CN210604770U - 一种漏电断路器的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种漏电断路器的电路，包括：电流互感器，输入连接于电网电路，输出连接于整流电路；所述整流电路，输入连接于所述电路互感器，输出连接于第一采样电路和第二采样电路；所述第一采样电路，输入连接于所述整流桥，输出连接于微处理器及内部集成模拟数字转换器；所述第二采样电路，输入连接于所述整流桥，输出连接于所述微处理器及内部集成模拟数字转换器；所述微处理器及内部集成模拟数字转换器，输入连接于所述第一采样电路和所述第二采样电路；其中，所述第一采样电路用于采集小电流，所述第二采样电路用于采集大电流。由于漏电断路器的电路中的第一采样电路用于采集小电流，因此能够准确的测量较小电流，从而提高安全性。

Description

一种漏电断路器的电路

技术领域

本实用新型涉及漏电断路器技术领域，特别涉及一种漏电断路器的电路。

背景技术

漏电断路器广泛使用在工业、商业、民用住宅等领域，目前漏电断路器测量电流的电路的工作原理为：首先电流互感器将感应电流输入整流电路，然后电流经过整流电路整流后经过运算电路给模拟数字转换器，最后转为数字信号后给微处理器处理。

由于漏电断路器需要测量的电流范围大(12倍额定电流)、模拟数字转换器采样范围限制、电流互感器存在非线性区域，导致在电流互感器非线性区域漏电断路器测量较小电流时误差较大，造成安全问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种漏电断路器的电路，以解决现有技术中存在的测量较小电流时误差大的问题。

为了克服现有技术存在的问题，达到上述目的，本实用新型提供了一种漏电断路器的电路，其特征在于，包括电流互感器1，输入连接于电网电路，输出连接于整流电路2；所述整流电路2，输入连接于所述电流互感器1，输出连接于第一采样电路3和第二采样电路4；

所述第一采样电路3，输入连接于所述整流电路2，输出连接于微处理器及内部集成模拟数字转换器5；

所述第二采样电路4，输入连接于所述整流电路2，输出连接于所述微处理器及内部集成模拟数字转换器5；

所述微处理器及内部集成模拟数字转换器5，输入连接于所述第一采样电路3和所述第二采样电路4；

其中，所述第一采样电路3用于采集小电流，所述第二采样电路4用于采集大电流。

优选的，所述整流电路2包括：

二极管D1，负极连接于所述电流互感器1、以及二极管D4的负极，正极连接于二极管D2 的负极；

所述二极管D2，负极连接于所述二极管D1的正极，正极连接于二极管D3的正极；

所述二极管D3，负极连接于所述二极管D4的正极、所述电流互感器1，正极连接于所述二极管D2的正极、所述第一采样电路3以及第二采样电路4；

所述二极管D4，负极连接与所述电流互感器1、所述二极管D1的负极，正极连接与所述电流互感器1、所述二极管D3的负极。

优选的，所述第一采样电路3，包括：

电阻R1，一端连接于所述整流电路2、所述第二采样电路4，另一端连接于运算放大器U1A 的负极输入端、电阻R3的一端、电容C1的一端；

所述电阻R3，一端连接于所述R1的另一端、所述运算放大器U1A的负极输入端、所述电容C1的一端，另一端连接于所述运算放大器U1A的输出端、电阻R4的一端、所述电容 C1的另一端；

所述电容C1，一端连接于所述电阻R3的一端、所述电阻R1的另一端、所述运算放大器 U1A的负极输入端，另一端连接于所述电阻R3的另一端，所述电阻R4的一端、所述运算放大器U1A的输出端；

电阻R2，一端连接于所述运算放大器U1A的正极输入端，另一端接地；

所述电阻R4，一端连接于所述运算放大器U1A的输出端、所述电阻R3的另一端、所述电容C1的另一端，另一端连接于所述微处理器及内部集成模拟数字转换器5、二极管D4的负极；

所述运算放大器U1A，正极输入端连接于所述电阻R2的一端，负极输入端连接于所述电阻 R1的另一端、所述电阻R3的一端、所述电容C1的一端，输出端连接于所述电阻R3的另一端、所述电容C1的另一端、所述电阻R4的一端，电源输入端连接于电源，接地端接地。

优选的，所述第二采样电路4，包括：

电阻R5，一端连接于所述第一采样电路3、所述整流电路2，另一端连接于电阻R7的一端、电阻R6的一端；

电阻R6，一端连接于所述电阻R5的另一端、所述电阻R7的一端，另一端接地；

电阻R7，一端连接于所述电阻R5的另一端、所述电阻R6的一端，另一端连接于运算放大器U2A的负极输入端、电阻R9的一端、电容C2的一端；

所述电阻R9，一端连接于所述R7的另一端、所述运算放大器U2A的负极输入端、所述电容C2的一端，另一端连接于所述运算放大器U2A的输出端、电阻R10的一端、所述电容C2的另一端；

所述电容C2，一端连接于所述电阻R9的一端、所述电阻R7的另一端、所述运算放大器 U2A的负极输入端，另一端连接于所述电阻R9的另一端，所述电阻R10的一端、所述运算放大器U2A的输出端；

电阻R8，一端连接于所述运算放大器U2A的正极输入端，另一端接地；

所述电阻R10，一端连接于所述运算放大器U2A的输出端、所述电阻R9的另一端、所述电容C2的另一端，另一端连接于所述微处理器及内部集成模拟数字转换器5、二极管D5的负极；

所述运算放大器U2A，正极输入端连接于所述电阻R8的一端，负极输入端连接于所述电阻 R7的另一端、所述电阻R9的一端、所述电容C2的一端，输出端连接于所述电阻R9的另一端、所述电容C2的另一端、所述电阻R10的一端，电源输入端连接于电源，接地端接地。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的漏电断路器的电路，由于第一采样电路3用于采集小电流，因此能够准确的测量较小电流，从而提高安全性。

附图说明

图1为本实用新型的电流互感器一二次侧电流曲线图；

图2为本实用新型的电路结构图；

图3为本实用新型的整流电路2的电路结构图；

图4为本实用新型的第一采样电路3的电路结构图；

图5为本实用新型的第二采样电路4的电路结构图；

图6为本实用新型的整体电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明，以使本领域普通技术人员参照本说明书后能够据以实施。

参见图1所示，为电流互感器一二次侧电流曲线图，其中，横轴I1为一次电流，纵轴I2为二次电流，a区段为小电流区段，b区段为线性区段，c区段为大电流非线性区段。

现有的漏电断路器的电路对c区段的电流能够检测到，但对于a区段和b区段的小电流，现有的漏电断路器的电路无法正确识别。

为了解决现有技术中漏电断路器的电路无法识别小电流的问题，本实用新型提供了一种漏电断路器的电路，请参阅图2，包括电流互感器1，输入连接于电网电路，输出连接于整流电路2；

所述整流电路2，输入连接于所述电流互感器1，输出连接于第一采样电路3和第二采样电路4；

所述第一采样电路3，输入连接于所述整流电路2，输出连接于微处理器及内部集成模拟数字转换器5；

所述第二采样电路4，输入连接于所述整流电路2，输出连接于所述微处理器及内部集成模拟数字转换器5；

所述微处理器及内部集成模拟数字转换器5，输入连接于所述第一采样电路3和所述第二采样电路4；

其中，所述第一采样电路3用于采集小电流，所述第二采样电路4用于采集大电流。

该实施方式中，本实用新型提供的漏电断路器的电路，由于该电路中存在第一采样电路3和第二采样电路4两个采样电路，第一采样电路3用于采集小电流，因此能够准确的测量较小电流，从而提高安全性。

作为一个优选的实施方式，漏电断路器的电路中的整流电路2可以包括四个二极管，即二极管D1，二极管D2，二极管D3，二极管D4，如图3所示，二极管D1的负极连接于电流互感器1、二极管D4的负极，二极管D1的正极连接于二极管D2的负极；二极管D2 的负极连接与二极管D1的正极，二极管D2的正极连接于二极管D3的正极；二极管D3的负极连接于二极管D4的正极、电流互感器1，二极管D3的正极连接于二极管D2的正极、第一采样电路3以及第二采样电路4；二极管D4的负极连接于电流互感器1、二极管D1的负极，二极管D4的正极连接于电流互感器1、二极管D3的负极。

使用四个二极管组成一个整流电路，电流互感器1将感应到的感应电流输入到该整流电路，整流电路将感应电流转换为直流电，然后直流电经过采样电路给微处理器及内部集成模拟数字转换器5。

在本实用新型中，有两个采样电路，即第一采样电路3和第二采样电路4，由于漏电断路器需要测量12倍额定电流的范围，也就是包括图1所示的a、b、c三段的电流，范围较大，如果只有一个采样电路，该采样电路无法兼顾大范围的电流的采样，因此在本实用新型中的第一采样电路3用于采集小电流，第二采样电路4用于采集大电流，由于第一采样电路3的放大倍数比第二采样电路4的放大倍数大，所以第一采样电路3能够精确的采集到小电流。

下面分别介绍第一采样电路3和第二采样电路4的具体电路结构。

如图4所示，为本实用新型第一采样电路3的电路结构图。第一采样电路3包括：电阻R1、电阻R3、电容C1、电阻R2、电阻R4、运算放大器U1A。

电阻R1，一端连接于所述整流电路2、所述第二采样电路4，另一端连接于运算放大器U1A的负极输入端、电阻R3的一端、电容C1的一端；

所述电阻R3，一端连接于所述R1的另一端、所述运算放大器U1A的负极输入端、所述电容C1的一端，另一端连接于所述运算放大器U1A的输出端、电阻R4的一端、所述电容 C1的另一端；

所述电容C1，一端连接于所述电阻R3的一端、所述电阻R1的另一端、所述运算放大器U1A的负极输入端，另一端连接于所述电阻R3的另一端，所述电阻R4的一端、所述运算放大器U1A的输出端；

电阻R2，一端连接于所述运算放大器U1A的正极输入端，另一端接地；

所述电阻R4，一端连接于所述运算放大器U1A的输出端、所述电阻R3的另一端、所述电容C1的另一端，另一端连接于所述微处理器及内部集成模拟数字转换器5、二极管D4的负极；

所述运算放大器U1A，正极输入端连接于所述电阻R2的一端，负极输入端连接于所述电阻 R1的另一端、所述电阻R3的一端、所述电容C1的一端，输出端连接于所述电阻R3的另一端、所述电容C1的另一端、所述电阻R4的一端，电源输入端连接于电源，接地端接地。

需要说明的是，这里的电源可以是一个电源电路，也可以是一个外接的直流电源，这里本实用新型不做限制。

如图5所示，为本实用新型第二采样电路4的电路结构图。该第二采样电路4包括：电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R9、电容C2、电阻R8、电阻R10、运算放大器U2A。

电阻R5，一端连接于所述第一采样电路3、所述整流电路2，另一端连接于电阻R7的一端、电阻R6的一端；

电阻R6，一端连接于所述电阻R5的另一端、所述电阻R7的一端，另一端接地；

电阻R7，一端连接于所述电阻R5的另一端、所述电阻R6的一端，另一端连接于运算放大器U2A的负极输入端、电阻R9的一端、电容C2的一端；

所述电阻R9，一端连接于所述R7的另一端、所述运算放大器U2A的负极输入端、所述电容C2的一端，另一端连接于所述运算放大器U2A的输出端、电阻R10的一端、所述电容C2的另一端；

所述电容C2，一端连接于所述电阻R9的一端、所述电阻R7的另一端、所述运算放大器 U2A的负极输入端，另一端连接于所述电阻R9的另一端，所述电阻R10的一端、所述运算放大器U2A的输出端；

电阻R8，一端连接于所述运算放大器U2A的正极输入端，另一端接地；

所述电阻R10，一端连接于所述运算放大器U2A的输出端、所述电阻R9的另一端、所述电容C2的另一端，另一端连接于所述微处理器及内部集成模拟数字转换器5、二极管D5的负极；

所述运算放大器U2A，正极输入端连接于所述电阻R8的一端，负极输入端连接于所述电阻 R7的另一端、所述电阻R9的一端、所述电容C2的一端，输出端连接于所述电阻R9的另一端、所述电容C2的另一端、所述电阻R10的一端，电源输入端连接于所述电源，接地端接地。

下面以一个完整的实施例对本实用新型提供的漏电断路器的电路进行说明。

如图6所示，本实用新型的整体电路结构图。电流互感器1通过电磁感应获取电路上的电流，经整流电路2整流、第二电流采样电路4采样输入给微处理器及其内部集成模拟数字转换器5，微处理器对接收到的进行处理、显示。由于漏电断路器需要测量12倍额定电流的范围，包括图1中包含的a、b、c区段的电流，电流范围较大，第二电流采样电路4 中无法兼顾小电流值的采样，微处理器从第二采样电路2采样到的数据误差会较大。此时微处理器会从第一采样电路3读取采样的数据，第一采样电路3的放大倍数较大，从而可以提高采集小电流时的精度。

本实用新型提供的漏电断路器的电路，电流互感器1将感应到的电流经过整流电路2 整流成直流电，第一采样电路3或第二采样电路4采样直流电，经过第一采样电路3或第二采样电路4中的运算放大器放大后，再将放大后的电流输入给微处理器及内部集成模拟数字转换器5，微处理器对接收到的电流进行处理、显示。由于漏电断路器的电路中的第一采样电路3用于采集小电流，因此能够准确的测量较小电流，从而提高安全性。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (4)

1.一种漏电断路器的电路，其特征在于，包括：

电流互感器(1)，输入连接于电网电路，输出连接于整流电路(2)；

所述整流电路(2)，输入连接于所述电流互感器(1)，输出连接于第一采样电路(3)和第二采样电路(4)；

所述第一采样电路(3)，输入连接于所述整流电路(2)，输出连接于微处理器及内部集成模拟数字转换器(5)；

所述第二采样电路(4)，输入连接于所述整流电路(2)，输出连接于所述微处理器及内部集成模拟数字转换器(5)；

所述微处理器及内部集成模拟数字转换器(5)，输入连接于所述第一采样电路(3)和所述第二采样电路(4)；

其中，所述第一采样电路(3)用于采集小电流，所述第二采样电路(4)用于采集大电流。

2.如权利要求1所述的漏电断路器的电路，其特征在于，所述整流电路(2)包括：

二极管D1，负极连接于所述电流互感器(1)、二极管D4的负极，正极连接于二极管D2的负极；

所述二极管D2，负极连接与所述二极管D1的正极，正极连接于二极管D3的正极；

所述二极管D3，负极连接于所述二极管D4的正极、所述电流互感器(1)，正极连接于所述二极管D2的正极、所述第一采样电路(3)以及所述第二采样电路(4)；

所述二极管D4，负极连接于所述电流互感器(1)、所述二极管D1的负极，正极连接于所述电流互感器(1)、所述二极管D3的负极。

3.如权利要求2所述的漏电断路器的电路，其特征在于，所述第一采样电路(3)，包括：电阻R1，一端连接于所述整流电路(2)、所述第二采样电路(4)，另一端连接于运算放大器U1A的负极输入端、电阻R3的一端、电容C1的一端；

所述电阻R3，一端连接于所述R1的另一端、所述运算放大器U1A的负极输入端、所述电容C1的一端，另一端连接于所述运算放大器U1A的输出端、电阻R4的一端、所述电容C1的另一端；

所述电容C1，一端连接于所述电阻R3的一端、所述电阻R1的另一端、所述运算放大器U1A的负极输入端，另一端连接于所述电阻R3的另一端，所述电阻R4的一端、所述运算放大器U1A的输出端；

电阻R2，一端连接于所述运算放大器U1A的正极输入端，另一端接地；

所述电阻R4，一端连接于所述运算放大器U1A的输出端、所述电阻R3的另一端、所述电容C1的另一端，另一端连接于所述微处理器及内部集成模拟数字转换器5、二极管D4的负极；

所述运算放大器U1A，正极输入端连接于所述电阻R2的一端，负极输入端连接于所述电阻R1的另一端、所述电阻R3的一端、所述电容C1的一端，输出端连接于所述电阻R3的另一端、所述电容C1的另一端、所述电阻R4的一端，电源输入端连接于电源，接地端接地。

4.如权利要求3所述的漏电断路器的电路，其特征在于，所述第二采样电路(4)，包括：

电阻R5，一端连接于所述第一采样电路(3)、所述整流电路(2)，另一端连接于电阻R7的一端、电阻R6的一端；

电阻R6，一端连接于所述电阻R5的另一端、所述电阻R7的一端，另一端接地；

电阻R7，一端连接于所述电阻R5的另一端、所述电阻R6的一端，另一端连接于运算放大器U2A的负极输入端、电阻R9的一端、电容C2的一端；

所述电阻R9，一端连接于所述R7的另一端、所述运算放大器U2A的负极输入端、所述电容C2的一端，另一端连接于所述运算放大器U2A的输出端、电阻R10的一端、所述电容C2的另一端；

所述电容C2，一端连接于所述电阻R9的一端、所述电阻R7的另一端、所述运算放大器U2A的负极输入端，另一端连接于所述电阻R9的另一端，所述电阻R10的一端、所述运算放大器U2A的输出端；

电阻R8，一端连接于所述运算放大器U2A的正极输入端，另一端接地；

所述电阻R10，一端连接于所述运算放大器U2A的输出端、所述电阻R9的另一端、所述电容C2的另一端，另一端连接于所述微处理器及内部集成模拟数字转换器5、二极管D5的负极；

所述运算放大器U2A，正极输入端连接于所述电阻R8的一端，负极输入端连接于所述电阻R7的另一端、所述电阻R9的一端、所述电容C2的一端，输出端连接于所述电阻R9的另一端、所述电容C2的另一端、所述电阻R10的一端，电源输入端连接于所述电源，接地端接地。

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