CN111969551A - 漏电保护电路及其控制方法、驱动电路 - Google Patents

漏电保护电路及其控制方法、驱动电路 Download PDF

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Abstract

公开了一种漏电保护电路，包括：漏电流控制模块，用于根据母线电压以及第一参考电压产生采样控制信号以及漏电控制信号，并根据所述漏电控制信号产生漏电流，其中，通过控制漏电流的斜率以达到期望值；漏电判断模块，与所述漏电流控制模块连接，用于根据采样控制信号和母线电压判断是否存在漏电现象。本发明可以避免人体因为在安装负载中误接触而导致触电的问题，以提高负载拆装过程中的安全性。

Description

漏电保护电路及其控制方法、驱动电路
技术领域
本申请涉及电力电子相关领域，具体地，涉及漏电保护电路及其控制方法、驱动电路。
背景技术
日光灯广泛存在日常生活中，其中一种日光灯的两端分别通过零线和火线接入市电。在安装时时候，通常是先安装一端，再安装另一端，如果在安装一端的时候，操作员不慎将手或者身体其他部位碰到另一端的电极，则市电、日光灯驱动电路、人体和大地构成回路，相当于市电电压加在人体上，轻则身体有麻痹感，重则会受到电击伤，危害人体，因此在安装日光灯灯管时存在重大的安全隐患。
因此，期待进一步改进日光灯驱动电路，以避免人体因为在安装灯管时误接触而导致触电的问题。
发明内容
鉴于上述内容，本发明的目的在于提供一种漏电保护电路及其控制方法、驱动电路，避免人体因为在安装负载时误接触而导致触电的问题，以提高负载拆装过程中的安全性。
根据本发明的一方面，提供一种漏电保护电路，包括：漏电流控制模块，用于根据表征母线电压的采样电压以及第一参考电压产生采样控制信号以及漏电控制信号，并根据所述漏电控制信号产生漏电流，其中，通过控制漏电流的斜率以达到期望值；漏电判断模块，与所述漏电流控制模块连接，用于根据采样控制信号和母线电压判断是否存在漏电现象。
优选地，当所述采样电压大于第一参考电压之时或之后，所述漏电流控制模块产生漏电流。
优选地，所述漏电流线性上升至预设电流值或上升维持预设时间后线性下降。
优选地，所述漏电流曲线上升至预设电流值或曲线上升维持预设时间后曲线下降。
优选地，所述漏电保护电路还包括：电压采样模块，用于获取母线电压，并对所述母线电压进行采样以获得采样电压。
优选地，所述漏电判断模块还用于根据所述采样控制信号在第一采样时刻获取第一采样电压以及在第二采样时刻获取第二采样电压，并且根据第一采样电压和第二采样电压判断是否存在漏电现象，其中，所述第一采样时刻早于第二采样时刻。
优选地，所述第一采样时刻在所述漏电流产生之前或漏电流开始产生之时，所述第二采样时刻在所述漏电流线性下降之前。
优选地，所述第一采样时刻和所述第二采样时刻在所述漏电流线性上升期间。
优选地，所述漏电判断模块还用于根据采样控制信号和母线电压产生使能信号。
优选地，存在漏电现象时，根据所述使能信号不向负载供电；不存在漏电现象时，根据所述使能信号向负载供电。
优选地，当所述第二采样电压小于或者等于所述第一采样电压时，存在漏电现象；当所述第二采样电压大于所述第一采样电压时，不存在漏电现象。
优选地，当所述第二采样电压小于或者等于所述第一采样电压与预设偏置电压之和时，存在漏电现象；当所述第二采样电压大于所述第一采样电压与预设偏置电压之和时，不存在漏电现象。
优选地，在连续一次或多次判断不存在漏电现象时，向负载供电。
优选地，在连续多次判断未结束前存在漏电现象，重新进行判断是否存在漏电现象。
优选地，采样电压在漏电时的变化率大于、等于或小于不漏电时的变化率。
优选地，所述电压采样模块包括第一端至第三端，其中，所述电压采样模块的第一端和第二端分别与母线电压的第一输出端和第二输出端连接，第三端分别与所述漏电流控制模块和所述漏电判断模块连接。
优选地，所述母线电压的第一输出端和第二输出端分别为直流电压源的两端。
优选地，所述母线电压的第一输出端和第二输出端分别为整流桥的第一输出端和第二输出端。
优选地，所述母线电压的第一输出端通过第一二极管和第二二极管与整流桥的输入端连接。
优选地，所述第一二极管连接在整流桥的第一输入端和所述母线电压的第一输出端之间；所述第二二极管连接在整流桥的第二输入端和所述母线电压的第一输出端之间。
优选地，所述漏电流控制模块包括：判断单元，用于根据采样电压和第一参考电压产生采样控制信号以及漏电控制信号；漏电流控制单元，用于根据所述漏电控制信号产生基准信号；其中，所述基准信号为基准电压或基准电流；漏电流产生单元，用于根据所述基准信号产生漏电流。
优选地，所述判断单元包括第一比较器、延时单元和第一开关；其中，第一比较器的第一输入端接收采样电压，其第二输入端接收第一参考电压，输出端输出采样控制信号以及漏电控制信号，并且通过第一开关与接地端连接；所述延时单元连接在第一比较器的输出端和第一开关的控制端之间，控制第一开关的导通与关断。
优选地，所述漏电流产生单元包括第二运算放大器、反馈电阻以及第一晶体管；其中，所述第二运算放大器的第一输入端与漏电流控制单元连接，接收所述基准电压，其第二输入端经由反馈电阻与接地端连接，其输出端与第一晶体管的控制端连接；所述第一晶体管与所述反馈电阻串联连接在母线电压的第一输出端和接地端之间。
优选地，所述基准电压为具有预设上升斜率、预设下降斜率和预设最大电压的电压信号。
优选地，所述基准电压为具有预设上升斜率、预设下降斜率和预设上升时间的电压信号。
优选地，所述漏电流产生单元包括第三运算放大器、第二晶体管、第三电阻以及反馈电阻；其中，所述第三运算放大器的第一输入端接收第二参考电压，其第二输入端与所述漏电流控制单元的输出端连接，接收基准电流，并且经由第三电阻和反馈电阻与接地端连接，其输出端与第二晶体管的控制端连接；所述第二晶体管和所述反馈电阻串联连接在母线电压的第一输出端和接地端之间。
优选地，所述基准电流为具有预设下降斜率、预设上升斜率和预设最大电流的电流信号。
优选地，所述基准电流为具有预设下降斜率、预设上升斜率和预设下降时间的电流信号。
优选地，所述漏电判断模块包括：第一采样保持单元，用于根据采样控制信号在第一采样时刻获取第一采样电压；第二采样保持单元，用于根据采样控制信号在第二采样时刻获取第二采样电压；比较单元，用于比较第一采样电压和第二采样电压的大小得到比较结果，从而判断是否存在漏电现象；计数单元，用于根据所述比较结果产生使能信号；其中，当连续一次或多次的比较结果判断不存在漏电现象时，所述使能信号控制向负载供电；当一次或多次的比较结果判断存在漏电现象时，所述使能信号控制不向负载供电，并且重新开始判断是否存在漏电现象，并且计数单元重新开始计数。
优选地，所述判断单元包括第二比较器、延时单元、方波发生器、第四开关、第五开关以及第五电阻和第六电阻，其中，所述第二比较器的第一输入端接收采样电压，第二输入端接收第一参考电压，输出端经由第五电阻和第四开关与接地端连接，且分别与延时单元和方波发生器连接；第五电阻和第四开关之间的节点输出漏电控制信号和采样控制信号；延时单元经由第六电阻以及第五开关与接地端连接，第六电阻和第五开关之间的节点上的电压控制第四开关的导通与关断；方波发生器输出方波信号以控制第五开关的导通与关断；其中，所述方波发生器输出的方波信号的周期至少大于工频周期的一半。
根据本发明的第二方面，提供一种漏电保护电路的控制方法，包括：根据母线电压以及第一参考电压产生采样控制信号和漏电流控制信号，并根据所述漏电流控制信号产生漏电流，其中，所述漏电流的变化率可控；根据采样控制信号和母线电压判断是否存在漏电现象。
优选地，当所述母线电压大于第一参考电压之时或之后，产生漏电流。
优选地，所述漏电流线性上升至预设电流值或上升维持预设时间后线性下降。
优选地，所述漏电流曲线上升至预设电流值或曲线上升维持预设时间后曲线下降。
优选地，所述控制方法还包括：获取母线电压，并对所述母线电压进行采样以获得采样电压。
优选地，根据采样控制信号和母线电压判断是否存在漏电现象包括：根据采样控制信号在第一采样时刻获取第一采样电压以及在第二采样时刻获取第二采样电压，其中，第一采样时刻早于第二采样时刻；根据第一采样电压和第二采样电压的比较结果判断是否存在漏电现象。
优选地，所述第一采样时刻在所述漏电流产生之前或漏电流开始产生之时，所述第二采样时刻在所述漏电流线性下降之前。
优选地，所述第一采样时刻和所述第二采样时刻在所述漏电流线性上升期间。
优选地，所述控制方法还包括：根据采样控制信号和母线电压产生使能信号；以及根据所述使能信号控制是否向负载供电。
优选地，存在漏电现象时，根据所述使能信号不向负载供电；不存在漏电现象时，根据所述使能信号向负载供电。
优选地，当所述第二采样电压小于或者等于所述第一采样电压时，存在漏电现象；当所述第二采样电压大于所述第一采样电压时，不存在漏电现象。
优选地，当所述第二采样电压小于或者等于所述第一采样电压与预设偏置电压之和时，存在漏电现象；当所述第二采样电压大于所述第一采样电压与预设偏置电压之和时，不存在漏电现象。
优选地，在连续一次或多次判断不存在漏电现象时，向负载供电。
优选地，在连续多次判断未结束前存在漏电现象，重新进行判断是否存在漏电现象。
优选地，根据采样电压以及第一参考电压产生采样控制信号和漏电流控制信号包括：判断所述采样电压是否大于第一参考电压；当所述采样电压大于第一参考电压时，产生采样控制信号和漏电流控制信号；根据所述漏电控制信号产生基准信号，其中，所述基准信号为基准电压或基准电流；根据所述基准信号产生漏电流。
优选地，所述基准电压为具有预设上升斜率、预设下降斜率和预设最大电压的电压信号。
优选地，所述基准电压为具有预设上升斜率、预设下降斜率和预设上升时间的电压信号。
优选地，所述基准电流为具有预设下降斜率、预设上升斜率和预设最大电流的电流信号。
优选地，所述基准电流为具有预设下降斜率、预设上升斜率和预设下降时间的电流信号。
优选地，采样电压在漏电时的变化率大于、等于或小于不漏电时的变化率。
根据本发明的第三方面，提供一种驱动电路，包括：上述所述的漏电保护电路；驱动模块，与所述漏电保护电路连接，接收使能信号，存在漏电现象时，所述使能信号控制驱动模块不向负载供电，不存在漏电现象时，所述使能信号控制驱动模块向负载供电。
本发明实施例提供的漏电保护电路及其控制方法、驱动电路，根据母线电压以及第一参考电压产生采样控制信号以及漏电控制信号，然后根据采样控制信号和母线电压判断是否存在漏电现象判断是否存在漏电现象，并在漏电情况下进行漏电保护，以提高负载拆装过程中的安全性。
进一步地，根据所述漏电控制信号产生漏电流，由于漏电流可控，冲击电流不大，不会引起很大的振荡以及引起很大的电压突变，对电网的影响小，同时功耗比较小以及可以防止漏电保护的误判断。
进一步地，利用延时防止毛刺干扰，可以兼容DC-DC电源、DLT电源以及可控硅电源。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出应用本发明实施例的漏电保护电路的驱动电路的示意性电路图。
图2a和图2b分别示出本发明实施例的漏电保护电路的电压采样模块的电路图。
图3和图4分别示出本发明实施例的漏电保护电路的漏电流控制模块的电路图；
图5示出本发明实施例的漏电保护电路的漏电判断模块的电路图；
图6和图7分别示出本发明实施例的采样电压和漏电流的波形图。
图8示出图3和图4中判断单元的电路图；
图9示出图3中漏电流控制单元的电路图；
图10示出图4中漏电流控制单元的电路图；
图11示出图9中漏电流控制单元的信号波形图；
图12示出应用本发明第二实施例的漏电保护电路的驱动电路的电路图。
图13示出本发明第二实施例的漏电流控制模块中判断单元的电路图。
图14示出图13中判断单元的信号波形图。
图15示出应用本发明第三实施例的漏电保护电路的驱动电路的电路图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
图1示出应用本发明实施例的漏电保护电路的驱动电路的示意性电路图；如图1所示，所述驱动电路包括整流桥110、漏电保护电路120和驱动模块130。该驱动电路为负载140供电，其中，负载140可以是容性负载或纯阻性负载，例如负载140为LED负载。
其中，整流桥110的第一输入端连接至交流供电线的火线L，第二输入端经由保险丝Rfu连接至交流供电线的零线N，用于对交流输入电压Vin进行整流。整流桥110的第一输出端分别经由漏电保护电路120、驱动模块130连接至整流桥110的第二输出端。具体地，漏电保护电路120的第一端与所述整流桥110的第一输出端连接，第二端与所述整流桥110的第二输出端连接，第三端与驱动模块130连接；驱动模块130连接在所述整流桥110的第一输出端和第二输出端之间，并与所述漏电保护电路120连接；负载140并联连接在所述驱动模块130的第一输出端和第二输出端之间。
人体发生触电现象等同于在交流供电线的火线L或零线N串联一电阻Rb，一般人体电阻Rb大于500欧姆。
在本实施例中，在漏电保护模块120开始工作后向驱动模块130发送使能信号，该使能信号控制所述驱动模块130关断，不向负载140供电；在漏电保护模块120判断存在漏电现象时，则重复进行漏电判断，直至判断不存在漏电现象；在漏电保护电路120判断不存在漏电现象时，向驱动模块130发送使能信号；此时的使能信号控制所述驱动模块130导通以对负载140供电。
在本实施例中，所述漏电保护电路120包括漏电流控制模块122和漏电判断模块123。其中，漏电流控制模块122根据表征母线电压Vbus的采样电压Vs以及第一参考电压产生采样控制信号以及漏电控制信号，并根据所述漏电控制信号产生漏电流，其中，通过控制漏电流的斜率以达到期望值。漏电判断模块123与所述漏电流控制模块122连接，用于根据采样控制信号和母线电压VH判断是否存在漏电现象。
在一个优选地实施例中，所述漏电保护电路120还包括电压采样模块121，所述电压采样模块121用于获取整流桥110输出的母线电压Vbus，并对所述母线电压Vbus进行采样以获得采样电压Vs。
在本实施例中，所述电压采样模块121包括第一端至第三端，其中，所述电压采样模块121的第一端和第二端分别与整流桥110的第一输出端和第二输出端连接；电压采样模块121的第三端分别与所述漏电流控制模块122和漏电判断模块123连接，用于将所述母线电压Vbus提供给所述漏电流控制模块122和所述漏电判断模块123。
在本实施例中，如图2a所示，所述电压采样模块121包括第一电阻R1和第二电阻R2，其中，第一电阻R1和第二电阻R2串联连接在所述整流桥110的第一输出端和第二输出端之间。第一电阻R1和第二电阻R2之间的节点输出采样电压Vs。
在一个优选地实施例中，如图2b所示，所述电压采样模块121还包括第一运算放大器A1，其中，所述第一运算放大器A1的第一输入端与第一电阻R1和第二电阻R2之间的节点连接，第一运算放大器A1的第二输入端与第一运算放大器A1的输出端连接。所述第一运算放大器A1的输出端输出采样电压Vs。第一运算放大器A1的第一输入端为正相输入端，第二输入端为反相输入端，但并不局限于此。
漏电流控制模块122与所述电压采样模块121连接，用于根据所述采样电压Vs以及第一参考电压产生采样控制信号以及漏电控制信号，并根据所述漏电控制信号产生漏电流。具体地，漏电流控制模块122与所述电压采样模块121的第三端电连接。
在本实施例中，漏电流的变化率可控，通过控制漏电流的斜率以达到期望值。漏电流控制模块122可以产生任意的漏电流，即可以控制漏电流的斜率。漏电流可以是线性变化，也可以是平缓的抛物线。当漏电流线性变化时，漏电流线性上升至预设电流值或上升维持预设时间后线性下降；当漏电流为平缓的抛物线时，漏电流曲线上升至预设电流值或曲线上升维持预设时间后曲线下降。
采样电压Vs在漏电时的变化率(即斜率)可以大于、小于或等于不漏电时的变化率(即斜率)。
在本实施例中，如图3所示，所述漏电流控制模块122包括判断单元1221、漏电流控制单元1222和漏电流产生单元1223，其中，所述判断单元1221用于根据采样电压Vs和第一参考电压产生采样控制信号Ctrl1以及漏电控制信号Ctrl2；漏电流控制单元1222根据所述漏电控制信号Ctrl2产生基准电压Va。所述漏电流产生单元1223根据所述基准电压Va产生漏电流Ileak。其中，所述漏电流产生单元1223包括第二运算放大器A2、第一晶体管Q1以及反馈电阻Rcs，所述第二运算放大器A2的第一输入端接收所述基准电压Va，第二输入端通过反馈电阻Rcs与接地端GND连接，输出端与第一晶体管Q1的控制端连接。第一晶体管Q1与反馈电阻Rcs串联连接至所述漏电保护电路的第一端与接地端GND之间。第二运算放大器A2的第一输入端为正相输入端，第二输入端为反相输入端，但并不局限于此。第一晶体管Q1为N型晶体管。当第一晶体管Q1导通时，流经第一晶体管Q1的电流即为漏电流Ileak。
具体地，所述漏电流控制单元1222产生的基准电压Va为具有预设上升斜率、预设下降斜率和预设最大电压Vref的电压信号。即在时间t1内从0上升至预设最大电压Vref；随后在时间t2内从预设最大电压Vref线性下降至0。
在一个优选地实施例中，所述漏电流控制单元1222产生的基准电压Va为具有预设上升斜率、预设下降斜率和预设上升时间的电压信号。即在从0按照预设上升斜率上升，并且维持预设上升时间t1，随后在时间t2内按照预设下降斜率线性下降至0。
在本实施例中，如图8所示，所述判断单元1221包括第一比较器U1、延时单元Delay以及第一开关S1，其中，所述第一比较器U1的第一输入端接收采样电压Vs，第二输入端接收基准电压Vref1，输出端与延时单元Delay连接，并且经由第一开关S1与接地端GND连接；延时单元Delay控制第一开关S1的导通与关断。当采样电压Vs高于第一参考电压Vref1时，输出的漏电控制信号Ctrl2为有效电平(即高电平)，然后在有效电平维持时间tdelay后输出无效电平(即低电平)。第一比较器U1的第一输入端为正相输入端，第二输入端为反相输入端，但并不局限于此。
如图9所示，所述漏电流控制单元1222包括第一电流源Io1、第二电流源Io2、反相器INV、第一电容C1以及第二开关S2和第三开关S3；所述第一电流源Io1、第二开关S2、第三开关S3以及第二电流源Io2串联连接在电源电压VDD和接地端GND之间；第二开关S2和第三开关S3之间的节点输出基准电压Va，并且通过第一电容C1与接地端GND连接。第二开关S2的控制端接收漏电控制信号Ctrl2；第三开关S3的控制端经由反相器INV接收漏电控制信号Ctrl2。即第二开关S2由判断单元1221的漏电控制信号Ctrl2控制其闭合与断开；第三开关S3由判断单元1221的漏电控制信号Ctrl2的相反信号控制其闭合与断开。
参考图11，第二开关S2的控制信号与漏电控制信号Ctrl2同相；第三开关S3的控制信号与漏电控制信号Ctrl2反相，漏电流Ileak在漏电控制信号Ctrl2为有效电平时线性上升，并且线性上升的时间t1与有效电平维持时间tdelay相同。
在一个优选地实施例中，如图4所示，所述漏电流控制模块222包括判断单元2221、漏电流控制单元2222和漏电流产生单元2223，其中，所述判断单元2221用于根据采样电压Vs和第一参考电压产生采样控制信号Ctrl1以及漏电控制信号Ctrl2；漏电流控制单元2222根据所述漏电控制信号Ctrl2产生基准电流Ia；漏电流产生单元2223根据所述基准电流Ia产生漏电流Ileak。其中，所述漏电流产生单元2223包括第三运算放大器A3、第二晶体管Q2、第三电阻R3以及反馈电阻Rcs，所述第三运算放大器A3的第一输入端接收第二参考电压Vref2，第二输入端接收基准电流Ia，并且通过第三电阻R3和反馈电阻Rcs与接地端GND连接；输出端与第二晶体管Q2的控制端连接。第二晶体管Q2与反馈电阻Rcs串联连接至漏电保护电路120的第一端与接地端GND之间。所述漏电流Ileak的线性下降在漏电流Ileak线性上升到预设电流或上升维持预设时间后开始。第三运算放大器A3的第一输入端为正相输入端，第二输入端为反相输入端，但并不局限于此。第二晶体管Q2为N型晶体管。
具体地，所述漏电流控制单元2222产生的基准电流Ia为具有预设下降斜率、预设上升斜率和预设最大电流Iref的电流信号。即在时间t1内从预设最大电流Iref下降至0；随后在时间t2内从0线性上升至预设最大电流Iref。其中，第二参考电压Vref2＝Iref*R3。
在一个优选地实施例中，所述漏电流控制单元2222产生的基准电流Ia为具有预设下降斜率、预设上升斜率和预设下降时间的电流信号。即在从按照预设下降斜率在预设下降时间t1内下降至0，随后在时间t2内从0按照预设上升斜率线性上升。
如图10所示，所述漏电流控制单元2222包括第一电流源Io1、第二电流源Io2、第三电流源Io3、反相器INV、第一电容C1、第二开关S2、第三开关S3、第四运算放大器A4、第三晶体管至第七晶体管(Q3-Q7)、第四电阻R4；所述第一电流源Io1、第二开关S2、第三开关S3以及第二电流源Io2串联连接在电源电压VDD和接地端GND之间；第四运算放大器A4的第一输入端与第二开关S2和第三开关S3之间的节点连接，第二输入端通过第四电阻R4与接地端GND连接，输出端与第三晶体管Q3的控制端连接；第四晶体管Q4、第三晶体管Q3以及第四电阻R4串联连接在电源电压VDD与接地端GND之间；第五晶体管Q5和第六晶体管Q6串联连接在电源电压VDD与接地端GND之间；第三电流源Io3和第七晶体管Q7串联连接在电源电压VDD与接地端GND之间；第三电流源Io3和第七晶体管Q7之间的节点输出基准电流Ia。第四晶体管Q4的控制端与其漏极连接，且与第五晶体管Q5的控制端连接；第六晶体管Q6的控制端与其漏极连接，且与第六晶体管Q4的控制端连接。第二开关S2的控制端接收漏电控制信号Ctrl2；第三开关S3的控制端经由反相器INV接收漏电控制信号Ctrl2。即第二开关S2由判断单元2221的漏电控制信号Ctrl2控制其闭合与断开；第三开关S3由判断单元2221的漏电控制信号Ctrl2的相反信号控制其闭合与断开。
具体地，第四晶体管Q4的源极接收电源电压VDD，其漏极与第三晶体管Q3的漏极连接；第三晶体管Q3的源极经由第四电阻R4与接地端GND连接；第五晶体管Q5的源极接收电源电压VDD，其漏极与第六晶体管Q6的漏极连接；第六晶体管Q6的源极与接地端GND连接；第七晶体管Q7的漏极与第三电流源Io3连接，源极与接地端GND连接。
第三晶体管Q3、第六晶体管Q6和第七晶体管Q7为N型晶体管；第四晶体管Q4和第五晶体管Q5为P型晶体管。
第四运算放大器A4的第一输入端为正相输入端，第二输入端为反相输入端，但并不局限于此。
漏电判断模块123分别与漏电流控制模块122和电压采样模块121连接，根据采样控制信号获得不同时刻的采样电压Vs，并通过比较不同时刻的采样电压Vs的大小，判断是否存在漏电现象。
其中，所述漏电判断模块123用于根据采样控制信号Ctrl1在第一采样时刻获取第一采样电压Vs1以及在第二采样时刻获取第二采样电压Vs2，并根据所述第一采样电压Vs1和所述第二采样电压Vs2判断是否存在漏电现象。其中，第一采样时刻早于第二采样时刻，并且第一采样时刻和第二采样时刻在漏电流Ileak结束之前。在本实施例中，所述第一采样时刻在所述漏电流Ileak产生之前或漏电流Ileak开始产生之时，所述第二采样时刻在所述漏电流Ileak线性下降之前。
在一个优选的实施例中，所述第一采样时刻和所述第二采样时刻在所述漏电流Ileak线性上升期间，且第一采样时刻早于所述第二采样时刻。
具体地，当不存在漏电现象时，漏电人体电阻Rb为0欧姆，此时Vs2＞Vs1；当存在漏电现象时，漏电人体电阻101大于500欧姆，此时Vs2≤Vs1。因此可以通过比较第一采样电压Vs1和第二采样电压Vs2的大小来判断是否存在漏电现象，即当Vs2＞Vs1时，不存在漏电现象；当Vs2≤Vs1时，存在漏电现象。
存在漏电现象和不存在漏电现象时，漏电流Ileak的波形是一样的。
所述漏电判断模块123还用于产生使能信号；所述使能信号用于控制驱动模块130导通与关断。判断存在漏电现象时，所述使能信号控制驱动模块130关断；判断不存在漏电现象时，所述使能信号控制驱动模块130导通。
在本实施例中，如图5所示，所述漏电判断模块123包括第一采样保持单元1231、第二采样保持单元1232、比较单元1233以及计数单元1234。其中，所述第一采样保持单元1231根据采样控制信号Ctrl1以及采样电压Vs获取第一采样电压Vs1；所述第二采样保持单元1232根据采样控制信号Ctrl1以及采样电压Vs获取第二采样电压Vs2；比较单元1233接收第一采样电压Vs1和第二采样电压Vs2，并且比较第一采样电压Vs1和第二采样电压Vs2的大小，根据比较结果判断是否存在漏电现象，当Vs2＞Vs1时，不存在漏电现象；当Vs2≤Vs1时，存在漏电现象。计数单元1234用于对存在漏电现象的次数进行计数，并且根据比较结果产生使能信号EN；其中，当连续一次或多次的比较结果判断不存在漏电现象时，所述使能信号控制驱动模块130导通。具体地，在连续一次或多次判断不存在漏电现象时，向驱动模块130发送的使能信号控制驱动模块130导通。在连续多次判断存在漏电现象时，重新判断是否存在漏电现象，重新开始计数。
如图6和图7所示，在漏电流Ileak上升期间，如果存在漏电现象，采样电压Vs会下降，参考图中实线部分，Vs2≤Vs1，则判断存在漏电现象。若不存在漏电现象，采样电压Vs仍会上升或者不变，如图中虚线所示，Vs2＞Vs1，则判断不存在漏电现象。
在一个优选地实施例中，当第二采样电压Vs2小于或等于第一采样电压Vs1和预设偏置电压的叠加值，则判断存在漏电现象；反之，当第二采样电压Vs2大于第一采样电压Vs1和预设偏置电压的叠加值，则判断不存在漏电现象。预设偏置电压可以小于零，也可以等于零，也可以大于零。
上电时，所述漏电判断模块123向驱动模块130发送使能信号EN，控制驱动模块130关断；漏电判断模块123开始对是否存在漏电现象进行判断，所述漏电判断模块123判断存在漏电现象时，所述使能信号EN依然控制驱动模块130关断，重复判断是否存在漏电现象直至不存在漏电现象；所述漏电判断模块123判断不存在漏电现象时，该使能信号EN控制驱动模块130导通以对负载140供电。
本发明实施例提供的漏电保护电路、控制方法及其驱动电路，通过比较第一采样时刻获取的第一采样电压，第二采样时刻获取的第二采样电压的大小，其中，第一采样时刻早于第二采样时刻并且第一采样时刻和第二采样时刻在漏电流结束之前，判断是否存在漏电现象，并在漏电情况下进行漏电保护，以提高负载拆装过程中的安全性。
进一步地，由于漏电流可控，冲击电流不大，不会引起很大的振荡以及很大的电压突变，对电网的影响小，同时功耗比较小以及可以防止漏电保护的误判断。
进一步地，利用延时防止毛刺干扰，可以兼容DC-DC电源、DLT电源以及可控硅电源。
进一步地，由于检测是母线电压的上升沿或者下降沿，方便检测。
图12示出了本发明第二实施例提供的漏电保护电路的驱动电路的示意性电路图。与图1所示的漏电保护电路的驱动电路相比，漏电流控制模块中的判断单元具有直流判断功能，可应用于直流供电和交流供电两种情况下的漏电判断，本实施例以直流输入为例，漏电保护电路120直接与直流电源DC连接。第二实施例中驱动电路的其余部分与第一实施例相同，在此不再赘述。
在本实施例中，如图13所示，判断单元3221包括第二比较器U2、延时单元Delay、方波发生器U3、第四开关S4、第五开关S5以及第五电阻R5和第六电阻R6，其中，所述第二比较器U2的第一输入端接收采样电压Vs，第二输入端接收第一参考电压Vref1，输出端经由第五电阻R5和第四开关S4与接地端GND连接，且分别与延时单元Delay和方波发生器连接；第五电阻R5和第四开关S4之间的节点输出漏电控制信号Ctrl2和采样控制信号Ctrl1；延时单元Delay经由第六电阻R6以及第五开关S5与接地端GND连接，第六电阻R6和第五开关S5之间的节点上的信号控制第四开关S4的导通与关断；方波发生器U3的输出控制第五开关S5的导通与关断。
参考图14，当采样电压Vs小于第一参考电压Vref1时，第二比较器U2输出低电平，延时单元Delay输出低电平，方波发生器U3输出低电平；当采样电压Vs大于等于第一参考电压Vref1时，第二比较器U2输出高电平，延时单元Delay依然输出低电平，则第四开关S4关断，漏电控制信号Ctrl2为高电平，当延时单元Delay延时一定时间后跳变为高电平，此时第四开关S4导通，漏电控制信号Ctrl2跳变为低电平；方波发生器U3输出为高电平时，第五开关S5导通，则第四开关S4关断，漏电控制信号Ctrl2再次跳变为高电平。该判断单元3221产生周期性的漏电控制信号，即每间隔t3时间段，漏电控制信号Ctrl2翻转为高电平，t3时间至少需要大于一个交流周期。
图15示出了本发明第三实施例提供的漏电保护电路的驱动电路的示意性电路图。与图1所示的漏电保护电路的驱动电路相比，漏电保护电路120的第一端通过第一二极管D1和第二二极管D2与所述整流桥110的输入端连接。第三实施例中驱动电路的其余部分与第一实施例相同，在此不再赘述。
具体地，所述第一二极管D1连接在整流桥110的第一输入端和漏电保护电路120的第一端之间；第二二极管D2连接在整流桥110的第二输入端和漏电保护电路120的第一端之间。
本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (51)

1.一种漏电保护电路，其特征在于，包括：
漏电流控制模块，用于根据表征母线电压的采样电压以及第一参考电压产生采样控制信号以及漏电控制信号，并根据所述漏电控制信号产生漏电流，其中，通过控制漏电流的斜率以达到期望值；
漏电判断模块，与所述漏电流控制模块连接，用于根据采样控制信号和母线电压判断是否存在漏电现象。
2.根据权利要求1所述的漏电保护电路，其特征在于，当所述采样电压大于第一参考电压之时或之后，所述漏电流控制模块产生漏电流。
3.根据权利要求2所述的漏电保护电路，其特征在于，所述漏电流线性上升至预设电流值或上升维持预设时间后线性下降。
4.根据权利要求2所述的漏电保护电路，其特征在于，所述漏电流曲线上升至预设电流值或曲线上升维持预设时间后曲线下降。
5.根据权利要求1所述的漏电保护电路，其特征在于，还包括：
电压采样模块，用于获取母线电压，并对所述母线电压进行采样以获得采样电压。
6.根据权利要求5所述的漏电保护电路，其特征在于，所述漏电判断模块还用于根据所述采样控制信号在第一采样时刻获取第一采样电压以及在第二采样时刻获取第二采样电压，并且根据第一采样电压和第二采样电压判断是否存在漏电现象，其中，所述第一采样时刻早于第二采样时刻。
7.根据权利要求6所述的漏电保护电路，其特征在于，所述第一采样时刻在所述漏电流产生之前或漏电流开始产生之时，所述第二采样时刻在所述漏电流线性下降之前。
8.根据权利要求6所述的漏电保护电路，其特征在于，所述第一采样时刻和所述第二采样时刻在所述漏电流线性上升期间。
9.根据权利要求1所述的漏电保护电路，其特征在于，所述漏电判断模块还用于根据采样控制信号和母线电压产生使能信号。
10.根据权利要求9所述的漏电保护电路，其特征在于，存在漏电现象时，根据所述使能信号不向负载供电；
不存在漏电现象时，根据所述使能信号向负载供电。
11.根据权利要求6所述的漏电保护电路，其特征在于，当所述第二采样电压小于或者等于所述第一采样电压时，存在漏电现象；
当所述第二采样电压大于所述第一采样电压时，不存在漏电现象。
12.根据权利要求6所述的漏电保护电路，其特征在于，当所述第二采样电压小于或者等于所述第一采样电压与预设偏置电压之和时，存在漏电现象；
当所述第二采样电压大于所述第一采样电压与预设偏置电压之和时，不存在漏电现象。
13.根据权利要求1所述的漏电保护电路，其特征在于，在连续一次或多次判断不存在漏电现象时，向负载供电。
14.根据权利要求1所述的漏电保护电路，其特征在于，在连续多次判断未结束前存在漏电现象，重新进行判断是否存在漏电现象。
15.根据权利要求5所述的漏电保护电路，其特征在于，采样电压在漏电时的变化率大于、等于或小于不漏电时的变化率。
16.根据权利要求5所述的漏电保护电路，其特征在于，所述电压采样模块包括第一端至第三端，其中，所述电压采样模块的第一端和第二端分别与母线电压的第一输出端和第二输出端连接，第三端分别与所述漏电流控制模块和所述漏电判断模块连接。
17.根据权利要求16所述的漏电保护电路，其特征在于，所述母线电压的第一输出端和第二输出端分别为直流电压源的两端。
18.根据权利要求16所述的漏电保护电路，其特征在于，所述母线电压的第一输出端和第二输出端分别为整流桥的第一输出端和第二输出端。
19.根据权利要求18所述的漏电保护电路，其特征在于，所述母线电压的第一输出端通过第一二极管和第二二极管与整流桥的输入端连接。
20.根据权利要求19所述的漏电保护电路，其特征在于，所述第一二极管连接在整流桥的第一输入端和所述母线电压的第一输出端之间；
所述第二二极管连接在整流桥的第二输入端和所述母线电压的第一输出端之间。
21.根据权利要求16所述的漏电保护电路，其特征在于，所述漏电流控制模块包括：
判断单元，用于根据采样电压和第一参考电压产生采样控制信号以及漏电控制信号；
漏电流控制单元，用于根据所述漏电控制信号产生基准信号；其中，所述基准信号为基准电压或基准电流；
漏电流产生单元，用于根据所述基准信号产生漏电流。
22.根据权利要求21所述的漏电保护电路，其特征在于，所述判断单元包括第一比较器、延时单元和第一开关；
其中，第一比较器的第一输入端接收采样电压，其第二输入端接收第一参考电压，输出端输出采样控制信号以及漏电控制信号，并且通过第一开关与接地端连接；
所述延时单元连接在第一比较器的输出端和第一开关的控制端之间，控制第一开关的导通与关断。
23.根据权利要求21所述的漏电保护电路，其特征在于，所述漏电流产生单元包括第二运算放大器、反馈电阻以及第一晶体管；
其中，所述第二运算放大器的第一输入端与漏电流控制单元连接，接收所述基准电压，其第二输入端经由反馈电阻与接地端连接，其输出端与第一晶体管的控制端连接；
所述第一晶体管与所述反馈电阻串联连接在母线电压的第一输出端和接地端之间。
24.根据权利要求23所述的漏电保护电路，其特征在于，所述基准电压为具有预设上升斜率、预设下降斜率和预设最大电压的电压信号。
25.根据权利要求23所述的漏电保护电路，其特征在于，所述基准电压为具有预设上升斜率、预设下降斜率和预设上升时间的电压信号。
26.根据权利要求21所述的漏电保护电路，其特征在于，所述漏电流产生单元包括第三运算放大器、第二晶体管、第三电阻以及反馈电阻；
其中，所述第三运算放大器的第一输入端接收第二参考电压，其第二输入端与所述漏电流控制单元的输出端连接，接收基准电流，并且经由第三电阻和反馈电阻与接地端连接，其输出端与第二晶体管的控制端连接；
所述第二晶体管和所述反馈电阻串联连接在母线电压的第一输出端和接地端之间。
27.根据权利要求26所述的漏电保护电路，其特征在于，所述基准电流为具有预设下降斜率、预设上升斜率和预设最大电流的电流信号。
28.根据权利要求26所述的漏电保护电路，其特征在于，所述基准电流为具有预设下降斜率、预设上升斜率和预设下降时间的电流信号。
29.根据权利要求16所述的漏电保护电路，其特征在于，所述漏电判断模块包括：
第一采样保持单元，用于根据采样控制信号在第一采样时刻获取第一采样电压；
第二采样保持单元，用于根据采样控制信号在第二采样时刻获取第二采样电压；
比较单元，用于比较第一采样电压和第二采样电压的大小得到比较结果，从而判断是否存在漏电现象；
计数单元，用于根据所述比较结果产生使能信号；
其中，当连续一次或多次的比较结果判断不存在漏电现象时，所述使能信号控制向负载供电；
当一次或多次的比较结果判断存在漏电现象时，所述使能信号控制不向负载供电，并且重新开始判断是否存在漏电现象，并且计数单元重新开始计数。
30.根据权利要求21所述的漏电保护电路，其特征在于，所述判断单元包括第二比较器、延时单元、方波发生器、第四开关、第五开关以及第五电阻和第六电阻，
其中，所述第二比较器的第一输入端接收采样电压，第二输入端接收第一参考电压，输出端经由第五电阻和第四开关与接地端连接，且分别与延时单元和方波发生器连接；
第五电阻和第四开关之间的节点输出漏电控制信号和采样控制信号；
延时单元经由第六电阻以及第五开关与接地端连接，第六电阻和第五开关之间的节点上的电压控制第四开关的导通与关断；
方波发生器输出方波信号以控制第五开关的导通与关断；
其中，所述方波发生器输出的方波信号的周期至少大于工频周期的一半。
31.一种漏电保护电路的控制方法，其特征在于，包括：
根据表征母线电压的采样电压以及第一参考电压产生采样控制信号和漏电流控制信号，并根据所述漏电流控制信号产生漏电流，其中，所述漏电流的变化率可控；
根据采样控制信号和母线电压判断是否存在漏电现象。
32.根据权利要求31所述的控制方法，其特征在于，当所述采样电压大于第一参考电压之时或之后，产生漏电流。
33.根据权利要求32所述的控制方法，其特征在于，所述漏电流线性上升至预设电流值或上升维持预设时间后线性下降。
34.根据权利要求32所述的控制方法，其特征在于，所述漏电流曲线上升至预设电流值或曲线上升维持预设时间后曲线下降。
35.根据权利要求31所述的控制方法，其特征在于，还包括：
获取母线电压，并对所述母线电压进行采样以获得采样电压。
36.根据权利要求35所述的控制方法，其特征在于，根据采样控制信号和母线电压判断是否存在漏电现象包括：
根据采样控制信号在第一采样时刻获取第一采样电压以及在第二采样时刻获取第二采样电压，其中，第一采样时刻早于第二采样时刻；
根据第一采样电压和第二采样电压的比较结果判断是否存在漏电现象。
37.根据权利要求36所述的控制方法，其特征在于，所述第一采样时刻在所述漏电流产生之前或漏电流开始产生之时，所述第二采样时刻在所述漏电流线性下降之前。
38.根据权利要求36所述的控制方法，其特征在于，所述第一采样时刻和所述第二采样时刻在所述漏电流线性上升期间。
39.根据权利要求31所述的控制方法，其特征在于，还包括：
根据采样控制信号和母线电压产生使能信号；以及
根据所述使能信号控制是否向负载供电。
40.根据权利要求39所述的控制方法，其特征在于，存在漏电现象时，根据所述使能信号不向负载供电；
不存在漏电现象时，根据所述使能信号向负载供电。
41.根据权利要求36所述的控制方法，其特征在于，当所述第二采样电压小于或者等于所述第一采样电压时，存在漏电现象；
当所述第二采样电压大于所述第一采样电压时，不存在漏电现象。
42.根据权利要求36所述的控制方法，其特征在于，当所述第二采样电压小于或者等于所述第一采样电压与预设偏置电压之和时，存在漏电现象；
当所述第二采样电压大于所述第一采样电压与预设偏置电压之和时，不存在漏电现象。
43.根据权利要求31所述的控制方法，其特征在于，在连续一次或多次判断不存在漏电现象时，向负载供电。
44.根据权利要求31所述的控制方法，其特征在于，在连续多次判断未结束前存在漏电现象，重新进行判断是否存在漏电现象。
45.根据权利要求31所述的控制方法，其特征在于，根据表征母线电压的采样电压以及第一参考电压产生采样控制信号和漏电流控制信号包括：
判断所述采样电压是否大于第一参考电压；
当所述采样电压大于第一参考电压时，产生采样控制信号和漏电流控制信号；
根据所述漏电控制信号产生基准信号，其中，所述基准信号为基准电压或基准电流；
根据所述基准信号产生漏电流。
46.根据权利要求45所述的控制方法，其特征在于，所述基准电压为具有预设上升斜率、预设下降斜率和预设最大电压的电压信号。
47.根据权利要求45所述的控制方法，其特征在于，所述基准电压为具有预设上升斜率、预设下降斜率和预设上升时间的电压信号。
48.根据权利要求45所述的控制方法，其特征在于，所述基准电流为具有预设下降斜率、预设上升斜率和预设最大电流的电流信号。
49.根据权利要求45所述的控制方法，其特征在于，所述基准电流为具有预设下降斜率、预设上升斜率和预设下降时间的电流信号。
50.根据权利要求35所述的控制方法，其特征在于，采样电压在漏电时的变化率大于、等于或小于不漏电时的变化率。
51.一种驱动电路，其特征在于，包括：
如权利要求1-30中任一项所述的漏电保护电路；
驱动模块，与所述漏电保护电路连接，接收使能信号，存在漏电现象时，使能信号控制驱动模块不向负载供电，不存在漏电现象时，所述使能信号控制驱动模块向负载供电。
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