CN111404114A - 一种漏电检测电路及方法、漏电保护电路及方法、空调器 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种漏电检测电路，包括：分压电路，用于采集用电器的地线端Vin输出的电信号，光耦隔离电路，用于当采集到电信号时，将电信号转换为直流电信号，信号输出电路，用于将直流电信号转换为漏电信号，并输出漏电信号。该电路设置在用电器的控制器上，无需单独设置外装的漏电检测器，原理简单，检测准确。本公开还提供了一种漏电检测方法、漏电保护电路和漏电检测方法，漏电保护电路包括漏电检测电路，能有效保护用电器不因漏电而损坏，防止用户在漏电时误触。

Description

一种漏电检测电路及方法、漏电保护电路及方法、空调器
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种漏电检测电路及方法、漏电保护电路及方法、空调器。
背景技术
目前，家用电器越来越普及。然而，因为家用电器漏电导致人员触电伤亡的事情时有发生，不正规的接线方式、空调强电线路绝缘层损伤、老鼠咬线、压机、电机漏电等都可能导致家用电器漏电的原因。传统保护方式为給家用电器外加漏电保护器，该方法成本高，且由于是外部安装，仍存在保护失效的可能。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种漏电检测电路、方法、漏电保护电路、方法及空调器，用于至少部分解决上述技术问题。
为解决上述问题，本发明一方面提供一种漏电检测电路，包括：分压电路，用于采集用电器的地线端Vin输出的电信号；光耦隔离电路102，用于当采集到所述电信号时，将所述电信号转换为直流电信号；信号输出电路，用于将所述直流电信号转换为漏电信号，并输出所述漏电信号；所述分压电路的第一接线端a与所述用电器的地线端Vin连接，所述分压电路的第二接线端b与所述用电器的零线端N连接，所述分压电路的输出端与所述光耦隔离电路的输入端连接，所述光耦隔离电路的输出端与所述信号输出电路的输入端连接。
由此，漏电检测电路通过分压电路可及时检测用电器是否发生漏电，并当用电器漏电时，输出漏电信号。
可选地，所述分压电路包括：电阻R1、R2，二极管D1；所述电阻R1的一端与所述第一接线端a连接，所述电阻R1的另一端与所述R2的一端串联，所述R2的另一端与所述第二接线端b连接，所述二极管D1与所述电阻R2并联，所述二极管D1的正极与所述第二接线端b连接，所述二极管D1的负极与所述电阻R1连接。
由此，当分压电路检测到很大的电信号时，电阻R1分担其中大部分电压，电阻R2上分担少部分电压，使电信号减弱，达到保护电路不被强电损坏的目的。
可选地，所述光耦隔离电路包括：电阻R3，电容C1、C2，光耦O1；所述电容C1、光耦O1与所述电阻R2并联，所述电阻R2连接所述电阻R1的一端与所述光耦O1内部的二极管的正极相连，所述电阻R2连接所述第二接线端b的一端与所述光耦O1内部的二极管的负极连接，所述电容C2的一端与所述光耦O1的内部的三极管的发射极连接，所述电阻R3与所述电容C2并联。
由此，将交流的电信号转变为直流的弱电信号。
可选地，所述信号输出电路103包括：电阻R4、R5、R6，电容C3，三极管Q1；所述R6的一端与所述电容C2的一端、电阻R3的一端、光耦O1内部的三极管的发射极连接，所述R6的另一端与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的发射极接地，且与所述电容C2的另一端、电阻R3的另一端连接，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R4的一端、R5的一端连接，所述电阻R5的另一端与一外接电源连接，所述电阻R4的另一端连接所述信号检测单元的输出端，所述信号检测单元的输出端还与所述电容C3的一端连接，所述电容C3的另一端接地。
由此，将直流的弱电信号转变为漏电信号输出。
可选地，当所述用电器为空调时，所述漏电检测电路安装在所述空调的控制器中。
由此，解决了传统外接漏电保护器外装的问题。
本公开一方面还提供了一种漏电检测方法，应用于如第一方面所述的漏电检测电路，包括：采集用电器的地线端Vin输出的电信号；当采集到所述电信号时，将所述电信号转换为直流电信号；将所述直流电信号转换为漏电信号，并输出所述漏电信号。
所述漏电检测方法与上述漏电检测电路具有的优势相同。
本公开一方面还提供了一种漏电保护电路，包括如第一方面任意一项所述的漏电检测电路包括：漏电检测电路，用于采集用电器的地线端Vin输出的电信号，并当采集到所述电信号时，输出漏电信号；指令发送单元，用于当收到所述漏电信号时，发送报警指令给报警单元，和/或，发送断电指令给电源控制单元；报警单元，用于当收到报警信号后，报警提示用户；电源控制单元，用于当收到断电信号后，断开所述用电器的电源；所述漏点检测电路的第一接线端a与所述用电器的地线端Vin连接，所述漏点检测电路的第二接线端b与所述用电器的零线端N连接，所述漏点检测电路的输出端与所述指令发送单元的输入端连接，所述指令发送单元的第一输出端与所述报警单元连接，和/或，所述指令发送单元的第二输出端与所述电源控制单元连接。
由此，在漏电检测电路检测到用电器漏电后，根据漏电信号控制报警单元报警，提示用户用电器发生漏电，并通过源控制单元断开用电器电源，以保护人身财产不受威胁。
可选地，所述报警单元包括显示灯板和蜂鸣器，所述显示灯板用于发出警示灯光，所述蜂鸣器用于发出报警声音。
由此，可同时通过灯光和声音警示用户。
本公开一方面还提供了一种漏电保护方法，应用于如第三方面任意一项所述的漏电保护电路，包括：
采集用电器的地线端Vin输出的电信号；
当采集到所述电信号时，输出漏电信号；
当收到所述漏电信号时，发送报警指令给报警单元，和/或，发送断电指令给电源控制单元；
当报警单元收到报警指令后，报警提示用户，和/或，当电源控制单元收到断电指令后，断开所述用电器的电源。
所述漏电保护方法与上述漏电保护电路具有的优势相同。
本发明另一方面提供一种空调器，所述空调器包括上述所述的漏电检测电路，和/或，上述所述的漏电保护电路。
所述空调器与上述漏电检测电路具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
图1示意性示出了本发明一实施例提供的漏电检测电路的电路图；
图2示意性示出了本发明一实施例提供的漏电检测电路采集到的电信号和输出的漏电信号的示意图；
图3示意性示出了本发明一实施例提供的漏电保护电路的结构示意图；
图4示意性示出了本发明一实施例提供的一种空调漏电保护电路的示意图。
具体实施方式
为使得本发明的申请目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域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。
参阅图1，图1示意性示出了本公开一实施例提供的漏电检测电路的电路图，漏电检测电路包括：分压电路101，用于采集用电器的地线端Vin输出的电信号；光耦隔离电路102，用于当采集到电信号时，将电信号转换为直流电信号；信号输出电路103，用于将直流电信号转换为漏电信号，并输出漏电信号；分压电路101的第一接线端a与用电器的地线端Vin连接，分压电路101的第二接线端b与用电器的零线端N连接，分压电路101的输出端与光耦隔离电路102的输入端连接，光耦隔离电路102的输出端与信号输出电路103的输入端连接。
其中，用电器可以为空调、冰箱等家用电器，用电器的地线端Vin可以为用电器的专用地线或用电器接地的金属外壳等，用电器的地线端Vin输出的电信号为正弦交流电压信号，漏电信号为高电平电信号和低电平电信号组成的周期性信号。
在本实施例中，漏电检测电路通过分压电路101检测用电器是否发生漏电，当用电器发生漏电时，分压电路101获取用电器的地线端的电信号，使分压电路101上载有漏电电压，分压电路101将电信号分压变小，并将强度变小的电信号传递给光耦隔离电路102，光耦隔离电路102将该电信号变为直流的弱电信号，并传输给信号输出电路103，信号输出电路103根据该直流的弱电信号，输出漏电信号。
在本公开的其中一个实施例中，分压电路101包括：电阻R1、R2，二极管D1；电阻R1的一端与第一接线端a连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端串联，电阻R2的另一端与第二接线端b连接，二极管D1与电阻R2并联，二极管D1的正极与第二接线端b连接，二极管D1的负极与电阻R1连接。
在本公开实施例中，当用电器没有发生漏电时，用电器的地线端Vin没有电压，分压电路101中的二极管D1截止，R2上的电压为零；当用电器发生漏电时，用电器的地线端Vin会出现交流的电信号，当电信号为正向电压信号时，分压电路101中的二极管D1截止，R2上的电压不为零，VR2＝Vin*R2/(R1+R2)；当电信号为负向电压信号时，分压电路101中的二极管D1导通，使电阻R2被短路，R2上的电压为零，其中，电阻R1远大于电阻R2。分压电路101能及时检测用电器是否发生漏电，当发生漏电时，电阻R1能将检测到的漏电电压降低，保护漏电检测电路301的其他弱电部分不被漏电电压损坏。
在本公开的其中一个实施例中，光耦隔离电路102包括：电阻R3，电容C1、C2，光耦O1；电容C1、光耦O1与电阻R2并联，电阻R2连接电阻R1的一端与光耦O1内部的二极管的正极相连，电阻R2连接第二接线端b的一端与光耦O1内部的二极管的负极连接，电容C2的一端与光耦O1的内部的三极管的发射极连接，电阻R3与电容C2并联。
在本公开实施例中，当用电器发生漏电时，光耦隔离电路102能将交流的电压信号转换为直流的弱电信号，以供信号输出电路103使用。当用电器没有发生漏电时，用电器的地线端Vin没有电压，分压电路101中的二极管D1截止，电阻R2上的电压为零，则与电阻R2连接的光耦O1内部的二极管截止，光耦O1内部的三极管不导通，光耦隔离电路102不输出直流电信号；当用电器发生漏电时，用电器的地线端Vin会出现交流的电信号，当电信号为正向电压信号时，分压电路101中的二极管D1截止，R2上的电压不为零，光耦O1内部的二极管导通，使光耦O1内部的三极管得电导通，从光耦O1内部的三极管的发射极输出直流电信号；当电信号为负向电压信号时，分压电路101中的二极管D1导通，使电阻R2被短路，R2上的电压为零，光耦O1内部的三极管不导通，光耦隔离电路102不输出直流电信号。电容C1能对交流的电信号进行滤波，使输入到光耦O1内部的二极管两端的电压更稳定。
在本公开的其中一个实施例中，信号输出电路103包括：电阻R4、R5、R6，电容C3，三极管Q1；电阻R6的一端与电容C2的一端、电阻R3的一端、光耦O1内部的三极管的发射极连接，电阻R6的另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，且与电容C2的另一端、电阻R3的另一端连接，三极管Q1的集电极与电阻R4的一端、R5的一端连接，电阻R5的另一端与一外接电源连接，电阻R4的另一端连接信号检测单元的输出端Vout，信号检测单元的输出端还与电容C3的一端连接，电容C3的另一端接地。
在本实施例中，当光耦O1内部的三极管截止时，光耦O1内部的三极管的发射极不输出直流信号，使三极管Q1截止，信号输出电路103的输出端输出信号为与电阻R5连接的外接电源的电压Vcc，即信号输出电路103的输出端输出高电平电信号；当光耦O1内部的三极管导通时，光耦O1内部的三极管的发射极输出直流信号，使三极管Q1导通，由于三极管Q1的发射极接地，信号输出电路103的输出端输出信号变为低电平电信号。
具体的，参阅图2，图2中上方的实线表示发生漏电时用电器的地线端Vin上的正向交流电压，电压周期为20ms，图2中下方的虚线表示信号输出电路103输出的漏电信号。当用电器发生漏电，在用电器的地线端Vin上的交流电压为正向电压信号(即图中0～10ms、20～30ms的正半周期的正弦电压信号)时，光耦O1内部的三极管导通，则三极管Q1导通，信号输出电路103的输出端输出信号变为低电平电信号；当用电器发生漏电，在用电器的地线端Vin上的交流电压为负向电压信号(图中未示出)时，光耦O1内部的三极管截止，则三极管Q1截止，信号输出电路103的输出端输出信号变为高电平电信号。由此，当发生交流漏电时，信号输出电路103可输出高电平信号和低电平信号组成的周期性信号，即漏电信号。
需要说明的是，当用电器没有发生漏电时，用电器的地线端Vin没有电压，分压电路101中的二极管D1截止，电阻R2上的电压为零，则与电阻R2连接的光耦O1内部的二极管截止，光耦O1内部的三极管不导通，三极管Q1截止，信号输出电路103的输出端输出信号为高电平电信号。
在本公开的其中一个实施例中，漏电检测电路301安装在用电器的控制器中。漏电检测电路301简单有效，检测准确。将漏电检测电路301集成在用电器的控制器中，避免了额外安装，可提高控制器的控制作用。
本公开实施例还提供的一种漏电检测方法，应用于图1中所示的漏电检测电路，包括S101～S103。
S101，采集用电器的地线端Vin输出的电信号。
S102，当采集到电信号时，将电信号转换为直流电信号。
S103，将直流电信号转换为漏电信号，并输出漏电信号。
在本实施例中，当分压电路101采集到电信号时，分压电路101中的电阻R2为光耦隔离电路102的光耦O1提供电压，光耦O1将电信号转换为直流电信号，并输出给信号输出电路103，信号输出电路103将直流电信号转换为高电平信号和低电平信号组成的周期性信号，即漏电信号，并输出漏电信号。
参阅图3，图3示出了本公开提供的一种漏电保护电路，包括如图1所示的漏电检测电路，包括：漏电检测电路301，用于采集用电器的地线端Vin输出的电信号，并当采集到电信号时，输出漏电信号；指令发送单元302，用于当收到漏电信号时，发送报警指令给报警单元303，和/或，发送断电指令给电源控制单元304；报警单元303，用于当收到报警信号后，报警提示用户；电源控制单元304，用于当收到断电信号后，断开用电器的电源；漏点检测电路的第一接线端a与用电器的地线端Vin连接，漏点检测电路的第二接线端b与用电器的零线端N连接，漏点检测电路的输出端与指令发送单元302的输入端连接，指令发送单元302的第一输出端与报警单元303连接，和/或，指令发送单元302的第二输出端与电源控制单元304连接。
其中，漏电检测电路301的第一接线端a与用电器的地线端Vin连接，用于检测用电器是否发生漏电，漏点检测电路的第二接线端b与用电器的零线端N连接，用于当用电器发生漏电时，实现对用电器的零线保护。
指令发送单元302可以为单片机、控制器、具有信号接收功能的电路等。参考图1中的漏电检测电路301，当用电器发生漏电时，漏电检测电路301输出高电平信号和低电平信号组成的漏电信号，当用电器不发生漏电时，漏电检测电路301仅输出高电平信号。当指令发送单元302接收漏电检测电路301发送的信号时，需判定该信号是否为漏电信号，当该信号为漏电信号时，再发送报警指令和断电指令。
在本公开的其中一个实施例中，报警单元303包括显示灯板和蜂鸣器，显示灯板用于发出警示灯光，蜂鸣器用于发出报警声音。显示灯板可以为数字灯板或多个LED小灯，数字灯板可以显示漏电电压数值，LED小灯可以设计为报警时闪烁，用于警示用户。报警单元303的供电模块可以为单独的电源模块，即使电源控制单元304断开了用电器的电源，报警器依旧可以在一段时间内提示用户用电器发生了漏电。
电源控制单元304可以为专门设置在用电器电源线路上的继电器，也可以为用电器本身具有的保护开关，当接收到断电指令时，能立刻断开用电器的电源。
参阅图4，当用电器为空调时，可以将漏电保护电路设置在空调的控制器上，漏电保护电路的输入端Vin与空调外壳的连接，其中，空调外壳一般为钣金材质，且接地，漏电保护电路的输出点Vout与空调的供电主继电器(即电源控制单元304)、显示板和蜂鸣器(两者构成报警单元303)连接，当空调外壳上发生漏电时，漏电保护电路通过漏电检测电路301判定发生漏电，通过指令发送单元302向显示板和蜂鸣器发送报警指令，使显示板的灯点亮，蜂鸣器报警，并发送断电指令，使供电主继电器断开，使空调断电，从而实现了空调的漏电保护。
本公开还提供了一种漏电保护方法，应用于如图3所示的漏电保护电路，方法包括S301～S304.
S301，采集用电器的地线端Vin输出的电信号。
S302，当采集到电信号时，输出漏电信号。
S303，当收到漏电信号时，发送报警指令给报警单元303，和/或，发送断电指令给电源控制单元304。
S304，当报警单元303收到报警指令后，报警提示用户，和/或，当电源控制单元304收到断电指令后，断开用电器的电源。
在本公开实施例中，漏电检测电路301用于采集采用电器的地线端Vin输出的电信号，当漏电检测电路301采集到电信号时，向指令发送单元302输出漏电信号，其中，漏电信号为高电平信号和低电平信号组成的周期性信号，指令发送单元302收到漏电信号后，发送报警指令给报警单元303，和/或，发送断电指令给电源控制单元304，以使报警单元303提示用户用电器发生漏电，并及时断开用电器电源，以保护用电器不被损坏和防止用户误触。
本公开还提供了一种空调器，该空调器包括如图1的漏电检测电路和如图3所示的漏电保护电路。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种漏电检测电路，其特征在于，包括：
分压电路，用于采集用电器的地线端Vin输出的电信号；
光耦隔离电路，用于当采集到所述电信号时，将所述电信号转换为直流电信号；
信号输出电路，用于将所述直流电信号转换为漏电信号，并输出所述漏电信号；
所述分压电路的第一接线端a与所述用电器的地线端Vin连接，所述分压电路的第二接线端b与所述用电器的零线端N连接，所述分压电路的输出端与所述光耦隔离电路的输入端连接，所述光耦隔离电路的输出端与所述信号输出电路的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的漏电检测电路，其特征在于，所述分压电路包括：
电阻R1、R2，二极管D1；
所述电阻R1的一端与所述第一接线端a连接，所述电阻R1的另一端与所述电阻R2的一端串联，所述电阻R2的另一端与所述第二接线端b连接，所述二极管D1与所述电阻R2并联，所述二极管D1的正极与所述第二接线端b连接，所述二极管D1的负极与所述电阻R1的另一端连接。
3.根据权利要求2所述的漏电检测电路，其特征在于，所述光耦隔离电路包括：
电阻R3，电容C1、C2，光耦O1；
所述电容C1、光耦O1与所述电阻R2并联，所述电阻R2连接所述电阻R1的一端与所述光耦O1内部的二极管的正极相连，所述电阻R2连接所述第二接线端b的一端与所述光耦O1内部的二极管的负极连接，所述电容C2的一端与所述光耦O1的内部的三极管的发射极连接，所述电阻R3与所述电容C2并联。
4.根据权利要求3所述的漏电检测电路，其特征在于，所述信号输出电路包括：
电阻R4、R5、R6，电容C3，三极管Q1；
所述R6的一端与所述电容C2的一端、电阻R3的一端、光耦O1内部的三极管的发射极连接，所述电阻R6的另一端与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的发射极接地，且与所述电容C2的另一端、电阻R3的另一端连接，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R4的一端、电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端与一外接电源连接，所述电阻R4的另一端连接所述信号检测单元的输出端，所述信号检测单元的输出端还与所述电容C3的一端连接，所述电容C3的另一端接地。
5.根据权利要求1-4所述的漏电检测电路，其特征在于，当所述用电器为空调时，所述漏电检测电路安装在所述空调的控制器中。
6.一种漏电检测方法，应用于如权利要求1至5任意一项所述的漏电检测电路，其特征在于，包括：
采集用电器的地线端Vin输出的电信号；
当采集到所述电信号时，将所述电信号转换为直流电信号；
将所述直流电信号转换为漏电信号，并输出所述漏电信号。
7.一种漏电保护电路，包括如权利要求1至5任意一项所述的漏电检测电路，其特征在于，包括：
漏电检测电路，用于采集用电器的地线端Vin输出的电信号，并当采集到所述电信号时，输出漏电信号；
指令发送单元，用于当收到所述漏电信号时，发送报警指令给报警单元，和/或，发送断电指令给电源控制单元；
报警单元，用于当收到报警信号后，报警提示用户；
电源控制单元，用于当收到断电信号后，断开所述用电器的电源；
所述漏点检测电路的第一接线端a与所述用电器的地线端Vin连接，所述漏点检测电路的第二接线端b与所述用电器的零线端N连接，所述漏点检测电路的输出端与所述指令发送单元的输入端连接，所述指令发送单元的第一输出端与所述报警单元连接，和/或，所述指令发送单元的第二输出端与所述电源控制单元连接。
8.根据权利要求7所述的漏电保护电路，其特征在于，所述报警单元包括显示灯板和蜂鸣器，所述显示灯板用于发出警示灯光，所述蜂鸣器用于发出报警声音。
9.一种漏电保护方法，应用于如权利要求7至8任意一项所述的漏电保护电路，其特征在于，包括：
采集用电器的地线端Vin输出的电信号；
当采集到所述电信号时，输出漏电信号；
当收到所述漏电信号时，发送报警指令给报警单元，和/或，发送断电指令给电源控制单元；
当报警单元收到报警指令后，报警提示用户，和/或，当电源控制单元收到断电指令后，断开所述用电器的电源。
10.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括如权利要求1至5任意一项所述的漏电检测电路，和/或，如权利要求7-8任意一项所述的漏电保护电路。
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