CN114336519A - 漏电保护器控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种漏电保护器控制电路，包括漏电感应线圈，还包括运算放大器(OPA)，所述漏电感应线圈与所述运算放大器(OPA)输入端相连，所述运算放大器(OPA)输出端接窗口比较器；所述漏电感应线圈产生漏电电流，或所述漏电感应线圈与所述运算放大器(OPA)连接断路时，所述窗口比较器可输出高电平触发信号。本发明既能够在外围线路正常连接的情况下对火线/零线上的漏电流信号进行检测保护，又能够对电路本身的漏电信号采样输入引脚开路情况进行检测保护。

Description

漏电保护器控制电路

技术领域

本发明涉及一种漏电保护器控制电路。

背景技术

从世界上首次触电死亡事故发生开始，安全用电问题就进入了科学工作者的视线，并进行了以防止人身触电为目的的漏电保护器的研究。先后研究出电压动作型漏电保护器和电流动作保护器，这些漏电保护器的为防止人身触电起到了积极而有效的作用，因此触电漏电保护器装置已为世界各地普遍接受并积极投入到该项技术的研究中，大量的相关的新型产品不断涌现出来，如漏电保护器内部的控制电路、漏电继电器、漏电插座、综合保护装置、漏电电流感应磁环线圈等。这其中的漏电保护器内部的控制电路为漏电保护器核心部分之一，其作用主要是对火线/零线漏电流信号进行采样检测，并输出相应的漏电触发信号去控制切断火线/零线与负载的连接，从而避免引起人身和财产重大损失。

现有的家用漏电保护器控制电路大多数往往只能够在外围线路正常连接的情况下对火线/零线上的漏电流信号进行检测保护，而当控制电路本身的信号采样输入引脚由于外部原因引起开路的情况下，就无法对火线/零线上的漏电流信号进行检测保护，容易造成重大的人身财产损失。

因此市场上有公司推出了相应的漏电保护器控制电路，此电路是利用在其漏电信号采样运放的输入端加入一个失调电压，这样确实能使运放在输入引脚开路的条件下自动输出触发信号将火线/零线于负载的连接切断，但是这种做法所引入的失调电压在正常的闭环应用时无法消除，将会直接与采样的漏电信号相叠加，使其采样到的漏电流信号存在一定的误差，同时该失调电压在电路生产制造过程中很容易受制造工艺影响，这些问题都而会严重影响漏电保护器的漏电信号采样灵敏度，从而导致漏电保护器在检测火线/零线上漏电时出现脱扣跳闸不一致的问题。

后期市场上也出现了少数的漏电保护器控制电路是利用ADC实时采样漏电保护器控制电路的输入引脚电位，再经过MCU处理后输出相应的开路检测信号，虽然这种ADC采样方法也能对漏电保护器控制电路的输入引脚是否开路进行采样判定，但是需要ADC采样再配合MCU处理才能完成，这样就会额外增加很多漏电保护器控制电路成本，不利于批量生产，同时这种ADC采样方法在AC电压剧烈波动时会造成误判断，导致产生错误的漏电保护信号。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种漏电保护器控制电路，既能够在外围线路正常连接的情况下对火线/零线上的漏电流信号进行检测保护，又能够对电路本身的漏电信号采样输入引脚开路情况进行检测保护。

实现本发明目的的技术方案：

一种漏电保护器控制电路，包括漏电感应线圈，还包括运算放大器(OPA)，所述漏电感应线圈与所述运算放大器(OPA)输入端相连，所述运算放大器(OPA)输出端接窗口比较器；

其中，当所述漏电感应线圈产生漏电电流，或所述漏电感应线圈与所述运算放大器(OPA)连接断路时，所述窗口比较器输出高电平触发信号。

进一步地，所述窗口比较器具有上门限阈值电压(V_RH)和下门限阈值电压(V_RL)，当窗口比较器的输入电压高于上门限阈值电压或低于下门限阈值电压时，输出高电平触发信号。

进一步地，所述运算放大器(OPA)反向输入端接预设失调电压源(Vos)，

当运算放大器(OPA)开环运行时，预设失调电压源(Vos)使得运算放大器(OPA)输出电压低于窗口比较器的下门限阈值电压(V_RL)；

当运算放大器(OPA)闭环运行时，运算放大器(OPA)处于零失调电压状态，运算放大器(OPA)对漏电感应线圈的电压信号进行放大。

进一步地，所述运算放大器(OPA)同向输入端经第一偏置电阻(R1)接所述漏电感应线圈第一端，所述运算放大器(OPA)同向输入端接有第一偏置电流源(is1)；

所述运算放大器(OPA)反向输入端依次经预设失调电压源(Vos)和第二偏置电阻(R2)接所述漏电感应线圈第一端，预设失调电压源(Vos)和第二偏置电阻(R2)之间的公共端(Vn)接有第二偏置电流源(i s2)；所述漏电感应线圈第二端经闭环增益控制电阻(Ri n)接所述公共端(Vn)；

所述运算放大器(OPA)输出端接所述窗口比较器，所述运算放大器(OPA)输出端经闭环反馈电阻(Rf)接所述公共端(Vn)。

进一步地，所述漏电感应线圈的第一端接基准电压源(Vref)，基准电压源(Vref)分别接所述第一偏置电阻(R1)和所述第二偏置电阻(R2)。

进一步地，所述第一偏置电阻(R1)和所述第二偏置电阻(R2)的类型和阻值相同。

进一步地，所述第一偏置电流源(is1)和所述第二偏置电流源(is2)的类型和电流值相同。

进一步地，所述预设失调电压源(Vos)的电压值通过如下公式确定，

Vos＝is1×(R2+Rin)或Vos＝is2×(R2+Rin)

式中，Vos表示预设失调电压源(Vos)的电压值，is1表示第一偏置电流源(is1)的电流值，R2表示第二偏置电阻(R2)的阻值，Rin表示闭环增益控制电阻(Rin)的阻值，is2表示第二偏置电流源(is2)的电流值。

进一步地，所述第一偏置电流源(is1)和/或所述第二偏置电流源(is2)的电流值可调节。

进一步地，实时第二偏置电阻(R2)的阻值远大于所述闭环增益控制电阻(Rin)的阻值。

本发明具有的有益效果：

本发明包括漏电感应线圈，还包括运算放大器(OPA)，所述漏电感应线圈与所述运算放大器(OPA)输入端相连，所述运算放大器(OPA)输出端接窗口比较器；所述漏电感应线圈产生漏电电流，或所述漏电感应线圈与所述运算放大器(OPA)连接断路时，所述窗口比较器可输出高电平触发信号；窗口比较器具有上门限阈值电压(V_RH)和下门限阈值电压(V_RL)，窗口比较器输入电压高于上门限阈值电压或低于下门限阈值电压时，窗口比较器输出高电平触发信号。本发明在产生漏电电流和漏电信号采样输入引脚开路两种情况下，窗口比较器均输出高电平触发信号。也就是说，既能够在外围线路正常连接的情况下对火线/零线上的漏电流信号进行检测保护，又能够对其控制电路本身的漏电信号采样输入引脚开路情况进行检测保护，避免了由于漏电保护器控制电路的漏电信号采样输入引脚开路后无法对火线/零线漏电流信号进行检测，而导致不能正常触发漏电保护信号去切断火线/零线与负载的连接而引发的危险。同时本发明可靠性高，结构简单，极大地降低了电路生产成本，有利于大批量工业生产。

本发明运算放大器(OPA)反向输入端接预设失调电压源(Vos)，当运算放大器(OPA)开环运行时，预设失调电压源(Vos)使得运算放大器(OPA)输出电压低于窗口比较器的下门限阈值电压(V_RL)；当运算放大器(OPA)闭环运行时，运算放大器(OPA)处于零失调电压状态，运算放大器(OPA)对漏电感应线圈的电压信号进行放大。本发明通过设置预设失调电压源(Vos)，在运算放大器(OPA)闭环运行时，预设失调电压源(Vos)被抵消，运算放大器(OPA)处于零失调电压状态，当漏电电流时，运算放大器(OPA)对漏电感应线圈的电压信号进行放大，运算放大器(OPA)输出电压高于窗口比较器的上门限阈值电压(V_RH)，检测报警。在运算放大器(OPA)开环运行(漏电感应线圈与所述运算放大器(OPA)连接断路)时，预设失调电压源(Vos)不能被抵消，运算放大器(OPA)处于失调电压状态，运算放大器(OPA)输出电压低于窗口比较器的下门限阈值电压(V_RL)，检测报警。本发明通过设置预设失调电压源(Vos)，有效保证检测电路工作可靠性，并简化电路结构。

本发明所述运算放大器(OPA)同向输入端经第一偏置电阻(R1)接所述漏电感应线圈第一端，所述运算放大器(OPA)同向输入端接有第一偏置电流源(is1)；所述运算放大器(OPA)反向输入端依次经预设失调电压源(Vos)和第二偏置电阻(R2)接所述漏电感应线圈第一端，预设失调电压源(Vos)和第二偏置电阻(R2)之间的公共端(Vn)接有第二偏置电流源(is2)；所述漏电感应线圈第二端经闭环增益控制电阻(Rin)接所述公共端(Vn)；所述运算放大器(OPA)输出端接窗口比较器，所述运算放大器(OPA)输出端经闭环反馈电阻(Rf)接所述公共端(Vn)。漏电感应线圈第一端接基准电压源(Vref)，基准电压源(Vref)分别接第一偏置电阻(R1)和第二偏置电阻(R2)。第一偏置电阻(R1)和第二偏置电阻(R2)的类型和阻值相同。第一偏置电流源(is1)和第二偏置电流源(is2)的类型和电流值相同。预设失调电压源(Vos)的电压值通过如下公式确定，Vos＝is1×(R2+Rin)或Vos＝is2×(R2+Rin)。本发明通过上述具体电路结构进一步保证检测电路的工作可靠性，并实现电路优化。

附图说明

图1是本发明漏电保护器控制电路的电路原理图；

图2是本发明漏电保护器控制电路一个采样引脚断路状态示意图；

图3是本发明漏电保护器控制电路两个采样引脚断路状态示意图；

图4是本发明漏电保护器控制电路中窗口比较器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

如图1所示，本发明漏电保护器控制电路包括漏电感应线圈，还包括运算放大器OPA，实施时，采用高开环增益运算放大器。所述漏电感应线圈与所述运算放大器OPA输入端相连，所述运算放大器OPA输出端接窗口比较器；所述漏电感应线圈产生漏电电流，或所述漏电感应线圈与所述运算放大器OPA连接断路时，所述窗口比较器可输出高电平触发信号。

运算放大器OPA反向输入端接预设失调电压源Vos，当运算放大器OPA开环运行时，预设失调电压源Vos使得运算放大器OPA输出电压低于窗口比较器的下门限阈值电压V_RL；当运算放大器OPA闭环运行时，运算放大器OPA处于零失调电压状态，运算放大器OPA对漏电感应线圈的电压信号进行放大。

所述运算放大器OPA同向输入端经第一偏置电阻R1接所述漏电感应线圈第一端，所述运算放大器OPA同向输入端接有第一偏置电流源is1；所述运算放大器OPA反向输入端依次经预设失调电压源Vos和第二偏置电阻R2接所述漏电感应线圈第一端，预设失调电压源Vos和第二偏置电阻R2之间的公共端Vn接有第二偏置电流源is2；所述漏电感应线圈第二端经闭环增益控制电阻Rin接所述公共端Vn；所述运算放大器OPA输出端接窗口比较器，所述运算放大器OPA输出端经闭环反馈电阻Rf接所述公共端Vn。漏电感应线圈第一端接基准电压源Vref，基准电压源Vref分别接第一偏置电阻R1和第二偏置电阻R2。第一偏置电阻R1和第二偏置电阻R2的类型和阻值相同。第一偏置电流源is1和第二偏置电流源is2的类型和电流值相同，电流值均为i。

预设失调电压源Vos的电压值通过如下公式确定，

Vos＝is1×(R2+Rin)或Vos＝is2×(R2+Rin)

式中，Vos表示预设失调电压源Vos的电压值，is1表示第一偏置电流源is1的电流值，R2表示第二偏置电阻R2的阻值，Rin表示闭环增益控制电阻Rin的阻值，is2表示第二偏置电流源is2的电流值。第一偏置电流源is1、第二偏置电流源is2的电流值可调节。第二偏置电阻R2的阻值远大于闭环增益控制电阻Rin的阻值。

如图4所示，窗口比较器包括第一比较器A1、第二比较器A2,第一比较器A1输出端接第一二极管D1,第二比较器A2输出端接第二二极管D2。窗口比较器具有上门限阈值电压V_RH和下门限阈值电压V_RL，窗口比较器输入电压高于上门限阈值电压或低于下门限阈值电压时，窗口比较器输出高电平触发信号。

如图1所示，当本发明漏电保护器控制电路引脚都正常连接时，该电路内部运算放大器OPA闭环放大状态。

由运放的“虚短”特性可知：Vp＝Vn1 (式1)

式中，Vp表示图1中Vp点的电压值，Vn1表示图1中Vn1点的电压值，以下公式中字母所代表的含义，以此类推。

对反向输入端支路分析有：

(Vo-Vn)/Rf+is2＝(Vn-Vref)/Rin+(Vn-Vref)/R2+isam (式2)

对同向输入端支路分析有：

式中，Vo表示运算放大器OPA输出端Vo的电压值，isam表示漏电感应线圈的感应电流；Vn表示公共端Vn的电压值，Vref表示基准电压源Vref的电压值(中点共模电位)，R2表示第二偏置电阻R2的阻值，Rin表示闭环增益控制电阻Rin的阻值，is2表示第二偏置电流源is2的电流值，Rf表示闭环反馈电阻Rf的阻值，R1表示第二偏置电阻R1的阻值，Vos表示预设失调电压源Vos的电压值。

由以上(3)(5)(6)(7)式联立得：

Vo＝[Rf/(R//Rin)]*{[(Vn-Vref)+isam*(Rin//R)]-i*(Rin//R)}+Vn (式8)

由以上(3)(4)(5)式联立得：Vn＝Vref-i*R+Vos (式9)

由以上(8)(9)式联立得：

Vo＝[Rf/(R//Rin)]*{-i*[R+(Rin//R)]+isam*(Rin//R)+Vos}+Vref-i*R+Vos(式10)

由于R远大于Rin，所以R//Rin≈Rin，因此(10)式还可以进一步化简得：

Vo＝(Rf/Rin)*[-i*(R+Rin)+isam*Rin+Vos]+Vref-i*R+Vos (式11)

由于Vsam＝isam*Rin，因此(10)式可进一步化简为：

式中，Vsam表示漏电感应线圈的输出电压值。

Vo＝(Rf/Rin)*{Vsam+[-i*(R+Rin)+Vos]}+(Vref-i*R+Vos) (式12)

从式(11)式我们可以继续推导出，当-i*(R+Rin)+Vos＝0，即Vos＝i*(R+Rin)，此时，

Vo＝(Rf/Rin)*Vsam+(Vref-i*R+Vos)≈(Rf/Rin)*Vsam+Vref， (式13)

从式(13)式可以看出，运算放大器OPA能够将输入端采样到的漏电信号Vsam放大Rf/Rin倍(通常Rf/Rin＝1000倍)。

当火线/零线没有发生漏电，所述漏电感应线圈无漏电流信号产生时Vsam＝0，从上式(13)式可知：Vo＝(Rf/Rin)*Vsam+Vref＝Vref，而所述基准电压源Vref为中点共模电平，处于所述窗口比较器的中心点，所述窗口比较器不会发生翻转，不会产生相应的触发信号。

当火线/零线发生漏电，所述漏电感应线圈有漏电流信号产生时Vsam≠0，从上式(13)式可知：Vo＝(Rf/Rin)*Vsam+Vref，当Vo超过所述窗口比较器的阈值门限电压时，所述窗口比较器输出高电平，将会产生相应的漏电触发信号。

由于本发明预先在电路内部加有预设失调电压源Vos，Vos＝i*(R+Rin)。当运算放大器OPA闭环应用时，预设失调电压源Vos刚好被抵消，此时闭环系统中的运算放大器OPA完全处于零失调电压状态。

所以当电路引脚正常连接时，所述运算放大器OPA能够在闭环运用时将输入端采样到的漏电信号Vsam正常放大Rf/Rin倍(通常Rf/Rin＝1000倍),

如图2、图3所示，采样输入端Vn(公共端Vn)的引脚开路或者采样输入端Vn引脚和基准电压源Vref引脚同时开路时，该电路内部运算放大器OPA结构处于开环放大状态，开环增益为GV。

由运放的“虚短”特性可知：Vp＝Vn1 (式14)

对开环运放输出端Vo电压的分析有：Vo＝(Vp-Vn)*GV (式15)

对运放输入端预设失调电压分析有：Vos＝Vn-Vn1 (式16)

由以上(14)(15)(16)式联立得：Vo＝-Vos*GV (式17)

由于Vos＝i*(R+Rin)，

所以Vo＝-i*(R+Rin)*GV，

由于该电路内部的运算放大器OPA的开环增益GV极大，通常GV＝50000倍，因此Vo＝-i*(R+Rin)*GV≈0V。

由此可以看出，采样输入端Vn(公共端Vn)的引脚开路或者采采样输入端Vn引脚和基准电压源Vref引脚同时开路时，无论漏电感应线圈是否有漏电流信号产生，其运算放大器OPA输出电压Vo＝-i*(R+Rin)*GV≈0V<VRL(VRL为窗口比较器的下门限阈值电压)，均会使所述窗口比较器会发生翻转，输出高电平，将会产生相应的漏电触发信号。

由于本发明预先在漏电保器护控制电路内部加有的所述失调电压源Vos＝i*(R+Rin)，当运算放大器OPA闭环应用时，预失调电压源Vos刚好被抵消，运算放大器OPA处于零失调电压状态。所以当电路引脚正常连接时，如果火线/零线没有发生漏电，则漏电感应线圈无漏电流信号产生，此时闭环条件下的所述高增益运算放大器OPA输出电压Vo为中点共模电平Vref，而VRL<Vref<VRH，因此窗口比较器不会发生翻转，仍输出低电平，不会触发相应的漏电保护信号；如果火线/零线发生漏电，则漏电感应线圈有漏电流信号产生，此时运算放大器OPA能够在闭环条件将输入端采样到的漏电信号Vsam正常放大Rf/Rin倍(通常Rf/Rin＝1000倍)，触发窗口比较器输出发生翻转，输出高电平去产生相应的漏电保护信号，切断火线/零线与负载的连接。

当采样输入端Vn(公共端Vn)的引脚开路或者采采样输入端Vn引脚和基准电压源Vref引脚同时开路时，其内部所述运算放大器OPA处于开环放大状态，此时预先在电路内部设置的失调电压源Vos＝i*(R+Rin)便起到了关键性的作用，由于采样输入端Vn(公共端Vn)的引脚开路或者采采样输入端Vn引脚和基准电压源Vref引脚同时开路，第二偏置电流源is2只能经过第二偏置电阻R2流到基准电压源Vref，使Vn＝Vp，因此Vp-Vn1＝-Vos，因而运算放大器OPA的失调电压源Vos不能被抵消，此时失调电压源Vos被完全作为所述运算放大器OPA的差模电压，强加在所述运算放大器OPA的输入端，所以当漏电保护器控制电路上电瞬间，无论漏电感应线圈是否有漏电流信号产生，将会使Vo＝-i*(R+Rin)*GV≈0V<VRL(VRL为窗口比较器的下门限阈值电压)，均会使窗口比较器会发生翻转，输出高电平去产生相应的漏电保护信号，切断火线/零线与负载的连接。

下面结合具体实例做进一步说明。

当漏电保护器控制电路引脚都正常连接时，设此时漏电感应线圈无漏电流信号产生，Vsam＝0。设漏电保护器控制电路的电源电压Vcc＝10V，R＝R1＝R2＝10K，Rin＝100，Rf＝100K，i＝is1＝is2＝0.02uA，Vos＝200uV，GV＝50000，Vref＝5V，VRH＝8V，VRL＝2V，所以可以具体推导出所述高增益运算放大器OPA的输出电压为：

Vo＝(Rf/Rin)*[-i*(R+Rin)+Vos]+Vref-i*R+Vos

＝(100K/100)*[-0.02uA*10.001K+200uV]+5V-0.02uA*10K+200uV

＝5V

由于窗口比较器的上门限阈值电压为VRH＝8V，下门限阈值电压为VRL＝2V，当Vo>VRH＝8V或者Vo<VRL＝2V时，会触发窗口比较器输出发生翻转。所以在本实施例中运算放大器OPA的输出电压Vo＝5V不会触发所述窗口比较器输出发生翻转。

如图1所示，当漏电保护器控制点引脚都正常连接时，设此时漏电感应线圈有正方向漏电流信号产生，Vsam＝isam*Rin＝4mV。设漏电保护器控制电路的电源电压Vcc＝10V，R＝R1＝R2＝10K，Rin＝100，Rf＝100K，i＝is1＝is2＝0.02uA，Vos＝200uV，GV＝50000，Vref＝5V，VRH＝8V，VRL＝2V，所以可以具体推导出所述高增益运算放大器OPA的输出电压为：

Vo＝(Rf/Rin)*[-i*(R+Rin)+Vsam+Vos]+Vref-i*R+Vos

＝(100K/100)*[-0.02uA*10.001K+4mV+200uV]+5V-0.02uA*10K

+200uV

＝9V

由于所述窗口比较器的上门限阈值电压为VRH＝8V，下门限阈值电压为VRL＝2V，当Vo>VRH＝8V或者Vo<VRL＝2V时，会触发所述窗口比较器输出发生翻转。所以在本实施例中运算放大器OPA的输出电压Vo＝9V>VRH＝8V，将会触发所述窗口比较器输出发生翻转。

当漏电保护器控制点引脚都正常连接时，设此时漏电感应线圈有反方向漏电流信号产生，Vsam＝isam*Rin＝-4mV。设漏电保护器控制电路的电源电压Vcc＝10V，R＝R1＝R2＝10K，Rin＝100，Rf＝100K，i＝is1＝is2＝0.02uA，Vos＝200uV，GV＝50000，Vref＝5V，VRH＝8V，VRL＝2V，所以可以具体推导出所述高增益运算放大器OPA的输出电压为：Vo＝(Rf/Rin)*[-i*(R+Rin)+Vsam+Vos]+Vref-i*R+Vos

＝(100K/100)*[-0.02uA*10.001K-4mV+200uV]+5V-0.02uA*10K+200

uV

＝1V

由于所述窗口比较器的上门限阈值电压为VRH＝8V，下门限阈值电压为VRL＝2V，当Vo>VRH＝8V或者Vo<VRL＝2V时，会触发所述窗口比较器输出发生翻转。所以在本实施例中运算放大器OPA的输出电压Vo＝1V<VRL＝2V，将会触发窗口比较器输出发生翻转。

如图2所示，当漏电保护器控制电路的采样输入引脚Vn开路时，此时该漏电保护器控制电路内部运算放大器OPA结构为开环放大状态。设漏电保护器控制电路的电源电压Vcc＝10V，R＝R1＝R2＝10K，Rin＝100，Rf＝100K，i＝is1＝is2＝0.02uA，Vos＝200uV，GV＝50000，Vref＝5V，VRH＝8V，VRL＝2V，所以可以具体推导出所述高增益运算放大器OPA的输出电压为：

Vo＝-Vos*GV＝-10V

由于电路内部所述运放OPA工作输出的最低电平为0，所以Vo＝0V。由于所述窗口比较器的上门限阈值电压为VRH＝8V，下门限阈值电压为VRL＝2V，当Vo>VRH＝8V或者Vo<VRL＝2V时，均会触发所述窗口比较器输出发生翻转。所以在本实施例中运算放大器OPA的输出电压Vo＝0V<VRL＝2V，将会触发所述窗口比较器输出发生翻转。

如图3所示，为本发明的一种漏电保护器控制电路的采样输入引脚Vn和Vm同时开路的结构示意图。当漏电保护器控制电路的采样输入Vp和Vn同时开路时，此时该漏电保护器控制电路内部所述高增益运算放大器OPA结构为开环放大状态。设漏电保护器控制电路的电源电压Vcc＝10V，R＝R1＝R2＝10K，Rin＝100，Rf＝100K，i＝is1＝is2＝0.02uA，Vos＝200uV，GV＝50000，Vref＝5V，VRH＝8V，VRL＝2V，所以可以具体推导出所述高增益运算放大器OPA的输出电压为：

Vo＝-Vos*GV＝-10V

由于电路内部运算放大器OPA工作输出的最低电平为0，所以Vo＝0V。由于所述窗口比较器的上门限阈值电压为VRH＝8V，下门限阈值电压为VRL＝2V，当Vo>VRH＝8V或者Vo<VRL＝2V时，均会触发所述窗口比较器输出发生翻转。所以在本实施例中所述高增益运算放大器OPA的输出电压Vo＝0V<VRL＝2V，将会触发所述窗口比较器输出发生翻转。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (10)

1.一种漏电保护器控制电路，包括漏电感应线圈，其特征在于：还包括运算放大器(OPA)，所述漏电感应线圈与所述运算放大器(OPA)输入端相连，所述运算放大器(OPA)输出端接窗口比较器；

其中，当所述漏电感应线圈产生漏电电流，或所述漏电感应线圈与所述运算放大器(OPA)连接断路时，所述窗口比较器输出高电平触发信号。

2.根据权利要求1所述的漏电保护器控制电路，其特征在于：所述窗口比较器具有上门限阈值电压(V_RH)和下门限阈值电压(V_RL)，当窗口比较器的输入电压高于上门限阈值电压或低于下门限阈值电压时，输出高电平触发信号。

3.根据权利要求2所述的漏电保护器控制电路，其特征在于：所述运算放大器(OPA)反向输入端接预设失调电压源(Vos)，

当运算放大器(OPA)开环运行时，预设失调电压源(Vos)使得运算放大器(OPA)输出电压低于窗口比较器的下门限阈值电压(V_RL)；

当运算放大器(OPA)闭环运行时，运算放大器(OPA)处于零失调电压状态，运算放大器(OPA)对漏电感应线圈的电压信号进行放大。

4.根据权利要求1所述的漏电保护器控制电路，其特征在于：所述运算放大器(OPA)同向输入端经第一偏置电阻(R1)接所述漏电感应线圈第一端，所述运算放大器(OPA)同向输入端接有第一偏置电流源(is1)；

所述运算放大器(OPA)反向输入端依次经预设失调电压源(Vos)和第二偏置电阻(R2)接所述漏电感应线圈第一端，预设失调电压源(Vos)和第二偏置电阻(R2)之间的公共端(Vn)接有第二偏置电流源(is2)；所述漏电感应线圈第二端经闭环增益控制电阻(Rin)接所述公共端(Vn)；

所述运算放大器(OPA)输出端接所述窗口比较器，所述运算放大器(OPA)输出端经闭环反馈电阻(Rf)接所述公共端(Vn)。

5.根据权利要求4所述的漏电保护器控制电路，其特征在于：所述漏电感应线圈的第一端接基准电压源(Vref)，基准电压源(Vref)分别接所述第一偏置电阻(R1)和所述第二偏置电阻(R2)。

6.根据权利要求4所述的漏电保护器控制电路，其特征在于：所述第一偏置电阻(R1)和所述第二偏置电阻(R2)的类型和阻值相同。

7.根据权利要求4所述的漏电保护器控制电路，其特征在于：所述第一偏置电流源(is1)和所述第二偏置电流源(is2)的类型和电流值相同。

8.根据权利要求4所述的漏电保护器控制电路，其特征在于：所述预设失调电压源(Vos)的电压值通过如下公式确定，

Vos＝is1×(R2+Rin)或Vos＝is2×(R2+Rin)

式中，Vos表示预设失调电压源(Vos)的电压值，is1表示第一偏置电流源(is1)的电流值，R2表示第二偏置电阻(R2)的阻值，Rin表示闭环增益控制电阻(Rin)的阻值，is2表示第二偏置电流源(is2)的电流值。

9.根据权利要求4所述的漏电保护器控制电路，其特征在于：所述第一偏置电流源(is1)和/或所述第二偏置电流源(is2)的电流值可调节。

10.根据权利要求4所述的漏电保护器控制电路，其特征在于：实时第二偏置电阻(R2)的阻值远大于所述闭环增益控制电阻(Rin)的阻值。

Images