CN206283051U - 无线智能漏电保护插座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线智能漏电保护插座，涉及安全保护技术领域，所述无线智能漏电保护插座包括：无线传输模块和漏电保护电路；所述无线传输模块，用于接收电热水器上的无线水流传感器发送的出水状态，并将所述出水状态发送至所述漏电保护电路；所述漏电保护电路，用于根据所述出水状态实现出水断电。本实用新型通过无线传输模块接收电热水器上的无线水流传感器发送的出水状态，再又漏电保护电路根据所述出水状态实现出水断电，使得漏电保护插座与电热水器分离，利用无线水流传感器与插座匹配使用，该配套使用在不涉及电热水器任何变动前提下即可实现出水断电功能，产品搭配升级灵活方便且高端安全。

Description

无线智能漏电保护插座

技术领域

本实用新型涉及安全保护技术领域，特别涉及一种无线智能漏电保护插座。

背景技术

电热水器是指以电作为能源进行加热的热水器。是与燃气热水器、太阳能热水器相并列的三大热水器之一，电热水器经过十余年的发展，热水器的技术不断进步，也越来越受到消费者的青睐。

为了提高电热水器的安全性能，在电热水器中通常设有漏电保护器，现有的漏电保护器插头大多数是连接在电热水器整机上，因此产品不便于灵活升级和搭配。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是：如何使电热水器便于灵活升级和搭配。

(二)技术方案

本实用新型提供了一种无线智能漏电保护插座，所述无线智能漏电保护插座包括：无线传输模块和漏电保护电路；

所述无线传输模块，用于接收电热水器上的无线水流传感器发送的出水状态，并将所述出水状态发送至所述漏电保护电路；

所述漏电保护电路，用于根据所述出水状态实现出水断电。

优选地，所述漏电保护电路包括：控制器、自动断电控制模块、执行断电/上电驱动模块及触点检测回路；所述控制器、自动断电控制模块和执行断电/上电驱动模块依次连接，所述执行断电/上电驱动模块与电源触点连接，所述触点检测回路与所述控制器连接；

所述控制器，用于通过所述自动断电控制模块向所述执行断电/上电驱动模块发送断电指令；

所述执行断电/上电驱动模块，用于在接收到所述断电指令时，断开所述电源触点；

所述触点检测回路，设于电源的火线与零线之间，用于检测所述电源触点的通断情况，并将检测的通断情况反馈至所述控制器。

优选地，所述触点检测回路由光电耦合器U1和降压元件组成；

所述光电耦合器U1的输入端与所述降压元件串联后设于所述电源的火线与零线之间，所述光电耦合器U1的输出端设于所述控制器与地之间。

优选地，所述漏电保护电路还包括：与所述控制器连接的自动上电控制模块；

所述控制器，还用于通过所述自动上电控制模块向所述执行断电/上电驱动模块发送上电指令；

所述执行断电/上电驱动模块，用于在接收到所述上电指令时，闭合所述电源触点。

优选地，所述漏电保护电路包括：漏电保护控制模块、零序漏电检测互感器和零序漏电自检回路；所述零序漏电检测互感器、漏电保护控制模块和控制器依次连接，所述零序漏电自检回路与所述控制器连接；

所述控制器，还用于向所述零序漏电自检回路发送导通指令；

所述零序漏电自检回路，用于在接收到所述导通指令时，进行导通；

所述零序漏电检测互感器，用于在所述零序漏电自检回路导通时，向所述漏电保护控制模块发送触发信号；

所述漏电保护控制模块，用于在接收到所述触发信号时，向所述控制器发送漏电保护信号。

优选地，所述零序漏电自检回路包括：零序漏电自检电感L1、整流二极管D2、电阻R3和三极管Q5，所述零序漏电自检电感L1穿绕在所述零序漏电检测互感器上，所述零序漏电自检电感L1、整流二极管D2和电阻R3串联连接且设于电源的火线和三极管Q5的集电极之间，所述三极管Q5的基极与所述控制器连接，所述三极管Q5的发射极接地。

优选地，所述漏电保护电路还包括：地线漏电自检回路和地线电流检测互感器，所述地线电流检测互感器和所述漏电保护控制模块连接，所述地线漏电自检回路与所述控制器连接；

所述地线漏电自检回路，用于在接收到所述导通指令时，进行导通；

所述地线电流检测互感器，用于在所述地线漏电自检回路导通时，向所述漏电保护控制模块发送触发信号。

优选地，所述地线漏电自检回路包括：地线漏电自检电感L2、整流二极管D2、电阻R2和三极管Q4，所述地线漏电自检电感L2穿绕在所述地线电流检测互感器上，所述地线漏电自检电感L2、整流二极管D2和电阻R2串联连接且设于电源的火线和所述三极管Q4的集电极之间，所述三极管Q4的基极与所述控制器连接，所述三极管Q4的发射极接地。

优选地，所述漏电保护电路还包括：与所述控制器连接的地线带电检测模块；

所述地线带电检测模块，用于检测所述电源的零线和地线之间的电压差，在所述电压差小于预设电压阈值时，通过所述控制器关闭所述漏电保护控制模块。

优选地，所述漏电保护电路还包括：触发控制模块和三极管Q3，所述触发控制模块与所述漏电保护控制模块连接，所述三极管Q3的集电极与所述触发控制模块及执行断电/上电驱动模块分别连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极与所述控制器连接。

(三)有益效果

本实用新型通过无线传输模块接收电热水器上的无线水流传感器发送的出水状态，再又漏电保护电路根据所述出水状态实现出水断电，使得漏电保护插座与电热水器分离，利用无线水流传感器与插座匹配使用，该配套使用在不涉及电热水器任何变动前提下即可实现出水断电功能，产品搭配升级灵活方便且高端安全。

附图说明

图1是本实用新型一种实施方式的无线智能漏电保护插座的电路原理图；

图2是本实用新型一种实施方式的无线智能漏电保护插座的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

图1是本实用新型一种实施方式的无线智能漏电保护插座的电路原理图；图2是本实用新型一种实施方式的无线智能漏电保护插座的结构示意图；参照图1～2，所述无线智能漏电保护插座包括：无线传输模块和漏电保护电路；

所述无线传输模块，用于接收电热水器上的无线水流传感器发送的出水状态，并将所述出水状态发送至所述漏电保护电路；

所述漏电保护电路，用于根据所述出水状态实现出水断电。

可理解的是，所述无线水流传感器输出无线信号到无线智能漏电保护插座，信号传输方式可以是RF、蓝牙或WIFI，无线信号可以是单向或双向，无线水流传感器用电池供电并有低电压检测。

本实施例通过无线传输模块接收电热水器上的无线水流传感器发送的出水状态，再又漏电保护电路根据所述出水状态实现出水断电，使得漏电保护插座与电热水器分离，利用无线水流传感器与插座匹配使用，该配套使用在不涉及电热水器任何变动前提下即可实现出水断电功能，产品搭配升级灵活方便且高端安全。

为避免因执行电子元件潜在失效或执行机构磨损而造成一次断电不成功所导致的安全隐患，本实施方式中，所述漏电保护电路包括：控制器IC1、自动断电控制模块、执行断电/上电驱动模块及触点检测回路；所述控制器IC1、自动断电控制模块和执行断电/上电驱动模块依次连接，所述执行断电/上电驱动模块与电源触点连接，所述触点检测回路与所述控制器IC1连接；

所述控制器IC1，用于通过所述自动断电控制模块向所述执行断电/上电驱动模块发送断电指令；

所述执行断电/上电驱动模块，用于在接收到所述断电指令时，断开所述电源触点；

所述触点检测回路，设于电源的火线与零线之间，用于检测所述电源触点的通断情况，并将检测的通断情况反馈至所述控制器。

为便于实现，所述触点检测回路由光电耦合器U1和降压元件组成；

所述光电耦合器U1的输入端与所述降压元件串联后设于所述电源的火线与零线之间，所述光电耦合器U1的输出端设于所述控制器与地之间。

为便于实现通断情况的检测，在具体实现中，所述触点检测回路由光电耦合器U1和降压元件组成，所述光电耦合器U1的输入端与所述降压元件串联后设于所述电源的火线与零线之间，所述光电耦合器U1的输出端设于所述控制器IC1与地之间。

所述降压元件为电容C、电阻R或RC串联电路，本实施例中，所述降压原件采用RC串联电路(即对应附图中的“R”和“C”组成)。

为便于实现上电，所述漏电保护电路还包括：与所述控制器IC1连接的自动上电控制模块；

所述控制器IC1，还用于通过所述自动上电控制模块向所述执行断电/上电驱动模块发送上电指令；

所述执行断电/上电驱动模块，用于在接收到所述上电指令时，闭合所述电源触点。

为避免漏电保护电路存在异常失效的潜在安全隐患，本实施例中，所述漏电保护电路包括：漏电保护控制模块IC2、零序漏电检测互感器和零序漏电自检回路；所述零序漏电检测互感器(即对应图中的“零序漏电检测”)、漏电保护控制模块IC2和控制器IC1依次连接，所述零序漏电自检回路与所述控制器IC1连接；

所述控制器IC1，还用于向所述零序漏电自检回路发送导通指令；

所述零序漏电自检回路，用于在接收到所述导通指令时，进行导通；

所述零序漏电检测互感器，用于在所述零序漏电自检回路导通时，向所述漏电保护控制模块发送触发信号；

所述漏电保护控制模块IC2，用于在接收到所述触发信号时，向所述控制器发送漏电保护信号。

为便于实现所述零序漏电检测互感器，本实施例中，所述零序漏电自检回路包括：零序漏电自检电感L1、整流二极管D2(与所述零序漏电自检回路复用该元件)、电阻R3和三极管Q5，所述零序漏电自检电感L1穿绕在所述零序漏电检测互感器上，所述零序漏电自检电感L1、整流二极管D2和电阻R3串联连接且设于电源的火线和三极管Q5的集电极之间，所述三极管Q5的基极与所述控制器连接，所述三极管Q5的发射极接地。

为便于对所述地线电流自检，本实施例中，所述漏电保护电路还包括：地线漏电自检回路和地线电流检测互感器，所述地线电流检测互感器和所述漏电保护控制模块连接，所述地线漏电自检回路与所述控制器连接；

所述地线漏电自检回路，用于在接收到所述导通指令时，进行导通；

所述地线电流检测互感器，用于在所述地线漏电自检回路导通时，向所述漏电保护控制模块发送触发信号。

为便于实现所述地线漏电自检回路，本实施例中，所述地线漏电自检回路包括：地线漏电自检电感L2、整流二极管D2、电阻R2和三极管Q4，所述地线漏电自检电感L2穿绕在所述地线电流检测互感器上，所述地线漏电自检电感L2、整流二极管D2和电阻R2串联连接且设于电源的火线和所述三极管Q4的集电极之间，所述三极管Q4的基极与所述控制器连接，所述三极管Q4的发射极接地。

为便于实现地线异常带电保护，本实施例中，所述漏电保护电路还包括：与所述控制器连接的地线带电检测模块；

所述地线带电检测模块，用于检测所述电源的零线和地线之间的电压差，在所述电压差小于预设电压阈值时，通过所述控制器关闭所述漏电保护控制模块。

为便于实现自检，本实施例中，所述漏电保护电路还包括：触发控制模块和三极管Q3，所述触发控制模块与所述漏电保护控制模块连接，所述三极管Q3的集电极与所述触发控制模块及执行断电/上电驱动模块分别连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极与所述控制器连接。

为便于实现高温保护及高低压保护，本实施例中，所述漏电保护电路还包括：与所述控制器连接的高温保护模块和/或高低压保护模块；

所述高温保护模块，用于获取高温信息，并将所述高温信息发送至所述控制器；

所述高低压保护模块，用于获取供电电压的电压信息，并将所述电压信息发送至所述控制器。

本实施例进行自动出水断电的工作原理为：开启水龙头，水流动时，无线水流传感器检测到水流信号，该信号经内部处理后经无线发射装置对外发送断电信号，该信号经漏电保护插头无线传输模块IC1_C、IC1_C1脚，经IC1接收解调后输出断电指令经IC1_K脚输出程序脉冲高电平1次，该信号经自动断电控制模块送到执行断电/上电驱动模块执行断电跳闸动作，实现触点闭合状态切换到断开状态，起到了安全保护的作用。

本实施例进行自动上电的工作原理为：关闭水龙头，无水流动时，无线水流传感器无法检测到水流信号,该信号经内部处理后经程序延时自动对外发送上电信号，该信号经漏电保护插头无线传输模块IC1_C、IC1_C1脚，经IC1_接收解调后输出上电指令经IC1_L脚输出上电指令，经自动上电控制模块送到执行断电/上电驱动模块实现上电功能。

本实施例进行触点断电检测控制的工作原理为：在通电状态，因各种原因执行断电跳闸时，执行断电/上电驱动模块输出断电跳闸动作，电源触点被同步全极断开，此时U1检测输入回路无电压输入，导致U1输出截止，IC1_M脚维持高电平，该持续高电平经IC1内部核对后判定为断电跳闸成功；若执行断电指令且负载触点持续闭合时，U1输入端电压No经U1、电阻R、电容C与Lo构成回路，U1导通，U1导通频率为电源电压频率，该频率作用于输出端导致IC1_M脚同步产生电源周期性变化，该变化经IC1判定为断电跳闸不成功，依程序设定再次从IC1_k脚输出断电指令并经自动断电控制模块送到执行断电/上电驱动模块实现断电动作，若此时断电成功则进入待上电状态，若再次不成功则依程序执行断电程序或报警程序，以警示漏电保护电路存在断电异常现象。

本实施例进行触点上电检测控制的工作原理为：在通电状态，因各种原因执行上电时，IC1_L脚输出上电指令，经自动上电控制模块送到执行断电/上电驱动模块实现上电功能；该上电执行同步检测电源触点是否有效闭合到位，当上电不成功时(U1无同步脉冲输出作用于IC1_M脚)，IC1_L依程序再次输出上电指令，若持续2次或程序约定次数均失败时则进入保护报警模式，以示上电不成功报警。

本实施例进行零序漏电自检的工作原理为：在首次通电、每次上电触点闭合前或使用中途(系统约定时间)时，IC1_I脚输出高电平，Q3导通，系统强制关闭因IC2输出的漏电保护控制信号。此时，IC1_J脚输出自检脉冲1次(程序约定，如：30mS),Q5导通，电源电压Li经D2、L1、R3、Q5与Ni构成回路，零序漏电检测互感器输出电压到漏电保护控制模块IC2，IC2输出断电指令到触发控制模块(该状态因Q3导通，导致执行断电/上电驱动模块接收不到断电指令而不进行断电保护)；与此同时，IC2输出漏电保护信号到IC1_H脚，IC1收到漏电保护信号后判断为漏电保护回路元件正常，功能正常。此时，IC1_F脚输出程序约定脉冲信号1次经Q1，Q1导通，IC2电源供电中断，IC2实现复位。IC1_I脚输出低电平，零序漏电自检完成；当自检过程中，IC1_H脚接收不到高电平时，IC1_K脚输出程序脉冲高电平1次，该信号经自动断电控制模块送到执行断电/上电驱动模块执行断电跳闸动作，实现将电源触点从闭合状态切换到断开状态，起到了安全保护的作用，同时LED闪烁报警指示。

本实施例进行地线漏电自检的工作原理为：在零序漏电自检完成后、每次上电触点闭合前或使用中途(系统约定时间)时，IC1_I脚输出高电平，Q3导通，系统强制关闭因IC2输出的漏电保护控制信号。此时，地线漏电_E脚输出自检脉冲1次(程序约定，如：30mS)，Q4导通，电源电压Li经D2、L2、R2、Q4与Ni构成回路，地线电流检测互感器输出电压到漏电保护控制模块IC2，IC2输出断电指令到触发控制模块(该状态因Q3导通，导致执行断电/上电驱动模块接收不到断电指令而不进行断电保护)；与此同时，IC2输出漏电保护信号到IC1_H脚，IC1收到漏电保护信号后判断为漏电保护回路元件正常，功能正常。此时，IC1_F脚输出程序约定脉冲信号1次经Q1，Q1导通，IC2电源供电中断，IC2实现复位。IC1_I脚输出低电平，地线漏电自检完成；当自检过程中，IC1_H脚接收不到高电平时，IC1_K脚输出程序脉冲高电平1次，该信号经自动断电控制模块送到执行断电/上电驱动模块执行断电跳闸动作，实现触点闭合状态切换到断开状态，起到了安全保护的作用，同时LED闪烁报警指示。

本实施例进行零序漏电保护的工作原理为：在工作状态，负载输出端Lo、No对地或Eo产生漏电被零序漏电检测线圈检测到且达到预设范围时，漏电保护控制模块IC2输出高电平至触发控制模块后再送到执行断电/上电驱动模块实现断电功能，LED指示灯闪烁报警；漏电保护电路启动漏电自锁程序(必须人工上电)，漏电保护时(IC1_H脚检测到持续高电平)，IC1依约定程序从IC1_F脚输出指定脉宽信号使Q1导通，实现对IC2保护芯片进行复位控制以此再次进入漏电保护检测状态。

本实施例进行地线异常带电保护的工作原理为：在通电状态，电源输入Ni与Ei之间的端电压小于系统预设值(如：36V)地线带电检测模块输出高电平至IC1_D脚，此时IC1_G脚输出高电平使Q2导通，Q2导通将强制关闭IC2地线电流检测功能，避免Ni与Ei之间低压状态时地线电流超出预设值而造成的地线电流异常保护；当Ni与Ei之间的端电压大于系统预设值(如：>36V),此时地线带电检测模块输出低电平至IC1_D脚，此时IC1_G脚输出低电平使Q2截止，Q2截止导致IC2地线电流检测功能开启，若此时地线电流检测线圈检测到电流且满足保护时，IC2漏电保护控制模块输出高电平至触发控制模块后再执行断电/上电驱动模块实现断电功能，LED灯闪烁报警。与此同时，IC2漏电信号同步送到IC1_H脚实现通讯，漏电保护电路启动漏电自锁程序(必须人工上电)，漏电保护时(IC1_H脚检测到持续高电平)，IC1依约定程序从IC1_F脚输出指定脉宽信号使Q1导通，实现对IC2保护芯片进行复位控制以此再次进入漏电保护检测状态。

本实施例进行高温保护的工作原理为：在通电状态，当温度达到系统预设值时，高温保护模块输出高电平作用于IC1_A脚，IC1_k脚输出断电指令并经自动断电控制模块送到执行断电/上电驱动模块实现断电动作，实现输出断电功能；当温度低于系统预设值时IC1_A脚为地电平，该电平经IC1分析有效后依程序执行上电动作并从IC1_L脚输出上电指令，经自动上电控制模块送到执行断电/上电驱动模块实现上电功能。高温保护功能同样具备自动上电/自动断电的二次及以上控制保护功能；

本实施例进行高低压保护的工作原理为：在通电状态，当供电电压低于或高与额定电压上下限时，高低压保护电路输出电压作用IC1_B脚线性变化，该电压经IC1分析判定后依程序执行，当低于或高于额定电压限制时，IC1_k脚输出断电指令并经自动断电控制模块送到执行断电/上电驱动模块实现断电动作,实现输出断电功能；当IC1_B脚电压恢复到上下限范围内时，IC1_L脚输出上电指令，经自动上电控制模块送到执行断电/上电驱动模块实现上电功能。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种无线智能漏电保护插座，其特征在于，所述无线智能漏电保护插座包括：无线传输模块和漏电保护电路；

所述无线传输模块，用于接收电热水器上的无线水流传感器发送的出水状态，并将所述出水状态发送至所述漏电保护电路；

所述漏电保护电路，用于根据所述出水状态实现出水断电。

2.如权利要求1所述的无线智能漏电保护插座，其特征在于，所述漏电保护电路包括：控制器、自动断电控制模块、执行断电/上电驱动模块及触点检测回路；所述控制器、自动断电控制模块和执行断电/上电驱动模块依次连接，所述执行断电/上电驱动模块与电源触点连接，所述触点检测回路与所述控制器连接；

所述控制器，用于通过所述自动断电控制模块向所述执行断电/上电驱动模块发送断电指令；

所述执行断电/上电驱动模块，用于在接收到所述断电指令时，断开所述电源触点；

所述触点检测回路，设于电源的火线与零线之间，用于检测所述电源触点的通断情况，并将检测的通断情况反馈至所述控制器。

3.如权利要求2所述的无线智能漏电保护插座，其特征在于，所述触点检测回路由光电耦合器U1和降压元件组成；

所述光电耦合器U1的输入端与所述降压元件串联后设于所述电源的火线与零线之间，所述光电耦合器U1的输出端设于所述控制器与地之间。

4.如权利要求2所述的无线智能漏电保护插座，其特征在于，所述漏电保护电路还包括：与所述控制器连接的自动上电控制模块；

所述控制器，还用于通过所述自动上电控制模块向所述执行断电/上电驱动模块发送上电指令；

所述执行断电/上电驱动模块，用于在接收到所述上电指令时，闭合所述电源触点。

5.如权利要求4所述的无线智能漏电保护插座，其特征在于，所述漏电保护电路包括：漏电保护控制模块、零序漏电检测互感器和零序漏电自检回路；所述零序漏电检测互感器、漏电保护控制模块和控制器依次连接，所述零序漏电自检回路与所述控制器连接；

所述控制器，还用于向所述零序漏电自检回路发送导通指令；

所述零序漏电自检回路，用于在接收到所述导通指令时，进行导通；

所述零序漏电检测互感器，用于在所述零序漏电自检回路导通时，向所述漏电保护控制模块发送触发信号；

所述漏电保护控制模块，用于在接收到所述触发信号时，向所述控制器发送漏电保护信号。

6.如权利要求5所述的无线智能漏电保护插座，其特征在于，所述零序漏电自检回路包括：零序漏电自检电感L1、整流二极管D2、电阻R3和三极管Q5，所述零序漏电自检电感L1穿绕在所述零序漏电检测互感器上，所述零序漏电自检电感L1、整流二极管D2和电阻R3串联连接且设于电源的火线和三极管Q5的集电极之间，所述三极管Q5的基极与所述控制器连接，所述三极管Q5的发射极接地。

7.如权利要求5所述的无线智能漏电保护插座，其特征在于，所述漏电保护电路还包括：地线漏电自检回路和地线电流检测互感器，所述地线电流检测互感器和所述漏电保护控制模块连接，所述地线漏电自检回路与所述控制器连接；

所述地线漏电自检回路，用于在接收到所述导通指令时，进行导通；

所述地线电流检测互感器，用于在所述地线漏电自检回路导通时，向所述漏电保护控制模块发送触发信号。

8.如权利要求7所述的无线智能漏电保护插座，其特征在于，所述地线漏电自检回路包括：地线漏电自检电感L2、整流二极管D2、电阻R2和三极管Q4，所述地线漏电自检电感L2穿绕在所述地线电流检测互感器上，所述地线漏电自检电感L2、整流二极管D2和电阻R2串联连接且设于电源的火线和所述三极管Q4的集电极之间，所述三极管Q4的基极与所述控制器连接，所述三极管Q4的发射极接地。

9.如权利要求8所述的无线智能漏电保护插座，其特征在于，所述漏电保护电路还包括：与所述控制器连接的地线带电检测模块；

所述地线带电检测模块，用于检测所述电源的零线和地线之间的电压差，在所述电压差小于预设电压阈值时，通过所述控制器关闭所述漏电保护控制模块。

10.如权利要求9所述的无线智能漏电保护插座，其特征在于，所述漏电保护电路还包括：触发控制模块和三极管Q3，所述触发控制模块与所述漏电保护控制模块连接，所述三极管Q3的集电极与所述触发控制模块及执行断电/上电驱动模块分别连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极与所述控制器连接。