CN110896210A

CN110896210A - 一种单相漏电断路器控制系统

Info

Publication number: CN110896210A
Application number: CN201811059639.1A
Authority: CN
Inventors: 简树; 李启生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-09-12
Filing date: 2018-09-12
Publication date: 2020-03-20

Abstract

本发明涉及断路器技术领域，具体涉及一种单相漏电断路器控制系统，它包括MCU微控制器，该MCU微控制器一端与电源输入模块、电压检测模块电连接，该MCU微控制器另一端与蜂鸣器报警模块、LED数码显示模块、过压断路控制模块、漏电断路控制模块电连接；所述MCU微控制器另另一端与漏电电流检测模块电连接，漏电电流检测模块与电断路控制模块电连接；它采用微处理器为控制核心，来对输入电源电压、漏电电流实现实时监测；它通过MCU识别判断控制，实现过压断路控制，实时对漏电电流进行LED数码显示，并对超过12mA的漏电电流进行闪烁显示，蜂鸣器报警，从视觉、听觉上给使用者进行报警，从而可以提前进行预防、解除人体可能发生的触电危险。

Description

一种单相漏电断路器控制系统

【技术领域】

本发明涉及断路器技术领域，具体涉及一种单相漏电断路器控制系统。

【背景技术】

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。

但是传统的断路器在使用时，存在如下问题：传统的断路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、外壳等构成。当短路时，大电流（一般10至12倍）产生的磁场克服反力弹簧，脱扣器拉动操作机构动作，开关瞬时跳闸。当过载时，电流变大，发热量加剧，双金属片变形到一定程度推动机构动作，电流越大，动作时间越短。但是不能够输入电源电压、漏电电流实现实时监测，并进行报警，并同步实现断路，从而不能提前进行预防、解除人体可能发生的触电危险。

【发明内容】

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种单相漏电断路器控制系统，它采用微处理器为控制核心，来对输入电源电压、漏电电流实现实时监测；它具有使用方便，通过MCU识别判断控制，实现过压断路控制，实时对漏电电流进行LED数码显示，并对超过12mA的漏电电流进行闪烁显示，蜂鸣器报警，从视觉、听觉上给使用者进行报警，从而可以提前进行预防、解除人体可能发生的触电危险。

本发明所述的一种单相漏电断路器控制系统，它包括MCU微控制器，该MCU微控制器一端与电源输入模块、电压检测模块电连接，该MCU微控制器另一端与蜂鸣器报警模块、LED数码显示模块、过压断路控制模块、漏电断路控制模块电连接；所述MCU微控制器另另一端与漏电电流检测模块电连接，漏电电流检测模块与电断路控制模块电连接。

进一步地，所述电压检测模块包括电压检测控制电路，该电压检测控制电路串联的电阻R1、R2，电容C1并联在电阻R2和MCU微控制器的PIN脚，MCU微控制器的PIN脚并联在电阻R1、R2之间，电阻R1的一端与导线L电连接，电阻R2的另一端接地。

进一步地，所述漏电电流检测模块包括漏电电流检测控制电路，该漏电电流检测控制电路包括并联的电感L1、电阻R3、电容C2，MCU微控制器的PIN脚与电感L1一端电连接，电阻R3的一端接地。

进一步地，所述蜂鸣器报警模块包括蜂鸣器报警控制电路，该蜂鸣器报警控制电路包括三极管Q1，该三极管Q1的B极与电阻R4串联，该三极管Q1的e极接地，该三极管Q1的C极与蜂鸣器H1、电阻R5串联，电阻R5的另一端与电阻R4相连，电阻R4一端与MCU微控制器的PIN脚电连接；二极管D1并联在三极管Q1的C极和电阻R5之间。

进一步地，所述LED数码显示模块包括LED数码驱动电路，LED数码驱动电路一端与MCU微控制器相连，LED数码驱动电路的另一端分别与16段LED米字管电连接。

采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的一种单相漏电断路器控制系统，它采用微处理器为控制核心，来对输入电源电压、漏电电流实现实时监测；它具有使用方便，通过MCU识别判断控制，实现过压断路控制，实时对漏电电流进行LED数码显示，并对超过12mA的漏电电流进行闪烁显示，蜂鸣器报警，从视觉、听觉上给使用者进行报警。

【附图说明】

此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1是本发明拓扑结构示意图；

图2是本发明的电压检测控制电路；

图3是本发明的漏电电流检测控制电路；

图4是本发明的蜂鸣器报警控制电路；

图5是本发明的LED数码显示模块拓扑图。

【具体实施方式】

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1-图5所示，本具体实施方式所述的一种单相漏电断路器控制系统，它包括MCU微控制器，该MCU微控制器一端与电源输入模块、电压检测模块电连接，该MCU微控制器另一端与蜂鸣器报警模块、LED数码显示模块、过压断路控制模块、漏电断路控制模块电连接；所述MCU微控制器另另一端与漏电电流检测模块电连接，漏电电流检测模块与电断路控制模块电连接。

本发明的工作原理如下：

本设计中，MCU微控制器可采用深圳市宏晶科技有限公司生产的STC单片机（型号是STC-15W402AS）。

本设计中，电源输入模块采用深圳市佳润达科技有限公司生产的型号为RD10A230D电源模块，给MCU微控制器提供+5V的工作电压。

本设计中，电压检测模块采用深圳市润安达电子有限公司生产的型号为Arduino电压检测模块，电压检测模块检测单相断路器的输出电压，提供对应的信号给MCU微控制器。MCU微控制器通过对此信号的识别、判断；当输入电压高于275V（±5%）时。MCU微控制器驱动漏电断路控制模块，实现断路控制。

如图3所示，本设计中，漏电电流检测，提供两个输出信号。第一个信号提供给MCU微控制器，MCU微控制器根据此信号，驱动LED数码显示模块，实时显示漏电电流。当此信号大于12mA时MCU微控制器控制蜂鸣器报警模块和LED数码显示模块，实现声光闪烁报警。第二个信号直接提供给漏电断路控制模块。当此信号大于25mA时，直接实现漏电断路，保护后端使用设备。

如图4所示，本设计中，蜂鸣器报警模块实现蜂鸣器报警。MCU智能系统提供驱动信号，通过信号放大，驱动蜂鸣器鸣叫报警。蜂鸣器报警时，鸣叫3秒后，停止2秒，再鸣叫3秒，停止2秒，如此反复。当报警时间超过0.03-1小时（可根据市场实际情况进行设定）的时候，就不再鸣叫报警，由LED数码显示进行闪烁从而达到警示作用。

本设计中，LED数码显示模块，实时显示漏电电流。MCU智能系统，提供显示数据信号给LED数码显示模块，用于显示漏电电流。

本设计中，过压断路控制模块采用DZ47-63/2P系列的断路器，实现输入电压过压断路功能。如图2所示，电压检测模块提供电压信号给MCU智能系统。MCU微控制器根据电压信号进行识别判断。当输入电压高于275V（±5%）时，MCU微控制器驱动过压断路控制模块，实现输出断路，保护后端使用设备。

本设计中，漏电断路控制模块可采用DZ47-63/2P系列的断路器，接受漏电电流检测模块和MCU微控制器的双重控制，实现漏电电流的双重检测控制。

本发明在不改变传统开关大小尺寸及功能前提下，增加过压保护功能，其具体作用在于，一般供电都采用三相四线制，当零线在某种原因(如风吹断、小偷把零线偷掉等情况下)导致电压回路输入家居用电时(380V)，瞬间会将各种家用电器烧坏，造成大量财物损失，国内家用电气都是220V的，本发明当电压达到275V（±5%）在0.1秒内自动跳闸保护所有家用电器；显示实时的漏电电流（如家用电器在轻微泄漏，普通漏电开关是无法发现轻微漏电情况，而本发明可实时看见家庭用电所有漏电的大小），当家电已经发生漏电但未达到跳闸（20-30mA）时，泄漏达12mA时接触到人体将会对人体产生伤害，通过本发明单相漏电断路器控制系统，当家电电器漏电达到12mA-20（可根据市场实际情况进行设定）,声光报警可以提前提醒电器发生漏电，及时进行维修或更换，从而有效保护人身安全，当小孩用电脑、手机打游戏（边充电边使用时），家长在显示及声响报警时可及时发现该产品有无漏电情况，从而及时发现是否存在漏电并且可及时解除人体触电的危险。

本设计要说明的是，在MCU中写入与功能相对应的程序，是本行业的技术人员能够轻易实现，属于现有技术。

本发明所述的一种单相漏电断路器控制系统，它采用微处理器为控制核心，来对输入电源电压、漏电电流实现实时监测；它具有使用方便，通过MCU识别判断控制，实现过压断路控制，实时对漏电电流进行LED数码显示，并对超过12mA的漏电电流进行闪烁显示，蜂鸣器报警，从视觉、听觉上给使用者进行报警。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims

1.一种单相漏电断路器控制系统，其特征在于：它包括MCU微控制器，该MCU微控制器一端与电源输入模块、电压检测模块电连接，该MCU微控制器另一端与蜂鸣器报警模块、LED数码显示模块、过压断路控制模块、漏电断路控制模块电连接；所述MCU微控制器另另一端与漏电电流检测模块电连接，漏电电流检测模块与电断路控制模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种单相漏电断路器控制系统，其特征在于：所述电压检测模块包括电压检测控制电路，该电压检测控制电路串联的电阻R1、R2，电容C1并联在电阻R2和MCU微控制器的PIN脚，MCU微控制器的PIN脚并联在电阻R1、R2之间，电阻R1的一端与导线L电连接，电阻R2的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的一种单相漏电断路器控制系统，其特征在于：所述漏电电流检测模块包括漏电电流检测控制电路，该漏电电流检测控制电路包括并联的电感L1、电阻R3、电容C2，MCU微控制器的PIN脚与电感L1一端电连接，电阻R3的一端接地。

4.根据权利要求1所述的一种单相漏电断路器控制系统，其特征在于：所述蜂鸣器报警模块包括蜂鸣器报警控制电路，该蜂鸣器报警控制电路包括三极管Q1，该三极管Q1的B极与电阻R4串联，该三极管Q1的e极接地，该三极管Q1的C极与蜂鸣器H1、电阻R5串联，电阻R5的另一端与电阻R4相连，电阻R4一端与MCU微控制器的PIN脚电连接；二极管D1并联在三极管Q1的C极和电阻R5之间。

5.根据权利要求1所述的一种单相漏电断路器控制系统，其特征在于：所述LED数码显示模块包括LED数码驱动电路，LED数码驱动电路一端与MCU微控制器相连，LED数码驱动电路的另一端分别与16段LED米字管电连接。