CN113933745A - 一种漏电保护及自检装置 - Google Patents
一种漏电保护及自检装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113933745A CN113933745A CN202111084639.9A CN202111084639A CN113933745A CN 113933745 A CN113933745 A CN 113933745A CN 202111084639 A CN202111084639 A CN 202111084639A CN 113933745 A CN113933745 A CN 113933745A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- self
- comparator
- relay
- detection circuit
- input end
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 108
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 7
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 2
- 206010000369 Accident Diseases 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
- G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
- G01R19/16571—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing AC or DC current with one threshold, e.g. load current, over-current, surge current or fault current
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
- G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
- G01R19/16576—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing DC or AC voltage with one threshold
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/02—Details
- H02H3/04—Details with warning or supervision in addition to disconnection, e.g. for indicating that protective apparatus has functioned
- H02H3/044—Checking correct functioning of protective arrangements, e.g. by simulating a fault
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/02—Details
- H02H3/05—Details with means for increasing reliability, e.g. redundancy arrangements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种漏电保护及自检装置,包括:继电器、可控电流源、自检时钟、电流检测线圈、电流传感器、处理单元和看门狗计数器,自检时钟输出自检时钟信号至可控电流源的第一输入控制端和看门狗计数器的计数输入端;电流传感器通过电流检测线圈获得表征供电系统漏电流大小的漏电电压信号,以及表征继电器中流过的自检电流大小的自检电压信号;处理单元区分电流传感器输出的电压信号性质,输出第一控制信号至可控电流源的第二输入控制端,以及第二控制信号至看门狗计数器的清零输入端,可控电流源依据第一控制信号控制继电器是否闭合,看门狗计数器依据第二控制信号控制是否输出异常信号。本发明能使得现有的漏电保护装置同时具备自检功能。
Description
技术领域
本发明涉及安全供电领域,尤其涉及供电系统的漏电保护及自检。
背景技术
漏电保护技术主要用于保护用户的人身安全。漏电保护器实时检测供电系统的漏电情况,当发生漏电事件时,漏电保护器可以及时切断供电,防止发生人体触电或者火灾事件的发生。
一般情况下,漏电保护器处于长期闭合的状态,用户不清楚漏电保护器是否工作正常。虽然现在国内的漏电保护器也具备自检的功能,但该自检功能需要用户手动去按接地故障断路器上的一个自检按钮,假如接地故障断路器脱扣断开,那么这个接地故障断路器就是正常的。接地故障断路器一般要求用户一个月按一次实现定期自检。这个自检功能大多数用户是不会使用的,原因有以下几个:
1、大多数用户不具备相关的电工知识,不理解自检的作用,不能坚持定期地按自检按钮;
2、执行自检功能时,供电会断开影响正常的使用,造成一定的不方便;
3、自检不是实时的,当系统发生故障时并不能及时发现。
基于以上的原因,很有必要提升现有漏电保护器的自检功能。使得漏电保护器的自检可以自动化、及时化,并不影响正常的用电。
发明内容
有鉴如此,本发明要解决的技术问题是提出一种漏电保护及自检装置,使得现有的漏电保护装置同时具备自检功能。
为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案如下:
一种漏电保护及自检装置,应用于供电系统,其特征在于,包括:继电器、可控电流源、自检时钟、电流检测线圈、电流传感器、处理单元和看门狗计数器;
所述的继电器的一端用于输入供电电压VCC,所述的继电器的另一端连接所述的可控电流源的供电端;
所述的自检时钟输出自检时钟信号至所述的可控电流源的第一输入控制端和所述的看门狗计数器的计数输入端;
所述的电流传感器通过所述的电流检测线圈获得表征所述的供电系统漏电流大小的漏电电压信号,以及表征所述的继电器中流过的自检电流大小的自检电压信号;
所述的处理单元区分所述的电流传感器输出的电压信号的性质,输出相应的第一控制信号至所述的可控电流源的第二输入控制端,以及相应的第二控制信号至所述的看门狗计数器的清零输入端;
所述的可控电流源依据所述的第一控制信号控制所述的继电器是否闭合;
所述的看门狗计数器依据所述的第二控制信号控制是否输出异常信号。
进一步地,当所述的处理单元区分出所述的电流传感器输出的电压信号为自检电压信号时,所述的第一控制信号为低电平,所述的可控电流源中流过的电流值小于继电器的动作阈值,不会驱动所述的继电器闭合,所述的第二控制信号控制所述的看门狗计数器无异常信号输出;当所述的处理单元区分出所述的电流传感器输出的电压信号为漏电电压信号时,所述的第一控制信号为高电平时,所述的可控电流源中流过的电流值大于继电器的动作阈值,驱动所述的继电器闭合,所述的第二控制信号控制所述的看门狗计数器输出异常信号。
作为所述的可控电流源的一种具体的实施方式,其特征在于:包括三极管Q1,运放AP1、电阻R1和逻辑综合电路;三极管Q1的集电器作为可控电流源的供电端,三极管Q1的基极与运放AP1的输出端相连,三极管Q1的发射极同时与运放AP1的反相输入端和电阻R1的一端相连,电阻R1的另一端接地,逻辑综合电路的两个输入端分别作为可控电流源的第一输入控制端与第二输入控制端,逻辑综合电路的输出端用于控制运放AP1正相输入端输入的电压为参考电压VREF_IRH、参考电压VREF_IRL或者地电压之一,所述的参考电压VREF_IRH>所述的参考电压VREF_IRL>所述的地电压。
优选地,所述的逻辑综合电路的控制逻辑为:
当所述的可控电流源的第一输入控制端与第二输入控制端同时为低电平时,所述的运放AP1正相输入端输入的电压为地电压,流过所述的继电器的电流为0,不会驱动所述的继电器闭合;
当所述的可控电流源的第一输入控制端为高电平、第二输入控制端为低电平时,所述的运放AP1正相输入端输入的电压为参考电压VREF_IR,流过所述的继电器的电流小于所述的继电器的动作阈值,不会驱动所述的继电器闭合;
当所述的可控电流源的第二输入控制端为高电平、第一输入控制端为任意状态时,所述的运放AP1正相输入端输入的电压为参考电压VREF_IRH,流过所述的继电器的电流大于所述的继电器的动作阈值,驱动所述的继电器闭合。
优选地,所述的处理单元依据所述的电流传感器输出的电压信号的幅值来判断其性质。
作为所述的处理单元的一种具体的实施方式,其特征在于:包括漏电检测电路和自检检测电路;
所述的漏电检测电路包括比较器COMP1、比较器COMP2、二极管D1和二极管D2,比较器COMP1的正相输入端与比较器COMP2的反相输入端相连作为漏电检测电路的输入端,用于输入所述的电流传感器输出的电压信号,比较器COMP1的反相输入端用于输入参考电压VREF1_H,比较器COMP2的正相输入端用于输入参考电压VREF1_L,比较器COMP1的输出端与二极管D1的阳极相连,比较器COMP2的输出端与二极管D2的阳极相连,二极管D1的阴极与二极管D2的阴极相连作为漏电检测电路的输出端,连接至所述的可控电流源的第二输入控制端;
所述的自检检测电路包括比较器COMP3、比较器COMP4、二极管D3和二极管D4,比较器COMP3的正相输入端与比较器COMP4的反相输入端相连作为自检检测电路的输入端,用于输入所述的电流传感器输出的电压信号,比较器COMP3的反相输入端输入参考电压VREF2_H,比较器COMP4的正相输入端用于输入参考电压VREF2_L,比较器COMP3的输出端与二极管D3的阳极相连,比较器COMP4的输出端与二极管D4的阳极相连,二极管D3的阴极与二极管D4的阴极相连作为自检检测电路的输出端,连接至所述的看门狗计数器的清零输入端;
其中,所述的供电电压VCC、所述的参考电压VREF1_H、所述的参考电压VREF1_L、所述的参考电压VREF2_H以及搜书的参考电压VREF2_L的关系如下:
(VREF1_H+VREF1_L)/2=VCC/2
(VREF2_H+VREF2_L)/2=VCC/2
(VREF1_H-VREF1_L)>(VREF2_H-VREF2_L)。
优选地,所述的自检电压信号V1A为窄脉冲方波信号,所述的处理单元依据所述的电流传感器输出的电压信号的占空比来判断其性质。
作为所述的处理单元的另外一种具体的实施方式,其特征在于:包括漏电检测电路和占空比检测电路;
所述的漏电检测电路包括比较器COMP1、比较器COMP2、二极管D1和二极管D2,比较器COMP1的正相输入端与比较器COMP2的反相输入端相连作为漏电检测电路的输入端,用于输入所述的电流传感器输出的电压信号,比较器COMP1的反相输入端用于输入参考电压VREF1_H,比较器COMP2的正相输入端用于输入参考电压VREF1_L,比较器COMP1的输出端与二极管D1的阳极相连,比较器COMP2的输出端与二极管D2的阳极相连,二极管D1的阴极与二极管D2的阴极相连作为漏电检测电路的输出端,同时连接至所述的占空比检测电路的输入端和所述的看门狗计数器的清零输入端;
所述的占空比检测电路包括比较器COMP5、电阻R2、电阻R3和电容C1,比较器COMP5的反相输入端用于输入电压值为所述的供电电压VCC电压值一半的供电电压,比较器COMP5的正相输入端同时与电阻R2的一端、电容C1的一端、电阻R3的一端相连,电容C1的另一端与电阻R3的另一端相连后接地,电阻R2的另一端作为占空比检测电路的输入端,比较器COMP5的输入端作为占空比检测电路的输出端,用于连接所述的可控电流源的第二输入控制端。
本发明的工作原理将结合具体的实施例进行详细分析,在此不赘述。相较于现有技术,本发明的有益效果如下:
(1)通过设置自检时钟,定期地发出自检电流信号,并通过处理单元检测是否能识别自检电流信号。当处理单元发现不能识别自检电压信号,则认为本发明的漏电保护及自检装置已经失去漏电保护功能,发出警示信号提醒用户该设备已经发生故障,从而能实现对供电系统的实时自检;
(2)所设计的自检电压信号与漏电电压信号有明显的特征区别,处理单元可以区分自检电流信号与漏电电压信号,执行自检功能时,本发明的漏电保护及自检装置不会误断开供电,不会影响正常用电。
附图说明
图1为第一实施例的原理框图;
图2为第一实施例可控电流源的原理框图;
图3为第一实施例漏电检测电路的原理框图;
图4为第一实施例自检检测电路的原理框图;
图5为第一实施例自检检测电路与漏电检测电路的检测阈值关系示意图;
图6为第二实施例的原理框图;
图7为第二实施例占空比检测电路的原理框图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明相对于现有技术所作出的改进,对本发明的具体实施方式进行详细说明。
第一实施例
如图1所示为本发明第一实施例的原理框图,图1中的L线为供电系统的火线、N线为供电系统的零线,图1中的漏电保护及自检装置包括电流检测线圈、电流传感器、自检检测电路、漏电检测电路、继电器、可控电流源、自检时钟、看门狗计时器;电流传感器的输入端与电流检测线圈相连,电流传感器的输出端分别与漏电检测电路的输入端、自检检测电路的输入端相连,自检检测电路的输出端与看门狗计数器的清零输入端相连,自检时钟分别与看门狗计数器的计数输入端、可控电流源的第一控制输入端相连,漏电检测电路的输出端与可控电流源的第二控制输入端相连,看门狗计数器的输出作为系统异常信号,继电器的一端与供电电压相连,继电器的另一端与可控电流源的供电端相连。
图2所示为本实施例可控电流源的原理框图,包括三极管Q1,运放AP1、电阻R1和逻辑综合电路;三极管Q1的集电器作为可控电流源的供电端,三极管Q1的基极与运放AP1的输出端相连,三极管Q1的发射极与运放AP1的反相输入端、电阻R1的一端相连,电阻R1的另一端接地,逻辑综合电路的两个输入端分别作为可控电流源的第一输入控制端与第二输入控制端,逻辑综合电路的输出端用于控制运放AP1正相输入端的电压为参考电压VREF_IRH、参考电压VREF_IRL或者地电压之一,参考电压VREF_IRH>所述的参考电压VREF_IRL>所述的地电压,控制逻辑如下:
当可控电流源的第一输入控制端与第二输入控制端同时为低电平时,逻辑综合电路控制运放AP1正相输入端与地电压GND相连,流过继电器的电流为0,不会驱动继电器闭合;
当可控电流源的第一输入控制端为高电平、第二输入控制端为低电平时,逻辑综合电路控制运放AP1正相输入端与基准电压VREF_IRL相连,流过继电器的电流记为IRL,电流值IRL小于继电器的动作阈值,不会驱动继电器闭合;
当可控电流源的第二输入控制端为高电平、第一输入控制端为任意状态,逻辑综合电路控制运放AP1正相输入端与基准电压VREF_IRH相连,流过继电器的电流记为IRH,电流值IRH大于继电器的动作阈值,驱动继电器闭合。
图3所示为本实施例漏电检测电路原理图,包括比较器COMP1、比较器COMP2、二极管D1和二极管D2,比较器COMP1的正相输入端与比较器COMP2的反相输入端相连作为漏电检测电路的输入端,输入所述的电流传感器输出的电压信号,比较器COMP1的反相输入端与参考电压VREF1_H相连,比较器COMP2的正相输入端与参考电压VREF1_L相连,比较器COMP1的输出端与二极管D1的阳极相连,比较器COMP2的输出端与二极管D2的阳极相连,二极管D1的阴极与二极管D2的阴极相连作为漏电检测电路的输出端,连接至可控电流源的第二输入控制端,其中,参考电压VREF1_H>参考电压VREF1_L。
图4所示为本实施例自检检测电路原理图,包括比较器COMP3、比较器COMP4、二极管D3、二极管D4,比较器COMP3的正相输入端与比较器COMP4的反相输入端相连作为自检检测电路的输入端,输入所述的电流传感器输出的电压信号,比较器COMP3的反相输入端与参考电压VREF2_H相连,比较器COMP4的正相输入端与参考电压VREF2_L相连,比较器COMP3的输出端与二极管D3的阳极相连,比较器COMP4的输出端与二极管D4的阳极相连,二极管D3的阴极与二极管D4的阴极相连作为自检检测电路的输出端,连接至看门狗计数器的清零输入端,其中,参考电压VREF2_H>参考电压VREF2_L。
本实施例自检检测电路的检测阈值范围为VREF1_L~VREF1_H,漏电检测电路的检测阈值范围VREF2_L~VREF2_H,要求:
(VREF1_H+VREF1_L)/2=VCC/2
(VREF2_H+VREF2_L)/2=VCC/2
(VREF1_H-VREF1_L)>(VREF2_H-VREF2_L)
图5示出的是第一实施例自检检测电路与漏电检测电路的检测阈值关系示意图。
本实施例的工作原理如下:
漏电保护:当发生漏电事件时,穿过电流检测线圈的L、N线的电流矢量和不为零,电流传感器就会输出相应的表征漏电流大小的漏电电压信号,当漏电电压信号超过漏电检测电路的检测阈值时,漏电检测电路会输出高电平至可控电流源的第二输入控制,控制可控电流源内部的运放AP1的正向输入端与参考电压VREF_IRH相连,从而使得可控电流源供电端的电流为IRH,电流值IRH大于继电器的动作阈值,驱动继电器闭合,切断L、N的回路,达到保护的效果。
正常的自检:继电器与可控电流源之间的连接线路穿过电流检测线圈或绕在电流检测线圈上,电流传感器可检测流过继电器的电流。可控电流源至少包括两档电流值IRH和IRL,其中电流值IRH大于继电器的动作阈值,能驱动继电器闭合,电流值IRL小于继电器的动作阈值,不能驱动继电器闭合。自检时钟输出的自检时钟信号为窄脉冲方波信号,控制可控电流源输出峰值电流值为IRL的窄脉冲电流,电流传感器能检测到该窄脉冲电流信号,并输出能表征该窄脉冲电流信号大小的自检电压信号(该自检电压信号也能表征继电器中流过的自检电流大小),自检时钟输出的窄脉冲方波信号同时控制看门狗计数器计数。通过设置IRL的幅值,使得自检电压信号大于自检检测电路检测阈值范围VREF1_L~VREF1_H,并小于漏电检测电路检测阈值范围VREF2_L~VREF2_H,从而自检检测电路与漏电检测电路能通过幅值来区分电流传感器输出的电压信号是漏电电压信号还是自检电压信号,进一步地,自检电压信号会触发自检检测电路动作,不会触发漏电检测电路动作,当本实施例的漏电保护及自检装置工作正常时,自检检测电路应检测到自检电压信号,控制看门狗计数器的计数值清零,当本实施例的漏电保护及自检装置工作异常时,自检检测电路检测不到系统自检信号,看门狗计数器的计数值不能被清零,当计数值溢出后,看门狗计数器输出系统异常信号,告知用户漏电保护功能已失效。
需要说明的是,继电器有线圈和主开关两个结构,图1中的继电器只画出了继电器的线圈,没有绘制其主开关。
另外上面提及流过继电器的电流指的是流过继电器线圈的电流,继电器动作指的是继电器的主开关闭合。继电器的线圈和其主开关是没有电器连接关系的,当流过线圈的电流足够大时,线圈就会产生大的电磁力,让主开关闭合,本发明由于漏电流比较大,不会让继电器的主开关闭合,而自检电流设置的比较小,不会使继电器闭合。
第二实施例
如图6所示为本发明第一实施例的原理框图,包括电流检测线圈、电流传感器、漏电检测电路、占空比检测电路、继电器、可控电流源、自检时钟、看门狗计时器;电流传感器的输入端与电流检测线圈相连,电流传感器的输出端与漏电检测电路的输入端相连,漏电检测电路的输出端分别与看门狗计数器的清零输入端、占空比检测电路的输入端相连,自检时钟分别与看门狗计数器的计数输入端、可控电流源的第一控制输入端相连,占空比检测电路的输出端与可控电流源的第二控制输入端相连,看门狗计数器的输出作为系统异常信号,继电器的一端与供电电压相连,继电器的另一端与可控电流源的供电端相连。
可控电流源的电路原理图和工作原理与第一实施例相同。
漏电检测电路的内部结构和连接关系与第一实施例相同,外部连接关系不同之处在于二极管D1的阴极与二极管D2的阴极相连作为漏电检测电路的输出端,同时连接至占空比检测电路的输入端和看门狗计数器的清零输入端
如图7所示为本实施例的占空比检测电路,包括比较器COMP5、电阻R2、电阻R3、电容C1,比较器COMP5的反相输入端输入的供电电压为VCC/2,比较器COMP5的正相输入端与电阻R2、电容C1、电阻R3的一端相连,电容C2的另一端与R3的另一端相连后接地,电阻R2的另一端作为占空比检测电路的输入端,比较器COMP5的输入端作为占空比检测电路的输出端,连接可控电流源的第二输入控制端。
占空比检测电路的检测阈值近似为R2/R3,当占空比检测电路的输入信号占空比小于R2/R3时,电容C1上的电压每个周期都会被放掉,始终达不到VCC/2,占空比检测电路是没有反应的;只有当占空比检测电路输入信号的占空比明显大于R2/R3时,电容C1上的电压才会被积累,达到VCC/2后,占空比检测电路电路输出高电平。
本实施例的工作原理如下:
漏电保护:当发生漏电事件时,穿过电流检测线圈的L、N线的电流矢量和不为零,电流传感器就会输出表征漏电流大小的漏电电压信号,当漏电电压信号超过漏电检测电路的检测阈值时,漏电检测电路会输出高电平。漏电电压信号的占空比比较大,占空比检测电路会被触发输出高电平,控制可控电流源内部的运放AP1的正向输入端与参考电压VREF_IRH相连,从而使得可控电流源供电端的电流为IRH,使得继电器闭合,切断L、N的回路,达到保护的效果。
正常的自检:本实施例与第一实施例的区别为第一实施例通过幅值来区分电流传感器输出的电压信号是漏电电压信号还是自检电压信号;本实施例是通过占空比来区分电流传感器输出的电压信号是漏电电压信号还是自检电压信号。在本实施例中,漏电检测电路对于自检电压信号与达到触发阈值的漏电电压信号都会响应,输出高电平。但正常的漏电为正弦或者半波正弦,占空比比较大;而自检电压信号为窄脉冲信号,占空比比较小。因此自检电压信号会触发漏电检测电路动作,不会触发占空比检测电路动作。当系统正常时,漏电检测电路应检测到自检电压信号,控制看门狗计数器的计数值清零,当系统异常时,漏电检测电路检测不到自检电压信号,看门狗计数器的计数值不能被清零,当计数值溢出后,看门狗计数器输出系统异常信号,告知用户漏电保护功能已失效,从而同样能实现发明目的。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种漏电保护及自检装置,应用于供电系统,其特征在于,包括:继电器、可控电流源、自检时钟、电流检测线圈、电流传感器、处理单元和看门狗计数器;
所述的继电器的一端用于输入供电电压VCC,所述的继电器的另一端连接所述的可控电流源的供电端;
所述的自检时钟输出自检时钟信号至所述的可控电流源的第一输入控制端和所述的看门狗计数器的计数输入端;
所述的电流传感器通过所述的电流检测线圈获得表征所述的供电系统漏电流大小的漏电电压信号,以及表征所述的继电器中流过的自检电流大小的自检电压信号;
所述的处理单元区分所述的电流传感器输出的电压信号的性质,输出相应的第一控制信号至所述的可控电流源的第二输入控制端,以及相应的第二控制信号至所述的看门狗计数器的清零输入端;
所述的可控电流源依据所述的第一控制信号控制所述的继电器是否闭合;
所述的看门狗计数器依据所述的第二控制信号控制是否输出异常信号。
2.根据权利要求1所述的漏电保护及自检装置,其特征在于:
当所述的处理单元区分出所述的电流传感器输出的电压信号为自检电压信号时,所述的第一控制信号为低电平,所述的可控电流源中流过的电流值小于继电器的动作阈值,不会驱动所述的继电器闭合,所述的第二控制信号控制所述的看门狗计数器无异常信号输出;
当所述的处理单元区分出所述的电流传感器输出的电压信号为漏电电压信号时,所述的第一控制信号为高电平时,所述的可控电流源中流过的电流值大于继电器的动作阈值,驱动所述的继电器闭合,所述的第二控制信号控制所述的看门狗计数器输出异常信号。
3.根据权利要求1所述的漏电保护及自检装置,其特征在于:所述的可控电流源包括三极管Q1,运放AP1、电阻R1和逻辑综合电路;三极管Q1的集电器作为可控电流源的供电端,三极管Q1的基极与运放AP1的输出端相连,三极管Q1的发射极同时与运放AP1的反相输入端和电阻R1的一端相连,电阻R1的另一端接地,逻辑综合电路的两个输入端分别作为可控电流源的第一输入控制端与第二输入控制端,逻辑综合电路的输出端用于控制运放AP1正相输入端输入的电压为参考电压VREF_IRH、参考电压VREF_IRL或者地电压之一,所述的参考电压VREF_IRH>所述的参考电压VREF_IRL>所述的地电压。
4.根据权利要求3所述的漏电保护及自检装置,其特征在于:所述的逻辑综合电路的控制逻辑为:
当所述的可控电流源的第一输入控制端与第二输入控制端同时为低电平时,所述的运放AP1正相输入端输入的电压为地电压,流过所述的继电器的电流为0,不会驱动所述的继电器闭合;
当所述的可控电流源的第一输入控制端为高电平、第二输入控制端为低电平时,所述的运放AP1正相输入端输入的电压为参考电压VREF_IR,流过所述的继电器的电流小于所述的继电器的动作阈值,不会驱动所述的继电器闭合;
当所述的可控电流源的第二输入控制端为高电平、第一输入控制端为任意状态时,所述的运放AP1正相输入端输入的电压为参考电压VREF_IRH,流过所述的继电器的电流大于所述的继电器的动作阈值,驱动所述的继电器闭合。
5.根据权利要求1至4任一项所述的漏电保护及自检装置,其特征在于:所述的处理单元依据所述的电流传感器输出的电压信号的幅值来判断其性质。
6.根据权利要求5所述的漏电保护及自检装置,其特征在于:所述的处理单元包括漏电检测电路和自检检测电路;
所述的漏电检测电路包括比较器COMP1、比较器COMP2、二极管D1和二极管D2,比较器COMP1的正相输入端与比较器COMP2的反相输入端相连作为漏电检测电路的输入端,用于输入所述的电流传感器输出的电压信号,比较器COMP1的反相输入端用于输入参考电压VREF1_H,比较器COMP2的正相输入端用于输入参考电压VREF1_L,比较器COMP1的输出端与二极管D1的阳极相连,比较器COMP2的输出端与二极管D2的阳极相连,二极管D1的阴极与二极管D2的阴极相连作为漏电检测电路的输出端,连接至所述的可控电流源的第二输入控制端;
所述的自检检测电路包括比较器COMP3、比较器COMP4、二极管D3和二极管D4,比较器COMP3的正相输入端与比较器COMP4的反相输入端相连作为自检检测电路的输入端,用于输入所述的电流传感器输出的电压信号,比较器COMP3的反相输入端输入参考电压VREF2_H,比较器COMP4的正相输入端用于输入参考电压VREF2_L,比较器COMP3的输出端与二极管D3的阳极相连,比较器COMP4的输出端与二极管D4的阳极相连,二极管D3的阴极与二极管D4的阴极相连作为自检检测电路的输出端,连接至所述的看门狗计数器的清零输入端;
其中,所述的供电电压VCC、所述的参考电压VREF1_H、所述的参考电压VREF1_L、所述的参考电压VREF2_H以及搜书的参考电压VREF2_L的关系如下:
(VREF1_H+VREF1_L)/2=VCC/2
(VREF2_H+VREF2_L)/2=VCC/2
(VREF1_H-VREF1_L)>(VREF2_H-VREF2_L)。
7.根据权利要求1至4任一项所述的漏电保护及自检装置,其特征在于:所述的自检电压信号V1A为窄脉冲方波信号,所述的处理单元依据所述的电流传感器输出的电压信号的占空比来判断其性质。
8.根据权利要求7所述的漏电保护及自检装置,其特征在于:所述的处理单元包括漏电检测电路和占空比检测电路;
所述的漏电检测电路包括比较器COMP1、比较器COMP2、二极管D1和二极管D2,比较器COMP1的正相输入端与比较器COMP2的反相输入端相连作为漏电检测电路的输入端,用于输入所述的电流传感器输出的电压信号,比较器COMP1的反相输入端用于输入参考电压VREF1_H,比较器COMP2的正相输入端用于输入参考电压VREF1_L,比较器COMP1的输出端与二极管D1的阳极相连,比较器COMP2的输出端与二极管D2的阳极相连,二极管D1的阴极与二极管D2的阴极相连作为漏电检测电路的输出端,同时连接至所述的占空比检测电路的输入端和所述的看门狗计数器的清零输入端;
所述的占空比检测电路包括比较器COMP5、电阻R2、电阻R3和电容C1,比较器COMP5的反相输入端用于输入电压值为所述的供电电压VCC电压值一半的供电电压,比较器COMP5的正相输入端同时与电阻R2的一端、电容C1的一端、电阻R3的一端相连,电容C1的另一端与电阻R3的另一端相连后接地,电阻R2的另一端作为占空比检测电路的输入端,比较器COMP5的输入端作为占空比检测电路的输出端,用于连接所述的可控电流源的第二输入控制端。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111084639.9A CN113933745A (zh) | 2021-09-16 | 2021-09-16 | 一种漏电保护及自检装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111084639.9A CN113933745A (zh) | 2021-09-16 | 2021-09-16 | 一种漏电保护及自检装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113933745A true CN113933745A (zh) | 2022-01-14 |
Family
ID=79275787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111084639.9A Pending CN113933745A (zh) | 2021-09-16 | 2021-09-16 | 一种漏电保护及自检装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113933745A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114779118A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-07-22 | 中国第一汽车股份有限公司 | 漏电检测装置、漏电检测方法和汽车充电设备 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103401214A (zh) * | 2013-07-17 | 2013-11-20 | 温州市万盛电器有限公司 | 具有定时自检功能的漏电检测保护电路 |
US20180059163A1 (en) * | 2016-08-31 | 2018-03-01 | Wenzhou Van-shee | Quick-action leakage detection protection circuit having regular self-checking function |
CN108666972A (zh) * | 2017-04-01 | 2018-10-16 | 苏州益而益电器制造有限公司 | 漏电保护装置 |
CN110146768A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-08-20 | 浙江大学 | 漏电保护器自检装置及漏电保护器 |
US20220216688A1 (en) * | 2019-05-10 | 2022-07-07 | Zhejiang University | Self-check chip of leakage protector |
-
2021
- 2021-09-16 CN CN202111084639.9A patent/CN113933745A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103401214A (zh) * | 2013-07-17 | 2013-11-20 | 温州市万盛电器有限公司 | 具有定时自检功能的漏电检测保护电路 |
US20180059163A1 (en) * | 2016-08-31 | 2018-03-01 | Wenzhou Van-shee | Quick-action leakage detection protection circuit having regular self-checking function |
CN108666972A (zh) * | 2017-04-01 | 2018-10-16 | 苏州益而益电器制造有限公司 | 漏电保护装置 |
CN110146768A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-08-20 | 浙江大学 | 漏电保护器自检装置及漏电保护器 |
US20220216688A1 (en) * | 2019-05-10 | 2022-07-07 | Zhejiang University | Self-check chip of leakage protector |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114779118A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-07-22 | 中国第一汽车股份有限公司 | 漏电检测装置、漏电检测方法和汽车充电设备 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2175514C (en) | Intelligent ground fault circuit interrupter | |
US20140177111A1 (en) | Safe quick disconnect leakage protector | |
CN101867177B (zh) | 一种过压过流硬件保护电路及dc电源供电电路 | |
CN103986117B (zh) | 用于操作电路保护装置中跳闸单元的设备、系统和方法 | |
CN103415972A (zh) | 用于检测并联电弧故障的方法、系统和装置 | |
CN108459227A (zh) | 地线检测电路 | |
CN102324717B (zh) | 一种漏电保护装置 | |
CN113933745A (zh) | 一种漏电保护及自检装置 | |
CN207677425U (zh) | 过流、短路保护装置 | |
CN107300662B (zh) | 无外部供电的电弧报警器 | |
CN114050549B (zh) | 单相供电快速断路保护系统 | |
CN105449645A (zh) | 一种信号发生器的输出保护电路 | |
CN110648487A (zh) | 烟雾监测电路及显示屏 | |
CN108076546B (zh) | 电磁加热系统及其保护装置和保护方法 | |
US20180287368A1 (en) | Electronic protection device | |
CN113394744A (zh) | 一种剩余电流保护断路器 | |
CN202231406U (zh) | 一种具有接地线带电保护功能的漏电保护装置 | |
CN110855278A (zh) | 一种带防抖功能的瞬时残压闭锁模块 | |
CN203589690U (zh) | 电弧保护装置 | |
CN102354947B (zh) | 一种具有接地线带电保护功能的漏电保护装置 | |
CN202940393U (zh) | 漏电保护插头 | |
CN109921394B (zh) | 一种具有故障切除功能的船舶自动化装置 | |
CN113937622B (zh) | 一种触电保护方法、电子设备及放电设备 | |
CN210780706U (zh) | 一种带防抖功能的瞬时残压闭锁模块 | |
US11990746B2 (en) | Apparatus for detection of electrical disturbances resulting from electromagnetic pulse and solar storm |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |