CN205103301U - 抑制共模干扰的漏电流检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种抑制共模干扰的漏电流检测电路，其抗干扰能力强，并且还可有效地抑制电磁干扰。该抑制共模干扰的漏电流检测电路，包括电流互感器检测电路，其用于输出差分电压信号；与电流互感器检测电路电连接的差分比例放大电路，用于将所述电流互感器检测电路输出的差分电压信号转换为单端信号，并作比例放大；所述电流互感器检测电路包括电流互感器，所述电流互感器包括磁芯，在磁芯上绕有原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组，第一副边绕组经第一电阻、第二电阻与第二副边绕组电连接，在第一电阻与第二电阻之间的公共端上接供电电源。
Description
技术领域
本实用新型属于漏电检测电路的技术领域，具体地说是涉及一种抑制共模干扰的漏电流检测电路。
背景技术
公告号为203376382U、公开日为2014年01月01日的中国实用新型专利公开了一种漏电流检测装置，包括漏电检测线圈、单片机及报警电路，所述漏电检测线圈包括第一输出端和第二输出端，其特征在于，还包括差分放大器、检波整流电路及比较器电路，所述比较器电路包括电压比较器和基准电压源，所述漏电检测线圈对被检测电源的漏电情况进行检测，输出第一漏电电压信号给差分放大器，所述差分放大器对所述第一漏电电压信号进行放大。采用这种结构的漏电流检测装置其抗干扰能力差，并且还不可有效地抑制电磁干扰。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种抑制共模干扰的漏电流检测电路，其抗干扰能力强，并且还可有效地抑制电磁干扰。
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是这样实现的：一种抑制共模干扰的漏电流检测电路，包括电流互感器检测电路，其用于输出差分电压信号；与电流互感器检测电路电连接的差分比例放大电路，用于将所述电流互感器检测电路输出的差分电压信号转换为单端信号，并作比例放大；所述电流互感器检测电路包括电流互感器，所述电流互感器包括磁芯，在磁芯上绕有原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组，第一副边绕组经第一电阻、第二电阻与第二副边绕组电连接，在第一电阻与第二电阻之间的公共端上接供电电源。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述差分比例放大电路包括第三运算放大器，第三运算放大器的同相输入端电连接在第一副边绕组与第一电阻之间的公共端上，第三运算放大器的输出端经第十一电阻与第五运算放大器的同相输入端电连接，第五运算放大器的同相输入端与第十一电阻之间的公共端经第十六电阻接地，第四运算放大器的同相输入端电连接在第二副边绕组与第二电阻之间的公共端上，第四运算放大器的输出端经第十五电阻与第五运算放大器的反相输入端电连接，第三运算放大器的输出端依次经第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻与第四运算放大器的输出端电连接，第三运算放大器的反相输入端电连接在第十二电阻与第十三电阻之间的公共端上，第四运算放大器的反相输入端电连接在第十三电阻与第十四电阻之间的公共端上，第十七电阻的一端电连接在第五运算放大器的反相输入端与第十五电阻之间的公共端上，第十七电阻的另一端电连接在第五运算放大器的输出端上。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：还包括与所述电流互感器检测电路电连接的差分滤波电路，差所述差分滤波电路包括第三电阻和第四电阻，供电电源经所述第三电阻和第四电阻与第一运算放大器的同相输入端电连接，第一运算放大器的反相输入端与第八电阻的一端电连接，第一运算放大器的反相输入端与第八电阻之间的公共端经第九电阻接地，第一运算放大器的输出端经第二电容接地，第一运算放大器的同相输入端经第一电容与第一运算放大器的输出端电连接，第一运算放大器的输出端经第六电阻与第二运算放大器的反相输入端电连接，第二运算放大器的反相输入端与第六电阻之间的公共端经第七电阻接地，第三电阻和第四电阻之间的公共端经第五电阻与第二运算放大器的同相输入端电连接，第三电容的一端与第二运算放大器的同相输入端电连接，第三电容的另一端与第二运算放大器的输出端电连接，第二运算放大器的输出端经第四电容接地，第二运算放大器的输出端与第八电阻的另一端电连接。
本实用新型相比现有技术突出且有益的技术效果是：
本实用新型的抑制共模干扰的漏电流检测电路，由于其采用了可输出差分电压信号的电流互感器检测电路结构，使得该漏电流检测电路抗干扰能力强，并且还可有效地抑制电磁干扰。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步描述，参见图1；
需要说明的是，本实施例中所称的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”、“第八”、“第九”、“第十”、“第十一”、“第十二”、“第十三”、“第十四”、“第十五”、“第十六”、“第十七”等并不是对相关技术特征在数量上的限定，而是为了区分同类别的技术特征而作出的命名。
本实施例给出一种抑制共模干扰的漏电流检测电路，包括电流互感器检测电路和差分比例放大电路。其中，电流互感器检测电路用于输出差分电压信号；与电流互感器检测电路电连接的差分比例放大电路，用于将所述电流互感器检测电路输出的差分电压信号转换为单端信号，并作比例放大。
该抑制共模干扰的漏电流检测电路，由于其采用了可输出差分电压信号的电流互感器检测电路结构，使得该漏电流检测电路抗干扰能力强，并且还可有效地抑制电磁干扰。
在本实施例中，如图1中所示，所述电流互感器检测电路包括电流互感器，所述电流互感器包括磁芯，在磁芯上绕有原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组。通常，原边绕组为1匝，其由原边绕组穿过电流互感器的磁芯形成，第一副边绕组和第二副边绕组分别采用100匝漆包线绕制而成。第一副边绕组经第一电阻R1、第二电阻R2与第二副边绕组电连接，在第一电阻与第二电阻之间的公共端上接供电电源。在本实施例中，供电电源为+5V。在该电流互感器检测电路中，第一副边绕组与第一电阻之间的公共端以及第二副边绕组与第二电阻之间的公共端作为输出端，以输出差分电压信号。工作时，副边电流为原边1/100，该电流流过副边绕组串联的200Ω电阻产生压降，将电流信号转换为电压信号。
在本实施例中，所述差分比例放大电路包括第三运算放大器，第三运算放大器的同相输入端电连接在第一副边绕组与第一电阻R1之间的公共端上，第三运算放大器的输出端经第十一电阻R11与第五运算放大器的同相输入端电连接，第五运算放大器的同相输入端与第十一电阻R11之间的公共端经第十六电阻R16接地，第四运算放大器的同相输入端电连接在第二副边绕组与第二电阻R2之间的公共端上，第四运算放大器的输出端经第十五电阻R15与第五运算放大器的反相输入端电连接，第三运算放大器的输出端依次经第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14与第四运算放大器的输出端电连接，第三运算放大器的反相输入端电连接在第十二电阻R12与第十三电阻R13之间的公共端上，第四运算放大器的反相输入端电连接在第十三电阻R13与第十四电阻R14之间的公共端上，第十七电阻R17的一端电连接在第五运算放大器的反相输入端与第十五电阻R15之间的公共端上，第十七电阻R17的另一端电连接在第五运算放大器的输出端上。在该差分比例放大电路中，第五运算放大器的输出端与第十七电阻R17之间的公共端作为输出端。在本实施例中，所述第三运算放大器、第四运算放大器、第五运算放大器均采用双电源供电方式。差分比例放大电路可以有效抑制共模干扰，同时将差分信号转换为单端信号，利于后续的信号调理，并对差分信号进行线性放大。由于漏电流信号包含有高频纹波，差分比例放大电路在将有效的漏电流信号进行放大的同时，也将高频干扰信号进行了放大。漏电流检测电路应用在大功率电路时，高频干扰尖峰比较大，若差分比例放大电路的增益比比较大，则会使输出信号中高频尖峰超出运算放大器的输出上限电压，致使信号失真。因此，本设计中取增益为2.5。
在上述抑制共模干扰的漏电流检测电路的基础上，其还可设有差分滤波电路，差分滤波电路与所述电流互感器检测电路电连接，用于滤除电流互感器检测电路中供电电源耦合到漏电流信号中的高频纹波。所述差分滤波电路包括第三电阻R3和第四电阻R4，供电电源经所述第三电阻R3和第四电阻R4与第一运算放大器的同相输入端电连接，第一运算放大器的反相输入端与第八电阻R8的一端电连接，第一运算放大器的反相输入端与第八电阻R8之间的公共端经第九电阻R9接地，第一运算放大器的输出端经第二电容C2接地，第一运算放大器的同相输入端经第一电容C1与第一运算放大器的输出端电连接，第一运算放大器的输出端经第六电阻R6与第二运算放大器的反相输入端电连接，第二运算放大器的反相输入端与第六电阻R6之间的公共端经第七电阻R7接地，第三电阻R3和第四电阻R4之间的公共端经第五电阻R5与第二运算放大器的同相输入端电连接，第三电容C3的一端与第二运算放大器的同相输入端电连接，第三电容C3的另一端与第二运算放大器的输出端电连接，第二运算放大器的输出端经第四电容C4接地。第二运算放大器的输出端与第八电阻R8的另一端电连接。在本实施例中，所述第一运算放大器、第二运算放大器均采用单电源供电方式。在该差分滤波电路中，第二运算放大器的输出端与第八电阻之间的公共端以及第一运算放大器的输出端与第六电阻之间的公共端作为输出端，分别用于和第一副边绕组和第二副边绕组的异名端电连接。大功率系统应用中，供电电源+5V会被功率电路干扰，包含高频纹波，由于+5V电源要给电流互感器副边供电，这个干扰信号会耦合进漏电流检测信号中，若不进行有效的滤波，会降低整个系统的检测精度。差分滤波电路的两个端子分别连接电流互感器两个绕组的异名端，可以对供电电源耦合到漏电流信号中的高频纹波进行有效滤除。
上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种抑制共模干扰的漏电流检测电路，其特征在于：包括电流互感器检测电路，其用于输出差分电压信号；
与电流互感器检测电路电连接的差分比例放大电路，用于将所述电流互感器检测电路输出的差分电压信号转换为单端信号，并作比例放大；
所述电流互感器检测电路包括电流互感器，所述电流互感器包括磁芯，在磁芯上绕有原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组，第一副边绕组经第一电阻、第二电阻与第二副边绕组电连接，在第一电阻与第二电阻之间的公共端上接供电电源。
2.根据权利要求1所述的抑制共模干扰的漏电流检测电路，其特征在于：所述差分比例放大电路包括第三运算放大器，第三运算放大器的同相输入端电连接在第一副边绕组与第一电阻之间的公共端上，第三运算放大器的输出端经第十一电阻与第五运算放大器的同相输入端电连接，第五运算放大器的同相输入端与第十一电阻之间的公共端经第十六电阻接地，第四运算放大器的同相输入端电连接在第二副边绕组与第二电阻之间的公共端上，第四运算放大器的输出端经第十五电阻与第五运算放大器的反相输入端电连接，第三运算放大器的输出端依次经第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻与第四运算放大器的输出端电连接，第三运算放大器的反相输入端电连接在第十二电阻与第十三电阻之间的公共端上，第四运算放大器的反相输入端电连接在第十三电阻与第十四电阻之间的公共端上，第十七电阻的一端电连接在第五运算放大器的反相输入端与第十五电阻之间的公共端上，第十七电阻的另一端电连接在第五运算放大器的输出端上。
3.根据权利要求2所述的抑制共模干扰的漏电流检测电路，其特征在于：还包括与所述电流互感器检测电路电连接的差分滤波电路，该所述差分滤波电路包括第三电阻和第四电阻，供电电源经所述第三电阻和第四电阻与第一运算放大器的同相输入端电连接，第一运算放大器的反相输入端与第八电阻的一端电连接，第一运算放大器的反相输入端与第八电阻之间的公共端经第九电阻接地，第一运算放大器的输出端经第二电容接地，第一运算放大器的同相输入端经第一电容与第一运算放大器的输出端电连接，第一运算放大器的输出端经第六电阻与第二运算放大器的反相输入端电连接，第二运算放大器的反相输入端与第六电阻之间的公共端经第七电阻接地，第三电阻和第四电阻之间的公共端经第五电阻与第二运算放大器的同相输入端电连接，第三电容的一端与第二运算放大器的同相输入端电连接，第三电容的另一端与第二运算放大器的输出端电连接，第二运算放大器的输出端经第四电容接地，第二运算放大器的输出端与第八电阻的另一端电连接。
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