CN110783881A - 一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路 - Google Patents

一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，包括有电源端、输出端和MCU控制电路，电源端与输出端之间的火线、零线、地线连接有受线圈吸合后可自动复位通电的开关，MCU控制电路连接有电源防抖检测电路、用于输出大电流使线圈通电吸合开关的线圈大电流吸合电路，电源端连接有用于输出小电流维持线圈通电吸合的线圈小电流吸合电路，线圈连接有分别对线圈、可控硅、检测芯片、电流互感器进行故障检测的LN线漏电及自检控制电路，LN线漏电及自检控制电路连接有用于故障报警提示的自检故障报警电路，本发明实现停电再上电后可自动复位通电、按试验开关或漏电后必须手动复位才能通电、定时自动检测到故障后报警，避免发生意外事故。

Description

一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路
[技术领域]
本发明涉及一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路。
[背景技术]
目前国内市场上的漏电保护开关装置，如漏电保护插头，普遍存在以下缺陷：
1、输入电源断开后控制电路的开关不能自动断开，仍处于连接状态。
2、当控制电路的关键元器件损坏时，造成控制电路的漏电保护功能失效，容易引发漏电事故。
3、用户按下试验开关或发生漏电事故后再次接通输入电源时，由于开关一直处于连接状态，使开关接通电源，对负载电器造成损坏，引发安全事故。
4、当漏电保护插头与插座接触不良时，输入电源的电压波形不是正弦波，也会损坏负载电器，缩短负载电器的使用寿命。
5、漏电保护插头的待机功率高，消耗过多电量，不符合绿色环保用电理念。
6、漏电保护插头的控制电路及结构复杂，生产效率低、产品成本高，不利于市场推广。
[发明内容]
本发明克服了上述技术的不足，提供了一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于包括有与输入电源连接的电源端1、与负载连接的输出端4和MCU控制电路6，所述电源端1与所述输出端4之间的火线、零线、地线连接有受线圈3吸合后可自动复位通电的开关2，所述MCU控制电路6连接有用于检测输入电源正负周期电压波形的电源防抖检测电路5、用于所述电源防抖检测电路5在预设时间内检测到输入电源电压波形为正弦波时输出大电流使所述线圈3得电吸合所述开关2的线圈大电流吸合电路7，所述电源端1连接有在所述线圈3吸合所述开关2后维持所述线圈3通电吸合的线圈小电流吸合电路8，所述线圈3连接有分别对所述线圈3、可控硅22进行故障检测且对检测芯片U1、电流互感器ZCT1进行故障自检的LN线漏电及自检控制电路11，所述LN线漏电及自检控制电路11连接有所述LN线漏电及自检控制电路11检测出故障时进行报警的自检故障报警电路21。
如上所述的一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于所述MCU控制电路6还连接有MCU漏电信号检测电路10，所述MCU漏电信号检测电路10连接有用于检测所述输出端4的火线或零线漏电信号的LN线漏电及自检控制电路11和用于检测所述输出端4的地线漏电信号的PE线故障电流检测控制电路12，在所述LN线漏电及自检控制电路11或所述PE线故障电流检测控制电路12检测到漏电信号时所述MCU漏电信号检测电路10把漏电信号输出到所述MCU控制电路6且控制所述可控硅22导通，使所述线圈3断电不吸合所述开关2。
如上所述的一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于所述MCU控制电路6连接有用于检测火线或零线插脚温度的超温检测电路17、用于插脚温度超出设定温度时输出模拟漏电信号的超温保护控制电路9，所述输出端4的火线连接有用于手动试验输出模拟漏电信号的TEST模拟漏电电路15，所述LN线漏电及自检控制电路11检测到所述超温保护控制电路9或所述TEST模拟漏电电路15的模拟漏电信号时所述MCU漏电信号检测电路10把模拟漏电信号输出到所述MCU控制电路6且控制所述可控硅22导通，使所述线圈3断电不吸合所述开关2。
如上所述的一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于所述电源端1的零线和地线之间连接有地线带电时发光的接地异常提示电路13，所述输出端4的火线和所述电源端1的零线之间连接有所述输出端4的火线带电时发光的电源指示电路14，所述MCU控制电路6由MCU控制电源阻容降压电路16供电，所述MCU控制电路6连接有用于手动复位的上电复位电路18、用于漏电时发光的TEST和漏电报警指示电路19，所述LN线漏电及自检控制电路11和所述PE线故障电流检测控制电路12由漏电控制电源阻容降压电路20供电。
如上所述的一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于所述电源防抖检测电路5包括有三极管Q2，所述三极管Q2的发射极与所述电源端1的零线电连接，所述三极管Q2的基极与电阻R34的一端、电阻R35的一端电连接，所述电阻R35的另一端与电阻R36的一端电连接，所述电阻R36的另一端与所述电源端1的火线电连接，所述电阻R34的另一端与所述电源端1的零线电连接，所述三极管Q2的集电极与所述MCU控制电路6的引脚P00电连接。
如上所述的一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于所述线圈大电流吸合电路7包括有控制芯片U2，所述控制芯片U2的引脚LED+与电阻R7的一端电连接，所述电阻R7的另一端与所述MCU控制电路6的引脚P01电连接，所述控制芯片U2的引脚LED-与所述电源端1的零线电连接，所述控制芯片U2的引脚Terminal1与所述线圈3的一端电连接，所述控制芯片U2的引脚Terminal2与二极管D9的负极电连接，所述二极管D9的正极与电阻R3的一端电连接，所述电阻R3的另一端与所述电源端1的火线电连接，所述线圈3的另一端与所述电源端1的零线电连接。
如上所述的一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于所述小电流吸合电路8包括有电阻R1A，所述电阻R1A的一端与电阻R1B的一端电连接，所述电阻R1B的另一端与电容C1的一端、所述电源端1的火线电连接，所述电阻R1A的另一端与所述电容C1的另一端、二极管D5的负极、二极管D7的正极电连接，所述二极管D5的正极与电源端1的零线、极性电容C6的负极、所述线圈3的一端电连接，所述二极管D7的负极与所述极性电容C6的正极、所述线圈3的另一端电连接。
如上所述的一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于所述MCU漏电信号检测电路10包括有三极管Q4，所述三极管Q4的集电极与电阻R8的一端、所述MCU控制电路6的引脚P02电连接，所述电阻R8的另一端与所述MCU控制电路6的引脚VDD电连接，所述三极管Q4的发射极与电容C8的一端、所述电源端1的零线电连接，所述三极管Q4的基极与所述电容C8的另一端、电阻R9的一端电连接，所述电阻R9的另一端与电阻R10的一端、双路开关二极管Q3的输出端电连接，所述双路开关二极管Q3的一个输入端与电阻R19电连接，所述电阻R19与所述检测芯片U1的引脚TRIG电连接，所述双路开关二极管Q3的另一个输入端与检测芯片U1E的引脚SCR电连接，所述电阻R10的另一端与电容C9的一端、所述可控硅22的控制极电连接，所述电容C9的另一端与所述电源端1的零线、所述可控硅22的负极电连接，所述可控硅22的正极与所述线圈3的一端电连接。
如上所述的一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于所述LN线漏电及自检控制电路11包括有检测芯片U1，所述检测芯片U1的引脚VDDRC与所述MCU控制电路6的引脚VDD、电容C17的一端电连接，所述检测芯片U1的引脚STP与电容C17的另一端、电阻R22的一端电连接，所述电阻R22的另一端与三极管Q6的集电极电连接，所述三极管Q6的发射极与所述电源1的零线电连接，所述检测芯片U1的引脚CFRC与电容C16的一端电连接，所述电容C16的另一端与所述电源1的零线电连接，所述检测芯片U1的引脚TRIG与电阻R19的一端、二极管D12的负极电连接，所述检测芯片U1的引脚FOUT与所述二极管D12的正极、电阻R20的一端、双路开关二极管Q5的一个输入端电连接，所述电阻R20的另一端与所述三极管Q6的基极电连接，所述双路开关二极管Q5的另一个输入端与所述MCU控制电路6的引脚P05电连接，所述双路开关二极管Q5的输出端与电阻R21的一端电连接，所述检测芯片U1的引脚EOL与电阻R27的一端电连接，所述电阻R27的另一端与发光二极管D13的正极电连接，所述发光二极管D13的负极与所述电源端1的零线电连接，所述检测芯片U1的引脚VDDST与电阻R6的一端、电容C10的一端电连接，所述电容C10的另一端与所述电源端1的零线电连接，所述检测芯片U1的引脚STIN与电阻R26的一端、二极管D14的正极电连接，所述电阻R26的另一端与所述二极管D14的负极、所述线圈3的一端、所述可控硅22的正极电连接，所述检测芯片U1的引脚GNDST与所述检测芯片U1的引脚GNDRC、所述电源端1的零线电连接，所述检测芯片U1的引脚RCT2与电容C18的一端、电阻R25的一端电连接，所述电阻R25的另一端与电阻R23的一端、所述电流互感器ZCT1的一端电流接，所述电流互感器ZCT1的另一端与所述电阻R23的另一端、电阻R24的一端电连接，所述电阻R24的另一端与所述电容C18的另一端、所述检测芯片U1的引脚RCT1电连接，所述输出端4的火线和零线、所述超温保护控制电路9的三极管Q1的发射极与所述电源端1的零线之间的连接线、以及所述TEST模拟漏电电路15的试验开关TEST与所述输出端4的火线之间的连接线均穿过所述电流互感器ZCT1的中心。所述PE线故障电流检测控制电路12包括有检测芯片U1E，所述检测芯片U1E的引脚Neutral与电容C13的一端和所述电源端1的零线电连接，所述检测芯片U1E的引脚Line与所述电阻R6的一端、所述电容C10的一端电连接，所述检测芯片U1E的引脚VREF与所述电容C13的另一端、电容C14的一端、电阻R29的一端、电流互感器ZCT2的一端电连接，所述电流互感器ZCT2的另一端与所述电阻R29的另一端、所述电容C14的另一端、电阻R30的一端电连接，所述电阻R30的另一端与电容C15的一端、电阻R28的一端、所述检测芯片U1E的引脚VFB电连接，所述检测芯片U1E的引脚AmpOUT与所述电容C15的另一端、所述电阻R28的另一端电连接，所述输出端4的地线穿过所述电流互感器ZCT2的中心。
如上所述的一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于所述超温检测电路17包括有热敏电阻R13，所述热敏电阻R13的一端与所述电源端1的零线、电容C5的一端电连接，所述热敏电阻R13的另一端与电阻R14的一端、电阻R15的一端电连接，所述电阻R14的另一端与所述MCU控制电路6的引脚VDD电连接，所述电阻R15的另一端与所述MCU控制电路6的引脚P03、所述电容C5的另一端电连接，所述超温保护控制电路9包括有三极管Q1，所述三极管Q1的集电极与电阻R33B的一端电连接，所述电阻R33B的另一端与电阻R33A的一端电连接，所述电阻R33A的另一端与二极管D8的负极电连接，所述二极管D8的正极与所述电源端1的火线电连接，所述三极管Q1的发射极与所述电源端1的零线电连接，所述三极管Q1的基极与电阻R21的一端电连接，所述TEST模拟漏电电路15包括有试验开关TEST，所述试验开关TEST的一端与所述输出端4的火线电连接，所述试验开关TEST的另一端与电阻R32B的一端电连接，所述电阻R32B的另一端与电阻R32A的一端电连接，所述电阻R32A的另一端与所述电源端1的零线电连接。
本发明的有益效果是：
1、本发明上电后首先检测输入电源的正负周期电压波形，输入电源电压波形为正弦波时控制电路闭合开关接通电源，连接输出端的负载电器通电工作；输入电源断开后控制电路的开关可自动断开。
2、当输入电源断开后再上电，控制电路可自动复位，无需手动操作。
3、本发明能定时自动检测线圈、可控硅、检测芯片、电流互感器的功能是否失效，当线圈、可控硅、检测芯片、电流互感器的功能失效时能向用户及时发出故障报警提示，提醒用户手动断开电源，及时更换漏电保护开关装置，排查安全隐患，避免造成重大安全事故。
4、当用户主动按下试验开关或者发生漏电事故时，能够马上断开输入电源并且发出报警提示，必须手动按下复位开关才能复位通电。
5、输入电源的电压波形不是正弦波时，比如漏电保护插头与插座接触不良，控制电路可主动断开电源，避免损坏负载电器，延长负载电器的使用寿命。
6、当火线或零线的插脚温度超出设定温度时，控制电路能够主动断开输入电源，当插脚温度回落至设定温度以下时，控制电路可自动接通电源。
7、该控制电路的电源采用阻容降压电路，能够减少工作时的发热量,降低待机时电量损耗，绿色环保。
8、本发明结构简单易实现，实用性好，能够大大提供使用安全性。
[附图说明]
图1为本发明的控制电路逻辑图；
图2为本发明的控制电路原理图。
[具体实施方式]
下面结合附图与本发明的实施方式作进一步详细的描述：
如图1-2所示，一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于：包括有与输入电源连接的电源端1、与负载连接的输出端4和MCU控制电路6，所述电源端1与所述输出端4之间的火线、零线、地线连接有受线圈3吸合后可自动复位通电的开关2，所述MCU控制电路6连接有用于检测输入电源正负周期电压波形的电源防抖检测电路5、用于所述电源防抖检测电路5在预设时间内检测到输入电源电压波形为正弦波时输出大电流使所述线圈3得电吸合所述开关2的线圈大电流吸合电路7，所述电源端1连接有在所述线圈3吸合所述开关2后维持所述线圈3通电吸合的线圈小电流吸合电路8，所述线圈3连接有分别对所述线圈3、可控硅22进行故障检测且对检测芯片U1、电流互感器ZCT1进行故障自检的LN线漏电及自检控制电路11，所述LN线漏电及自检控制电路11连接有所述LN线漏电及自检控制电路11检测出故障时进行报警的自检故障报警电路21。
刚上电时电源防抖检测电路5处理输入电源的电压波形，把处理后的输入电源电压波形输出到MCU控制电路6，在2秒的预设时间内电压波形为正弦波时MCU控制电路6向线圈大电流吸合电路7输出高电平，高电平持续时间为50毫秒内，驱动线圈大电流吸合电路7输出大电流使线圈3得电吸合开关2，小电流吸合电路8能够输出小电流给线圈3，维持线圈3通电吸合开关2，使开关2复位通电。当输入电源断开时，整个控制电路断电停止工作，线圈3失去电流，停止吸合开关2，开关2断开。当再次上电时，控制电路重复上述过程，从而实现断开输入电源后开关自动断开、再次接通输入电源时自动复位通电的功能，无需手动操作。当输入电源的电压波形不是正弦波时，如漏电保护插头与插座接触不良，控制电路主动断开电源，避免损坏负载电器，延长负载电器的使用寿命。其中，上述2秒的预设时间和50毫秒的高电平持续时间为本案一个实施例数值，且预设时间和高电平持续时间可以根据实际应用设定为其他数值。
LN线漏电及自检控制电路11首次上电时，间隔2秒的首次自检延迟时间后开始进行自检，以输入电源的电压周期作为工频周期，检测芯片U1的引脚FOUT在负半工频周期输出模拟故障激励信号，当检测芯片U1的引脚STIN的输入信号的正半工频周期是高电平、负半工频周期是低电平时，则检测芯片U1的自检模块判断线圈3、可控硅22、检测芯片U1的漏电保护模块、电流互感器ZCT1的功能均正常，接着检测芯片U1的自检模块每隔11分钟的常规自检周期进行一次上述自检过程。在进行首次自检或常规周期自检时，若检测芯片U1的引脚STIN的输入信号一直是高电平信号或低电平信号，在接下来的3个工频周期内检测芯片U1的自检模块连续进行3次重复自检，若检测芯片U1的引脚STIN的输入信号维持高电平信号或低电平信号，则检测芯片U1的自检模块判断线圈3、可控硅22、检测芯片U1的漏电保护模块、电流互感器ZCT1之一已损坏，此时检测芯片U1的引脚EOL输出故障报警信号驱动自检故障报警电路21发光，发出报警提示。其中，上述2秒的首次自检延迟时间、11分钟的常规自检周期、3个工频周期、3次重复自检为本案一个实施例数值，且首次自检延迟时间、常规自检周期、重复自检的工频周期数、重复自检次数可以根据实际应用设定为其他数值。
如图1-2所示，所述MCU控制电路6还连接有MCU漏电信号检测电路10，所述MCU漏电信号检测电路10连接有用于检测所述输出端4的火线或零线漏电信号的LN线漏电及自检控制电路11和用于检测所述输出端4的地线漏电信号的PE线故障电流检测控制电路12，在所述LN线漏电及自检控制电路11或所述PE线故障电流检测控制电路12检测到漏电信号时所述MCU漏电信号检测电路10把漏电信号输出到所述MCU控制电路6且控制所述可控硅22导通，使所述线圈3断电不吸合所述开关2。当没有发生漏电时，LN线漏电及自检控制电路11和PE线故障电流检测控制电路12均没有检测到漏电信号，MCU漏电信号检测电路10不会向MCU控制电路6输出漏电信号，MCU漏电信号检测电路10控制可控硅22断开，维持线圈3得电吸合开关2。
如图1-2所示，所述MCU控制电路6连接有用于检测火线或零线插脚温度的超温检测电路17、用于在插脚温度超出设定温度时输出模拟漏电信号的超温保护控制电路9，所述输出端4的火线连接有用于手动试验输出模拟漏电信号的TEST模拟漏电电路15，所述LN线漏电及自检控制电路11检测到所述超温保护控制电路9或所述TEST模拟漏电电路15的模拟漏电信号时所述MCU漏电信号检测电路10把模拟漏电信号输出到所述MCU控制电路6且控制所述可控硅22导通，使所述线圈3断电不吸合所述开关2。当插脚温度低于设定温度或用户没用按下试验开关TEST时，超温保护控制电路9和TEST模拟漏电电路15不输出模拟漏电信号，MCU漏电信号检测电路10不会向MCU控制电路6输出模拟漏电信号，MCU漏电信号检测电路10控制可控硅22断开，维持线圈3得电吸合开关2。
当LN线漏电及自检控制电路11或PE线故障电流检测控制电路12检测到漏电信号时MCU漏电信号检测电路10把接收到的漏电信号传输到MCU控制电路6，同时控制可控硅22导通，使线圈3断电不吸合开关2，开关2断开输入电源，MCU控制电路6控制TEST键和漏电报警提示电路19发光，发出报警提示。用户排查处理好漏电事故后，漏电信号消失，MCU漏电信号检测电路10控制可控硅22断开，用户必须手动按下上电复位电路18的复位开关RESET，MCU控制电路6接收到上电复位电路18的复位信号后输出高电平驱动线圈大电流吸合电路7输出大电流使线圈3得电吸合开关2，由线圈小电流吸合电路8输出小电流维持线圈3通电吸合开关2，MCU控制电路6控制TEST键和漏电报警提示电路19不发光，完成复位通电。当LN线漏电及自检控制电路11和PE线故障电流检测控制电路12均没有检测到漏电信号时，MCU漏电信号检测电路10不会向MCU控制电路6输出漏电信号，MCU漏电信号检测电路10控制可控硅22断开，维持线圈3得电吸合开关2。
如图1-2所示，所述电源端1的零线和地线之间连接有地线带电时发光的接地异常提示电路13，所述电源端1的地线接地正常时接地异常提示电路13不发光。所述输出端4的火线和所述电源端1的零线之间连接有所述输出端4的火线带电时发光的电源指示电路14，所述输出端4的火线不带电时电源指示电路14不发光。所述MCU控制电路6连接有用于发生漏电时发光的TEST和漏电报警指示电路19，不发生漏电时TEST和漏电报警指示电路19不发光。所述MCU控制电路6连接有用于手动复位的上电复位电路18，用户排查完漏电事故后按下复位开关RESET，实现复位通电。所述MCU控制电路6由MCU控制电源阻容降压电路16供电，所述LN线漏电及自检控制电路11和所述PE线故障电流检测控制电路12由漏电控制电源阻容降压电路20供电。所述线圈小电流吸合电路8、所述MCU控制电源阻容降压电路16、所述漏电控制电源阻容降压电路20均采用阻容降压电路，有利于减少工作时的发热量，降低待机时电量损耗，绿色环保。
如图2所示，所述电源防抖检测电路5的具体结构如下：电源防抖检测电路5包括有三极管Q2，所述三极管Q2的发射极与所述电源端1的零线电连接，所述三极管Q2的基极与电阻R34的一端、电阻R35的一端电连接，所述电阻R35的另一端与电阻R36的一端电连接，所述电阻R36的另一端与所述电源端1的火线电连接，所述电阻R34的另一端与所述电源端1的零线电连接，所述三极管Q2的集电极与所述MCU控制电路6的引脚P00电连接。电源防抖检测电路5可实时处理输入电源的电压波形，把处理后的输入电源电压波形输出到MCU控制电路6，使电压波形能够符合MCU控制电路6的引脚P00的电气输入要求。
如图2所示，所述线圈大电流吸合电路7的具体结构如下：线圈大电流吸合电路7包括有控制芯片U2，所述控制芯片U2的引脚LED+与电阻R7的一端电连接，所述电阻R7的另一端与所述MCU控制电路6的引脚P01电连接，所述控制芯片U2的引脚LED-与所述电源端1的零线电连接，所述控制芯片U2的引脚Terminal1与所述线圈3的一端电连接，所述控制芯片U2的引脚Terminal2与二极管D9的负极电连接，所述二极管D9的正极与电阻R3的一端电连接，所述电阻R3的另一端与所述电源端1的火线电连接，所述线圈3的另一端与所述电源端1的零线电连接。线圈大电流吸合电路7可接收MCU控制电路6输出的高电平，在高电平持续时间内输出大电流，使线圈3在大电流的驱动下完成吸合开关2的动作。当MCU控制电路6停止向线圈大电流吸合电路7输出高电平时，线圈大电流吸合电路7不再向线圈3输出大电流，由线圈小电流吸合电路8输出小电流维持线圈3通电吸合开关2，避免线圈大电流吸合电路7长时间输出大电流消耗过多电量而增加发热量，能降低待机时电量损耗，绿色环保。
如图2所示，所述线圈小电流吸合电路8的具体结构如下：线圈小电流吸合电路8包括有电阻R1A，所述电阻R1A的一端与电阻R1B的一端电连接，所述电阻R1B的另一端与电容C1的一端、所述电源端1的火线电连接，所述电阻R1A的另一端与所述电容C1的另一端、二极管D5的负极、二极管D7的正极电连接，所述二极管D5的正极与电源端1的零线、极性电容C6的负极、所述线圈3的一端电连接，所述二极管D7的负极与所述极性电容C6的正极、所述线圈3的另一端电连接。当线圈3完成吸合开关2的动作后，由线圈小电流吸合电路8输出小电流维持线圈3通电吸合开关2。线圈小电流吸合电路8采用阻容降压电路的结构方式，输出电流小，实现长时间维持线圈3通电吸合开关2的同时可减少工作时的发热量，降低待机的电量损耗，绿色环保。
如图2所示，所述MCU漏电信号检测电路10的具体结构如下：MCU漏电信号检测电路10包括有三极管Q4，所述三极管Q4的集电极与电阻R8的一端、所述MCU控制电路6的引脚P02电连接，所述电阻R8的另一端与所述MCU控制电路6的引脚VDD电连接，所述三极管Q4的发射极与电容C8的一端、所述电源端1的零线电连接，所述三极管Q4的基极与所述电容C8的另一端、电阻R9的一端电连接，所述电阻R9的另一端与电阻R10的一端、双路开关二极管Q3的输出端电连接，所述双路开关二极管Q3的一个输入端与电阻R19电连接，所述电阻R19与所述检测芯片U1的引脚TRIG电连接，所述双路开关二极管Q3的另一个输入端与检测芯片U1E的引脚SCR电连接，所述电阻R10的另一端与电容C9的一端、所述可控硅22的控制极电连接，所述电容C9的另一端与所述电源端1的零线、所述可控硅22的负极电连接，所述可控硅22的正极与所述线圈3的一端电连接。
如图2所示，所述LN线漏电及自检控制电路11的具体结构如下：LN线漏电及自检控制电路11包括有检测芯片U1，所述检测芯片U1的引脚VDDRC与所述MCU控制电路6的引脚VDD、电容C17的一端电连接，所述检测芯片U1的引脚STP与电容C17的另一端、电阻R22的一端电连接，所述电阻R22的另一端与三极管Q6的集电极电连接，所述三极管Q6的发射极与所述电源1的零线电连接，所述检测芯片U1的引脚CFRC与电容C16的一端电连接，所述电容C16的另一端与所述电源1的零线电连接，所述检测芯片U1的引脚TRIG与电阻R19的一端、二极管D12的负极电连接，所述检测芯片U1的引脚FOUT与所述二极管D12的正极、电阻R20的一端、双路开关二极管Q5的一个输入端电连接，所述电阻R20的另一端与所述三极管Q6的基极电连接，所述双路开关二极管Q5的另一个输入端与所述MCU控制电路6的引脚P05电连接，所述双路开关二极管Q5的输出端与电阻R21的一端电连接，所述检测芯片U1的引脚EOL与电阻R27的一端电连接，所述电阻R27的另一端与发光二极管D13的正极电连接，所述发光二极管D13的负极与所述电源端1的零线电连接，所述检测芯片U1的引脚VDDST与电阻R6的一端、电容C10的一端电连接，所述电容C10的另一端与所述电源端1的零线电连接，所述检测芯片U1的引脚STIN与电阻R26的一端、二极管D14的正极电连接，所述电阻R26的另一端与所述二极管D14的负极、所述线圈3的一端、所述可控硅22的正极电连接，所述检测芯片U1的引脚GNDST与所述检测芯片U1的引脚GNDRC、所述电源端1的零线电连接，所述检测芯片U1的引脚RCT2与电容C18的一端、电阻R25的一端电连接，所述电阻R25的另一端与电阻R23的一端、所述电流互感器ZCT1的一端电流接，所述电流互感器ZCT1的另一端与所述电阻R23的另一端、电阻R24的一端电连接，所述电阻R24的另一端与所述电容C18的另一端、所述检测芯片U1的引脚RCT1电连接，所述输出端4的火线和零线、所述超温保护控制电路9的三极管Q1的发射极与所述电源端1的零线之间的连接线、以及所述TEST模拟漏电电路15的试验开关TEST与所述输出端4的火线之间的连接线均穿过所述电流互感器ZCT1的中心。当输出端4的火线或零线漏电时，电流互感器ZCT1产生感应电流，检测芯片U1的引脚TRIG向MCU漏电信号检测电路10输出漏电信号。
进行自检时，检测芯片U1的引脚FOUT在负半工频周期输出模拟故障激励信号使超温保护控制电路9导通，电流互感器ZCT1产生感应电流，检测芯片U1的引脚TRIG向MCU漏电信号检测电路10输出漏电信号，同时检测芯片U1实时检测引脚STIN的输入信号状态。当检测芯片U1的引脚STIN的输入信号状态为正半工频周期是高电平、负半工频周期是低电平，则检测芯片U1的自检模块判断线圈3、可控硅22、检测芯片U1的漏电保护模块、电流互感器ZCT1的功能均正常，检测芯片U1的引脚EOL不输出故障报警信号，自检故障报警电路21不发光；当检测芯片U1的引脚STIN的输入信号为持续的高电平信号或低电平信号，则检测芯片U1的自检模块判断线圈3、可控硅22、检测芯片U1的漏电保护模块、电流互感器ZCT1之一已损坏，检测芯片U1的引脚EOL输出故障报警信号驱动自检故障报警电路21发光，发出报警提示。
如图2所示，所述PE线故障电流检测控制电路12的具体结构如下：PE线故障电流检测控制电路12包括有检测芯片U1E，所述检测芯片U1E的引脚Neutral与电容C13的一端和所述电源端1的零线电连接，所述检测芯片U1E的引脚Line与所述电阻R6的一端、所述电容C10的一端电连接，所述检测芯片U1E的引脚VREF与所述电容C13的另一端、电容C14的一端、电阻R29的一端、电流互感器ZCT2的一端电连接，所述电流互感器ZCT2的另一端与所述电阻R29的另一端、所述电容C14的另一端、电阻R30的一端电连接，所述电阻R30的另一端与电容C15的一端、电阻R28的一端、所述检测芯片U1E的引脚VFB电连接，所述检测芯片U1E的引脚AmpOUT与所述电容C15的另一端、所述电阻R28的另一端电连接，所述输出端4的地线穿过所述电流互感器ZCT2的中心。当输出端4的地线发生故障带电时，电流互感器ZCT2产生感应电流，检测芯片U1E向MCU漏电信号检测电路10输出漏电信号。
如图2所示，所述超温检测电路17的具体结构如下：超温检测电路17包括有热敏电阻R13，所述热敏电阻R13的一端与所述电源端1的零线、电容C5的一端电连接，所述热敏电阻R13的另一端与电阻R14的一端、电阻R15的一端电连接，所述电阻R14的另一端与所述MCU控制电路6的引脚VDD电连接，所述电阻R15的另一端与所述MCU控制电路6的引脚P03、所述电容C5的另一端电连接。所述超温保护控制电路9的具体结构如下：超温保护控制电路9包括有三极管Q1，所述三极管Q1的集电极与电阻R33B的一端电连接，所述电阻R33B的另一端与电阻R33A的一端电连接，所述电阻R33A的另一端与二极管D8的负极电连接，所述二极管D8的正极与所述电源端1的火线电连接，所述三极管Q1的发射极与所述电源端1的零线电连接，所述三极管Q1的基极与电阻R21的一端电连接。
超温检测电路17把检测到的火线或零线的插脚温度传输给MCU控制电路6，当插脚温度超出设定温度时MCU控制电路6控制超温保护控制电路9导通，电流互感器ZCT1产生感应电流，检测芯片U1的引脚TRIG向MCU漏电信号检测电路10输出漏电信号，MCU漏电信号检测电路10把接收到的漏电信号传输到MCU控制电路6，同时控制可控硅22导通，使线圈3断电不吸合开关2，开关2断开输入电源。当插脚温度回落至设定温度以下时，MCU控制电路6控制超温保护控制电路9断开，漏电信号消失，MCU漏电信号检测电路10控制可控硅22断开，MCU控制电路6输出高电平驱动线圈大电流吸合电路7输出大电流使线圈3得电吸合开关2，由线圈小电流吸合电路8输出小电流维持线圈3通电吸合开关2，开关2接通输入电源。当输入电源的电压波形不是正弦波时，MCU控制电路6可利用超温保护控制电路9导通产生模拟漏电信号主动断开输入电源，避免损坏负载电器，延长负载电器的使用寿命。LN线漏电及自检控制电路11可输出模拟故障激励信号驱动超温保护控制电路9导通产生模拟漏电信号，通过检测引脚STIN的输入信号状态来判断线圈3、可控硅22、检测芯片U1的漏电保护模块、电流互感器ZCT1的功能是否正常。
如图2所示，所述TEST模拟漏电电路15的具体结构如下：TEST模拟漏电电路15包括有试验开关TEST，所述试验开关TEST的一端与所述输出端4的火线电连接，所述试验开关TEST的另一端与电阻R32B的一端电连接，所述电阻R32B的另一端与电阻R32A的一端电连接，所述电阻R32A的另一端与所述电源端1的零线电连接。当用户按下试验开关TEST时，TEST模拟漏电电路15导通，电流互感器ZCT1产生感应电流，检测芯片U1向MCU漏电信号检测电路10输出漏电信号，MCU漏电信号检测电路10把接收到的漏电信号传输到MCU控制电路6，同时控制可控硅22导通，使线圈3断电不吸合开关2，开关2断开输入电源，MCU控制电路6控制TEST键和漏电报警提示电路19发光，发出报警提示。用户必须手动按下上电复位电路18的复位开关RESET，MCU控制电路6接收到上电复位电路18的复位信号后输出高电平驱动线圈大电流吸合电路7输出大电流使线圈3得电吸合开关2，由线圈小电流吸合电路8输出小电流维持线圈3通电吸合开关2，MCU控制电路6控制TEST键和漏电报警提示电路19不发光，完成复位通电。

Claims (10)

1.一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于：包括有与输入电源连接的电源端(1)、与负载连接的输出端(4)和MCU控制电路(6)，所述电源端(1)与所述输出端(4)之间的火线、零线、地线连接有受线圈(3)吸合后可自动复位通电的开关(2)，所述MCU控制电路(6)连接有用于检测输入电源正负周期电压波形的电源防抖检测电路(5)、用于所述电源防抖检测电路(5)在预设时间内检测到输入电源电压波形为正弦波时输出大电流使所述线圈(3)得电吸合所述开关(2)的线圈大电流吸合电路(7)，所述电源端(1)连接有在所述线圈(3)吸合所述开关(2)后维持所述线圈(3)通电吸合的线圈小电流吸合电路(8)，所述线圈(3)连接有分别对所述线圈(3)、可控硅(22)进行故障检测且对检测芯片(U1)、电流互感器(ZCT1)进行故障自检的LN线漏电及自检控制电路(11)，所述LN线漏电及自检控制电路(11)连接有所述LN线漏电及自检控制电路(11)检测出故障时进行报警的自检故障报警电路(21)。
2.根据权利要求1所述的一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于：所述MCU控制电路(6)还连接有MCU漏电信号检测电路(10)，所述MCU漏电信号检测电路(10)连接有用于检测所述输出端(4)的火线或零线漏电信号的LN线漏电及自检控制电路(11)和用于检测所述输出端(4)的地线漏电信号的PE线故障电流检测控制电路(12)，在所述LN线漏电及自检控制电路(11)或所述PE线故障电流检测控制电路(12)检测到漏电信号时所述MCU漏电信号检测电路(10)把漏电信号输出到所述MCU控制电路(6)且控制所述可控硅(22)导通，使所述线圈(3)断电不吸合所述开关(2)。
3.根据权利要求2所述的一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于：所述MCU控制电路(6)连接有用于检测火线或零线插脚温度的超温检测电路(17)、用于插脚温度超出设定温度时输出模拟漏电信号的超温保护控制电路(9)，所述输出端(4)的火线连接有用于手动试验输出模拟漏电信号的TEST模拟漏电电路(15)，所述LN线漏电及自检控制电路(11)检测到所述超温保护控制电路(9)或所述TEST模拟漏电电路(15)的模拟漏电信号时所述MCU漏电信号检测电路(10)把模拟漏电信号输出到所述MCU控制电路(6)且控制所述可控硅(22)导通，使所述线圈(3)断电不吸合所述开关(2)。
4.根据权利要求1所述的一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于：所述电源端(1)的零线和地线之间连接有地线带电时发光的接地异常提示电路(13)，所述输出端(4)的火线和所述电源端(1)的零线之间连接有所述输出端(4)的火线带电时发光的电源指示电路(14)，所述MCU控制电路(6)由MCU控制电源阻容降压电路(16)供电，所述MCU控制电路(6)连接有用于手动复位的上电复位电路(18)、用于漏电时发光的TEST和漏电报警指示电路(19)，所述LN线漏电及自检控制电路(11)和所述PE线故障电流检测控制电路(12)由漏电控制电源阻容降压电路(20)供电。
5.根据权利要求1所述的一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于：所述电源防抖检测电路(5)包括有三极管(Q2)，所述三极管(Q2)的发射极与所述电源端(1)的零线电连接，所述三极管(Q2)的基极与电阻(R34)的一端、电阻(R35)的一端电连接，所述电阻(R35)的另一端与电阻(R36)的一端电连接，所述电阻(R36)的另一端与所述电源端(1)的火线电连接，所述电阻(R34)的另一端与所述电源端(1)的零线电连接，所述三极管(Q2)的集电极与所述MCU控制电路(6)的引脚(P00)电连接。
6.根据权利要求1所述的一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于：所述线圈大电流吸合电路(7)包括有控制芯片(U2)，所述控制芯片(U2)的引脚(LED+)与电阻(R7)的一端电连接，所述电阻(R7)的另一端与所述MCU控制电路(6)的引脚(P01)电连接，所述控制芯片(U2)的引脚(LED-)与所述电源端(1)的零线电连接，所述控制芯片(U2)的引脚(Terminal1)与所述线圈(3)的一端电连接，所述控制芯片(U2)的引脚(Terminal2)与二极管(D9)的负极电连接，所述二极管(D9)的正极与电阻(R3)的一端电连接，所述电阻(R3)的另一端与所述电源端(1)的火线电连接，所述线圈(3)的另一端与所述电源端(1)的零线电连接。
7.根据权利要求1所述的一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于：所述小电流吸合电路(8)包括有电阻(R1A)，所述电阻(R1A)的一端与电阻(R1B)的一端电连接，所述电阻(R1B)的另一端与电容(C1)的一端、所述电源端(1)的火线电连接，所述电阻(R1A)的另一端与所述电容(C1)的另一端、二极管(D5)的负极、二极管(D7)的正极电连接，所述二极管(D5)的正极与电源端(1)的零线、极性电容(C6)的负极、所述线圈(3)的一端电连接，所述二极管(D7)的负极与所述极性电容(C6)的正极、所述线圈(3)的另一端电连接。
8.根据权利要求2所述的一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于：所述MCU漏电信号检测电路(10)包括有三极管(Q4)，所述三极管(Q4)的集电极与电阻(R8)的一端、所述MCU控制电路(6)的引脚(P02)电连接，所述电阻(R8)的另一端与所述MCU控制电路(6)的引脚(VDD)电连接，所述三极管(Q4)的发射极与电容(C8)的一端、所述电源端(1)的零线电连接，所述三极管(Q4)的基极与所述电容(C8)的另一端、电阻(R9)的一端电连接，所述电阻(R9)的另一端与电阻(R10)的一端、双路开关二极管(Q3)的输出端电连接，所述双路开关二极管(Q3)的一个输入端与电阻(R19)电连接，所述电阻(R19)与所述检测芯片(U1)的引脚(TRIG)电连接，所述双路开关二极管(Q3)的另一个输入端与检测芯片(U1E)的引脚(SCR)电连接，所述电阻(R10)的另一端与电容(C9)的一端、所述可控硅(22)的控制极电连接，所述电容(C9)的另一端与所述电源端(1)的零线、所述可控硅(22)的负极电连接，所述可控硅(22)的正极与所述线圈(3)的一端电连接。
9.根据权利要求2所述的一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于：所述LN线漏电及自检控制电路(11)包括有检测芯片(U1)，所述检测芯片(U1)的引脚(VDDRC)与所述MCU控制电路(6)的引脚(VDD)、电容(C17)的一端电连接，所述检测芯片(U1)的引脚(STP)与电容(C17)的另一端、电阻(R22)的一端电连接，所述电阻(R22)的另一端与三极管(Q6)的集电极电连接，所述三极管(Q6)的发射极与所述电源(1)的零线电连接，所述检测芯片(U1)的引脚(CFRC)与电容(C16)的一端电连接，所述电容(C16)的另一端与所述电源(1)的零线电连接，所述检测芯片(U1)的引脚(TRIG)与电阻(R19)的一端、二极管(D12)的负极电连接，所述检测芯片(U1)的引脚(FOUT)与所述二极管(D12)的正极、电阻(R20)的一端、双路开关二极管(Q5)的一个输入端电连接，所述电阻(R20)的另一端与所述三极管(Q6)的基极电连接，所述双路开关二极管(Q5)的另一个输入端与所述MCU控制电路(6)的引脚(P05)电连接，所述双路开关二极管(Q5)的输出端与电阻(R21)的一端电连接，所述检测芯片(U1)的引脚(EOL)与电阻(R27)的一端电连接，所述电阻(R27)的另一端与发光二极管(D13)的正极电连接，所述发光二极管(D13)的负极与所述电源端(1)的零线电连接，所述检测芯片(U1)的引脚(VDDST)与电阻(R6)的一端、电容(C10)的一端电连接，所述电容(C10)的另一端与所述电源端(1)的零线电连接，所述检测芯片(U1)的引脚(STIN)与电阻(R26)的一端、二极管(D14)的正极电连接，所述电阻(R26)的另一端与所述二极管(D14)的负极、所述线圈(3)的一端、所述可控硅(22)的正极电连接，所述检测芯片(U1)的引脚(GNDST)与所述检测芯片(U1)的引脚(GNDRC)、所述电源端(1)的零线电连接，所述检测芯片(U1)的引脚(RCT2)与电容(C18)的一端、电阻(R25)的一端电连接，所述电阻(R25)的另一端与电阻(R23)的一端、所述电流互感器(ZCT1)的一端电流接，所述电流互感器(ZCT1)的另一端与所述电阻(R23)的另一端、电阻(R24)的一端电连接，所述电阻(R24)的另一端与所述电容(C18)的另一端、所述检测芯片(U1)的引脚(RCT1)电连接，所述输出端(4)的火线和零线、所述超温保护控制电路(9)的三极管(Q1)的发射极与所述电源端(1)的零线之间的连接线、以及所述TEST模拟漏电电路(15)的试验开关(TEST)与所述输出端(4)的火线之间的连接线均穿过所述电流互感器(ZCT1)的中心。所述PE线故障电流检测控制电路(12)包括有检测芯片(U1E)，所述检测芯片(U1E)的引脚(Neutral)与电容(C13)的一端和所述电源端(1)的零线电连接，所述检测芯片(U1E)的引脚(Line)与所述电阻(R6)的一端、所述电容(C10)的一端电连接，所述检测芯片(U1E)的引脚(VREF)与所述电容(C13)的另一端、电容(C14)的一端、电阻(R29)的一端、电流互感器(ZCT2)的一端电连接，所述电流互感器(ZCT2)的另一端与所述电阻(R29)的另一端、所述电容(C14)的另一端、电阻(R30)的一端电连接，所述电阻(R30)的另一端与电容(C15)的一端、电阻(R28)的一端、所述检测芯片(U1E)的引脚(VFB)电连接，所述检测芯片(U1E)的引脚(AmpOUT)与所述电容(C15)的另一端、所述电阻(R28)的另一端电连接，所述输出端(4)的地线穿过所述电流互感器(ZCT2)的中心。
10.根据权利要求3所述的一种自动复位且带自检功能的漏电保护开关装置控制电路，其特征在于：所述超温检测电路(17)包括有热敏电阻(R13)，所述热敏电阻(R13)的一端与所述电源端(1)的零线、电容(C5)的一端电连接，所述热敏电阻(R13)的另一端与电阻(R14)的一端、电阻(R15)的一端电连接，所述电阻(R14)的另一端与所述MCU控制电路(6)的引脚(VDD)电连接，所述电阻(R15)的另一端与所述MCU控制电路(6)的引脚(P03)、所述电容(C5)的另一端电连接，所述超温保护控制电路(9)包括有三极管(Q1)，所述三极管(Q1)的集电极与电阻(R33B)的一端电连接，所述电阻(R33B)的另一端与电阻(R33A)的一端电连接，所述电阻(R33A)的另一端与二极管(D8)的负极电连接，所述二极管(D8)的正极与所述电源端(1)的火线电连接，所述三极管(Q1)的发射极与所述电源端(1)的零线电连接，所述三极管(Q1)的基极与电阻(R21)的一端电连接，所述TEST模拟漏电电路(15)包括有试验开关(TEST)，所述试验开关(TEST)的一端与所述输出端(4)的火线电连接，所述试验开关(TEST)的另一端与电阻(R32B)的一端电连接，所述电阻(R32B)的另一端与电阻(R32A)的一端电连接，所述电阻(R32A)的另一端与所述电源端(1)的零线电连接。
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CN114421424A (zh) * 2022-01-26 2022-04-29 石狮一笔成服饰科技有限公司 一种智能防漏电安全处理器

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