CN110850140A - 一种互感器应用于漏电保护电流量测方法 - Google Patents

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    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers

Abstract

本发明公开了一种互感器应用于漏电保护电流量测方法，R0与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，若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，当一、二次电流反向时，电感量上升，电容充放电速度减慢，就可以判断一次侧的电流大小及方向。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。

Description

一种互感器应用于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，特别涉及一种互感器应用于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，本发明提供了一种互感器应用于漏电保护电流量测方法，其打破了互感器只能检测交流电流的限制，利用互感器就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。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种互感器应用于漏电保护电流量测方法，R0与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，若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，当互感器一次侧没有电流通过时，互感器特性与电感相似，谐振输出为50％占空比的方波，当互感器一次侧有电流通过时，互感器因磁芯的磁滞饱和特性，其二次侧等效电感值会发生相应变化，电感量变化情况与一次侧电流大小及方向相关，当一、二次电流同向时，电感量下降，电容充放电速度加快，当一、二次电流反向时，电感量上升，电容充放电速度减慢，因此，当一次侧线圈上通个某方向的流电时，电容C0上电压值通过正负阀值的时间必然会不一样，最终导致方波输出的占空比发生变化，通过检测输出方波占空比变化情况，就可以判断一次侧的电流大小及方向。
进一步，不管是交流电或直流电或其他各种类型的电源，若是输入电流经负载后输出，在负载没漏电时两导线的电流是相同的但是方向是相反的，对互感器磁芯而言其产生的磁场磁通及感应线圈产生的电流都是相反但等同的值，因此相互抵消，期间此电路所产生的占空比会是50％，若是有漏电现象时电流的漏电经由地线或是其他途径流失，其输入电流经过负载时流失了则输入电流会大于输出电流，则在互感中若以电流方向性看是正向电流流入负向电流中有漏电其谐振，占空比会大于50％，若负向电流流入正向电流中有漏电其谐振占空比会小于50％，若没交流电没漏电的情形其占空比为50％。
本发明的有益效果为：
利用比较器、互感器绕线线组及MOSFET为主体，搭配电阻、电容、电感组成滞回比较器电路及谐振电路，关键区别在于，通过检测输出波形的占空比，来判断互感器一次侧电流的大小及方向，相较于传统互感器检测电流方式，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。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明若一次侧没有过电的情形其占空比为50％的占比图；
图3为本发明若是有电流经过一次侧时,谐振占空比会产生变化图；
图4为本发明接入互感器的电路图；
图2、图3中X轴为时间，黑色波形的为一次侧电流变化单位为A,在不同互感器规格分别可到微安(uA)及毫安(mA)，黑色方波为二次侧占空比变化。
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4所示，一种互感器应用于漏电保护电流量测方法，R0与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，若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，当互感器一次侧没有电流通过时，互感器特性与电感相似，谐振输出为50％占空比的方波，当互感器一次侧有电流通过时，互感器因磁芯的磁滞饱和特性，其二次侧等效电感值会发生相应变化，电感量变化情况与一次侧电流大小及方向相关，当一、二次电流同向时，电感量下降，电容充放电速度加快，当一、二次电流反向时，电感量上升，电容充放电速度减慢，因此，当一次侧线圈上通个某方向的流电时，电容C0上电压值通过正负阀值的时间必然会不一样，最终导致方波输出的占空比发生变化，通过检测输出方波占空比变化情况，就可以判断一次侧的电流大小及方向。
不管是交流电或直流电或其他各种类型的电源，若是输入电流经负载后输出，在负载没漏电时两导线的电流是相同的但是方向是相反的，对互感器磁芯而言其产生的磁场磁通及感应线圈产生的电流都是相反但等同的值，因此相互抵消，期间此电路所产生的占空比会是50％，若是有漏电现象时电流的漏电经由地线或是其他途径流失，其输入电流经过负载时流失了则输入电流会大于输出电流，则在互感中若以电流方向性看是正向电流流入负向电流中有漏电其谐振，占空比会大于50％，若负向电流流入正向电流中有漏电其谐振占空比会小于50％，若没交流电没漏电的情形其占空比为50％。
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)

1.一种互感器应用于漏电保护电流量测方法，其特征在于，R0与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，若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，当互感器一次侧没有电流通过时，互感器特性与电感相似，谐振输出为50％占空比的方波，当互感器一次侧有电流通过时，互感器因磁芯的磁滞饱和特性，其二次侧等效电感值会发生相应变化，电感量变化情况与一次侧电流大小及方向相关，当一、二次电流同向时，电感量下降，电容充放电速度加快，当一、二次电流反向时，电感量上升，电容充放电速度减慢，因此，当一次侧线圈上通个某方向的流电时，电容C0上电压值通过正负阀值的时间必然会不一样，最终导致方波输出的占空比发生变化，通过检测输出方波占空比变化情况，就可以判断一次侧的电流大小及方向。
2.根据权利要求1所述的一种互感器应用于漏电保护电流量测方法，其特征在于：不管是交流电或直流电或其他各种类型的电源，若是输入电流经负载后输出，在负载没漏电时两导线的电流是相同的但是方向是相反的，对互感器磁芯而言其产生的磁场磁通及感应线圈产生的电流都是相反但等同的值，因此相互抵消，期间此电路所产生的占空比会是50％，若是有漏电现象时电流的漏电经由地线或是其他途径流失，其输入电流经过负载时流失了则输入电流会大于输出电流，则在互感中若以电流方向性看是正向电流流入负向电流中有漏电其谐振，占空比会大于50％，若负向电流流入正向电流中有漏电其谐振占空比会小于50％，若没交流电没漏电的情形其占空比为50％。
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