CN114512960B - 漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，包括带两个线圈的继电器、单片机、光耦、漏电保护模块、降压电阻模块、以及用于分别控制继电器的两个线圈导通的开关控制模块，漏电保护模块与继电器相连接，降压电阻模块与光耦相连接，光耦与单片机相连接或者通过放大模块与单片机相连接，开关控制模块连接在单片机与继电器的两个线圈之间。本发明的结构简单，设计合理，具有零火线接反自动切换功能，保证了就算零火线接反了漏电人体安全保护器仍能够保障人体的安全，其使用简便、安全。

Description

漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路
技术领域
本发明涉及漏电保护产品技术领域，更具体地说，是涉及一种漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路。
背景技术
现有的漏电人体保护安全器具有漏电保护人身安全的功能，当有人体触碰到相线时，相线的电流会通过接地线释放到大地，这样人体就不会触电。此外，漏电人体保护安全器也具有零火线接反报警功能，避免因零火线接反而发生的安全事故。然而，现有的漏电人体保护安全器存在以下不足：零火线接反只是会报警提示，此时漏电人体保护安全器会因零火线接反而失效，需要人工重新接线，否则就失去对人体的触电保护作用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路。
为实现上述目的，本发明提供了一种漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，包括带两个线圈的继电器RL1、单片机U3、光耦U2、漏电保护模块、降压电阻模块、以及用于分别控制继电器RL1的两个线圈导通的开关控制模块，所述漏电保护模块包括电阻R24、电阻R25、发光二极管D8、发光二极管D9、二极管D10和二极管D11，所述电阻R24的一端与电阻R25的一端并联后分别与继电器RL1用作常闭的第2脚和用作常开的第6脚相连接，所述电阻R25的另一端与发光二极管D9的正极相连接，所述发光二极管D9的负极和二极管D11的正极相连接，所述二极管D11的负极与继电器RL1用作常开的第1脚和用作常闭的第5脚相连接，所述电阻R24的另一端与发光二极管D8的正极相连接，所述发光二极管D8的负极和二极管D10的正极相连接，所述二极管D10的负极和光耦U2的负极均一起接地，所述继电器RL1用作动触点的第3脚和第4脚分别接火线或零线，所述降压电阻模块的一端连接在光耦U2的正极，所述光耦U2的发射极与单片机U3相连接或者通过放大模块与单片机U3相连接，所述开关控制模块连接在单片机U3与继电器RL1的两个线圈之间。
作为优选的，所述继电器RL1设置为内部带两个线圈的磁保持继电器。
作为优选的，所述继电器RL1与漏电保护模块之间设有输出端子J2，所述电阻R24的一端与电阻R25的一端并联连接在输出端子J2的第1脚，所述继电器RL1的第2脚和第6脚并联连接在输出端子J2的第1脚，所述二极管D11的负极连接在输出端子J2的第3脚，所述继电器RL1第1脚和第5脚并联连接在输出端子J2的第3脚，所述输出端子J2的第2脚接地。
作为优选的，所述降压电阻模块包括电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16和电阻R17，所述电阻R17的一端接地，所述电阻R17的另一端与电阻R16、电阻R15、电阻R14、电阻R13依次串联后接在光耦U2的正极。
作为优选的，所述开关控制模块包括MOS管Q3、MOS管Q4、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，所述MOS管Q3的栅极与电阻R10、电阻R11的一端相连接，所述MOS管Q3的源极与电阻R10的另一端接地，所述电阻R11的另一端连接单片机U3上用作输出脚的第3脚，所述MOS管Q3的漏极与继电器RL1的其中一个线圈的一端相连接，所述MOS管Q4的栅极与电阻R9、电阻R12的一端相连接，所述MOS管Q4的源极与电阻R9的另一端接地，所述电阻R12的另一端连接单片机U3上用作输出脚的第2脚，所述MOS管Q4的漏极与继电器RL1的另一个线圈的一端相连接。
作为优选的，所述继电器RL1的其中一个线圈的两端连接有二极管D6，所述继电器RL1的另一个线圈的两端连接有二极管D7。
作为优选的，所述继电器RL1的两个线圈分别接5V电源。
作为优选的，所述放大模块包括三极管Q5、电阻R18和电阻R19，所述三极管Q5的基极与光耦U2的发射极相连接，所述三极管Q5的发射极和单片机U3上用作接地脚的第8脚均接地，所述三极管Q5的集电极和电阻R19的一端与单片机U3上用作检测脚的第5脚相连接，所述电阻R18的一端与光耦U2的集电极，所述电阻R18的另一端和电阻R19的另一端分别接5V电源。
作为优选的，所述三极管Q5的发射极与光耦U2的发射极之间连接有NC电阻。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明的结构简单，设计合理，具有零火线接反自动切换功能，保证了就算零火线接反了漏电人体安全保护器仍能够保障人体的安全，其使用简便、安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路的电路原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，本发明的实施例提供了一种漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，包括带两个线圈的继电器RL1、单片机U3、光耦U2、漏电保护模块、降压电阻模块、以及用于分别控制继电器RL1的两个线圈导通的开关控制模块，下面结合附图对本实施例各个组成部分进行详细说明。
在本实施例中，优选的，继电器RL1可以设置为内部带两个线圈（A组线圈和B组线圈）的磁保持继电器，其能够简化零火线接反自动切换电路的电路结构，无需采用两个继电器相组合的电路结构。其中，继电器RL1的第1脚和第6脚为常开，第2脚和第5脚为常闭，第3脚和第4脚为动触点，继电器RL1的第3脚和第4脚分别用于接火线或零线。
漏电保护模块可以包括电阻R24、电阻R25、发光二极管D8、发光二极管D9、二极管D10和二极管D11，电阻R24的一端与电阻R25的一端并联后分别与继电器RL1的第2脚和第6脚相连接，电阻R25的另一端与发光二极管D9的正极相连接，发光二极管D9的负极和二极管D11的正极相连接，二极管D11的负极与继电器RL1的第1脚和第5脚相连接，电阻R24的另一端与发光二极管D8的正极相连接，发光二极管D8的负极和二极管D10的正极相连接，二极管D10的负极和光耦U2的负极均一起接地。
为了方便继电器RL1与漏电保护模块之间的接线，继电器RL1与漏电保护模块之间可以增设有输出端子J2，此时电阻R24的一端与电阻R25的一端并联连接在输出端子J2的第1脚，继电器RL1的第2脚和第6脚并联连接在输出端子J2的第1脚，二极管D11的负极连接在输出端子J2的第3脚，继电器RL1第1脚和第5脚并联连接在输出端子J2的第3脚，输出端子J2的第2脚接地。
降压电阻模块连接在光耦U2的正极，降压电阻模块起到降压作用。具体的，降压电阻模块可以包括电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16和电阻R17，电阻R17的一端接地，电阻R17的另一端与电阻R16、电阻R15、电阻R14、电阻R13依次串联后接在光耦U2的正极。在此需要说明的是，根据实际需要，降压电阻模块中包含的电阻数量可以任意增减，非本实施例为限。
在本实施例中，较佳的，光耦U2的发射极可以通过放大模块与单片机U3相连接。具体的，放大模块可以包括三极管Q5、电阻R18和电阻R19，三极管Q5的基极与光耦U2的发射极相连接，三极管Q5的发射极和单片机U3的第8脚接地，三极管Q5的集电极和电阻R19的一端与单片机U3的第5脚（检测脚）相连接，电阻R18的一端与光耦U2的集电极，电阻R18的另一端和电阻R19的另一端分别接5V电源。
根据实际需要，三极管Q5的发射极与光耦U2的发射极之间还可以连接有NC电阻。当然，在其他实施例中，光耦U2的发射极也可以直接与单片机U3相连接。
开关控制模块连接在单片机U3与继电器RL1的两个线圈之间。具体的，开关控制模块可以包括MOS管Q3、MOS管Q4、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，MOS管Q3的栅极与电阻R10、电阻R11的一端相连接，MOS管Q3的源极与电阻R10的另一端接地，电阻R11的另一端连接单片机U3的第3脚（输出脚），MOS管Q3的漏极与继电器RL1的其中一个线圈的一端相连接，MOS管Q4的栅极与电阻R9、电阻R12的一端相连接，MOS管Q4的源极与电阻R9的另一端接地，电阻R12的另一端连接单片机U3的第2脚（输出脚），MOS管Q4的漏极与继电器RL1的另一个线圈的一端相连接。
此外，继电器RL1的其中一个线圈的两端可以连接有二极管D6，继电器RL1的另一个线圈的两端可以连接有二极管D7。继电器RL1的两个线圈分别接5V电源。
零火线接反自动切换电路的工作原理如下：
在零火线没有接反的情况下（即火线接到磁保持继电器的第3脚，零线接到磁保持继电器的第4脚），输入的火线（L线）通过磁保持继电器的第2、3 脚复位状态接通，然后输出到输出端子J2的第1脚，输入的零线（N线）通过磁保持继电器的第4、5 脚复位状态接通，然后输出到输出端子J2的第3脚。
当零火线接反时（即火线接到磁保持继电器的第4脚，零线接到磁保持继电器的第3脚），火线通过磁保持继电器的第4、5 脚连到输出端子J2的第3脚，这时火线就通过电阻R17、R16、R15、R14、R13 和光耦U2 的第1、2 脚的内部发光管到大地，形成了回路，通过的电流在1ma 左右，使得光耦U2的内部发光管形成周期性工作，光耦的第3、4脚就会产生一定的开和关，然后通过三极管Q5放大或者直接通过NC电阻到单片机U3的检测脚，单片机U3就能识别该周期性的电压波形信号，然后通过单片机的第2脚控制MOS管Q4导通磁保持继电器的B组线圈一定时间，使继电器的第3脚从第2脚跳到第1脚，使第3脚与第1脚导通，以及使继电器的第4脚从第5脚跳到第6脚，使第4脚与第6脚导通，从而使零线和火线交换回来，实现切换功能。当重新交换输入的零火线时（即火线又接回到磁保持继电器的第3脚，零线又接回到磁保持继电器的第4脚），单片机U3根据上述过程在一段时间内又检测到周期性的电压波形信号，于是通过单片机U3的第3脚输出给MOS管Q3一定时间的高电平，从而导通了磁保持继电器的A组线圈（复位线圈），磁保持继电器的第3脚重新回到与第2脚接通，第4脚重新回到与第5 脚接通，从而又切换回来，零火线正常接线。
本实施例增加了零火线输入接反自动切换功能，输入不管零火线如何接反，输出端子J2的第1脚永远都是最后接到火线。
综上所述，本发明的结构简单，设计合理，具有零火线接反自动切换功能，保证了就算零火线接反了漏电人体安全保护器仍能够保障人体的安全，其使用简便、安全。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，其特征在于：包括带两个线圈的继电器RL1、单片机U3、光耦U2、漏电保护模块、降压电阻模块、以及用于分别控制继电器RL1的两个线圈导通的开关控制模块，所述漏电保护模块包括电阻R24、电阻R25、发光二极管D8、发光二极管D9、二极管D10和二极管D11，所述电阻R24的一端与电阻R25的一端并联后分别与继电器RL1用作常闭的第2脚和用作常开的第6脚相连接，所述电阻R25的另一端与发光二极管D9的正极相连接，所述发光二极管D9的负极和二极管D11的正极相连接，所述二极管D11的负极与继电器RL1用作常开的第1脚和用作常闭的第5脚相连接，所述电阻R24的另一端与发光二极管D8的正极相连接，所述发光二极管D8的负极和二极管D10的正极相连接，所述二极管D10的负极和光耦U2的负极均一起接地，所述继电器RL1用作动触点的第3脚和第4脚分别接火线或零线，所述降压电阻模块的一端连接在光耦U2的正极，所述光耦U2的发射极与单片机U3相连接或者通过放大模块与单片机U3相连接，所述开关控制模块连接在单片机U3与继电器RL1的两个线圈之间；
所述开关控制模块包括MOS管Q3、MOS管Q4、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，所述MOS管Q3的栅极与电阻R10、电阻R11的一端相连接，所述MOS管Q3的源极与电阻R10的另一端接地，所述电阻R11的另一端连接单片机U3上用作输出脚的第3脚，所述MOS管Q3的漏极与继电器RL1的其中一个线圈的一端相连接，所述MOS管Q4的栅极与电阻R9、电阻R12的一端相连接，所述MOS管Q4的源极与电阻R9的另一端接地，所述电阻R12的另一端连接单片机U3上用作输出脚的第2脚，所述MOS管Q4的漏极与继电器RL1的另一个线圈的一端相连接。
2.根据权利要求1所述的漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，其特征在于：所述继电器RL1设置为内部带两个线圈的磁保持继电器。
3.根据权利要求1所述的漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，其特征在于：所述继电器RL1与漏电保护模块之间设有输出端子J2，所述电阻R24的一端与电阻R25的一端并联连接在输出端子J2的第1脚，所述继电器RL1的第2脚和第6脚并联连接在输出端子J2的第1脚，所述二极管D11的负极连接在输出端子J2的第3脚，所述继电器RL1第1脚和第5脚并联连接在输出端子J2的第3脚，所述输出端子J2的第2脚接地。
4.根据权利要求1所述的漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，其特征在于：所述降压电阻模块包括电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16和电阻R17，所述电阻R17的一端接地，所述电阻R17的另一端与电阻R16、电阻R15、电阻R14、电阻R13依次串联后接在光耦U2的正极。
5.根据权利要求1所述的漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，其特征在于：所述继电器RL1的其中一个线圈的两端连接有二极管D6，所述继电器RL1的另一个线圈的两端连接有二极管D7。
6.根据权利要求1所述的漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，其特征在于：所述继电器RL1的两个线圈的另一端分别接5V电源。
7.根据权利要求1所述的漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，其特征在于：所述放大模块包括三极管Q5、电阻R18和电阻R19，所述三极管Q5的基极与光耦U2的发射极相连接，所述三极管Q5的发射极和单片机U3上用作接地脚的第8脚均接地，所述三极管Q5的集电极和电阻R19的一端与单片机U3上用作检测脚的第5脚相连接，所述电阻R18的一端与光耦U2的集电极，所述电阻R18的另一端和电阻R19的另一端分别接5V电源。
8.根据权利要求7所述的漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，其特征在于：所述三极管Q5的发射极与光耦U2的发射极之间连接有NC电阻。
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