CN111864691B - 接地故障保护电路 - Google Patents

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Abstract

一种接地故障保护电路，包括：主控芯片、断路保护单元和自检测单元，其中；所述断路保护单元与所述自检测单元连接于检测点，与负载电路连接；所述自检测单元与所述主控芯片连接，用于检测所述检测点上的电平信号，并将所述电平信号输出至所述主控芯片；所述主控芯片与所述自检测单元连接，包括但不限于在检测状态下模拟断路器故障，发出自检测信号，并根据所述自检测单元输出的电平信号判断所述接地故障保护电路的自检测功能是否正常。采用上述方案，可以检测自检测单元的功能是否完好。

Description

接地故障保护电路
技术领域
本发明涉及电路领域，尤其涉及一种接地故障保护电路。
背景技术
如今，为了应对负载电路由于线路老化、故障等原因而引起的安全问题，在接入负载的节点通常需要安装具有漏电保护功能的接地故障保护电路。
为了测试接地故障保护电路的功能是否完好，通常接地故障保护电路具有自检测功能，通过模拟接地故障来检测接地故障保护电路中的有关断路保护的元器件是否正常。
然而，在接地故障保护电路中，对于自检测功能本身以及接地故障保护电路发生故障时候能被其自身的自检测单元检测出来却无法进行检测，给生产测试来了诸多不便，因为在断路器整机装配完成后的整机测试中，无法再拆机并人为制造断路器故障来检验自检测单元是否能检测到断路器故障，以确定自检测单元的功能是否完好。
发明内容
本发明解决的技术问题是接地故障保护电路无法对自检测单元进行检测。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种接地故障保护电路，包括：主控芯片、断路保护单元和自检测单元，其中；
所述断路保护单元与所述自检测单元连接于检测点，与负载电路连接；
所述自检测单元与所述主控芯片连接，用于检测所述检测点上的电平信号，并将所述电平信号输出至所述主控芯片；
所述主控芯片与所述自检测单元连接，包括但不限于在检测状态下模拟断路器故障，发出自检测信号，并根据所述自检测单元输出的电平信号判断所述接地故障保护电路的自检测功能以及故障报警功能是否正常。
可选的，所述主控芯片包括第一引脚与第二引脚，所述第一引脚与所述检测点连接，第二引脚与所述自检测单元连接。
可选的，与所述主控芯片连接的可控硅；所述可控硅，控制极与所述第一引脚连接，阳极与所述检测点连接，阴极接地。
可选的，所述接地故障保护电路还包括互感单元，所述互感单元包括第一互感线圈与第二互感线圈，其中：所述第一互感线圈与所述主控芯片连接，用于感应所述负载电路上的交流电；所述第二互感线圈与所述主控芯片连接；所述自检测单元包括第三引脚与第四引脚，所述第三引脚与所述第四引脚间的连接线路穿过所述第一互感线圈与所述第二互感线圈，在所述第三引脚与所述第四引脚内部短路时，所述第二互感线圈上产生感应电流，并将感应电流信号传输至所述主控芯片。
可选的，所述主控芯片包括第五引脚，所述第五引脚连接检测开关，在触发所述检测开关后，所述主控芯片进入检测状态。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
通过接地故障保护电路中的自检测单元与主控芯片连接，与断路保护单元连接于检测点，在检测状态下，主控芯片模拟断路器故障，发出自检测信号，根据自检测单元是否能检测到所述检测点上的电平变化判断所述自检测单元是否功能完好。采用上述方案，接地故障保护电路可对自检测单元的功能是否完好进行检验。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种接地故障保护电路；
图2是图1中接地故障保护电路正常自检测时对应的波形图；
图3是图1中接地故障保护电路模拟断路器故障并进行自检测时对应的波形图。
具体实施方式
为了测试接地故障保护电路的功能是否完好，通常接地故障保护电路具有自检测功能，通过模拟接地故障来检测接地故障保护电路中的有关断路保护的元器件是否正常，即检测接地故障保护电路的剩余电流保护是否正常。
然而，在接地故障保护电路中，对于自检测功能本身以及对于检测到有关断路保护的元器件发生故障时的报警功能却无法进行检测，给生产测试来了诸多不便，因为在断路器整机装配完成后的整机测试中，无法通过再拆机并人为制造断路器故障来检验自检测单元是否能检测到断路器故障，以确定自检测单元的功能是否完好。
本发明实施例中，通过接地故障保护电路中的自检测单元与主控芯片连接，与断路保护单元连接于检测点，在检测状态下，主控芯片产生模拟断路器故障并进行自检测，根据自检测单元是否能检测到所述检测点上的电平变化判断所述自检测单元是否功能完好。采用上述方案，可以在生产测试中对接地故障保护电路的自检测功能以及故障报警功能是否完好进行检验。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参阅图1，本发明实施例中提供的一种接地故障保护电路，包括：主控芯片、断路保护单元102和自检测单元103，其中；
所述断路保护单元102与所述自检测单元103连接于检测点，与负载电路101连接；
所述自检测单元103与所述主控芯片连接，用于检测所述检测点上的电平信号，并将所述电平信号输出至所述主控芯片；
所述主控芯片与所述自检测单元103连接，包括但不限于在检测状态下模拟断路器故障并进行自检测，并根据所述自检测单元103输出的电平信号判断所述接地故障保护电路的自检测功能以及故障报警功能是否正常。
在具体实施中，在所述接地故障保护电路正常工作时，所述断路保护单元102在接收到TRIG发出的脱扣信号时，所述断路保护单元102将会切断所述负载电路101的供电。
在具体实施中，所述断路保护单元102可以包括保护开关1021，所述保护开关1021可以是脱扣器，用于切断所述负载电路101的供电。
在具体实施中，所述接地故障保护电路正常工作时，所述主控芯片可以获取所述负载电路101上的剩余电流强度，当负载电路101上的剩余电流强度大于设定阈值时，从TRIG引脚输出高电平脱扣信号，通过所述断路保护单元102使得保护开关切断所述负载电路101与供电线路之间的连接。
在具体实施中，所述主控芯片还可以定期在负半周期发出自检测信号，并检测外围通过自检测单元103判断在自检测期间可控硅是否导通过，从而判断断路器的剩余电流保护功能是否工作正常。若在所述的自检测期间内没有检测到可控硅导通，则说明所述接地故障保护电路出现故障，所述主控芯片的EOL引脚可以通过拉高内部电平发出警报信号。
在具体实施中，所述主控芯片还可以产生模拟断路器故障，在自检测时检测到该故障，并从EOL引脚输出报警信号。所述断路器故障包含但不限于能够使断路器的剩余电流保护功能失效的故障，或者使能使断路器的自检测功能发出报警信号的故障。
在具体实施中，在所述接地故障保护电路处于检测状态下时，所述主控芯片可以通过模拟负载电路101的中线线圈故障来达到模拟断路器故障。
在具体实施中，所述主控芯片还可以通过其他方式模拟断路器故障，包括通过在用于检测剩余电流保护功能的CFRC引脚上保持低电平。
在具体实施中，所述主控芯片产生模拟断路器故障后，在所述接地故障保护电路自检测期间，所述检测点上的电平信号不会发生变化，自检测单元103将所述电平信号输出至所述主控芯片，若所述主控芯片没有检测到所述电平信号的变化，所述主控芯片的EOL引脚通过拉高内部电平发出警报信号，在这种情况下通过观察是否有报警信号即可判断断路器在自检测未通过时发出报警信号的功能是否正常。
在具体实施中，所述负载电路101可以为两相电源或三相电源。
在具体实施中，所述主控芯片除在检测状态下模拟断路器故障并进行自检测之外，还包括其他诸多功能和用处。
本发明实施例中，所述主控芯片包括第一引脚与第二引脚，所述第一引脚与所述检测点连接，第二引脚与所述自检测单元103连接。
本发明实施例中，还包括：与所述主控芯片连接的可控硅；所述可控硅，控制极与所述第一引脚连接，阳极与所述检测点连接，阴极接地。
在具体实施中，所述主控芯片的TRIG引脚为所述第一引脚，用于在检测到剩余电流，且需要断开负载与供电线路的连接时，向所述可控硅的控制极施加高电平，使得所述可控硅导通。所述检测点在可控硅导通后被下拉为低电平。
在具体实施中，所述主控芯片的STIN引脚为第二引脚，用于接收所述自检测单元103输出的电平信号。
本发明实施例中，所述主控芯片包括第五引脚，所述第五引脚连接检测开关106，在触发所述检测开关106后，所述主控芯片产生模拟断路器故障，并进入自检测状态。
在具体实施中，所述主控芯片的RSTIN引脚为所述第五引脚，用于在触发所述检测开关106后，使得所述主控芯片产生模拟断路器故障，并进入自检测状态，并根据STIN引脚接收的所述电平信号判断断路器故障报警功能是否正常。
在具体实施中，激活所述检测开关106使得所述RSTIN引脚与电源端VDDST连接，RSTIN接收到高电平信号。
在具体实施中，激活所述检测开关106可以是现在断路器上的按键，如GFCI断路器中的复位按键或者测试按键。
在具体实施中，触发所述检测开关106使得所述主控芯片产生模拟断路器故障，并进入自检测状态的方式，可以是连续激活所述检测开关106两次及以上，还可以是长时间激活所述检测开关106。
在具体实施中，触发所述检测开关106后，所述主控芯片可以立刻产生模拟断路器故障，并进入自检测状态，也可以在一段时间后产生模拟断路器故障，并进入自检测状态，具体时间长短可以由用户根据实际情况设定。
本发明实施例中，所述接地故障保护电路还包括互感单元，所述互感单元包括第一互感线圈104与第二互感线圈105，其中：所述第一互感线圈104与所述主控芯片连接，用于感应所述负载电路101上的交流电；所述第二互感线圈105与所述主控芯片连接；所述自检测单元103包括第三引脚与第四引脚，所述第三引脚与所述第四引脚间的连接线路穿过所述第一互感线圈104与所述第二互感线圈105，在所述第三引脚与所述第四引脚内部短路时，所述第二互感线圈105上产生感应电流，并将所述感应电流信号传输至所述主控芯片。
在具体实施中，所述第一互感线圈104与第二互感线圈105均环绕所述负载电路101，所述负载电路101穿过所述第一互感线圈104与第二互感线圈105的环内圈。
在具体实施中，所述第一互感线圈104的两端可以均与所述主控芯片连接，向所述主控芯片输入所述负载电路101上的剩余电流的波形信号。
在具体实施中，所述GNDST引脚为第三引脚，所述GNTST引脚为第四引脚，所述第三引脚与所述第四引脚间的连接线路穿过所述第一互感线圈104与所述第二互感线圈105。
在具体实施中，当所述GNDST引脚和所述GNTST引脚之间短路，使得所述第一互感线圈104与第二互感线圈105之间产生互感效应，所述第二互感线圈105接收到所述第一互感线圈104上产生的剩余电流的波形信号，并加大所述剩余电流的波形信号的震荡频率后传输至所述主控芯片的FBGN引脚。
参阅图2，给出了本发明实施例中的一种接地故障保护电路正常自检测时对应的波形图。在具体实施中，在所述接地故障保护电路进行正常自检测时所述主控芯片控制所述GNDST引脚和所述GNTST引脚之间短路，使得所述第一互感线圈和第二互感线圈形成互感，所述主控芯片的FBGN引脚产生自激振荡，使得所述TRIG引脚输出高电平脉冲，触发所述可控硅导通，由此所述STIN引脚可以接收到所述自检测单元103传输来的低电平信号，所述主控芯片据此判断所述接地故障保护电路工作正常。
参阅图3，给出了本发明实施例中的一种接地故障保护电路模拟断路器故障并进行自检测时对应的波形图。
在具体实施中，触发所述检测开关106使得所述接地故障保护电路进入检测状态，对故障报警功能检测时，所述主控芯片模拟中线线圈故障，使得所述主控芯片控制所述GNTST引脚与GNDST引脚之间开路，所述第一互感线圈104与第二互感线圈105之间不发生互感效应，因此FBGN引脚无法产生自激振荡，TRIG引脚保持低电平，STIN引脚接收到的电平信号保持高电平不变，在经过一段由用户确定的预设时间后，所述主控芯片通过拉高EOL引脚的内部电平输出报警信号，在所述主控芯片发出报警信号时，说明所述自检测单元103工作正常，若所述主控芯片不发出报警信号，说明所述自检测单元103出现故障。
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 (5)

1.一种接地故障保护电路，其特征在于，包括：主控芯片、断路保护单元（102）和自检测单元（103），其中；
所述断路保护单元（102）与所述自检测单元（103）连接于检测点，与负载电路（101）连接;
所述自检测单元（103）与所述主控芯片连接，用于检测所述检测点上的电平信号，并将所述电平信号输出至所述主控芯片；
所述主控芯片与所述自检测单元（103）连接，包括但不限于在检测状态下模拟断路器故障，发出自检测信号，
在所述主控芯片没有检测到自检测单元（103）输出的电平信号的变化时，所述主控芯片通过拉高内部电平发出警报信号，通过是否有报警信号发出，判断断路器在自检测未通过时发出报警信号的功能是否正常。
2.根据权利要求1所述的接地故障保护电路，其特征在于，所述主控芯片包括第一引脚与第二引脚，所述第一引脚与所述检测点连接，第二引脚与所述自检测单元（103）连接。
3.根据权利要求2所述的接地故障保护电路，其特征在于，还包括：与所述主控芯片连接的可控硅；所述可控硅，控制极与所述第一引脚连接，阳极与所述检测点连接，阴极接地。
4.根据权利要求3所述的接地故障保护电路，其特征在于，所述接地故障保护电路还包括互感单元，所述互感单元包括第一互感线圈（104）与第二互感线圈（105），其中：
所述第一互感线圈（104）与所述主控芯片连接，用于感应所述负载电路（101）上的交流电；
所述第二互感线圈（105）与所述主控芯片连接；
所述自检测单元（103）包括第三引脚与第四引脚，所述第三引脚与所述第四引脚间的连接线路穿过所述第一互感线圈（104）与所述第二互感线圈（105），在所述第三引脚与所述第四引脚内部短路时，所述第二互感线圈（105）上产生感应电流，并将感应电流信号传输至所述主控芯片。
5.根据权利要求1所述的接地故障保护电路，其特征在于，所述主控芯片包括第五引脚，所述第五引脚连接检测开关（106），在触发所述检测开关（106）后，所述主控芯片进入检测状态。
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