CN111244889A - 一种智能三极断漏电保护插头电路 - Google Patents

一种智能三极断漏电保护插头电路 Download PDF

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卢俊文
曹红心
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Zhongshan Grace Electric Co ltd
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Abstract

本发明提供一种智能三极断漏电保护插头电路，包括单片机控制电路与稳压电源电路电连接欠压检测电路、漏电检测电路、模拟漏电信号电路、按键电路、LED指示灯电路与过温检测电路，继电器开关电路、地线带电检测电路与稳压电源电路电连接单片机控制电路，地线带电检测电路、欠压检测电路、稳压电源电路与继电器开关电路的一端电连接输入端，漏电检测电路与继电器开关电路的另一端电连接输出端，漏电检测电路电连接模拟漏电信号电路。本发明提供的智能三极断漏电保护插头电路，解决了目前插头因缺少自动检测自身电路故障并通过LED指示灯提示各种故障引起的脱扣保护等功能而带来较大的安全隐患的问题。

Description

一种智能三极断漏电保护插头电路
技术领域
本发明涉及用电安全保护装置技术领域，特别是涉及一种智能三极断漏电保护插头电路。
背景技术
目前，市面上的用电设备大多都带有漏电保护插头装置，以起到漏电保护作用，避免人体接触漏电部位造成触电事故。但在实践中发现，由于目前市面上的漏电保护插头大多都没有检测地线带电保护、检测电压低过脱扣保护、断电或缺相自动脱扣保护以及自动检测自身电路故障并通过LED指示灯提示各种故障引起的脱扣保护等功能，进而容易带来较大的安全隐患，无法起到安全防护作用。
因此，需要提供一种智能三极断漏电保护插头电路以解决上述技术问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种智能三极断漏电保护插头电路，解决了目前漏电保护插头因缺少检测地线带电保护、检测电压低过脱扣保护、断电或缺相自动脱扣保护以及自动检测自身电路故障并通过LED指示灯提示各种故障引起的脱扣保护等功能而带来较大的安全隐患的问题，能够在正常工作状态下实时监测因各种漏电或电路异常带来的安全隐患，并在出现异常时立即跳闸断开输出，并通过LED指示灯提示异常原因，以起到有效的安全防护。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种智能三极断漏电保护插头电路，包括继电器开关电路1、按键电路8、LED指示灯电路9、用于控制所述继电器开关电路1与所述LED指示灯电路9分别执行脱扣断电与异常指示灯点亮动作的单片机控制电路5、用于向所述单片机控制电路5发送地线带电值信号的地线带电检测电路2、用于向所述单片机控制电路5发送输入电压值信号的欠压检测电路3、用于向所述单片机控制电路5发送输出后端电流值不平衡信号的漏电检测电路4、用于向所述漏电检测电路4发送模拟漏电信号的模拟漏电信号电路6、稳压电源电路7以及用于向所述单片机控制电路5发送热敏电阻RT1两端的电压变化对应的温度变化关系信号的过温检测电路10；
其中，所述单片机控制电路5与所述稳压电源电路7电连接所述欠压检测电路3、漏电检测电路4、模拟漏电信号电路6、按键电路8、LED指示灯电路9与过温检测电路10，所述继电器开关电路1、所述地线带电检测电路2与所述稳压电源电路7电连接所述单片机控制电路5，所述地线带电检测电路2、欠压检测电路3、稳压电源电路7与继电器开关电路1的一端电连接输入端，所述漏电检测电路4与所述继电器开关电路1的另一端电连接输出端，所述漏电检测电路4电连接所述模拟漏电信号电路6。
实施例中，优选：
所述继电器开关电路1包括根据所述单片机控制电路5输出端输出的第一控制信号进行输出闭合的闭合驱动电路11与脱扣驱动电路12，所述闭合驱动电路11与所述脱扣驱动电路12电连接所述单片机控制电路5。
实施例中，优选：
所述闭合驱动电路11包括二极管D1、继电器线圈K1、可控硅Q1、电容C1、电阻R1与电阻R8；
所述脱扣驱动电路12包括二极管D3、二极管D6、二极管D8、二极管D4、继电器线圈K2、可控硅Q5、可控硅Q3、电容E3、电容C9、电容C5、电阻R20、电阻R18与电阻R29；
其中，所述二极管D1的阳极连接保险丝F1的一端，所述保险丝F1的另一端连接所述火线L，所述二极管D1的阴极与所述继电器线圈K1的一端连接，所述可控硅Q1的阳极连接所述继电器线圈K1的另一端，所述可控硅Q1的阴极一端连接所述电阻R8的另一端，所述电容C1与所述电阻R1并联于所述可控硅Q1与所述电阻R8之间，所述电阻R20的一端同时连接所述二极管D6的阴极、所述可控硅Q3的阳极以及所述电容E3的一端，所述可控硅Q3的阴极一端连接所述继电器线圈K2的一端，所述可控硅Q3的阴极另一端连接所述二极管D8的阴极，所述电容C9与所述电阻R29并联于所述可控硅Q3与所述二极管D8之间，所述二极管D6的阳极与所述二极管D3的阴极连接所述继电器线圈K2的一端，所述继电器线圈K2的另一端连接所述可控硅Q5的阳极，所述可控硅Q5的阴极一端连接所述二极管D4的阴极，所述电容C5与所述电阻R18并联于所述可控硅Q5与所述二极管D4之间，所述可控硅Q1的阴极另一端、电阻R20的另一端、电容E3的另一端、二极管D3的阳极、可控硅Q5的阴极另一端、电容C1、电阻R1、电容C9、电阻R29、电容C5以及电阻R18同时接地。
实施例中，优选：
所述LED指示灯电路9包括电阻R10、电阻R14以及根据所述单片机控制电路5输出端输出的第二控制信号进行发光的发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3与发光二极管LED4；
其中，所述发光二极管LED4的阴极、发光二极管LED3的阴极、发光二极管LED2的阴极与发光二极管LED1的阴极连接所述单片机控制电路5的输出端，所述电阻R10的一端同时与所述发光二极管LED3的阳极、所述发光二极管LED2的阳极以及所述发光二极管LED1的阳极连接，所述电阻R14的一端接与所述发光二极管LED4的阳极、另一端接所述电阻R10的另一端。
实施例中，优选：
所述稳压电源电路7包括二极管D5、二极管D2、电容E1、电容C2、电容C3、电容E2、电阻R6、电阻R7、电阻R6、电阻R9、电感L1与稳压芯片U1；
所述稳压芯片U1的FB引脚同时接所述电阻R7的一端与所述电阻R6的一端、VCC引脚接所述电容C2的一端、GND引脚同时接所述二极管D2的阴极与所述电感L1的另一端、DR引脚同时接所述二极管D5的阴极与所述电容E1的一端，所述电容C2的另一端与所述电阻R6的另一端同时连接所述电感L1的另一端，所述电阻R7的另一端同时连接电源电压与所述电阻R14的另一端，所述电容E2的一端连接所述电阻R10的另一端，所述电阻R9的一端、所述电容C3的一端与所述电容E2的一端同时连接所述电感L1的一端，所述电容E1的另一端、二极管D2的阳极、电阻R9的另一端、电容C3的另一端与电容E2的另一端同时接地。
实施例中，优选：
所述单片机控制电路5包括单片机U2；
其中，所述单片机U2的输出端连接所述电阻R8的一端、二极管D8的阳极、二极管D4的阳极、发光二极管LED4的阴极、发光二极管LED3的阴极、发光二极管LED2的阴极与发光二极管LED1的阴极，所述单片机U2的输入端连接所述电感L1的一端、电阻R17的一端以及所述地线带电检测电路2、所述欠压检测电路3、按键电路8、过温检测电路10与模拟漏电信号电路6的输出端。
实施例中，优选：
所述漏电检测电路4包括第二互感器L2、第二互感器L3、所述电阻R17、电阻R22、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电容C6、电容C7与漏电检测芯片U3；
其中，所述漏电检测芯片U3的VR引脚接所述电阻R27的一端、IN引脚接所述电阻R26的一端、GND引脚与OD引脚同时通过所述电容C7接SC引脚、OS引脚同时接所述电阻R22的一端与所述电阻R17的另一端、VS引脚同时接所述电阻R21的另一端与所述电源电压，所述电阻R17的一端连接所述单片机U2的输出端，所述电阻R22的另一端连接所述二极管D4的阴极，所述第二互感器L2套设于底线PE上，所述第二互感器L3套设于零线L与火线N上，所述第二互感器L3的首端同时连接所述第二互感器L2的首端与所述电阻R26的另一端，所述第二互感器L3的尾端同时连接所述电阻R25的一端、所述电阻R27的另一端与所述电阻R24的一端，所述电阻R25的另一端连接所述第二互感器L2的首端，所述电阻R24的另一端连接所述第二互感器L2的尾端，所述电容C6的一端与所述漏电检测芯片U3的VS引脚连接，所述电容C7与所述电容C6的另一端接地。
实施例中，优选：
所述地线带电检测电路2包括安规电容CY1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q2、电阻R5与电阻R12；
其中，所述安规电容CY1的一端连接于所述地线PE、另一端连接于所述电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端同时连接所述电阻R3的一端与所述电阻R4的一端，所述电阻R3的另一端连接所述零线N，压敏电阻RV1的一端连接所述电阻R3的另一端、另一端连接所述保险丝F1的另一端，所述三极管Q2的基极连接所述电阻R4的另一端、集电极同时连接所述电阻R5的一端与所述电阻R12的另一端、发射极接地，所述电阻R5的另一端连接所述电源电压，所述电阻R12的一端连接所述单片机U2的输入端。
实施例中，优选：
所述欠压检测电路3包括电阻R28、电阻R16与电容C8；
所述模拟漏电信号电路6包括电阻R11、电阻R13、电阻R15、电容E4、三极管Q4以及穿过互感器的跳线P1与跳线P2；
所述电容E4的一端连接所述跳线P1、另一端接地，所述电阻R15的一端连接所述跳线P2、另一端同时连接所述电阻R11的一端与所述三极管Q4的集电极，所述电阻R11的另一端连接所述漏电检测芯片U3的VS引脚，所述电阻R13的一端连接所述单片机U2的输入端，所述三极管Q4的基极连接所述电阻R13的另一端、发射极接地；
所述电阻R28的一端连接所述电器线圈K2的另一端，所述电阻R16的一端与所述电阻R28的另一端同时连接所述电容C8的一端，所述单片机U2的输入端接于所述电阻R16与所述电阻R28之间，所述电阻R16的另一端与所述电容C8的另一端同时接地。
实施例中，优选：
所述按键电路8包括复位按键S1、测试按键S2、电阻R19与电阻R21；
所述过温检测电路10包括电阻R23与热敏电阻RT1；
所述电阻R23与所述热敏电阻RT1串联于所述漏电检测芯片U3的VS引脚与所述电阻R11之间，所述复位按键S1与所述电阻R19串联于所述所述电阻R11与所述电阻R21之间，所述测试按键S2与所述电阻R21串联连接，所述单片机U2的输入端接于所述电阻R23与所述热敏电阻RT1之间、所述复位按键S1与所述电阻R19之间以及所述测试按键S2与所述电阻R21之间，所述测试按键S2的另一端、复位按键S1的另一端与热敏电阻RT1的另一端同时接地。
本发明的有益效果是：解决了目前漏电保护插头因缺少检测地线带电保护、检测电压低过脱扣保护、断电或缺相自动脱扣保护以及自动检测自身电路故障并通过LED指示灯提示各种故障引起的脱扣保护等功能而带来较大的安全隐患的问题，能够在正常工作状态下实时监测因各种漏电或电路异常带来的安全隐患，并在出现异常时立即跳闸断开输出，并通过LED指示灯提示异常原因，以起到有效的安全防护。
附图说明
图1是本发明的一种智能三极断漏电保护插头电路的第一优选实施例的电路结构原理框图；
图2是本发明的一种智能三极断漏电保护插头电路的第一优选实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合图示对本发明的技术方案进行详述。
请参见图1所示，本实施例的智能三极断漏电保护插头电路，包括继电器开关电路1、按键电路8、LED指示灯电路9、用于控制继电器开关电路1与LED指示灯电路9分别执行脱扣断电与异常指示灯点亮动作的单片机控制电路5、用于向单片机控制电路5发送地线带电值信号的地线带电检测电路2、用于向单片机控制电路5发送输入电压值信号的欠压检测电路3、用于向单片机控制电路5发送输出后端电流值不平衡信号的漏电检测电路4、用于向漏电检测电路4发送模拟漏电信号的模拟漏电信号电路6、稳压电源电路7以及用于向单片机控制电路5发送热敏电阻RT1两端的电压变化对应的温度变化关系信号的过温检测电路10；
其中，单片机控制电路5与所述稳压电源电路7电连接欠压检测电路3、漏电检测电路4、模拟漏电信号电路6、按键电路8、LED指示灯电路9与过温检测电路10，继电器开关电路1、地线带电检测电路2与稳压电源电路7电连接单片机控制电路5，地线带电检测电路2、欠压检测电路3、稳压电源电路7与继电器开关电路1的一端电连接输入端，漏电检测电路4与继电器开关电路1的另一端电连接输出端，漏电检测电路4电连接模拟漏电信号电路6。
本实施例中，智能三极断漏电保护插头电路设有地线带电保护功能、电压过低保护功能、漏电保护功能、电路故障保护功能、缺相或断电保护功能以及温度过高保护功能。
优选，地线带电保护功能为当单片机控制电路5检测到地线的带电值高于指定安全电压值时，自动输出第一控制信号至继电器开关电路1与LED指示灯电路9，以控制继电器开关电路1与LED指示灯电路9分别执行脱扣断电与第一异常指示灯点亮的动作。
优选，电压过低保护功能为当单片机控制电路5检测到输入电压值低于指定工作电压值时，自动输出第二控制信号至继电器开关电路1与LED指示灯电路9，以控制继电器开关电路1与LED指示灯电路9分别执行脱扣断电与第二异常指示灯点亮的动作。
优选，漏电保护功能为当单片机控制电路5检测到输出后端的电流值不平衡(即有漏电)达到预设的漏电流值时，自动输出第三控制信号至继电器开关电路1与LED指示灯电路9，以控制继电器开关电路1与LED指示灯电路9分别执行脱扣断电与第三异常指示灯点亮的动作。
优选，电路故障保护功能为当模拟漏电信号电路6获得单片机控制电路5发送的模拟漏电信号时，模拟漏电信号电路6可模拟出漏电电流并经过漏电检测电路4，若单片机控制电路5无法检测出漏电检测电路4中漏电信号的触发输出，即可判断电路发生故障，单片机控制电路5自动输出第四控制信号至继电器开关电路1与LED指示灯电路9，以控制继电器开关电路1与LED指示灯电路9分别执行脱扣断电与第四异常指示灯点亮的动作；
以及，电路故障保护功能还为当继电器开关电路1执行脱扣断电的动作时，若单片机控制电路5无法通过欠压检测电路3正常的监测到电路的输入电压值变化，即可判断脱扣可控硅开路，从而判断脱扣继电器电路异常，单片机控制电路5自动输出第五控制信号至继电器开关电路1与LED指示灯电路9，以控制继电器开关电路1与LED指示灯电路9分别执行脱扣断电与第五异常指示灯点亮的动作。
优选，温度过高保护功能为当单片机控制电路5检测到热敏电阻RT1两端的电压值对应的温度值高于指定上限值时，自动输出第六控制信号至继电器开关电路1与LED指示灯电路9，以控制继电器开关电路1与LED指示灯电路9分别执行脱扣断电与第六异常指示灯点亮的动作。
优选，缺相或断电保护功能为当单片机控制电路5与稳压电源电路7检测到电源已经断开或无法形成回路状态时，即在外部供电电源断开后，通过自身电路的电容存储的电量来执行脱扣断开输出动作。自动输出第七控制信号至继电器开关电路1，以控制继电器开关电路1执行脱扣断电的动作，断开与后端的连通，起到安全保护作用。
优选，在每次外部电源切断后都能自动跳闸断开输出保护并重新来电后，单片机控制电路5将自动检测所有存在安全隐患的电路地线带电、电压过低、温度过高、漏电检测电路是否正常才会接通输出，否则不断开输出，起到有效的安全防护。
优选，单片机控制电路5能够在正常工作状态下实时监测地线带电、电压过低、温度过高、漏电检测电路、电路故障、输入电源缺相或断电等异常，在出现异常后立即跳闸断开输出，并通过LED指示灯提示异常原因；而当出现异常跳闸后，通过LED指示灯的异常提示即可直接让排查故障和维修人员直接知道引起电路安全保护跳闸的起因问题，以有效的降低故障的检修时间和成本。
可见，实施图1所描述的智能三极断漏电保护插头电路，解决了目前漏电保护插头因缺少检测地线带电保护、检测电压低过脱扣保护、断电或缺相自动脱扣保护以及自动检测自身电路故障并通过LED指示灯提示各种故障引起的脱扣保护等功能而带来较大的安全隐患的问题，能够在正常工作状态下实时监测因各种漏电或电路异常带来的安全隐患，并在出现异常时立即跳闸断开输出，并通过LED指示灯提示异常原因，以起到有效的安全防护。
此外，实施图1所描述的智能三极断漏电保护插头电路，在每次外部电源切断后都能自动跳闸断开输出保护，重新来电将自动检测所有存在安全隐患的电路地线带电、电压过低、温度过高、漏电检测电路是否正常才会接通输出，否则断开输出，起到有效的安全防护。
此外，实施图1所描述的智能三极断漏电保护插头电路，能够在工作状态下实时监测地线带电、电压过低、温度过高、漏电、电路故障、输入电源缺相或断电等异常，在出现异常后立即跳闸断开输出，并通过LED指示灯提示异常原因；而当出现异常跳闸后，通过LED指示灯的异常提示即可直接让排查故障和维修人员直接知道引起电路安全保护跳闸的起因问题，以有效的降低故障的检修时间和成本。
请参看图2所示，在本发明的实施例中，优选：
继电器开关电路1包括根据单片机控制电路5输出端输出的第一控制信号进行电路闭合与脱扣断电的闭合驱动电路11与脱扣驱动电路12，闭合驱动电路11与脱扣驱动电路12电连接单片机控制电路5。
请进一步查看图2所示，在本发明的实施例中，优选：
闭合驱动电路11包括二极管D1、继电器线圈K1、可控硅Q1、电容C1、电阻R1与电阻R8；
脱扣驱动电路12包括二极管D3、二极管D6、二极管D8、二极管D4、继电器线圈K2、可控硅Q5、可控硅Q3、电容E3、电容C9、电容C5、电阻R20、电阻R18与电阻R29；
其中，二极管D1的阳极连接保险丝F1的一端，保险丝F1的另一端连接火线L，二极管D1的阴极与继电器线圈K1的一端连接，可控硅Q1的阳极连接继电器线圈K1的另一端，可控硅Q1的阴极一端连接电阻R8的另一端，电容C1与电阻R1并联于可控硅Q1与电阻R8之间，电阻R20的一端同时连接二极管D6的阴极、可控硅Q3的阳极以及电容E3的一端，可控硅Q3的阴极一端连接继电器线圈K2的一端，可控硅Q3的阴极另一端连接二极管D8的阴极，电容C9与电阻R29并联于可控硅Q3与二极管D8之间，二极管D6的阳极与二极管D3的阴极连接继电器线圈K2的一端，继电器线圈K2的另一端连接可控硅Q5的阳极，可控硅Q5的阴极一端连接二极管D4的阴极，电容C5与电阻R18并联于可控硅Q5与二极管D4之间，可控硅Q1的阴极另一端、电阻R20的另一端、电容E3的另一端、二极管D3的阳极、可控硅Q5的阴极另一端、电容C1、电阻R1、电容C9、电阻R29、电容C5以及电阻R18同时接地。
本实施例中，继电器线圈K2的三组常开触点分别串联在火线L、零线N及地线PE上，在脱扣驱动电路12获取单片机控制电路5发送的控制信号之后，继电器线圈K2得电，继电器线圈K2的三组常开触点断开，从而切断火线L、零线N及地线PE三极的电源直至电路故障完全排除，能够有效的防止了触电的发生。
请进一步查看图2所示，在本发明的实施例中，优选：
LED指示灯电路9包括电阻R10、电阻R14以及根据单片机控制电路5输出端输出的第二控制信号进行发光的发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3与发光二极管LED4；
其中，发光二极管LED4的阴极、发光二极管LED3的阴极、发光二极管LED2的阴极与发光二极管LED1的阴极连接单片机控制电路5的输出端，电阻R10的一端同时与发光二极管LED3的阳极、发光二极管LED2的阳极以及发光二极管LED1的阳极连接，电阻R14的一端接与发光二极管LED4的阳极、另一端接电阻R10的另一端。
本实施例中，智能三极断漏电保护插头电路还具有记忆引起脱扣跳闸的故障，能够通过点亮不同LED指示灯来提示引起脱扣跳闸的起因问题，以下用4个LED闪烁状态分别代表不同故障引起电路跳闸脱扣的指示示例：
发光二极管LED1亮灯：提示地线带电；
发光二极管LED2、发光二极管LED3与发光二极管LED4灯全亮：提示正常工作状态电源接通状态；
发光二极管LED2、发光二极管LED3与发光二极管LED4灯全灭：断电状态；
发光二极管LED1灯闪烁：异常提示因地线带电引起跳闸；
发光二极管LED2灯闪烁：异常提示因过热引起跳闸；
发光二极管LED3灯闪烁：异常提示因漏电异常引起跳闸；
发光二极管LED4灯闪烁：异常提示因自身电路异常引起跳闸；
发光二极管LED2、发光二极管LED3与发光二极管LED4灯全闪烁：异常提示电源电压过低，无法正常工作。
请进一步查看图2所示，在本发明的实施例中，优选：
稳压电源电路7包括二极管D5、二极管D2、电容E1、电容C2、电容C3、电容E2、电阻R6、电阻R7、电阻R6、电阻R9、电感L1与稳压芯片U1；
稳压芯片U1的FB引脚同时接电阻R7的一端与电阻R6的一端、VCC引脚接电容C2的一端、GND引脚同时接二极管D2的阴极与电感L1的另一端、DR引脚同时接二极管D5的阴极与电容E1的一端，电容C2的另一端与电阻R6的另一端同时连接电感L1的另一端，电阻R7的另一端同时连接电源电压与电阻R14的另一端，电容E2的一端连接电阻R10的另一端，电阻R9的一端、电容C3的一端与电容E2的一端同时连接电感L1的一端，电容E1的另一端、二极管D2的阳极、电阻R9的另一端、电容C3的另一端与电容E2的另一端同时接地。
本实施例中，稳压芯片U1至少包括型号为BP8519C的高精度低待机功耗的非隔离降压型恒压芯片，芯片内部集成700V功率开关，采用PWM/PFM多模式控制技术与独有的电压电流控制技术，不仅能有效降低系统待机功耗，提高效率和动态性能，并减小系统工作在轻载时的噪声，还不需要外部环路补偿电容，即可实现优异的恒压特性，能够极大的节约了系统成本和体积。
请进一步查看图2所示，在本发明的实施例中，优选：
单片机控制电路5包括单片机U2；
其中，单片机U2的输出端连接电阻R8的一端、二极管D8的阳极、二极管D4的阳极、发光二极管LED4的阴极、发光二极管LED3的阴极、发光二极管LED2的阴极与发光二极管LED1的阴极，单片机U2的输入端连接电感L1的一端、电阻R17的一端以及地线带电检测电路2、欠压检测电路3、按键电路8、过温检测电路10与模拟漏电信号电路6的输出端。
本实施例中，单片机U2至少包括型号为STC8K108的STC8系列单片机芯片，STC8系列单片机芯片具有16脚，STC8系列单片机芯片的第1脚、第2脚、第3脚与第4脚分别接发光二极管LED4的阴极、发光二极管LED3的阴极、发光二极管LED2的阴极与发光二极管LED1的阴极，第5脚接地线带电检测电路2，第6脚接电感L1的一端，第7脚、第8脚与第16脚接按键电路8，第9脚接电阻R8的一端，第10脚接二极管D8的阳极，第11脚接二极管D4的阳极，第12脚接电阻R17的一端，第13脚接欠压检测电路3，第14脚接过温检测电路10，第15脚接模拟漏电信号电路6。
请进一步查看图2所示，在本发明的实施例中，优选：
漏电检测电路4包括第二互感器L2、第二互感器L3、电阻R17、电阻R22、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电容C6、电容C7与漏电检测芯片U3；
其中，漏电检测芯片U3的VR引脚接电阻R27的一端、IN引脚接电阻R26的一端、GND引脚与OD引脚同时通过电容C7接SC引脚、OS引脚同时接电阻R22的一端与电阻R17的另一端、VS引脚同时接电阻R21的另一端与电源电压，电阻R17的一端连接单片机U2的输出端，电阻R22的另一端连接二极管D4的阴极，第二互感器L2套设于底线PE上，第二互感器L3套设于零线L与火线N上，第二互感器L3的首端同时连接第二互感器L2的首端与电阻R26的另一端，第二互感器L3的尾端同时连接电阻R25的一端、电阻R27的另一端与电阻R24的一端，电阻R25的另一端连接第二互感器L2的首端，电阻R24的另一端连接第二互感器L2的尾端，电容C6的一端与漏电检测芯片U3的VS引脚连接，电容C7与电容C6的另一端接地。
本实施例中，漏电检测芯片U3的型号为DC54320，其具有8个引脚，工作时，当漏电检测芯片U3将第二互感器L2或第二互感器L3感应到的输出后端电流值信号通过电阻R17发送至单片机U2的第12脚之后，若单片机U2检测到输出后端的电流值达到预设值时，单片机U2的第1脚、第2脚、第3脚、第4脚、第9脚、第10脚与第11脚立即输出控制信号控制继电器开关电路1与LED指示灯电路9分别执行脱扣断电与异常指示灯点亮的动作，从而达到了保护人身安全的目的，而当漏电故障排除后，须重新按下按键电路8的RESET复位开关键，单片机U2输出控制信号，继电器线圈K1的三组常开触点闭合恢复给负载电器供电。
请进一步查看图2所示，在本发明的实施例中，优选：
地线带电检测电路2包括安规电容CY1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q2、电阻R5与电阻R12；
其中，安规电容CY1的一端连接于地线PE、另一端连接于电阻R2的一端，电阻R2的另一端同时连接电阻R3的一端与电阻R4的一端，电阻R3的另一端连接零线N，压敏电阻RV1的一端连接电阻R3的另一端、另一端连接保险丝F1的另一端，三极管Q2的基极连接电阻R4的另一端、集电极同时连接电阻R5的一端与电阻R12的另一端、发射极接地，电阻R5的另一端连接电源电压，电阻R12的一端连接单片机U2的输入端。
本实施例中，在电路运行时，若地线带电值大于安全电压时，三极管Q2的B极为高电平，三极管Q2的C极与E极之间导通，电阻R12的电压被拉低信号送去单片机U2，单片机U2得到地线带电信号，控制继电器线圈K1与继电器线圈K2，确保继电器线圈K2的三组常开触点断开，从而切断火线L、零线N及地线PE三极的电源直至电路故障完全排除。
请进一步查看图2所示，在本发明的实施例中，优选：
欠压检测电路3包括电阻R28、电阻R16与电容C8；
模拟漏电信号电路6包括电阻R11、电阻R13、电阻R15、电容E4、三极管Q4以及穿过互感器的跳线P1与跳线P2；
电容E4的一端连接跳线P1、另一端接地，电阻R15的一端连接跳线P2、另一端同时连接电阻R11的一端与三极管Q4的集电极，电阻R11的另一端连接漏电检测芯片U3的VS引脚，电阻R13的一端连接单片机U2的输入端，三极管Q4的基极连接电阻R13的另一端、发射极接地；
电阻R28的一端连接电器线圈K2的另一端，电阻R16的一端与电阻R28的另一端同时连接电容C8的一端，单片机U2的输入端接于电阻R16与电阻R28之间，电阻R16的另一端与电容C8的另一端同时接地。
本实施例中，在电路运行时，当输入电压值低于正常工作所需电压时，继电器线圈K1不得电，继电器线圈K2得电，继电器线圈K2的三组常开触点断开，从而切断火线L、零线N及地线PE三极的电源直至电路故障完全排除。
请进一步查看图2所示，在本发明的实施例中，优选：
按键电路8包括复位按键S1、测试按键S2、电阻R19与电阻R21；
过温检测电路10包括电阻R23与热敏电阻RT1；
电阻R23与热敏电阻RT1串联于漏电检测芯片U3的VS引脚与电阻R11之间，复位按键S1与电阻R19串联于电阻R11与电阻R21之间，测试按键S2与电阻R21串联连接，单片机U2的输入端接于电阻R23与热敏电阻RT1之间、复位按键S1与电阻R19之间以及测试按键S2与电阻R21之间，测试按键S2的另一端、复位按键S1的另一端与热敏电阻RT1的另一端同时接地。
本实施例中，在电路运行时，当热敏电阻RT1所感应的温度大于正常工作的极限温度值时，即热敏电阻RT1的电阻值减小到一定值及单片机U2的14脚由高电位降低到设定值时，继电器线圈K1不得电，三组常开触点断开，从而切断火线L、零线N及地线PE三极的电源直至电路故障完全排除；而当热敏电阻RT1所感应的温度小于正常工作的极限温度值时，热敏电阻RT1返升到一定值，继电器开关电路1导通，继电器线圈K1得电工作，三组常开触点闭合恢复正常供电；
以及，在按键电路8重新按下复位按键S1之后，才能够恢复合闸供电，有效保护了人身安全；在继电器开关电路1脱扣断电后，按键电路8的输入端为高电平，按键电路8的输出端为低电平，即切断短路了漏电保护电路的电源；当漏电故障排除后，按下复位按键S1，继电器开关电路1导通，继电器线圈K1得电工作，三组常开触点闭合导通恢复供电状态。
可见，实施图2所描述的智能三极断漏电保护插头电路，解决了目前漏电保护插头因缺少检测地线带电保护、检测电压低过脱扣保护、断电或缺相自动脱扣保护以及自动检测自身电路故障并通过LED指示灯提示各种故障引起的脱扣保护等功能而带来较大的安全隐患的问题，能够在正常工作状态下实时监测因各种漏电或电路异常带来的安全隐患，并在出现异常时立即跳闸断开输出，并通过LED指示灯提示异常原因，以起到有效的安全防护。
此外，实施图2所描述的智能三极断漏电保护插头电路，具有着功耗小，温升低，抗干扰能力强，电路简单的优势，有利于智能三极断漏电保护插头更加便捷和安全的使用。
此外，实施图2所描述的智能三极断漏电保护插头电路，通过采用PWM/PFM多模式控制技术与独有的电压电流控制技术，不仅能有效降低系统待机功耗，提高效率和动态性能，并减小系统工作在轻载时的噪声，还不需要外部环路补偿电容，即可实现优异的恒压特性，能够极大的节约了系统成本和体积。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能三极断漏电保护插头电路，其特征在于：包括继电器开关电路(1)、按键电路(8)、LED指示灯电路(9)、用于控制所述继电器开关电路(1)与所述LED指示灯电路(9)分别执行脱扣断电与异常指示灯点亮动作的单片机控制电路(5)、用于向所述单片机控制电路(5)发送地线带电值信号的地线带电检测电路(2)、用于向所述单片机控制电路(5)发送输入电压值信号的欠压检测电路(3)、用于向所述单片机控制电路(5)发送输出后端电流值不平衡信号的漏电检测电路(4)、用于向所述漏电检测电路(4)发送模拟漏电信号的模拟漏电信号电路(6)、稳压电源电路(7)以及用于向所述单片机控制电路(5)发送热敏电阻RT1两端的电压变化对应的温度变化关系信号的过温检测电路(10)；
其中，所述单片机控制电路(5)与所述稳压电源电路(7)电连接所述欠压检测电路(3)、漏电检测电路(4)、模拟漏电信号电路(6)、按键电路(8)、LED指示灯电路(9)与过温检测电路(10)，所述继电器开关电路(1)、地线带电检测电路(2)与稳压电源电路(7)电连接所述单片机控制电路(5)，所述地线带电检测电路(2)、欠压检测电路(3)、稳压电源电路(7)与继电器开关电路(1)的一端电连接输入端，所述漏电检测电路(4)与所述继电器开关电路(1)的另一端电连接输出端，所述漏电检测电路(4)电连接所述模拟漏电信号电路(6)。
2.根据权利要求1所述的智能三极断漏电保护插头电路，其特征在于：
所述继电器开关电路(1)包括根据所述单片机控制电路(5)输出端输出的第一控制信号进行输出闭合的闭合驱动电路(11)与断开输出的脱扣驱动电路(12)，所述闭合驱动电路(11)与所述脱扣驱动电路(12)电连接所述单片机控制电路(5)。
3.根据权利要求2所述的智能三极断漏电保护插头电路，其特征在于：
所述闭合驱动电路(11)包括二极管D1、继电器线圈K1、可控硅Q1、电容C1、电阻R1与电阻R8；
所述脱扣驱动电路(12)包括二极管D3、二极管D6、二极管D8、二极管D4、继电器线圈K2、可控硅Q5、可控硅Q3、电容E3、电容C9、电容C5、电阻R20、电阻R18与电阻R29；
其中，所述二极管D1的阳极连接保险丝F1的一端，所述保险丝F1的另一端连接所述火线L，所述二极管D1的阴极与所述继电器线圈K1的一端连接，所述可控硅Q1的阳极连接所述继电器线圈K1的另一端，所述可控硅Q1的阴极一端连接所述电阻R8的另一端，所述电容C1与所述电阻R1并联于所述可控硅Q1与所述电阻R8之间，所述电阻R20的一端同时连接所述二极管D6的阴极、所述可控硅Q3的阳极以及所述电容E3的一端，所述可控硅Q3的阴极一端连接所述继电器线圈K2的一端，所述可控硅Q3的阴极另一端连接所述二极管D8的阴极，所述电容C9与所述电阻R29并联于所述可控硅Q3与所述二极管D8之间，所述二极管D6的阳极与所述二极管D3的阴极连接所述继电器线圈K2的一端，所述继电器线圈K2的另一端连接所述可控硅Q5的阳极，所述可控硅Q5的阴极一端连接所述二极管D4的阴极，所述电容C5与所述电阻R18并联于所述可控硅Q5与所述二极管D4之间，所述可控硅Q1的阴极另一端、电阻R20的另一端、电容E3的另一端、二极管D3的阳极、可控硅Q5的阴极另一端、电容C1、电阻R1、电容C9、电阻R29、电容C5以及电阻R18同时接地。
4.根据权利要求3所述的智能三极断漏电保护插头电路，其特征在于：
所述LED指示灯电路(9)包括电阻R10、电阻R14以及根据所述单片机控制电路(5)输出端输出的第二控制信号进行发光的发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3与发光二极管LED4；
其中，所述发光二极管LED4的阴极、发光二极管LED3的阴极、发光二极管LED2的阴极与发光二极管LED1的阴极连接所述单片机控制电路(5)的输出端，所述电阻R10的一端同时与所述发光二极管LED3的阳极、所述发光二极管LED2的阳极以及所述发光二极管LED1的阳极连接，所述电阻R14的一端接与所述发光二极管LED4的阳极、另一端接所述电阻R10的另一端。
5.根据权利要求4所述的智能三极断漏电保护插头电路，其特征在于：
所述稳压电源电路(7)包括二极管D5、二极管D2、电容E1、电容C2、电容C3、电容E2、电阻R6、电阻R7、电阻R6、电阻R9、电感L1与稳压芯片U1；
所述稳压芯片U1的FB引脚同时接所述电阻R7的一端与所述电阻R6的一端、VCC引脚接所述电容C2的一端、GND引脚同时接所述二极管D2的阴极与所述电感L1的另一端、DR引脚同时接所述二极管D5的阴极与所述电容E1的一端，所述电容C2的另一端与所述电阻R6的另一端同时连接所述电感L1的另一端，所述电阻R7的另一端同时连接电源电压与所述电阻R14的另一端，所述电容E2的一端连接所述电阻R10的另一端，所述电阻R9的一端、所述电容C3的一端与所述电容E2的一端同时连接所述电感L1的一端，所述电容E1的另一端、二极管D2的阳极、电阻R9的另一端、电容C3的另一端与电容E2的另一端同时接地。
6.根据权利要求5所述的智能三极断漏电保护插头电路，其特征在于：
所述单片机控制电路(5)包括单片机U2；
其中，所述单片机U2的输出端连接所述电阻R8的一端、二极管D8的阳极、二极管D4的阳极、发光二极管LED4的阴极、发光二极管LED3的阴极、发光二极管LED2的阴极与发光二极管LED1的阴极，所述单片机U2的输入端连接所述电感L1的一端、电阻R17的一端以及所述地线带电检测电路(2)、所述欠压检测电路(3)、按键电路(8)、过温检测电路(10)与模拟漏电信号电路(6)的输出端。
7.根据权利要求6所述的智能三极断漏电保护插头电路，其特征在于：
所述漏电检测电路(4)包括第二互感器L2、第二互感器L3、所述电阻R17、电阻R22、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电容C6、电容C7与漏电检测芯片U3；
其中，所述漏电检测芯片U3的VR引脚接所述电阻R27的一端、IN引脚接所述电阻R26的一端、GND引脚与OD引脚同时通过所述电容C7接SC引脚、OS引脚同时接所述电阻R22的一端与所述电阻R17的另一端、VS引脚同时接所述电阻R21的另一端与所述电源电压，所述电阻R17的一端连接所述单片机U2的输出端，所述电阻R22的另一端连接所述二极管D4的阴极，所述第二互感器L2套设于底线PE上，所述第二互感器L3套设于零线L与火线N上，所述第二互感器L3的首端同时连接所述第二互感器L2的首端与所述电阻R26的另一端，所述第二互感器L3的尾端同时连接所述电阻R25的一端、所述电阻R27的另一端与所述电阻R24的一端，所述电阻R25的另一端连接所述第二互感器L2的首端，所述电阻R24的另一端连接所述第二互感器L2的尾端，所述电容C6的一端与所述漏电检测芯片U3的VS引脚连接，所述电容C7与所述电容C6的另一端接地。
8.根据权利要求7所述的智能三极断漏电保护插头电路，其特征在于：
所述地线带电检测电路(2)包括安规电容CY1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q2、电阻R5与电阻R12；
其中，所述安规电容CY1的一端连接于所述地线PE、另一端连接于所述电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端同时连接所述电阻R3的一端与所述电阻R4的一端，所述电阻R3的另一端连接所述零线N，压敏电阻RV1的一端连接所述电阻R3的另一端、另一端连接所述保险丝F1的另一端，所述三极管Q2的基极连接所述电阻R4的另一端、集电极同时连接所述电阻R5的一端与所述电阻R12的另一端、发射极接地，所述电阻R5的另一端连接所述电源电压，所述电阻R12的一端连接所述单片机U2的输入端。
9.根据权利要求8所述的智能三极断漏电保护插头电路，其特征在于：
所述欠压检测电路(3)包括电阻R28、电阻R16与电容C8；
所述模拟漏电信号电路(6)包括电阻R11、电阻R13、电阻R15、电容E4、三极管Q4以及穿过互感器的跳线P1与跳线P2；
所述电容E4的一端连接所述跳线P1、另一端接地，所述电阻R15的一端连接所述跳线P2、另一端同时连接所述电阻R11的一端与所述三极管Q4的集电极，所述电阻R11的另一端连接所述漏电检测芯片U3的VS引脚，所述电阻R13的一端连接所述单片机U2的输入端，所述三极管Q4的基极连接所述电阻R13的另一端、发射极接地；
所述电阻R28的一端连接所述电器线圈K2的另一端，所述电阻R16的一端与所述电阻R28的另一端同时连接所述电容C8的一端，所述单片机U2的输入端接于所述电阻R16与所述电阻R28之间，所述电阻R16的另一端与所述电容C8的另一端同时接地。
10.根据权利要求9所述的智能三极断漏电保护插头电路，其特征在于：
所述按键电路(8)包括复位按键S1、测试按键S2、电阻R19与电阻R21；
所述过温检测电路(10)包括电阻R23与热敏电阻RT1；
所述电阻R23与所述热敏电阻RT1串联于所述漏电检测芯片U3的VS引脚与所述电阻R11之间，所述复位按键S1与所述电阻R19串联于所述所述电阻R11与所述电阻R21之间，所述测试按键S2与所述电阻R21串联连接，所述单片机U2的输入端接于所述电阻R23与所述热敏电阻RT1之间、所述复位按键S1与所述电阻R19之间以及所述测试按键S2与所述电阻R21之间，所述测试按键S2的另一端、复位按键S1的另一端与热敏电阻RT1的另一端同时接地。
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