CN113552501A - 用于漏电检测的电路及电热水器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电器安全技术领域，公开一种用于漏电检测的电路。该电路包括：并联电路，包括并联的耦合电容和参考电压采样电路，所述耦合电容的输入端与被检测电路连接，所述参考电压采样电路被配置为对零线和火线电压进行采样；电压检测电路，串联在所述并联电路的输出端，被配置为检测所述被检测电路的漏电电压。本公开实施例中，电压检测电路采集零线和火线电压确定参考电压，提供了稳定的电压参考值，避免了墙体结构与材料的多样性导致的参考电压不稳定，提高了漏电检测结果的准确性，同时可以避免零火线接反时无法正确检测漏电情况的发生。本申请还公开一种电热水器。

Description

用于漏电检测的电路及电热水器

技术领域

本申请涉及电器安全技术领域，例如涉及一种用于漏电检测的电路及电热水器。

背景技术

目前，随着电器的种类逐渐增多，电器用电安全备受关注。尤其是热水器的用电安全成为电器用电安全的研究重点，现有技术提供了众多方案以避免电器漏电对用户造成人身伤害。

相关技术提供了一种漏电检测方法，将电压检测模块设置在连接电热水器内部的导体与墙体之间，以墙体电压为参考电压，以克服传统检测方法中无可靠的对地参考电压取样点的问题。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

由于墙体结构与材料的多样性，其电压与大地实际电压并不相同，漏电检测结果不准确。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供一种用于漏电检测的电路及电热水器，以解决现有技术中漏电检测结果不准确的问题。

在一些实施例中，所述用于漏电检测的电路包括：

并联电路，包括并联的耦合电容和参考电压采样电路，所述耦合电容的输入端与被检测电路连接，所述参考电压采样电路被配置为对零线和火线电压进行采样；

电压检测电路，串联在所述并联电路的输出端，被配置为检测所述被检测电路的漏电电压。

在一些实施例中，所述电热水器，包括：内胆和设置在内胆上的漏电电压输出电路，还包括上述的用于漏电检测的电路；其中，漏电电压输出电路与所述耦合电容连接。

本公开实施例提供的用于漏电检测的电路及电热水器，可以实现以下技术效果：

电压检测电路采集零线和火线电压确定参考电压，提供了稳定的电压参考值，避免了墙体结构与材料的多样性导致的参考电压不稳定，提高了漏电检测结果的准确性，同时可以避免零火线接反时无法正确检测漏电情况的发生。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一个用于漏电检测的电路的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的另一个用于漏电检测的电路的电路图；

图3是本公开实施例提供的另一个用于漏电检测的电路的电路图；

图4a是本公开实施例提供的另一个用于漏电检测的电路的电路图；

图4b是本公开实施例提供的另一个用于漏电检测的电路的电路图；

图5a是本公开实施例提供的一个耦合电容的结构示意图；

图5b是本公开实施例提供的另一个耦合电容的结构示意图；

图5c是本公开实施例提供的另一个耦合电容的结构示意图；

图6a是本公开实施例提供的一个第二采样部对零线和火线进行检测时的状态示意图；

图6b是本公开实施例提供的另一个第二采样部对零线和火线进行检测时的状态示意图；

图6c是本公开实施例提供的另一个第二采样部对零线和火线进行检测时的状态示意图；

图6d是本公开实施例提供的另一个第二采样部对零线和火线进行检测时的状态示意图；

图7a是本公开实施例提供的另一个用于漏电检测的电路的电路图；

图7b是本公开实施例提供的另一个用于漏电检测的电路的电路图；

图7c是本公开实施例提供的另一个用于漏电检测的电路的电路图；

图8是本公开实施例提供的一个电热水器的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B 表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是本公开实施例提供的一个用于漏电检测的电路的结构示意图，如图所示，该电路包括：并联电路10和电压检测电路20。

其中，并联电路10包括并联的耦合电容101和参考电压采样电路102。

耦合电容101的输入端与被检测电路连接，参考电压采样电路102被配置为对零线和火线电压进行采样。电压检测电路20，串联在并联10电路的输出端，被配置为检测被检测电路的漏电电压。

耦合电容101的输入端与被检测电路连接，耦合电容101的输出端与电压检测电路20连接，避免了被检测电路与电压检测电路20直接的物理连接，提高了检测安全性。

被检测电路输入端连接电器的漏电部位，例如：电热水器漏电主要由于电加热管损坏，当电加热管损坏时，内胆会带电，则被检测电路输入端连接电热水器的内胆。

参考电压采样电路102对零线和火线电压进行采样，零线和火线电压为市电电压，零线或火线在变电站端接地，为电压检测电路20确定被检测电路电压提供稳定的参考电压，可以避免现有技术中检测电路连接电器接地线时，参考电压会因为应用环境的不同而改变，提高了检测结果的准确性。

在电器为处于未漏电的安全状态的情况下，被检测电路中无电流和电压通过，当电器漏电时，有电流通过被检测电路输入电压检测电路20，此时，并联电路10输出的电流增大，电压检测电路20即基于检测到的电流或电压改变确定被检测电路的漏点电压。

电压检测电路102检测漏电电压，以根据漏电电压进行断电保护或漏电预警，避免用户触电。根据用电安全的规定，人的安全电压不高于36V，而实际生活中家庭用电为220V，当电器漏电时，极易对用户带来伤害。因此，通过电压检测电路102检测到漏电电压超过小于或等于36V的设定安全电压时，及时进行断电处理以避免用户触电。

本公开实施例中，电压检测电路采集零线和火线电压确定参考电压，提供了稳定的电压参考值，避免了墙体结构与材料的多样性导致的参考电压不稳定，提高了漏电检测结果的准确性，同时可以避免零火线接反时无法正确检测漏电情况的发生。

在不同实施例中，并联电路10和电压检测电路20的包括的元器件不同。

图2是本公开实施例提供的一个用于漏电检测的电路的电路图，如图所示，该电路包括：耦合电容C1、采样电阻R1和三极管Q1。

其中，耦合电容C1和采样电阻R1并联组成并联电路10。电压检测电路20包括：三极管Q1。三极管Q1基极连接并联电路10的输出端，集电极连接电源，发射极接地。电源为独立的外接电源。可选的，电源提供的电压为5V。

在被检测电路输出漏电电压时，并联电路10输出至三极管Q1基极的电流增大，三级管Q1导通，三极管Q1的发射极输出电平信号作为漏电报警信号。

图3是本公开实施例提供的另一个用于漏电检测的电路的电路图，如图所示，该电路包括：耦合电容C1、采样电阻R1、三极管Q1和发光二极管LD1。

其中，耦合电容C1和采样电阻R1并联组成并联电路10。电压检测电路20包括：三极管Q1和发光二极管LD1。三极管Q1基极连接并联电路 10的输出端，发射极接地。发光二极管LD1，串联在电源与三极管Q1集电极在之间。电源为独立的外接电源。可选的，电源提供的电压为5V。

在被检测电路输出漏电电压时，并联电路10输出至三极管Q1基极的电流增大，三级管Q1导通，发光二极管LD1中有电流流过被点亮，二极管LD1发光以提醒用户电器发生漏电。同时，三极管Q1的发射极输出电平信号作为漏电报警信号。

图4a是本公开实施例提供的另一个用于漏电检测的电路的电路图，如图所示，该电路包括：耦合电容C1、采样电阻R1、三极管Q1和光电耦合器B1。

其中，耦合电容C1和采样电阻R1并联组成并联电路10。电压检测电路20包括：三极管Q1和光电耦合器B1。三极管Q1基极连接并联电路10 的输出端，发射极接地。光电耦合器B1包括发光二极管LD2和光敏三极管Q2。发光二极管LD2串联在电源与三极管Q1集电极在之间。光敏三极管Q2的集电极连接电源，光敏三极管Q2的发射极接地。电源为独立的外接电源。可选的，电源提供的电压为5V。

在被检测电路输出漏电电压时，并联电路10输出至三极管Q1基极的电流增大，三级管Q1导通，发光二极管LD2中有电流流过被点亮。发光二极管LD2发光后激发光敏三极管Q2产生电流，光敏三极管Q2导通，发射极输出电平信号作为漏电报警信号。通过光电耦合器生成漏电报警信号，可以避免漏电检测电路中的电压输入电器内部的其他电路，提高电器使用安全性。

在一些实施例中，为保证在被检测电路漏电时，被检测电路输出的漏电电压能够控制三极管Q1导通，在三极管Q1之间还包括一级或多级三极管，用于对输入到三极管Q1基极的电流进行放大。

图4b是本公开实施例提供的另一个用于漏电检测的电路的电路图，如图所示，该电路包括：耦合电容C1、采样电阻R1、三极管Q1、光电耦合器B1和三极管Q2。其中，三极管Q2的基极连接并联电路10的输出端，集电极连接电源，发射极连接三极管Q1的基极。三极管Q2用于对并联电路10输出的电流进行放大。

在一些实施例中，电器具备断电控制单元，断电控制单元根据电压检测电路20输出的电平信号进行断电处理。

在一些实施例中，电器的断电处理由外设的断电控制装置执行，则电压检测电路20将电平信号输出给外设的断电控制装置，以供外设的断电控制装置根据电平信号进行断电处理。

在一些实施例中，电器具备断电控制单元和漏电提示单元，由断电控制单元根据电压检测电路20输出的电平信号进行断电处理，漏电提示单元根据该电平信号提示用户及时对电器进行安全检测和维修。

在一些实施例中，耦合电容101包括：被检测电路连线和第一采样部。其中，被检测电路连线与被检测电路连接。第一采样部，被配置为对被检测电路的输出电压进行采样。

在不同实施例中，第一采样部的形式不同。如图5a、5b和5c示出了耦合电容101的结构示意图。

在一些实施例中，如图5a所示，第一采样部包括：第一采样板51，与被检测电路连线50平行设置。

在一些实施例中，如图5b所示，第一采样部包括：第一采样套52，套设于被检测电路连线50外

在一些实施例中，如图5c所示，第一采样部包括：与被检测电路连线 50连接的第二采样板53和与第二采样板平行设置的第三采样板54。

在一些实施例中，参考电压采样电路包括：依次串联的第二采样部和采样电阻R1，第二采样部被配置为对零线电压和火线电压进行采样。

在不同实施例中，第二采样部的形式不同。如图6a、6b、6c和6d示出了第二采样部对零线和火线进行检测时的状态示意图。民用电供电线路中，供电电压为220V，本公开实施例对零线和火线进行电压采样后，采样电压为在0V～220V范围内。根据第二采样部的形式不同，采样结果不同。

在一些实施例中，如图6a和6b所示，第二采样部包括：第四采样板 63，与零线61和火线62平行设置。

可选地，零线61和火线62相互平行。

可选地，如图6a所示，零线61和火线62设置于第二采样板63的同侧。

可选地，如图6b所示，零线61和火线62分别设置于第二采样板63 的两侧。

在一些实施例中，如图6c所示，第二采样部包括：第二采样套64，套设于零线61和火线62外。

可选地，零线61和火线62相互平行。

在一些实施例中，如图6d所示，第二采样部包括：第五采样板65、第六采样板66和第七采样板67。其中，第五采样板65与零线61连线连接。第六采样板66与火线62连线连接。第七采样板67平行设置于第五采样板 65和第六采样板66的中间。

在一些实施例中，用于漏电检测的电路还包括：分压电阻，串联在耦合电容101和电压检测电路20之间。分压电阻用于降低被检测电路输入电压检测电路20的电压值，调整用于漏电检测的电路的电压测量范围，以满足检测需求。

在不同实施例中，分压电阻的设置方式不同。图7a和7b是本公开实施例提供的用于漏电检测的电路的结构示意图。

在一些实施例中，如图7a所示，该电路包括：耦合电容C1、采样电阻 R1、三极管Q1和分压电阻R2。其中，分压电阻R2与耦合电容C1串联后与采样电阻R1并联组成并联电路10。

在一些实施例中，如图7b所示，该电路包括：耦合电容C1、采样电阻R1、三极管Q1和分压电阻R3。其中，分压电阻R3串联在并联电路10 和三极管Q1之间。

在一些实施例中，如图7c所示，该电路包括：耦合电容C1、采样电阻 R1、三极管Q1、第一分压电阻R4和第二分压电阻R5。其中，第一分压电阻R4与耦合电容C1串联后与采样电阻R1并联组成并联电路10。第二分压电阻R5串联在并联电路10和三极管Q1之间。

可选地，电压测量范围为30V～36V。根据用电安全的规定，人的安全电压不高于36V，而实际生活中家庭用电为220V，当电器漏电时，极易对用户带来伤害。因此，设定条件中的设定电压小于或等于36V，避免电器漏电时漏电检测电路输出较高电压给用户带来安全隐患。在本公开实施例中，通过电压检测电路检测到漏电电压超过小于或等于36V的设定安全电压时，及时生成漏电报警信号，以指示相关控制单元进行断电处理，避免用户触电。

本公开还提供了一种电热水器，包括：内胆和设置在内胆上的漏电电压输出电路，还包括上述的用于漏电检测的电路。其中，漏电电压输出电路与耦合电容101连接。

可选地，漏电电压输出电路包括：珐琅电阻。

图8是本公开实施例提供的一个电热水器的结构示意图。热水器80包括漏电电压输出电路和用于漏电检测的电路。其中，漏电电压输出电路包括：珐琅电阻801，用于漏电检测的电路包括：并联电路10和电压检测电路20。并联电路10包括并联的耦合电容101和参考电压采样电路102。

珐琅电阻801与内胆连接，被配置为将内胆的电压输入用于漏电检测的电路。珐琅电阻具有耐高温，防潮性能好的优点，能够有效适应电热水器内胆的高温环境。电热水器漏电主要由于电加热管损坏，当电加热管损坏时，内胆及内胆内的水会带电，通过珐琅电阻将内胆的电压输入漏电电压输出电路，提高了漏电检测的安全性。

在一些实施例中，通过其他具有耐腐蚀和耐高温的具有导电功能的元件替换珐琅的电阻。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种用于漏电检测的电路，其特征在于，包括：

并联电路，包括并联的耦合电容和参考电压采样电路，所述耦合电容的输入端与被检测电路连接，所述参考电压采样电路被配置为对零线和火线电压进行采样；

电压检测电路，串联在所述并联电路的输出端，被配置为检测所述被检测电路的漏电电压。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压检测电路包括：

三极管，基极连接所述并联电路的输出端，集电极连接电源，发射极接地。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述耦合电容包括：

被检测电路连线，与所述被检测电路连接；

第一采样部，被配置为对所述被检测电路的输出电压进行采样。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第一采样部包括：

第一采样板，与所述被检测电路连线平行设置；或，

第一采样套，套设于所述被检测电路连线外；或，

与所述被检测电路连线连接的第二采样板和与所述第二采样板平行设置的第三采样板。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述参考电压采样电路包括：

依次串联的第二采样部和采样电阻，所述第二采样部被配置为对零线电压和火线电压进行采样。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第二采样部包括：

第四采样板，与零线和火线平行设置。

7.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第二采样部包括：

第二采样套，套设于零线和火线外。

8.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第二采样部包括：

第五采样板，与零线连接；

第六采样板，与火线连接；

第七采样板，平行设置于所述第五采样板和所述第六采样板的中间。

9.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：分压电阻，串联在所述耦合电容和所述电压检测电路之间。

10.一种电热水器，包括：内胆和设置在内胆上的漏电电压输出电路，其特征在于，还包括如权利要求1至9任一项所述的用于漏电检测的电路；其中，漏电电压输出电路与所述耦合电容连接。

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