CN110412401A - 一种交流充电设备的接地和错相检测电路 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种交流充电设备的接地和错相检测电路，涉及设备检测领域。该交流充电设备的接地和错相检测电路包括火线、零线、地线、互感器以及控制器，地线分别与火线、零线连接，互感器的初级线圈连接于地线与零线之间，互感器的次级线圈与控制器电连接；互感器用于感应零线与地线之间的电压；控制器用于依据互感器的次级线圈的电压确定交流充电设备的接地与错相状态。本申请提供的交流充电设备的接地和错相检测电路具有对于接地与错相状态的确定更加准确的优点。

Description

一种交流充电设备的接地和错相检测电路

技术领域

本申请涉及设备检测领域，具体而言，涉及一种交流充电设备的接地和错相检测电路。

背景技术

随着节能环保意识的提升，新能源汽车市场日趋成熟，对于新能源汽车而言，交流充电设备是必须的。

然而，现有的很多交流充电设备不具备接地和错相检测功能，即使有些交流充电设备具备接地和错相检测功能，但是存在检测电路与交流电网不隔离，容易受交流电网的谐波干扰，使得检测并不准确的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种交流充电设备的接地和错相检测电路，以解决现有技术中对于交流充电设备的接地和错相检测不准确的问题。

为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

本发明实施例提供了一种交流充电设备的接地和错相检测电路，所述交流充电设备的接地和错相检测电路包括火线、零线、地线、互感器以及控制器，所述地线分别与所述火线、所述零线电连接，所述互感器的初级线圈连接于所述地线与所述零线之间，所述互感器的次级线圈与所述控制器电连接；

所述互感器用于感应所述零线与所述地线之间的电压；

所述控制器用于依据所述互感器的次级线圈的电压确定零线与地线之间的电压，以确定所述交流充电设备的接地与错相状态。

进一步地，所述控制器用于在所述互感器的次级线圈的电压等于输入电压的一半时，确定所述交流充电设备的接地状态为地线不接大地状态；

所述控制器还用于在所述互感器的次级线圈的电压等于0V时，确定所述交流充电设备的接地状态为地线接大地状态。

进一步地，所述控制器用于在所述互感器的次级线圈的电压等于输入电压时，确定所述交流充电设备的错相状态为已错相；

所述控制器还用于在所述互感器的次级线圈的电压不等于输入电压时，确定所述交流充电设备的错相状态为未错相。

进一步地，所述交流充电设备的接地和错相检测电路还包括测压电路，所述测压电路分别与所述火线、所述零线以及所述控制器电连接，以使所述控制器通过所述测压电路获取所述火线与所述零线之间的电压。

进一步地，所述交流充电设备的接地和错相检测电路还包括第一滤波器件与第二滤波器件，所述第一滤波器件连接于所述火线与所述地线之间，所述第二滤波器件连接于所述零线与所述地线之间。

进一步地，所述第一滤波器件与所述第二滤波器件均包括电容。

进一步地，所述交流充电设备的接地和错相检测电路还包括第一电阻，所述第一电阻连接于所述零线、所述互感器的初级线圈之间。

进一步地，所述交流充电设备的接地和错相检测电路还包括第二电阻，所述第二电阻的两端分别与所述互感器的次级线圈的两端电连接，且所述第二电阻的一端接地。

进一步地，所述交流充电设备的接地和错相检测电路还包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端接地，所述运算放大器的反相输入端与所述互感器的次级线圈电连接，所述运算放大器的输出端与所述控制器电连接。

进一步地，所述交流充电设备的接地和错相检测电路还包括滤波电容与第三电阻，所述电容与所述第三电阻的两端均分别与所述运算放大器的反相输入端、输出端电连接。

相对于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请提供了一种交流充电设备的接地和错相检测电路，该交流充电设备的接地和错相检测电路包括火线、零线、地线、互感器以及控制器，地线连接于火线与零线之间，互感器的初级线圈连接于地线与零线之间，互感器的次级线圈与控制器电连接；互感器用于感应零线与地线之间的电压；控制器用于依据互感器的次级线圈的电压确定零线与地线之间的电压，以确定交流充电设备的接地与错相状态。一方面，本申请提供的交流充电设备的接地和错相检测电路能够通过控制器获取次级电线电压的方式，实现对交流充电设备的接地与错相状态的确定，从而能够实现接地和错相检测的功能。另一方面，通过设置互感器，使得控制器与火线、零线以及地线实现隔离，因此在控制器对于接地与错相状态的确定时，不会受交流电网的谐波的干扰，对于接地与错相状态的确定更加准确。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为本申请实施例提供的交流充电设备的接地和错相检测电路。

图中：100-交流充电设备的接地和错相检测电路；110-火线；120-零线；130-地线；140-互感器；150-控制器；160-第一滤波器件；170-第二滤波器件；180-第一电阻；190-第二电阻；200-运算放大器；210-滤波电容；220-第三电阻；230-测压电路。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1，本发明实施例提供了一种交流充电设备的接地和错相检测电路100，该交流充电设备的接地和错相检测电路100包括火线110、零线120、地线130、互感器140以及控制器150，地线130连接于火线110与零线120之间，互感器140的初级线圈连接于地线130与零线120之间，互感器140的次级线圈与控制器150电连接。通过本申请提供的交流充电设备的接地和错相检测电路100，能够实现对于交流充电设备是否接地或是否错相的确定，并且控制器150与交流电网之间通过互感器140隔离，因此控制器150在确定交流充电设备的接地与错相状态时，不会受到谐波干扰，确定结果更加精确。

具体地，在本实施例中，接地指地线130与大地相连，错相指火线110与零线120的连接是否反向，如图示，当L与火线110连接，N与零线120连接时，则交流充电设备未错相；当L与零线120连接，N与火线110连接时，则交流充电设备已错相。

其中，通过火线110、零线120以及地线130与供电设备连接，使得互感器140能够感应零线120与地线130之间的电压，并且，控制器150能够依据互感器140的次级线圈的电压确定交流充电设备的接地与错相状态，及确定地线130是否接地以及火线110与零线120是否接反。

其中，控制器150对于交流充电设备是否接地的判断依据为：

当控制器150接收到互感器140的次级线圈的电压等于输入电压的一半时，确定交流充电设备的接地状态为地线不接大地状态。

当控制器150接收到互感器140的次级线圈的等于0V时，确定交流充电设备的接地状态为地线接大地状态。其中，本申请所述的等于0V，实质为互感器140的次级线圈的电压接近于0V，即由于误差的存在，当互感器140的次级线圈的电压在接近于0V的范围区间内时，均可认为互感器140的次级线圈的电压等于0V，进而确定交流充电设备的接地状态为地线接大地状态，例如，该范围区间可以为0V-2V。

控制器150对于交流充电设备是否错相的判断依据为：

当控制器150接收到的互感器140的次级线圈的电压等于输入电压时，确定交流充电设备的错相状态为已错相；

当控制器150接收到的互感器140的次级线圈的电压不等于输入电压时，确定交流充电设备的错相状态为未错相。

下面对本申请提供的交流充电设备的接地和错相检测电路100的工作原理进行具体说明。

在本实施例中，为了实现检测火线110、零线120与地线130之间的电压，交流充电设备的接地和错相检测电路100还包括第一滤波器件160与第二滤波器件170，第一滤波器件160连接于火线110与地线130之间，第二滤波器件170连接于零线120与地线130之间。

通过设置第一滤波器件与第二滤波器件，能够实现滤波的作用，其中，第一滤波器件160与第二滤波器件170可均为电容，且第一滤波器件160与第二滤波器件170均为Y电容。Y电容即安规电容，其电容器失效后，不会导致电击，不危及人身安全。其中，Y电容是分别跨接在电力线两线和地之间（L-E，N-E）的电容，一般是成对出现。基于漏电流的限制，Y电容值不能太大，一般Y电容是nF级，且Y电容能够抑制共模干扰。

并且，当第一滤波器件160与第二滤波器件170均为Y电容时，两个电容的容值一般相等。

进一步地，由于在错相状态下，流过互感器140的初级线圈的电压即为供电设备的供电电压，因此可能会烧坏互感器140线圈，有鉴于此，交流充电设备的接地和错相检测电路100还包括第一电阻180，第一电阻180连接于零线120、互感器140的初级线圈之间。通过电阻的限流作用，即使在错相状态下，流过互感器140线圈的电流也不会过高，从而起到对互感器140线圈的保护作用。

进一步地，本申请提供的互感器140，其初级线圈包括第一端与第二端，次级线圈包括第三端与第四端，其中，第一端通过第一电阻180与零线120电连接，第二端与地线130电连接，第三端接地，第四端与运算放大器200电连接，其互感器140的第一端与第三端为同名端。

进一步地，交流充电设备的接地和错相检测电路100还包括第二电阻190，第二电阻190的两端分别与互感器140的次级线圈的两端电连接，且第二电阻190的一端接地。其中，第二电阻190与互感器140的第三端电连接的一端接地。通过设置第二电阻190，能够实现电流与电压的转换。

进一步地，交流充电设备的接地和错相检测电路100还包括运算放大器200，运算放大器200的同相输入端接地，运算放大器200的反相输入端与互感器140的次级线圈电连接，运算放大器200的输出端与控制器150电连接。通过运算放大器200能够将电压信息放大，并将放大后的电压信息传输至控制器150，进而使控制器150能够更加准确的获取的互感器140的次级线圈的电压。

同时，为了实现滤波与限制放大倍数，交流充电设备的接地和错相检测电路100还包括滤波电容210与第三电阻220，电容与第三电阻220的两端均分别与运算放大器200的反相输入端、输出端电连接。

进一步地，为了使检测结果更加准确，在本实施例中，该交流充电设备还包括测压电路230，测压电路230分别与火线、零线以及控制器电连接，以使控制器通过测压电路230获取火线与零线之间的电压。其中，本实施例提供的测压电路230也包括互感器、运算放大器，控制器通过放大器的输出电压能够确定互感器次级线圈的电压，进而确定火线与零线之间的电压。

需要说明的是，通过设置测压电路230，能够使控制器精准的获取供电设备的电压，然后再通过获取零线与地线之间的电压的方式，实现确定交流充电设备的接地和错相检测状态，进而使确定的结果更加精确。

以供电设备为市电为例进行说明，本申请提供的交流充电设备的接地和错相检测电路100的工作原理为：

当在火线110与零线120上接上市电时，当零线120与地线130之间的电压等于0V时，即表示此时地线130为接地状态，当零线120与地线130之间的电压等于二分之一市电的电压值时，即表示此时地线130为非接地状态。

需要说明的是，由于市电会存在波动的情况，例如在用电高峰期时，市电可能只有200V，而并非标准的220V，因此通过测压电路230，能够准确的当前市电的准确电压，为精确判断接地与错相状态提供条件。

还需要说明的是，由于实际电路中，电力存在损耗，因此本实施例的所述的等于二分之一市电，指零线120与地线130之间的电压大致等于二分之一市电，其在一定范围内均可定义为等于二分之一市电，例如在测压电流测量的市电电压为220V时，在105V-115V之间均可定义为等于二分之一市电的电压值。

当零线120与地线130之间的电压等于市电时，则表示火线110与零线120错相；当零线120与地线130之间的电压大于0V且不等于市电时则表示火线110与零线120未错相。可以理解地，本申请所述的等于市电，实际也为电压在一个范围内时，即可定义其等于市电。

综上所述，本申请提供了一种交流充电设备的接地和错相检测电路，该交流充电设备的接地和错相检测电路包括火线、零线、地线、互感器以及控制器，地线连接于火线与零线之间，互感器的初级线圈连接于地线与零线之间，互感器的次级线圈与控制器电连接；互感器用于感应零线与地线之间的电压；控制器用于依据互感器的次级线圈的电压确定交流充电设备的接地与错相状态。一方面，本申请提供的交流充电设备的接地和错相检测电路能够通过控制器获取次级电线电压的方式，实现对交流充电设备的接地与错相状态的确定，从而能够实现接地和错相检测的功能。另一方面，通过设置互感器，使得控制器与火线、零线以及地线实现隔离，因此在控制器对于接地与错相状态的确定时，不会受交流电网的谐波的干扰，对于接地与错相状态的确定更加准确。。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种交流充电设备的接地和错相检测电路，其特征在于，所述交流充电设备的接地和错相检测电路包括火线、零线、地线、互感器以及控制器，所述地线分别与所述火线、所述零线电连接，所述互感器的初级线圈连接于所述地线与所述零线之间，所述互感器的次级线圈与所述控制器电连接；

所述互感器用于感应所述零线与所述地线之间的电压；

所述控制器用于依据所述互感器的次级线圈的电压确定零线与地线之间的电压，以确定所述交流充电设备的接地与错相状态。

2.如权利要求1所述的交流充电设备的接地和错相检测电路，其特征在于，所述控制器用于在所述互感器的次级线圈的电压等于输入电压的一半时，确定所述交流充电设备的接地状态为地线不接大地状态；

所述控制器还用于在所述互感器的次级线圈的电压等于0V时，确定所述交流充电设备的接地状态为地线接大地状态。

3.如权利要求1所述的交流充电设备的接地和错相检测电路，其特征在于，所述控制器用于在所述互感器的次级线圈的电压等于输入电压时，确定所述交流充电设备的错相状态为已错相；

所述控制器还用于在所述互感器的次级线圈的电压不等于输入电压时，确定所述交流充电设备的错相状态为未错相。

4.如权利要求1所述的交流充电设备的接地和错相检测电路，其特征在于，所述交流充电设备的接地和错相检测电路还包括测压电路，所述测压电路分别与所述火线、所述零线以及所述控制器电连接，以使所述控制器通过所述测压电路获取所述火线与所述零线之间的电压。

5.如权利要求1所述的交流充电设备的接地和错相检测电路，其特征在于，所述交流充电设备的接地和错相检测电路还包括第一滤波器件与第二滤波器件，所述第一滤波器件连接于所述火线与所述地线之间，所述第二滤波器件连接于所述零线与所述地线之间。

6.如权利要求5所述的交流充电设备的接地和错相检测电路，其特征在于，所述第一滤波器件与所述第二滤波器件均包括电容。

7.如权利要求1所述的交流充电设备的接地和错相检测电路，其特征在于，所述交流充电设备的接地和错相检测电路还包括第一电阻，所述第一电阻连接于所述零线、所述互感器的初级线圈之间。

8.如权利要求1所述的交流充电设备的接地和错相检测电路，其特征在于，所述交流充电设备的接地和错相检测电路还包括第二电阻，所述第二电阻的两端分别与所述互感器的次级线圈的两端电连接，且所述第二电阻的一端接地。

9.如权利要求1所述的交流充电设备的接地和错相检测电路，其特征在于，所述交流充电设备的接地和错相检测电路还包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端接地，所述运算放大器的反相输入端与所述互感器的次级线圈电连接，所述运算放大器的输出端与所述控制器电连接。

10.如权利要求9所述的交流充电设备的接地和错相检测电路，其特征在于，所述交流充电设备的接地和错相检测电路还包括滤波电容与第三电阻，所述电容与所述第三电阻的两端均分别与所述运算放大器的反相输入端、输出端电连接。