CN110632365A - 一种漏电保护电流量测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种漏电保护电流量测方法，R0、R1与比较器构成滞回比较电路，用于调整比较器的阀值电压，假设比较器当前输出电压为+VCC，则比较器阀值为+VCC*R0/(R0+R1)，若比较器当前输出电压为‑VCC，则比较器阀值为‑VCC*R0/(R0+R1)，比较器反相端接LC串联与滞回比较器构成谐振电路，谐振回路中电感L由互感器二次侧绕线构成，谐振频率由滞回比较器的阀值，电容及互感器二次侧等效电感量决定，当互感器一次侧没有电流通过时，通过检测输出频率的变化即可判断一次侧电流的大小。其解决了漏电检测电路的漏电保护应用类型问题，整体电路功耗较低，能有效检测纯交流、脉动直流、纯直流、直流叠加交流等各种类型的漏电电流。

Description

一种漏电保护电流量测方法
技术领域
本发明涉及漏电保护技术领域，特别涉及一种漏电保护电流量测方法。
背景技术
现有技术在互感器量测中电流量测中只能利用模数转换电路(ADC)去量测电流大小,若电流为负方向性而互感器线圈端所产生的电压低过ADC的参考接地电压时ADC是无法量测的到,并且采用ADC量测线性电压时要确保其效率及低失真数据并须采用高速ADC才可保证较小失真,但高速ADC的电路架构复杂且功耗一般较大，与如今业界追求的“绿色环保”理念相悖。并且对于所测电流大小若要计算其有效值电流也相对麻烦。现有技术仅仅只能检测到交流电,直流脉冲却无法检测到直流电，忽视了直流电在实际生活中应用的安全性问题。现有技术用在如B型漏电检测电路中期成本过高,需要使用不同类型的电路检测各不同类型的漏电形态，使得整个漏电检测电路冗繁复杂，成本上升的同时各个不同类型的漏电检测电路也没有完全利用，造成资源的极大浪费。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种漏电保护电流量测方法，其解决了漏电检测电路的漏电保护应用类型问题，整体电路功耗较低，能有效检测纯交流、脉动直流、纯直流、直流叠加交流等各种类型的漏电电流。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种漏电保护电流量测方法，R0、R1与比较器构成滞回比较电路，用于调整比较器的阀值电压，假设比较器当前输出电压为+VCC，则比较器阀值为+VCC*R0/(R0+R1)，若比较器当前输出电压为-VCC，则比较器阀值为-VCC*R0/(R0+R1)，比较器反相端接LC串联与滞回比较器构成谐振电路，谐振回路中电感L由互感器二次侧绕线构成，谐振频率由滞回比较器的阀值，电容及互感器二次侧等效电感量决定，当互感器一次侧没有电流通过时，谐振输出一定频率的方波，当互感器一次侧有电流通过时，互感器磁芯趋于饱和，等效电感值下降，电容C0充放电速度变快，并且，一次侧电流越大，磁芯越趋于饱和，电容充放电速度越快，因此，随次一次侧电流的增加，谐振频率同步增加，通过检测输出频率的变化即可判断一次侧电流的大小。
进一步，此方法中互感器能有效测量纯直流电流，脉动直流电流，各种频率的交流电流等不同种类电流,若将磁芯中间穿入两导线其磁芯所产生的磁场及磁通及其二次侧电流为两导线相加,若两导线电流相反则磁芯所产生的电流方向由电流较大的导线决定,若两导线电流大小一致则二次侧线圈不会产生电流,磁芯也不会有任何趋近饱和的现象。
本发明的有益效果为：
一次侧电流不同时磁芯磁性及磁通大小影响到谐振的频率变化,一次侧电流越大二次侧线圈感值越小,当电流大致一定程度二次侧线圈感值会越小直到磁芯饱和时二次侧线圈感值即会趋近为零,若二次侧线圈感值越小其整个系统频率越快,若把电容改成电阻或电感甚至将电容直接短路利用运放的输出对输入的延迟性做谐振都会有同样的一次侧电流越大频率越高变化效果。相较于传统互感器检测电流方式，本设计并不限于检测纯交流电流，能有效检测纯交流、脉动直流、纯直流、直流叠加交流等各种类型的漏电电流。解决了漏电检测电路的漏电保护应用类型问题。整体电路功耗较低，各个电路部分都做到了很好的利用，契合当今行业“绿色环保”的主流理念。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明频率变化图：图中黑色正弦波为一次侧电流以毫安记录其电流皆为正向电流,若是负向电流效果一致，黑色方波为二次侧所产生之频率变化；
图3为本发明互感器接入电路的电路图；
图4为本发明无任何漏电情形频率保持不变的频率图；
图5为本发明漏电发生后在越大的漏电现象时频率变得更快的频率图。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1至图5所示，一种漏电保护电流量测方法，R0、R1与比较器构成滞回比较电路，用于调整比较器的阀值电压，假设比较器当前输出电压为+VCC，则比较器阀值为+VCC*R0/(R0+R1)，若比较器当前输出电压为-VCC，则比较器阀值为-VCC*R0/(R0+R1)，比较器反相端接LC串联与滞回比较器构成谐振电路，谐振回路中电感L由互感器二次侧绕线构成，谐振频率由滞回比较器的阀值，电容及互感器二次侧等效电感量决定，当互感器一次侧没有电流通过时，谐振输出一定频率的方波，当互感器一次侧有电流通过时，互感器磁芯趋于饱和，等效电感值下降，电容C0充放电速度变快，并且，一次侧电流越大，磁芯越趋于饱和，电容充放电速度越快，因此，随次一次侧电流的增加，谐振频率同步增加，通过检测输出频率的变化即可判断一次侧电流的大小。
此方法中互感器能有效测量纯直流电流，脉动直流电流，各种频率的交流电流等不同种类电流,若将磁芯中间穿入两导线其磁芯所产生的磁场及磁通及其二次侧电流为两导线相加,若两导线电流相反则磁芯所产生的电流方向由电流较大的导线决定,若两导线电流大小一致则二次侧线圈不会产生电流,磁芯也不会有任何趋近饱和的现象。
该装置使用过程中，一次侧电流不同时磁芯磁性及磁通大小影响到谐振的频率变化,一次侧电流越大二次侧线圈感值越小,当电流大致一定程度二次侧线圈感值会越小直到磁芯饱和时二次侧线圈感值即会趋近为零,若二次侧线圈感值越小其整个系统频率越快,若把电容改成电阻或电感甚至将电容直接短路利用运放的输出对输入的延迟性做谐振都会有同样的一次侧电流越大频率越高变化效果。
以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种漏电保护电流量测方法，其特征在于，R0、R1与比较器构成滞回比较电路，用于调整比较器的阀值电压，假设比较器当前输出电压为+VCC，则比较器阀值为+VCC*R0/(R0+R1)，若比较器当前输出电压为-VCC，则比较器阀值为-VCC*R0/(R0+R1)，比较器反相端接LC串联与滞回比较器构成谐振电路，谐振回路中电感L由互感器二次侧绕线构成，谐振频率由滞回比较器的阀值，电容及互感器二次侧等效电感量决定，当互感器一次侧没有电流通过时，谐振输出一定频率的方波，当互感器一次侧有电流通过时，互感器磁芯趋于饱和，等效电感值下降，电容C0充放电速度变快，并且，一次侧电流越大，磁芯越趋于饱和，电容充放电速度越快，因此，随次一次侧电流的增加，谐振频率同步增加，通过检测输出频率的变化即可判断一次侧电流的大小。
2.根据权利要求1所述的一种漏电保护电流量测方法，其特征在于：此方法中互感器能有效测量纯直流电流，脉动直流电流，各种频率的交流电流等不同种类电流,若将磁芯中间穿入两导线其磁芯所产生的磁场及磁通及其二次侧电流为两导线相加,若两导线电流相反则磁芯所产生的电流方向由电流较大的导线决定,若两导线电流大小一致则二次侧线圈不会产生电流,磁芯也不会有任何趋近饱和的现象。
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