倍数，从而把微弱的漏电信号放大到单片机U3需要的信号大小，当互感器检测到漏电信号时，通过放大后的漏电信号经过单片机U3的处理，当漏电大小达到单片机U3设定的动作阀值时，单片机U3会经过设定的延时时间发出一个高电平，使可控硅D3导通，从而让脱扣线圈L1动作，延时时间通过单片机U3设定，波动范围在±1%的范围内，非常精准。
本发明不局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种延时型漏电保护电路，包括互感器、电源电路模块、漏电信号检测模块和脱扣电路模块，其特征在于：还包括延时电路模块，所述延时电路模块包括单片机U3、电容C9和电容C10，电容C9和电容C10并联后连接在单片机U3的1脚上，所述单片机U3的电源为+5V，电源由电源电路模块提供。
2.根据权利要求1所述的延时型漏电保护电路，其特征在于：所述电源电路模块包括压敏电阻MYR1、阻容降压电路、整流滤波电路和电源稳压电路。
3.根据权利要求2所述的延时型漏电保护电路，其特征在于：所述阻容降压电路包括CBB电容、电阻R7和电阻R8，电阻R7和电阻R8串联后与CBB电容并联。
4.根据权利要求2所述的延时型漏电保护电路，其特征在于：所述整流滤波电路包括二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7和电容C4，二极管D4、二极管D5、二极管D6和二极管D7构成整流桥，电容C4与整流桥并联。
5.根据权利要求2所述的延时型漏电保护电路，其特征在于：所述电源稳压电路包括稳压管VD1、电容C7、电容C8和电源稳压器U1，稳压管VD1和电容C7并联后连接在电源稳压器U1的2脚和1脚，电容C8连接在电源稳压器U1的3脚和5脚。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的延时型漏电保护电路，其特征在于：所述漏电信号检测模块包括双向二极管D17、调节电阻R15、电容C12和差分运算放大电路，双向二极管D17、调节电阻R15和电容C12并联后连接在差分运算放大电路的输入端。
7.根据权利要求6所述的延时型漏电保护电路，其特征在于：所述互感器输出的两路信号经过双向二极管D17、电容C12和电阻R15再连接到差分运算放大电路的输入端，差分运算放大电路的输出端接到单片机U3的3脚。
8.根据权利要求1或2或3或4或5或7所述的延时型漏电保护电路，其特征在于：所述脱扣电路模块包括可控硅D3和脱扣线圈L1，其中可控硅的触发极连接到单片机U3的输出脚5脚，阳极接到脱扣线圈L1上，阴极接地。
9.根据权利要求6所述的延时型漏电保护电路，其特征在于：所述差分运算放大电路包括运算放大器U2、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R18、电容C18、电容C20和电容C23，其中电阻R10和电阻R12分别连接在运算放大器U2的4脚和3脚上，电阻R11和电容C20并联后连接在运算放大器U2的1脚和4脚上，运算放大器U2的3脚上连接有电阻R13和电阻R14，电容C23并联在电阻R14上，电阻R18连接在运算放大器U2的1脚和单片机U3的3脚上，电容C18连接在单片机U3的3脚上。
10.根据权利要求9所述的延时型漏电保护电路，其特征在于：所述单片机U3的型号为PIC12F675 。
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