CN201422006Y - 漏电检测保护电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种漏电检测保护电路，该漏电检测保护电路包括用于检测漏电流的感应线圈、用于检测低电阻故障的自检测线圈、控制芯片、内置有铁芯的脱扣线圈、可控硅、半波整流二极管和故障模拟产生电路。所述故障模拟产生电路包括与电源插座/插头复位按钮联动的故障模拟产生开关和模拟漏电流限流电阻。当复位按钮被按下时，故障模拟产生开关闭合，产生模拟漏电流，检测漏电检测保护电路是否寿命终止；当复位按钮复位/脱扣时，故障模拟产生开关断开，模拟漏电流消失。本实用新型电路简洁、功能全、安全性好，可靠性高。

Description

漏电检测保护电路
技术领域
本实用新型涉及一种漏电检测保护电路，该漏电检测保护电路可安装在具有漏电保护功能的电源插座、电源插头内。具体地说，本实用新型涉及的漏电检测保护电路不仅具有漏电检测、保护功能，还对由于雷击或其他原因引起的瞬间高压对电源插座/电源插头引起的破坏具有保护作用；并且还具有阻止反向接线错误的功能。
背景技术
随着具有漏电保护功能的电源插座(简称漏电保护插座，GFCI)/插头产业的不断发展，人们对漏电保护插座/插头的功能、使用安全性、可靠性要求越来越高。这使得业内人士不断地致力于研究、改进安装在漏电保护插座/插头内的漏电检测保护电路，使其电路更简洁、功能更强劲。
发明内容
鉴于上述原因，本实用新型的主要目的是提供一种安装在具有漏电检测保护功能的电源插座/插头内的、可自动对电源插座/插头是否仍然具有漏电保护功能进行检测的漏电检测保护电路。
本实用新型的另一目的是提供一种对由于雷击或其他原因引起的瞬间高压对电源插座/插头引起的破坏具有保护作用的漏电检测保护电路。
本实用新型的又一目的是提供一种具有阻止反向接线错误功能的漏电检测保护电路，当安装工人错误地将墙壁内的电源线与漏电保护插座负载输出端相连时，该漏电检测保护电路不工作，漏电保护插座/插头的电源输入端和插座表面的电源输出插孔均没有电源输出。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种漏电检测保护电路，该漏电检测保护电路包括用于检测漏电流的感应线圈、用于检测低电阻故障的自检测线圈、控制芯片、内置有铁芯的脱扣线圈、可控硅、半波整流二极管、故障模拟产生电路；所述控制芯片的控制信号输出端与可控硅的门极相连；可控硅的阴极与电源输入端的零线相连，可控硅的阳极经脱扣线圈与电源输入端火线相连；
控制芯片的工作电源输入端通过半波整流二极管与电源输入端的火线相连。
在本实用新型的具体实施例中，所述故障模拟产生电路包括与电源插座/插头复位按钮联动的故障模拟产生开关和模拟漏电流限流电阻；
模拟漏电流产生开关的一端通过脱扣线圈与电源输入端的火线相连；另一端通过模拟漏电流限流电阻与穿过用于检测漏电流的感应线圈、用于检测低电阻故障的自检测线圈的电源零线相连；
当复位按钮被按下时，故障模拟产生开关闭合，电源输入端的火线经脱扣线圈、故障模拟产生开关、限流电阻与穿过用于检测漏电流的感应线圈、用于检测低电阻故障的自检测线圈的电源零线相连，形成闭合回路，产生模拟漏电流；
当复位按钮复位/脱扣时，故障模拟产生开关断开，模拟漏电流消失。
在本实用新型的具体实施例中，所述故障模拟产生电路包括与电源插座/插头复位按钮联动的故障模拟产生开关和模拟漏电流限流电阻；
故障模拟产生开关的一端通过限流电阻与电源输入端的零线/火线相连，另一端直接与穿过用于检测漏电流的感应线圈和用于检测低电阻故障的自检测线圈的电源火线/零线相连；
通过故障模拟产生开关的闭合产生模拟漏电流。
在本实用新型的具体实施例中，所述故障模拟产生电路由与复位按钮联动的故障模拟产生开关和低电阻故障模拟测试电阻构成；
故障模拟产生开关的一端与电源输入端的零线相连，另一端通过低电阻故障模拟测试电阻与穿过用于检测漏电流的感应线圈、用于检测低电阻故障的自检测线圈的电源零线)相连；
当复位按钮被按下时，与复位按钮)联动的故障模拟产生开关闭合，电源输入端零线穿过用于检测漏电流的感应线圈、用于检测低电阻故障的自检测线圈、低电阻故障模拟测试电阻、闭合的故障模拟产生开关又回到电源输入端，构成一低电阻故障产生回路，检测漏电流的感应线圈和用于检测低电阻故障的自检测线圈耦合在低电阻故障产生回路中通过自激振荡产生振荡电流，模拟低电阻漏电故障；
当复位按钮复位/脱扣时，与复位按钮联动的故障模拟产生开关断开，模拟低电阻漏电故障消失。
附图说明
图1为本实用新型漏电检测保护电路具体电路图(一)；
图2为本实用新型漏电检测保护电路具体电路图(二)；
图3为本实用新型漏电检测保护电路具体电路图(三)；
图4为本实用新型漏电检测保护电路具体电路图(四)；
图5为本实用新型漏电检测保护电路具体电路图(五)。
具体实施方式
图1为本实用新型公开的安装在具有漏电保护功能的电源插座/插头内的具有漏电检测、保护功能的漏电检测保护电路具体电路图。如图1所示，该漏电检测保护电路包括用于检测漏电流的感应线圈L1(1000∶1)、用于检测低电阻故障的自检测线圈L2(200∶1)、控制芯片IC1(RV4145)、内置有铁芯的脱扣线圈L3(SOL)、可控硅V4、半波整流二极管V1、电源输出指示灯V3、故障模拟产生电路。
电源插座/插头电源输入端LINE的火线HOT、零线WHITE穿过用于检测漏电流的感应线圈L1(1000∶1)、用于检测低电阻故障的自检测线圈L2(200∶1)后，通过与复位开关RESET联动的开关KR-2-1、KR-2-2与电源插座表面的单相三线电源输出插孔中的火线、零线输出导电插套相连；同时，电源插座/插头电源输入端LINE的火线HOT、零线WHITE穿过用于检测漏电流的感应线圈L1(1000∶1)、用于检测低电阻故障的自检测线圈L2(200∶1)后，通过另一组与复位开关RESET联动的开关KR-3-1、KR-3-2与电源插座/插头电源输出端(负载端)LOAD的火线HOT、零线WHITE相连。
用于检测漏电流的感应线圈L1(1000∶1)、用于检测低电阻故障的自检测线圈L2(200∶1)的信号输出端与控制芯片IC的信号输入端1、2、3、7相连，控制芯片IC的控制信号输出端5与可控硅V4的门极相连。可控硅V4的阴极与电源输入端LINE的零线WHITE相连，可控硅V4的阳极经脱扣线圈L3与电源输入端火线HOT相连。
控制芯片IC的工作电源输入端6通过电阻R1、半波整流二极管V1与电源输入端LINE的火线HOT相连。控制芯片IC的工作地管脚4与电源输入端LINE的零线WHITE相连。
所述故障模拟产生电路包括与电源插座/电源插头联动的故障模拟产生开关KR-4和模拟漏电流限流电阻R3。模拟漏电流产生开关KR-4的一端通过脱扣线圈L3与电源输入端LINE的火线HOT相连；另一端通过模拟漏电流限流电阻R3与穿过用于检测漏电流的感应线圈L1(1000∶1)、用于检测低电阻故障的自检测线圈L2(200∶1)的电源零线WHITE相连。当复位按钮RESET被按下时，故障模拟产生开关KR-4闭合，电源输入端LINE的火线HOT经脱扣线圈L3、故障模拟产生开关KR-4、限流电阻R3与穿过用于检测漏电流的感应线圈L 1(1000∶1)、用于检测低电阻故障的自检测线圈L2(200∶1)的电源零线WHITE相连，形成闭合回路，产生模拟漏电流。
如果此时漏电检测保护电路完好，没有寿命终止，仍然具有漏电检测保护功能，则由于脱扣线圈L3内有大电流流过，脱扣线圈L3内产生磁场，内置在脱扣线圈L3内的铁芯动作，通过机械脱扣装置使复位按钮RESET复位，从而使与复位按钮RESET联动的开关KR-2-1、KR-2-2、KR-3-1、KR-3-2闭合，以及模拟漏电流产生开关KR-4断开，模拟漏电流消失，电源插座/插头负载端有电源输出，并联在电源插座/插头负载端火线、零线间的电源输出指示灯V3亮。反之，如果此时漏电检测保护电路寿命终止了，不具有漏电检测保护功能，则脱扣线圈L3内无大电流流过，脱扣线圈L3内无磁场产生，内置在脱扣线圈L3内的铁芯不动作，复位按钮RESET始终无法复位，与复位按钮RESET联动的开关KR-2-1、KR-2-2、KR-3-1、KR-3-2不闭合，电源插座/插头负载端无电源输出，并联在电源插座/插头负载端火线、零线间的电源输出指示灯V3熄灭。
当复位按钮RESET复位，电源插座/插头负载端LOAD有电源输出后，如果供电电路内有漏电流产生时，由于电源火线HOT和零线WHITE同时穿过用于检测漏电流的感应线圈L1(1000∶1)和自检测线圈L2(200∶1)，两条电源线中的电流矢量和不为零，L1和L2会立刻感应出一定值的电压信号输入到控制IC，从IC的5脚输出控制信号到可控硅V4的门极，可控硅V4被触发，正极与负极导通，脱扣线圈L3内有电流流过，产生磁场，其内部铁芯作冲击运动，使复位按钮RESET脱扣，切断电源的输出，并联在电源插座/插头负载端火线、零线间的电源输出指示灯V3熄灭。
本实用新型还可以通过按压测试按钮TEST手动产生模拟漏电流，检测漏电保护插座是否寿命终止。如图1所示，与测试按钮TEST联动的测试开关KR-5的一端通过模拟漏电流限流电阻R4与电源输出端的零线相连，另一端与电源输入端的火线HOT相连。
当要检测漏电保护插座/插头功能是否正常时，可以按压测试按钮TEST，使与之联动的测试开关KR-5闭合，产生模拟漏电流。如果漏电检测保护电路没有寿命终止，则复位按钮RESET脱扣，电源插座/插头跳闸；如果漏电检测保护电路寿命终止，则复位按钮RESET不动作。
为了使漏电检测保护电路可靠地工作，本实用新型在可控硅触发极与地之间连接有一抗扰电容C5。从控制芯片IC的5脚输出的控制信号经过并接在可控硅门极与地之间的抗扰电容C5滤波，来抑制误触发的产生。
本实用新型在电源插座/电源插头电源输出端LOAD的火线和零线之间连接有一个用于表示电源插座/电源插头是否有电源输出的电源输出指示灯V3(LED1)。当电源插座/插头有电源输出时，V3亮；反之，V3不亮。
为了提高电源插座/电源插头的使用寿命，避免由于雷击或其他原因引起的瞬间高压对电源插座/电源插头引起的破坏，如图1所示，本实用新型公开的漏电检测保护电路在电源输入端LINE的火线HOT和零线WHITE处分别连接有一个用于放电的尖端避雷金属片M1、M2。另外，电源输入端的火线HOT还经过脱扣线圈L3、一压敏电阻MOV与电源输入端的零线WHITE相连。
当电源输入端的火线和零线由于雷击或其他原因引起瞬间高压时，接于输入端火线处的尖端避雷金属片和接于输入端零线处的尖端避雷金属片之间的空气介质被击穿，形成空气放电，大部分高压通过避雷金属片消耗掉，剩余一小部分通过脱扣线圈L3、压敏电阻MOV消耗掉，从而保护了漏电检测保护电路。
在本实用新型的具体实施例中，所述压敏电阻MOV选用浪涌抑制型压敏电阻，使其还可以起到防止电泳的作用。
如图1所示，本实用新型还具有阻止反向接线错误的保护功能。如图所示，电源插座/电源插头的负载端LOAD以及插座表面的单相三线电源输出插孔通过与复位按钮RESET联动的开关KR-3-1、KR-3-2、KR-2-1、KR-2-2与电源输入端LINE的火线、零线相连，所以，当安装工人错误地将墙壁内的电源线与电源插座/电源插头负载端LOAD相连时，即使按下复位按钮RESET，使故障模拟产生开关KR-4闭合，也无法产生模拟漏电流，脱扣线圈L3内没有电流流过，无法产生磁场推动内置其中的铁芯动作，机械脱扣装置不动作，复位按钮无法复位，与复位按钮RESET联动的开关KR-2-1、KR-2-2、KR-3-1、KR-3-2始终处于断开状态，无法闭合，电源插座/电源插头输入端LINE和插座表面的电源插孔均无电源输出，电源输出指示灯V3亮，复位按钮不能复位，表明接线错误。安装工只有接线正确后，复位按钮才能复位，电源输出指示灯V3亮，电源插座/插头电源输出端才有电源输出。
图2为本实用新型漏电检测保护电路实施例2具体电路图，其工作原理与图1所示的漏电检测保护电路实施例1相同。图2所示漏电检测保护电路与图1所示漏电检测保护电路的区别在于：图1所示漏电检测保护电路中的故障模拟产生开关KR-4的一端通过脱扣线圈L3与电源输入端LINE的火线相连，另一端通过限流电阻R3、与复位按钮RESET联动的呈断开状态的开关KR-2-2与穿过线圈L1、L2的电源零线WHITE动触头下方相连。图2所示漏电检测保护电路中的故障模拟产生开关KR-4的一端通过脱扣线圈L3与电源输入端LINE的火线相连，另一端通过限流电阻R3直接与穿过线圈L1、L2的电源零线WHITE相连。
图3为本实用新型漏电检测保护电路实施例3具体电路图。图3所示的漏电检测保护电路与图1、图2所示漏电检测保护电路的区别在于：图3所示漏电检测保护电路中的故障模拟产生电路由复位按钮RESET联动的故障模拟产生开关KR-4和低电阻故障模拟测试电阻R3构成。故障模拟产生开关KR-4的一端与电源输入端LINE的零线WHITE相连，另一端通过低电阻故障模拟测试电阻R3与穿过用于检测漏电流的感应线圈L1(1000∶1)、用于检测低电阻故障的自检测线圈L2(200∶1)的电源零线WHITE相连。
当复位按钮RESET被按下时，与复位按钮RESET联动的故障模拟产生开关KR-4闭合，电源输入端零线WHITE穿过用于检测漏电流的感应线圈L1(1000∶1)、用于检测低电阻故障的自检测线圈L2(200∶1)、低电阻故障模拟测试电阻R3、闭合的故障模拟产生开关KR-4又回到电源输入端，构成一低电阻故障产生回路，检测漏电流的感应线圈L1(1000∶1)和用于检测低电阻故障的自检测线圈L2(200∶1)耦合在低电阻故障产生回路中通过自激振荡产生振荡电流，模拟低电阻漏电故障。
如果漏电检测保护电路完好，没有寿命终止，则控制芯片IC1的控制信号输出管脚5输出控制信号，触发可控硅V4导通，脱扣线圈L3内有电流流过，脱扣线圈L3内产生磁场，内置在脱扣线圈L3内的铁芯动作，通过机械脱扣装置使复位按钮RESET复位，从而使与复位按钮RESET联动的开关KR-2-1、KR-2-2、KR-3-1、KR-3-2闭合，以及模拟漏电流产生开关KR-4断开，模拟低电阻故障消失，电源插座/插头负载端有电源输出，并联在电源插座/插头负载端火线、零线间的电源输出指示灯V3亮。反之，如果此时漏电检测保护电路寿命终止了，不具有漏电检测保护功能，则脱扣线圈L3内无大电流流过，脱扣线圈L3内无磁场产生，内置在脱扣线圈L3内的铁芯不动作，复位按钮RESET始终无法复位，与复位按钮RESET联动的开关KR-2-1、KR-2-2、KR-3-1、KR-3-2不闭合，电源插座/插头负载端无电源输出，并联在电源插座/插头负载端火线、零线间的电源输出指示灯V3熄灭。
当复位按钮RESET复位，电源插座/插头负载端LOAD有电源输出后，如果供电电路内有漏电流产生时，由于电源火线HOT和零线WHITE同时穿过用于检测漏电流的感应线圈L 1(1000∶1)和自检测线圈L2(200∶1)，两条电源线中的电流矢量和不为零，L1和L2会立刻感应出一定值的电压信号输入到控制IC，从IC的5脚输出控制信号到可控硅V4的门极，可控硅V4被触发，正极与负极导通，脱扣线圈L3内有电流流过，产生磁场，其内部铁芯作冲击运动，使复位按钮RESET脱扣，切断电源的输出，并联在电源插座/插头负载端火线、零线间的电源输出指示灯V3熄灭。
图4为本实用新型漏电检测保护电路实施例4具体电路图，其工作原理与图2所示的漏电检测保护电路实施例2相同。图4所示漏电检测保护电路与图2所示漏电检测保护电路的区别在于：图2所示漏电检测保护电路中的故障模拟产生开关KR-4的一端通过脱扣线圈L3与电源输入端LINE的火线相连，另一端通过限流电阻R3与穿过线圈L1、L2的电源零线WHITE相连。图4所示漏电检测保护电路中的故障模拟产生开关KR-4的一端通过限流电阻R4与电源输入端LINE的零线相连，另一端直接与穿过用于检测漏电流的感应线圈L1(1000∶1)和用于检测低电阻故障的自检测线圈L2(200∶1)的电源火线HOT相连。
通过故障模拟产生开关KR-4的闭合产生模拟漏电流。
图5为本实用新型漏电检测保护电路实施例5具体电路图。图5所示的漏电检测保护电路与图3所示漏电检测保护电路的工作原理相同，其区别在于：图5中的低电阻故障模拟测试电阻R3的位置与图3中的低电阻故障模拟测试电阻R3位置不同。
图3所示漏电检测保护电路中的构成故障模拟产生电路的故障模拟产生开关KR-4的一端与电源输入端LINE的零线WHITE相连，另一端通过低电阻故障模拟测试电阻R3与穿过用于检测漏电流的感应线圈L1(1000∶1)、用于检测低电阻故障的自检测线圈L2(200∶1)的电源零线WHITE相连。
图5所示漏电检测保护电路中的构成故障模拟产生电路的故障模拟产生开关KR-4的一端通过低电阻故障模拟测试电阻R3与电源输入端LINE的零线WHITE相连，另一端直接与穿过用于检测漏电流的感应线圈L1(1000∶1)、用于检测低电阻故障的自检测线圈L2(200∶1)的电源零线WHITE相连。
综上所述，由于本实用新型采用以上技术方案，故本实用新型公开的漏电检测保护电路具有以下突出的优点：
(1)当电源插座/插头电源输入端与墙壁内的电源线连接好后，按压复位按钮RESET就可自动产生模拟漏电流或低电阻故障，检测电源插座/插头是否仍然具有漏电保护功能即是否寿命终止。
(2)、具有防雷击以及其他原因引起的瞬间高压对漏电保护插座引起的破坏的保护功能。
(3)具有阻止反向接线错误的保护功能。
以上所述是本实用新型的具体实施例及所运用的技术原理，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (8)

1、一种漏电检测保护电路，该漏电检测保护电路包括用于检测漏电流的感应线圈(L1)、用于检测低电阻故障的自检测线圈(L2)、控制芯片(IC1)、内置有铁芯的脱扣线圈(L3)、可控硅(V4)、半波整流二极管(V1)、故障模拟产生电路；其特征在于：
所述控制芯片(IC)的控制信号输出端(5)与可控硅(V4)的门极相连；可控硅(V4)的阴极与电源输入端(LINE)的零线(WHITE)相连，可控硅(V4)的阳极经脱扣线圈(L3)与电源输入端火线(HOT)相连；
控制芯片(IC)的工作电源输入端(6)通过半波整流二极管(V1)与电源输入端(LINE)的火线(HOT)相连。
2、根据权利要求1所述的漏电检测保护电路，其特征在于：所述故障模拟产生电路包括与电源插座/插头复位按钮联动的故障模拟产生开关(KR-4)和模拟漏电流限流电阻(R3)；
模拟漏电流产生开关(KR-4)的一端通过脱扣线圈(L3)与电源输入端(LINE)的火线(HOT)相连；另一端通过模拟漏电流限流电阻(R3)与穿过用于检测漏电流的感应线圈(L1)、用于检测低电阻故障的自检测线圈(L2)的电源零线(WHITE)相连；
当复位按钮(RESET)被按下时，故障模拟产生开关(KR-4)闭合，电源输入端(LINE)的火线(HOT)经脱扣线圈(L3)、故障模拟产生开关(KR-4)、限流电阻(R3)与穿过用于检测漏电流的感应线圈(L1)、用于检测低电阻故障的自检测线圈(L2)的电源零线(WHITE)相连，形成闭合回路，产生模拟漏电流；
当复位按钮(RESET)复位/脱扣时，故障模拟产生开关(KR-4)断开，模拟漏电流消失。
3、根据权利要求1所述的漏电检测保护电路，其特征在于：所述故障模拟产生电路包括与电源插座/插头复位按钮联动的故障模拟产生开关(KR-4)和模拟漏电流限流电阻(R3)；
故障模拟产生开关(KR-4)的一端通过限流电阻(R4)与电源输入端(LINE)的零线/火线(HOT)相连，另一端直接与穿过用于检测漏电流的感应线圈(L1)和用于检测低电阻故障的自检测线圈(L2)的电源火线(HOT)/零线(WHITE)相连；
通过故障模拟产生开关(KR-4)的闭合产生模拟漏电流。
4、根据权利要求1所述的漏电检测保护电路，其特征在于：所述故障模拟产生电路由与复位按钮(RESET)联动的故障模拟产生开关(KR-4)和低电阻故障模拟测试电阻(R3)构成；
故障模拟产生开关(KR-4)的一端与电源输入端(LINE)的零线(WHITE)相连，另一端通过低电阻故障模拟测试电阻(R3)与穿过用于检测漏电流的感应线圈(L1)、用于检测低电阻故障的自检测线圈(L2)的电源零线(WHITE)相连；
当复位按钮(RESET)被按下时，与复位按钮(RESET)联动的故障模拟产生开关(KR-4)闭合，电源输入端零线(WHITE)穿过用于检测漏电流的感应线圈(L1)、用于检测低电阻故障的自检测线圈(L2)、低电阻故障模拟测试电阻(R3)、闭合的故障模拟产生开关(KR-4)又回到电源输入端，构成一低电阻故障产生回路，检测漏电流的感应线圈(L1)和用于检测低电阻故障的自检测线圈(L2)耦合在低电阻故障产生回路中通过自激振荡产生振荡电流，模拟低电阻漏电故障；
当复位按钮(RESET)复位/脱扣时，与复位按钮(RESET)联动的故障模拟产生开关(KR-4)断开，模拟低电阻漏电故障消失。
5、根据权利要求1～4之一所述的漏电检测保护电路，其特征在于：所述可控硅触发极与地之间连接有一抗扰电容(C5)。
6、根据权利要求5所述的漏电检测保护电路，其特征在于：在漏电检测保护电路在电源输入端(LINE)的火线(HOT)和零线(WHITE)处分别连接有一个用于放电的尖端避雷金属片(M1、M2)；
电源输入端的火线(HOT)还经过脱扣线圈(L3)、压敏电阻(MOV)与电源输入端的零线(WHITE)相连。
7、根据权利要求6所述的漏电检测保护电路，其特征在于：所述压敏电阻(MOV)选用浪涌抑制型压敏电阻。
8、根据权利要求7所述的漏电检测保护电路，其特征在于：该漏电检测保护电路还包括有用于表示漏电保护插座是否有电源输出的电源输出指示灯(V3)；
所述电源输出指示灯(V3)连接在漏电检测保护电路电源输出端(LOAD)的火线和零线之间；当漏电保护插座有电源输出时，电源输出指示灯(V3)亮；反之，电源输出指示灯(V3)不亮。
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