CN111355220B - 一种脱扣控制装置、电源系统及其脱扣控制方法 - Google Patents

一种脱扣控制装置、电源系统及其脱扣控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种脱扣控制装置、电源系统及其脱扣控制方法，该装置包括：限流降压单元，用于对交流电源的火线输出的交流电进行限流降压处理，得到第一交流电；漏电检测单元，用于对交流电经限流降压处理得到的第一交流电进行漏电检测，得到漏电检测值；交流过零检测单元，用于对交流电经限流降压处理得到的第一交流电进行过零检测，得到过零检测值；控制单元，用于根据漏电检测值和过零检测值，控制电源系统的脱扣器脱扣。本发明的方案，可以解决过零检测电路的结构复杂的问题，达到简化过零检测电路的结构的效果。

Description

一种脱扣控制装置、电源系统及其脱扣控制方法
技术领域
本发明属于电源控制技术领域，具体涉及一种脱扣控制装置、电源系统及其脱扣控制方法，尤其涉及一种过零检测电路及漏电故障脱扣方法、装置、存储介质及电源系统。
背景技术
过零检测指的是在交流系统中，当波形从正半周向负半周转换时，经过零点时，系统作出的检测。过零检测可作为开关电路的开关检测或者频率检测，比如：开关或者继电器可以在零点关闭或者断开，能有效提高开关或者继电器的使用寿命，减少电火花的产生。但一些过零检测电路的结构比较复杂，且仅能用于进行过零检测。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述缺陷，提供一种脱扣控制装置、电源系统及其脱扣控制方法，以解决过零检测电路的结构复杂的问题，达到简化过零检测电路的结构的效果。
本发明提供一种脱扣控制装置，包括：漏电检测单元、交流过零检测单元、限流降压单元和控制单元；其中，限流降压单元，用于对交流电源的火线输出的交流电进行限流降压处理，得到第一交流电；漏电检测单元，用于对交流电经限流降压处理得到的第一交流电进行漏电检测，得到漏电检测值；交流过零检测单元，用于对交流电经限流降压处理得到的第一交流电进行过零检测，得到过零检测值；控制单元，用于根据漏电检测值和过零检测值，控制电源系统的脱扣器脱扣。
可选地，漏电检测单元，包括：第一电容模块，第二电容模块，漏电检测芯片，阻容并联模块，第一电阻模块和零序互感器；其中，漏电检测芯片的第一引脚，经第一电容模块后接交流电源的零线，并连接至零序互感器的漏电信号端；漏电检测芯片的第二引脚，经第二电容模块后连接至交流过零检测电路，经第二电容模块后再经限流降压单元后连接至交流电源的火线；漏电检测芯片的第三引脚，连接至交流过零检测电路；漏电检测芯片的第四引脚，连接至零序互感器的第一连接端；漏电检测芯片的第五引脚，经第一电阻模块后连接至零序互感器的第二连接端；漏电检测芯片的第六引脚，经阻容模块后连接至第一电阻模块远离零序互感器的一端。
可选地，交流过零检测单元，包括：二极管模块，第二电阻模块，第三电阻模块，第四电阻模块和第三电容模块；其中，二极管模块的阴极，连接至限流降压单元与漏电检测单元的公共端；二极管模块的阳极，经第二电阻模块后再经第四电阻模块连接至直流电源，经第二电阻模块和第三电阻模块后接过零信号，并经第二电阻模块和第三电阻模块后还接交流电源的零线。
可选地，限流降压单元，包括：限流降压电阻；交流电源的火线经限流降压电阻后，分别连接至漏电检测单元和交流过零检测单元。
可选地，控制单元控制电源系统的脱扣器脱扣，包括：确定漏电检测值是否属于设定的漏电异常范围；若漏电检测值属于设定的漏电异常范围，则确定设定检测点处的电压是否降低至设定检测点处的设定阈值；其中，设定检测点，包括：交流电源的火线对零线的电压峰值检测点，漏电检测单元中的第一检测点，以及交流过零检测单元中的第二检测点；若设定检测点处的电压降低至设定检测点处的设定阈值，则延时发起用于控制电源系统的脱扣器脱扣的脱扣信号，以使电源系统的脱扣器在接收到该脱扣信号的情况下实现脱扣。
可选地，控制单元确定设定检测点处的电压是否降低至设定检测点处的设定阈值，包括：确定交流电源的火线对零线的电压峰值检测点处火线对零线的电压峰值是否降低至第一设定值；若交流电源的火线对零线的电压峰值检测点处火线对零线的电压峰值降低至第一设定值，则确定漏电检测单元中的第一检测点处的漏电检测值是否由第二设定值降低至第三设定值；若漏电检测单元中的第一检测点处的漏电检测值由第二设定值降低至第三设定值，则确定交流过零检测单元中的第二检测点处的过零检测值是否由第四设定值降低至第五设定值以下；若交流过零检测单元中的第二检测点处的过零检测值由第四设定值降低至第五设定值以下，则确定设定检测点处的电压降低至设定检测点处的设定阈值。
与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种电源系统，包括：以上所述的脱扣控制装置。
与上述电源系统相匹配，本发明再一方面提供一种电源系统的脱扣控制方法，包括：通过限流降压单元，对交流电源的火线输出的交流电进行限流降压处理，得到第一交流电；通过漏电检测单元，对交流电经限流降压处理得到的第一交流电进行漏电检测，得到漏电检测值；通过交流过零检测单元，对交流电经限流降压处理得到的第一交流电进行过零检测，得到过零检测值；通过控制单元，根据漏电检测值和过零检测值，控制电源系统的脱扣器脱扣。
可选地，通过控制单元控制电源系统的脱扣器脱扣，包括：确定漏电检测值是否属于设定的漏电异常范围；若漏电检测值属于设定的漏电异常范围，则确定设定检测点处的电压是否降低至设定检测点处的设定阈值；其中，设定检测点，包括：交流电源的火线对零线的电压峰值检测点，漏电检测单元中的第一检测点，以及交流过零检测单元中的第二检测点；若设定检测点处的电压降低至设定检测点处的设定阈值，则延时发起用于控制电源系统的脱扣器脱扣的脱扣信号，以使电源系统的脱扣器在接收到该脱扣信号的情况下实现脱扣。
可选地，通过控制单元确定设定检测点处的电压是否降低至设定检测点处的设定阈值，包括：确定交流电源的火线对零线的电压峰值检测点处火线对零线的电压峰值是否降低至第一设定值；若交流电源的火线对零线的电压峰值检测点处火线对零线的电压峰值降低至第一设定值，则确定漏电检测单元中的第一检测点处的漏电检测值是否由第二设定值降低至第三设定值；若漏电检测单元中的第一检测点处的漏电检测值由第二设定值降低至第三设定值，则确定交流过零检测单元中的第二检测点处的过零检测值是否由第四设定值降低至第五设定值以下；若交流过零检测单元中的第二检测点处的过零检测值由第四设定值降低至第五设定值以下，则确定设定检测点处的电压降低至设定检测点处的设定阈值。
本发明的方案，通过在漏电检测电路的基础上，融合交流过零检测电路，使漏电检测电路和交流过零检测电路共用限流降压电阻，可以减少元件，减少PCB和空间占用，简化结构。
进一步，本发明的方案，通过在漏电检测电路的基础上，融合交流过零检测电路，使漏电检测电路和交流过零检测电路共用限流降压电阻，在交流电压过零时负载电流较小，在交流电压过零时脱扣器脱扣，可以避免在大电流时脱扣器脱扣产生电火花，在交流电压过零时脱扣也可延长脱扣器寿命。
进一步，本发明的方案，通过在漏电检测电路的基础上，融合交流过零检测电路，使漏电检测电路和交流过零检测电路共用限流降压电阻，过零检测电路与漏电检测电路相融合，可以减少元件，可以减小PCB及占用空间，可以在交流电压过零时脱扣器脱扣以延长脱扣器寿命。
由此，本发明的方案，通过在漏电检测电路的基础上，融合交流过零检测电路，使漏电检测电路和交流过零检测电路共用限流降压电阻，解决过零检测电路的结构复杂的问题，达到简化过零检测电路的结构的效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的脱扣控制装置的一实施例的结构示意图；
图2为典型非隔离过零检测电路的结构示意图；
图3为基于FAN4146的漏电检测电路的结构示意图；
图4为本发明的脱扣控制装置的一具体实施例的结构示意图，具体为FAN4146漏电检测电路与交流电压过零检测电路融合的结构示意图；
图5为本发明的脱扣控制装置的一实施例的漏电检测过零脱扣流程示意图；
图6为本发明的脱扣控制装置的一实施例的各测试点的示波器波形示意图；
图7为本发明的脱扣控制装置的一实施例的各测试点的示波器波形示意图；
图8为本发明的脱扣控制方法的一实施例的流程示意图；
图9为本发明的方法中通过控制单元控制电源系统的脱扣器脱扣的一实施例的流程示意图；
图10为本发明的方法中通过控制单元确定设定检测点处的电压是否降低至设定检测点处的设定阈值的一实施例的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种脱扣控制装置。参见图1所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。该脱扣控制装置可以包括：漏电检测单元、交流过零检测单元、限流降压单元和控制单元。漏电检测单元和交流过零检测单元，分别与限流降压单元连接，限流降压单元作为漏电检测单元与交流过零检测单元的共用限流降压单元。控制单元分别连接至漏电检测单元和交流过零检测单元。
在一个可选例子中，限流降压单元，如图4中的限流降压电阻R1，可以用于对交流电源的火线输出的交流电进行限流降压处理，得到第一交流电。
可选地，限流降压单元，可以包括：限流降压电阻。交流电源的火线经限流降压电阻后，分别连接至漏电检测单元和交流过零检测单元。
例如：漏电检测电路和交流过零检测电路共用限流降压电阻，可以减少元件，减少PCB和空间占用。如图4中电源火线接至电阻R1的一端。电阻R1的另一端接至漏电芯片FAN4146的第3引脚(即漏电芯片的LINE引脚)。
由此，通过限流降压电阻，使漏电检测电路和交流过零检测电路共用，可以减少漏电检测电路和交流过零检测电路的整体元件，减小体积和占用空间。
在一个可选例子中，漏电检测单元，可以用于对交流电经限流降压处理得到的第一交流电进行漏电检测，得到漏电检测值。可选地，漏电检测单元，可以包括：第一电容模块如图4中的电容C1，第二电容模块如图4中的电容C2，漏电检测芯片如图4中的漏电检测芯片FAN4146，阻容并联模块如图4中的电阻Rset及与其并联的电容，第一电阻模块如图4中的电容C1和零序互感器如图4中的零序互感器。
其中，漏电检测芯片的第一引脚，经第一电容模块后接交流电源的零线(如图4中的零线Line Neutral)，并连接至零序互感器的漏电信号端。漏电检测芯片的第二引脚，经第二电容模块后连接至交流过零检测电路，经第二电容模块后再经限流降压单元后连接至交流电源的火线(如图4中的火线Line Hot)。漏电检测芯片的第三引脚，连接至交流过零检测电路。漏电检测芯片的第四引脚，连接至零序互感器的第一连接端。漏电检测芯片的第五引脚，经第一电阻模块后连接至零序互感器的第二连接端。漏电检测芯片的第六引脚，经阻容模块后连接至第一电阻模块远离零序互感器的一端。
例如：如图4所示，在FAN4146的漏电检测电路的基础上，融合交流过零检测电路，交流过零检测电路的地为零线(Line Neutral)，当发生漏电故障时，在交流电压过零时脱扣。电源火线接至电阻R1的一端。电阻R1的另一端接至漏电芯片FAN4146的第3引脚(即漏电芯片的LINE引脚)。
由此，通过第一电容模块、第二电容模块、漏电检测芯片、阻容并联模块、第一电阻模块和零序互感器进行漏电检测，体积小，占用空间小，且可以实现可靠地漏电检测。
在一个可选例子中，交流过零检测单元，可以用于对交流电经限流降压处理得到的第一交流电进行过零检测，得到过零检测值。可选地，交流过零检测单元，可以包括：二极管模块如图4中的二极管D1，第二电阻模块如图4中的电阻R10，第三电阻模块如图4中的电阻R11，第四电阻模块如图4中的电阻R12和第三电容模块如图4中的电容C10。
其中，二极管模块的阴极，连接至限流降压单元与漏电检测单元的公共端。二极管模块的阳极，经第二电阻模块后再经第四电阻模块连接至直流电源，经第二电阻模块和第三电阻模块后接过零信号，并经第二电阻模块和第三电阻模块后还接交流电源的零线。
例如：图4中，+3.3V的电源电压接至电阻R12的一端，电阻R12的另一端与电阻R10的一端及电阻R11的一端连接。电阻R11的另一端接至滤波电容C10后接至主控单元。电阻R10的另一端和二极管D1的阳极连接。二极管D1的阴极与FAN4146漏电芯片的第3引脚相(即漏电芯片的LINE引脚)连接。交流过零检测电路的地与电源零线(Line Neutral)连接。
由此，通过二极管模块、第二电阻模块、第三电阻模块、第四电阻模块和第三电容模块构成交流过零信号检测电路，占用空间小，且可以实现可靠地过零检测。
在一个可选例子中，控制单元，可以用于根据漏电检测值和过零检测值，在电源系统发生漏电故障的情况下，控制电源系统的脱扣器脱扣。
例如：可以在FAN4146的漏电检测电路的基础上，融合交流过零检测电路，漏电检测电路和交流过零检测电路共用限流降压电阻，可以减少元件，减少PCB和空间占用。
由此，通过融合漏电检测单元和交流过零检测单元，并共用限流降压单元，对交流电经限流降压处理得到的第一交流电进行漏电检测和过零检测，并在电源系统发生漏电故障的情况下控制电源系统的脱扣器脱扣，漏电检测单元和交流过零检测单元各自的结构相对得以简化、各自的体积和占用空间均减小了，且可以基于过零检测和漏电检测实现脱扣控制。
可选地，控制单元控制电源系统的脱扣器脱扣，可以包括：
控制单元，具体还可以用于确定漏电检测值是否属于设定的漏电异常范围。
更可选地，控制单元确定设定检测点处的电压是否降低至设定检测点处的设定阈值，可以包括：
控制单元，具体还可以用于确定交流电源的火线对零线的电压峰值检测点处火线对零线的电压峰值是否降低至第一设定值。第一设定值，如90V。
例如：漏电电路检测到有漏电异常发生，漏电电路发送漏电信号至主控单元。电源火线对零线电压峰值降至低于90V。
控制单元，具体还可以用于若交流电源的火线对零线的电压峰值检测点处火线对零线的电压峰值降低至第一设定值，则确定漏电检测单元中的第一检测点处的漏电检测值是否由第二设定值降低至第三设定值。图4中的A点的第二设定值如12V，第三设定值如0V。
控制单元，具体还可以用于若漏电检测单元中的第一检测点处的漏电检测值由第二设定值降低至第三设定值，则确定交流过零检测单元中的第二检测点处的过零检测值是否由第四设定值降低至第五设定值以下。
例如：漏电电路检测到有漏电异常发生，漏电电路发送漏电信号至主控单元。电源火线对零线电压峰值降至低于90V。图4中的A点电压由12V降至0V。
控制单元，具体还可以用于若交流过零检测单元中的第二检测点处的过零检测值由第四设定值降低至第五设定值以下，则确定设定检测点处的电压降低至设定检测点处的设定阈值。
例如：漏电电路检测到有漏电异常发生，漏电电路发送漏电信号至主控单元。电源火线对零线电压峰值降至低于90V。图4中的A点电压由12V降至0V。图4中的C点电压由3.3V降至2V以下。其中，当图4中的A点电压接近0V时，图4中的C点电压为1.95V。当图4中的A点电压接近12V时，图4中的C点电压为3.3V。当主控单元检测到过零信号为1.95V(或者低于2V)，再延时一段时间T延时，则为交流电压过零点。T补偿可由测试得到一个确定值，范围1ms～4ms。
当然，电源电压+3.3V，可根据实际使用需求改为其它电压，一般在3.3V～24V范围内；电源电压+3.3V若改变，则图4中的电阻R10和电阻R12可能需要调整阻值；图4中的电阻R1、电阻R11的阻值也可以根据实际使用需求灵活调整。
由此，通过确定设定检测点处的电压是否降低至设定检测点处的设定阈值，以在在交流电压过零时脱扣器脱扣，可以避免在大电流时脱扣器脱扣产生电火花，在交流电压过零时脱扣也可延长脱扣器寿命。
控制单元，具体还可以用于若漏电检测值属于设定的漏电异常范围，则确定设定检测点处的电压是否降低至设定检测点处的设定阈值。其中，设定检测点，可以包括：交流电源的火线对零线的电压峰值检测点，漏电检测单元中的第一检测点如图4中的A点，以及交流过零检测单元中的第二检测点如图4中的C点。例如：在漏电检测和过零检测的过程中，各测试点如图4中的测试点A、图4中的测试点B、图4中的测试点C和图4中的测试点D。
例如：漏电电路检测到有漏电异常发生，漏电电路发送漏电信号至主控单元。
控制单元，具体还可以用于若设定检测点处的电压降低至设定检测点处的设定阈值，则延时发起可以用于控制电源系统的脱扣器脱扣的脱扣信号，以使电源系统的脱扣器在接收到该脱扣信号的情况下实现脱扣。例如：漏电电路检测到有漏电异常发生，漏电电路发送漏电信号至主控单元。电源火线对零线电压峰值降至低于90V。图4中的A点电压由12V降至0V。图4中的C点电压由3.3V降至2V以下。主控单元开始计时。计时经过时间T延时后，主控单元发出脱扣信号。
例如：当发生漏电故障时，在交流电压过零时脱扣器脱扣。由于在交流电压过零时负载电流较小，在交流电压过零时脱扣器脱扣，可以避免在大电流时脱扣器脱扣产生电火花，在交流电压过零时脱扣也可延长脱扣器寿命。也就是说，过零检测电路与漏电检测电路相融合，可以减少元件，可以减小PCB及占用空间，可以在交流电压过零时脱扣器脱扣以延长脱扣器寿命。
由此，通过融合漏电检测单元和交流过零检测单元，并共用限流降压单元，对交流电经限流降压处理得到的第一交流电进行漏电检测和过零检测，在电源系统发生漏电故障的情况下控制电源系统的脱扣器脱扣，可以在交流电压过零时脱扣器脱扣，以避免在大电流时脱扣器脱扣产生电火花，并可以延长脱扣器寿命。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过在漏电检测电路的基础上，融合交流过零检测电路，使漏电检测电路和交流过零检测电路共用限流降压电阻，可以减少元件，减少PCB和空间占用，简化结构。
根据本发明的实施例，还提供了对应于脱扣控制装置的一种电源系统。该电源系统可以包括：以上所述的脱扣控制装置。
图2为典型非隔离过零检测电路的结构示意图。
如图2所示，一种典型的非隔离过零检测电路，可以通过电阻R1(即限流降压电阻R1)限流降压，且与电阻R2(即分压电阻R2)分压，从而火线电压过零时，电阻R2两端的电压接近0V，三极管Q6关掉，发出高电平过零信号给主控单元。
图2中，过零检测电路的限流降压电阻R1，需要承受交流电网的电压，一般需要阻值100K以上，额定功率需要1W以上，因此限流降压电阻R1的体积较大，占用的PCB空间也较多。
图3为基于FAN4146的漏电检测电路的结构示意图。
图3中，漏电检测芯片FAN4146，是Fairchild公司的漏电检测芯片。只需要很少的外部元件，就能实现交流电漏电故障检测，是一种超小型、低成本的漏电检测应用解决方案。电阻R1也是限流降压电阻，厂家推荐阻值为174KΩ，功率需大于0.25W。
在一个可选实施方式中，本发明的方案，提供一种过零检测电路及漏电故障脱扣方法，可以在FAN4146的漏电检测电路的基础上，融合交流过零检测电路，漏电检测电路和交流过零检测电路共用限流降压电阻，可以减少元件，减少PCB和空间占用。
具体地，当发生漏电故障时，在交流电压过零时脱扣器脱扣。由于在交流电压过零时负载电流较小，在交流电压过零时脱扣器脱扣，可以避免在大电流时脱扣器脱扣产生电火花，在交流电压过零时脱扣也可延长脱扣器寿命。也就是说，过零检测电路与漏电检测电路相融合，可以减少元件，可以减小PCB及占用空间，可以在交流电压过零时脱扣器脱扣以延长脱扣器寿命。
下面结合图4至图7所示的例子，对本发明的方案的具体实现过程进行示例性说明。
图4为FAN4146漏电检测电路与交流电压过零检测电路融合的结构示意图。
图4种，电容C1、C2的作用就是滤波，滤除外界的干扰信号；电阻Rset将感应变压器的次级绕组电流在引脚6(即引脚AmpOut)处转换成电压。电阻Rset和电阻Rin一起决定了漏电保护电流值和误差，例如电网电压为220VAC时，Rset＝511KΩ，Rin＝470Ω，则漏电保护值为5mA(即漏电电流达到5mA及以上，则发生保护)。
如图4所示，在FAN4146的漏电检测电路的基础上，融合交流过零检测电路，交流过零检测电路的地为零线(Line Neutral)，当发生漏电故障时，在交流电压过零时脱扣。
图4中，电源火线接至电阻R1的一端。电阻R1的另一端接至漏电芯片FAN4146的第3引脚(即漏电芯片的LINE引脚)。+3.3V的电源电压接至电阻R12的一端，电阻R12的另一端与电阻R10的一端及电阻R11的一端连接。电阻R11的另一端接至滤波电容C10后接至主控单元。电阻R10的另一端和二极管D1的阳极连接。二极管D1的阴极与FAN4146漏电芯片的第3引脚相(即漏电芯片的LINE引脚)连接。
图4中，交流过零检测电路的地与电源零线(Line Neutral)连接。
图4中，电阻R1阻值范围可以为100KΩ～628KΩ，优选可以为174KΩ。
电阻R10和电阻R12的阻值和需大于10KΩ。电阻R10和电阻R12启动后实现对+3.3V的电源电压的分压作用，要求电阻R12的阻值需大于或等于电阻R10的阻值。电阻R10和电阻R12的阻值范围一般可以为5.1KΩ～50KΩ。电阻R11可以起到限流作用，阻值范围一般为1KΩ～10KΩ。
具体工作时，电源火线经过电阻R1给漏电芯片FAN4146供电(漏电芯片FAN4146的第3引脚即漏电芯片FAN4146的LINE引脚，为漏电芯片FAN4146的电源引脚)。电阻R1取174KΩ，则电源电流范围为1.03mA～1.7mA。
电源电流大于0.45mA时，漏电芯片FAN4146可正常工作。漏电芯片FAN4146允许的最大工作电源电流为12mA。电阻R1在100KΩ～628KΩ内取值，漏电芯片FAN4146均可正常工作。
漏电芯片FAN4146中内置12V并联稳压器，当电源电流大于0.45mA时，漏电芯片FAN4146的第3引脚(即漏电芯片FAN4146的LINE引脚)对漏电芯片FAN4146的第2引脚(即漏电芯片FAN4146的NEUTRAL引脚)的电压为12V左右。
漏电芯片FAN4146的第2引脚(即漏电芯片FAN4146的NEUTRAL引脚)接至电源零线Line Neutral，因此当电源火线对零线的电压大于等于90V时，漏电芯片FAN4146的第3引脚(即漏电芯片FAN4146的LINE引脚)对电源零线的电压在12V左右。电源火线对零线的电压小于90V时，漏电芯片FAN4146的第3引脚(即漏电芯片FAN4146的LINE引脚)对电源零线的电压接近0V。
图4中，当A点电压接近0V时，C点电压为1.95V。当A点电压接近12V时，C点电压为3.3V。当主控单元检测到过零信号为1.95V(或者低于2V)，再延时一段时间T延时，则为交流电压过零点。T补偿可由测试得到一个确定值，范围1ms～4ms。在漏电检测和过零检测的过程中，各测试点(如测试点A、测试点B、测试点C和测试点D)的示波器波形可以参见图6和图7所示的例子。
图5为漏电检测过零脱扣流程示意图。
如图5所示，漏电检测过零脱扣流程，可以包括：
步骤1、漏电电路检测到有漏电异常发生，漏电电路发送漏电信号至主控单元。
步骤2、电源火线对零线电压峰值降至低于90V。
步骤3、图4中A点电压由12V降至0V。
步骤4、图4中C点电压由3.3V降至2V以下。
步骤5、主控单元开始计时。
步骤6、计时经过时间T延时后，主控单元发出脱扣信号。
需要说明的是，图4和图5中的电源电压+3.3V，可根据实际使用需求改为其它电压，一般在3.3V～24V范围内。当然，电源电压+3.3V若改变，则电阻R10和电阻R12可能需要调整阻值。另外，电阻R1、电阻R11的阻值也可以根据实际使用需求灵活调整。
由于本实施例的电源系统所实现的处理及功能基本相应于前述图1所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过在漏电检测电路的基础上，融合交流过零检测电路，使漏电检测电路和交流过零检测电路共用限流降压电阻，在交流电压过零时负载电流较小，在交流电压过零时脱扣器脱扣，可以避免在大电流时脱扣器脱扣产生电火花，在交流电压过零时脱扣也可延长脱扣器寿命。
根据本发明的实施例，还提供了对应于电源系统的一种电源系统的脱扣控制方法，如图8所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。该电源系统的脱扣控制方法可以包括：步骤S110至步骤S140。
步骤S110，通过限流降压单元，如图4中的限流降压电阻R1，对交流电源的火线输出的交流电进行限流降压处理，得到第一交流电。
步骤S120，通过漏电检测单元，对交流电经限流降压处理得到的第一交流电进行漏电检测，得到漏电检测值。
步骤S130，通过交流过零检测单元，对交流电经限流降压处理得到的第一交流电进行过零检测，得到过零检测值。
步骤S140，通过控制单元，根据漏电检测值和过零检测值，在电源系统发生漏电故障的情况下，控制电源系统的脱扣器脱扣。
例如：可以在FAN4146的漏电检测电路的基础上，融合交流过零检测电路，漏电检测电路和交流过零检测电路共用限流降压电阻，可以减少元件，减少PCB和空间占用。
由此，通过融合漏电检测单元和交流过零检测单元，并共用限流降压单元，对交流电经限流降压处理得到的第一交流电进行漏电检测和过零检测，并在电源系统发生漏电故障的情况下控制电源系统的脱扣器脱扣，漏电检测单元和交流过零检测单元各自的结构相对得以简化、各自的体积和占用空间均减小了，且可以基于过零检测和漏电检测实现脱扣控制。
可选地，结合图9所示本发明的方法中通过控制单元控制电源系统的脱扣器脱扣的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S140中通过控制单元控制电源系统的脱扣器脱扣的具体过程，可以包括：步骤S210至步骤S230。
步骤S210，通过控制单元，具体还确定漏电检测值是否属于设定的漏电异常范围。
更可选地，可以结合图10所示本发明的方法中通过控制单元确定设定检测点处的电压是否降低至设定检测点处的设定阈值的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S210中通过控制单元确定设定检测点处的电压是否降低至设定检测点处的设定阈值的具体过程，可以包括：步骤S310至步骤S340。
步骤S310，通过控制单元，具体还确定交流电源的火线对零线的电压峰值检测点处火线对零线的电压峰值是否降低至第一设定值。第一设定值，如90V。
例如：漏电电路检测到有漏电异常发生，漏电电路发送漏电信号至主控单元。电源火线对零线电压峰值降至低于90V。
步骤S320，通过控制单元，具体还若交流电源的火线对零线的电压峰值检测点处火线对零线的电压峰值降低至第一设定值，则确定漏电检测单元中的第一检测点处的漏电检测值是否由第二设定值降低至第三设定值。图4中的A点的第二设定值如12V，第三设定值如0V。
步骤S330，通过控制单元，具体还若漏电检测单元中的第一检测点处的漏电检测值由第二设定值降低至第三设定值，则确定交流过零检测单元中的第二检测点处的过零检测值是否由第四设定值降低至第五设定值以下。
例如：漏电电路检测到有漏电异常发生，漏电电路发送漏电信号至主控单元。电源火线对零线电压峰值降至低于90V。图4中的A点电压由12V降至0V。
步骤S340，通过控制单元，具体还若交流过零检测单元中的第二检测点处的过零检测值由第四设定值降低至第五设定值以下，则确定设定检测点处的电压降低至设定检测点处的设定阈值。
例如：漏电电路检测到有漏电异常发生，漏电电路发送漏电信号至主控单元。电源火线对零线电压峰值降至低于90V。图4中的A点电压由12V降至0V。图4中的C点电压由3.3V降至2V以下。其中，当图4中的A点电压接近0V时，图4中的C点电压为1.95V。当图4中的A点电压接近12V时，图4中的C点电压为3.3V。当主控单元检测到过零信号为1.95V(或者低于2V)，再延时一段时间T延时，则为交流电压过零点。T补偿可由测试得到一个确定值，范围1ms～4ms。
当然，电源电压+3.3V，可根据实际使用需求改为其它电压，一般在3.3V～24V范围内；电源电压+3.3V若改变，则图4中的电阻R10和电阻R12可能需要调整阻值；图4中的电阻R1、电阻R11的阻值也可以根据实际使用需求灵活调整。
由此，通过确定设定检测点处的电压是否降低至设定检测点处的设定阈值，以在在交流电压过零时脱扣器脱扣，可以避免在大电流时脱扣器脱扣产生电火花，在交流电压过零时脱扣也可延长脱扣器寿命。
步骤S220，通过控制单元，具体还若漏电检测值属于设定的漏电异常范围，则确定设定检测点处的电压是否降低至设定检测点处的设定阈值。其中，设定检测点，可以包括：交流电源的火线对零线的电压峰值检测点，漏电检测单元中的第一检测点如图4中的A点，以及交流过零检测单元中的第二检测点如图4中的C点。例如：在漏电检测和过零检测的过程中，各测试点如图4中的测试点A、图4中的测试点B、图4中的测试点C和图4中的测试点D。
例如：漏电电路检测到有漏电异常发生，漏电电路发送漏电信号至主控单元。
步骤S230，通过控制单元，具体还若设定检测点处的电压降低至设定检测点处的设定阈值，则延时发起可以用于控制电源系统的脱扣器脱扣的脱扣信号，以使电源系统的脱扣器在接收到该脱扣信号的情况下实现脱扣。例如：漏电电路检测到有漏电异常发生，漏电电路发送漏电信号至主控单元。电源火线对零线电压峰值降至低于90V。图4中的A点电压由12V降至0V。图4中的C点电压由3.3V降至2V以下。主控单元开始计时。计时经过时间T延时后，主控单元发出脱扣信号。
例如：当发生漏电故障时，在交流电压过零时脱扣器脱扣。由于在交流电压过零时负载电流较小，在交流电压过零时脱扣器脱扣，可以避免在大电流时脱扣器脱扣产生电火花，在交流电压过零时脱扣也可延长脱扣器寿命。也就是说，过零检测电路与漏电检测电路相融合，可以减少元件，可以减小PCB及占用空间，可以在交流电压过零时脱扣器脱扣以延长脱扣器寿命。
由此，通过融合漏电检测单元和交流过零检测单元，并共用限流降压单元，对交流电经限流降压处理得到的第一交流电进行漏电检测和过零检测，在电源系统发生漏电故障的情况下控制电源系统的脱扣器脱扣，可以在交流电压过零时脱扣器脱扣，以避免在大电流时脱扣器脱扣产生电火花，并可以延长脱扣器寿命。
由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述电源系统的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过在漏电检测电路的基础上，融合交流过零检测电路，使漏电检测电路和交流过零检测电路共用限流降压电阻，过零检测电路与漏电检测电路相融合，可以减少元件，可以减小PCB及占用空间，可以在交流电压过零时脱扣器脱扣以延长脱扣器寿命。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种脱扣控制装置，其特征在于，包括：漏电检测单元、交流过零检测单元、限流降压单元和控制单元；其中，
限流降压单元，用于对交流电源的火线输出的交流电进行限流降压处理，得到第一交流电；
漏电检测单元，用于对交流电经限流降压处理得到的第一交流电进行漏电检测，得到漏电检测值；
交流过零检测单元，用于对交流电经限流降压处理得到的第一交流电进行过零检测，得到过零检测值；
控制单元，用于根据漏电检测值和过零检测值，控制电源系统的脱扣器脱扣；其中，控制单元控制电源系统的脱扣器脱扣，包括：确定漏电检测值是否属于设定的漏电异常范围；若漏电检测值属于设定的漏电异常范围，则确定设定检测点处的电压是否降低至设定检测点处的设定阈值；其中，设定检测点，包括：交流电源的火线对零线的电压峰值检测点，漏电检测单元中的第一检测点，以及交流过零检测单元中的第二检测点；若设定检测点处的电压降低至设定检测点处的设定阈值，则延时发起用于控制电源系统的脱扣器脱扣的脱扣信号，以使电源系统的脱扣器在接收到该脱扣信号的情况下实现脱扣。
2.根据权利要求1所述的脱扣控制装置，其特征在于，漏电检测单元，包括：第一电容模块，第二电容模块，漏电检测芯片，阻容并联模块，第一电阻模块和零序互感器；其中，
漏电检测芯片的第一引脚，经第一电容模块后接交流电源的零线，并连接至零序互感器的漏电信号端；
漏电检测芯片的第二引脚，经第二电容模块后连接至交流过零检测电路，经第二电容模块后再经限流降压单元后连接至交流电源的火线；
漏电检测芯片的第三引脚，连接至交流过零检测电路；
漏电检测芯片的第四引脚，连接至零序互感器的第一连接端；
漏电检测芯片的第五引脚，经第一电阻模块后连接至零序互感器的第二连接端；
漏电检测芯片的第六引脚，经阻容模块后连接至第一电阻模块远离零序互感器的一端。
3.根据权利要求1所述的脱扣控制装置，其特征在于，交流过零检测单元，包括：二极管模块，第二电阻模块，第三电阻模块，第四电阻模块和第三电容模块；其中，
二极管模块的阴极，连接至限流降压单元与漏电检测单元的公共端；
二极管模块的阳极，经第二电阻模块后再经第四电阻模块连接至直流电源，经第二电阻模块和第三电阻模块后接过零信号，并经第二电阻模块、第三电阻模块和第三电容模块后还接交流电源的零线。
4.根据权利要求1所述的脱扣控制装置，其特征在于，限流降压单元，包括：限流降压电阻；交流电源的火线经限流降压电阻后，分别连接至漏电检测单元和交流过零检测单元。
5.根据权利要求1所述的脱扣控制装置，其特征在于，控制单元确定设定检测点处的电压是否降低至设定检测点处的设定阈值，包括：
确定交流电源的火线对零线的电压峰值检测点处火线对零线的电压峰值是否降低至第一设定值；
若交流电源的火线对零线的电压峰值检测点处火线对零线的电压峰值降低至第一设定值，则确定漏电检测单元中的第一检测点处的漏电检测值是否由第二设定值降低至第三设定值；
若漏电检测单元中的第一检测点处的漏电检测值由第二设定值降低至第三设定值，则确定交流过零检测单元中的第二检测点处的过零检测值是否由第四设定值降低至第五设定值以下；
若交流过零检测单元中的第二检测点处的过零检测值由第四设定值降低至第五设定值以下，则确定设定检测点处的电压降低至设定检测点处的设定阈值。
6.一种电源系统，其特征在于，包括：如权利要求1至5中任一项所述的脱扣控制装置。
7.一种如权利要求6所述的电源系统的脱扣控制方法，其特征在于，包括：
通过限流降压单元，对交流电源的火线输出的交流电进行限流降压处理，得到第一交流电；
通过漏电检测单元，对交流电经限流降压处理得到的第一交流电进行漏电检测，得到漏电检测值；
通过交流过零检测单元，对交流电经限流降压处理得到的第一交流电进行过零检测，得到过零检测值；
通过控制单元，根据漏电检测值和过零检测值，控制电源系统的脱扣器脱扣；通过控制单元控制电源系统的脱扣器脱扣，包括：确定漏电检测值是否属于设定的漏电异常范围；若漏电检测值属于设定的漏电异常范围，则确定设定检测点处的电压是否降低至设定检测点处的设定阈值；其中，设定检测点，包括：交流电源的火线对零线的电压峰值检测点，漏电检测单元中的第一检测点，以及交流过零检测单元中的第二检测点；若设定检测点处的电压降低至设定检测点处的设定阈值，则延时发起用于控制电源系统的脱扣器脱扣的脱扣信号，以使电源系统的脱扣器在接收到该脱扣信号的情况下实现脱扣。
8.根据权利要求7所述的电源系统的脱扣控制方法，其特征在于，通过控制单元确定设定检测点处的电压是否降低至设定检测点处的设定阈值，包括：
确定交流电源的火线对零线的电压峰值检测点处火线对零线的电压峰值是否降低至第一设定值；
若交流电源的火线对零线的电压峰值检测点处火线对零线的电压峰值降低至第一设定值，则确定漏电检测单元中的第一检测点处的漏电检测值是否由第二设定值降低至第三设定值；
若漏电检测单元中的第一检测点处的漏电检测值由第二设定值降低至第三设定值，则确定交流过零检测单元中的第二检测点处的过零检测值是否由第四设定值降低至第五设定值以下；
若交流过零检测单元中的第二检测点处的过零检测值由第四设定值降低至第五设定值以下，则确定设定检测点处的电压降低至设定检测点处的设定阈值。
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