CN210864000U - 一种智能断路器的漏电检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能断路器的漏电检测电路，包括降压稳压电路、运放电路、采样电路和微控制器，采样电路耦接至微控制器，微控制器还耦接有基准电压电路，运放电路包括与外部电流互感器电连接的输入电路、与采样电路连接的输出电路和一位于输入电路和输出电路之间的运算放大芯片，降压稳压电路和输入电路相对外部漏电元件的一端连接；漏电检测电路能够实时监控与断路器相连的外部电路及电气设备中是否产生漏电电压，避免产生电路或者电气设备产生漏电却不被发现的情况，能够及时采取保护措施，降低安全隐患。

Description

一种智能断路器的漏电检测电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体为一种智能断路器的漏电检测电路。

背景技术

因有些电气设备本身采用的电路板或设计存在问题，受天气和环境的影响，也因电气设备使用时间变长等情况，线路中或者电气设备的外壳会产生漏电现象。民用电路或者工业电路中，往往通过连接断路器去检测电路中的电流情况。

如果断路器没有及时检测到漏电情况，电气设备外露可导电部分会带电，正常不带电部分变成带电部分，人们对这些正常不带电的部分会没有警觉，从而使触电事故发生的概率变大，对人员更容易造成触电伤害。漏电会使用电系统产生电压、电流不稳定的情况，增加电能损耗，严重时影响本身的安全运行，漏电对使用用电系统的人及财产也具有很大的危害，

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种智能断路器的漏电检测电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种智能断路器的漏电检测电路，包括降压稳压电路、运放电路、采样电路和微控制器，所述采样电路耦接至微控制器，所述微控制器还耦接有基准电压电路，以提供给微控制器用于比较的基准电压，所述运放电路包括与外部电流互感器电连接的输入电路、与采样电路连接的输出电路和一位于输入电路和输出电路之间的运算放大芯片，所述降压稳压电路和输入电路相对外部漏电元件的一端连接，以对漏电电压进行降压稳压。

作为本实用新型的进一步改进，所述输入电路包括电阻R95和电容C37，所述电阻R95的一端连接至降压稳压电路，还与外部电流互感器连接，另一端连接至运算放大芯片的正相输入端；所述电容C37的一端连接至运算放大芯片的正相输入端，另一端接地；所述运算放大芯片的反相输入端连接有电阻R100后接地，其输出端和采样电路耦接，所述运算放大芯片的反相输入端和输出端之间还耦接有电阻R101。

作为本实用新型的进一步改进，所述降压稳压电路包括一稳压二极管D18，其正极接地，其负极与电阻R95相对外部漏电元件的一端耦接，所述稳压二极管D18的正极和负极之间还串联有电阻R94。

作为本实用新型的进一步改进，所述采样电路包括电阻R96和电容C36；所述电阻R96的一端与运算放大芯片的输出端耦接，另一端耦接至微控制器，所述电容C36的一端与电阻R96相对微控制器的一端耦接，另一端接地。

作为本实用新型的进一步改进，所述基准电压电路包括三极稳压管U13，其阴极串联有电阻R91后连接电源，阳极接地，其参考极串联有电容C34后接地，其阴极和参考极短接后与微控制器耦接，以输出参考电压给微控制器。

本实用新型的有益效果，断路器内部的漏电检测电路能够实时监控与断路器相连的外部电路及电气设备中是否产生漏电电压，避免产生电路或者电气设备产生漏电却不被发现的情况，能够及时采取保护措施，降低安全隐患，保障人员的人身安全和财产安全。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构框图；

图2为本实用新型的电路图。

附图标号：1、降压稳压电路；2、运放电路；21、输入电路；22、输出电路；23、运算放大芯片；3、采样电路；4、基准电压电路；5、电流互感器；6、微控制器。

具体实施方式

下面将结合附图所给出的实施例对本实用新型做进一步的详述。

参照图1-2所示，本实施例为一种智能断路器的漏电检测电路，包括降压稳压电路1、运放电路2、采样电路3和微控制器6，采样电路3耦接至微控制器6，微控制器6还耦接有基准电压电路4，以提供给微控制器6用于比较的基准电压，运放电路2包括与外部电流互感器5电连接的输入电路21、与采样电路3连接的输出电路22和一位于输入电路21和输出电路22之间的运算放大芯片23，降压稳压电路1和输入电路21相对外部漏电元件的一端连接，以对漏电电压进行降压稳压。

通过上述技术方案，当外部电路发生漏电现象时，电压会发生变化，与外部电流互感器5连接的降压稳压电路1会将接收到的漏电电压进行降压稳压，将降压稳压后的电压通过运算放大芯片23的输入电路21传输给运算放大芯片23的正相输入端，经过运算放大芯片23的放大，输出一个新的电平信号给采样电路3，采样电路3进行采样后传输给微控制器6，当由微控制器6判断漏电电压的大小是否超过正常的电压值，微控制器6中已经预设一个漏电的范围值，例如当微控制器6接收到的电压未超过0.5V时，属于正常范围，是安全电压，当电压超过0.5V时，即判断为漏电电压，微控制器6将采取下一步的保护动作。漏电检测电路能够实时监控外部电路中是否产生漏电电压，避免产生电路或者电气设备产生漏电却不被发现的情况，能够及时采取保护措施，降低安全隐患，保障人员的人身安全和财产安全。

其中，运算放大芯片23采用MCP602，该运算放大芯片23采用先进的CMOS技术，具有偏置电流低、运行速度快、开环增益高以及满幅输出等优势，供电电压低，静态电流消耗小，且其宽带宽使用于A/D转换器的驱动放大器。

作为改进的一具体实施方式，输入电路21包括电阻R95和电容C37，电阻R95的一端连接至降压稳压电路1，还与外部电流互感器5连接，另一端连接至运算放大芯片23的正相输入端；电容C37的一端连接至运算放大芯片23的正相输入端，另一端接地；运算放大芯片23的反相输入端连接有电阻R100后接地，其输出端和采样电路3耦接，运算放大芯片23的反相输入端和输出端之间还耦接有电阻R101。

通过上述技术方案，电阻R95、电阻R100、电阻R101和运算放大芯片23构成同相放大电路，能够同相放大电压；当外部电流互感器5上采样得到的电压超过3.3V时，降压稳压电路l会将电压钳位在3.3V，将经过降压稳压电路1得到的电压信号通过电阻R95后送入运算放大芯片23的正向输入端，由运算放大芯片23进行放大，并将放大的电压信号由输出端输送给采样电路3。其中电容C37能够滤除杂波，去除杂波的干扰，使运算放大芯片23的工作更加稳定；电阻R100为平衡电阻，能够消除偏置电流和温漂的影响。

作为改进的一具体实施方式，降压稳压电路1包括一稳压二极管D18，其正极接地，其负极与电阻R95相对外部漏电元件的一端耦接，稳压二极管D18的正极和负极之间还串联有电阻R94。

通过上述技术方案，当外部电流互感器5上的电压信号低于稳压二极管D18(1N4148)反向击穿电压时，电压信号从电阻R95通过，当电压信号增大直至超过稳压二极管D18的反向击穿电压时，电压信号从稳压二极管D18的负极进入，击穿稳压二极管D18，稳压二极管D18导通，并维持其导通电压3.3V，此时输入给电阻R95的电压信号即为3.3V。稳压二极管D18能够将过高的漏电电压稳定在3.3V，从而保护后级元器件。

作为改进的一具体实施方式，采样电路3包括电阻R96和电容C36；电阻R96的一端与运算放大芯片23的输出端耦接，另一端耦接至微控制器6，电容C36的一端与电阻R96相对微控制器6的一端耦接，另一端接地。

通过上述技术方案，从运算放大芯片23的输出电路22输出的放大信号经过电阻R96输送给微控制器6，其中电阻R96能够过流保护，电容C36能够滤除纹波，保护下一级的元器件，使电路工作更加稳定。

作为改进的一具体实施方式，基准电压电路4包括三极稳压管U13，其阴极串联有电阻R91后连接电源，阳极接地，其参考极串联有电容C34后接地，其阴极和参考极短接后与微控制器6耦接，以输出参考电压给微控制器6。

通过上述技术方案，电源的电压信号通过电阻R91后进入三极稳压管U13，其中，三极稳压管采用TL431，其开态响应速度快，输出噪音低，能够使电路获得更加稳定的电压，电容C34能够防止三极稳压管U13震荡，使输出给微控制器6的基准电压更加稳定。微控制器6自身内部的参考电压会受外部负载、控制电流的影响而产生波动，导致AD采集值的误差增大，因此提供外部的基准电压能够提高微控制器6AD的精度。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种智能断路器的漏电检测电路，其特征在于，包括降压稳压电路(1)、运放电路(2)、采样电路(3)和微控制器(6)，所述采样电路(3)耦接至微控制器(6)，所述微控制器(6)还耦接有基准电压电路(4)，以提供给微控制器(6)用于比较的基准电压，所述运放电路(2)包括与外部电流互感器(5)电连接的输入电路(21)、与采样电路(3)连接的输出电路(22)和一位于输入电路(21)和输出电路(22)之间的运算放大芯片(23)，所述降压稳压电路(1)和输入电路(21)相对外部漏电元件的一端连接，以对漏电电压进行降压稳压。

2.根据权利要求1所述的一种智能断路器的漏电检测电路，其特征在于，所述输入电路(21)包括电阻R95和电容C37，所述电阻R95的一端连接至降压稳压电路(1)，还与外部电流互感器(5)连接，另一端连接至运算放大芯片(23)的正相输入端；所述电容C37的一端连接至运算放大芯片(23)的正相输入端，另一端接地；所述运算放大芯片(23)的反相输入端连接有电阻R100后接地，其输出端和采样电路(3)耦接，所述运算放大芯片(23)的反相输入端和输出端之间还耦接有电阻R101。

3.根据权利要求2所述的一种智能断路器的漏电检测电路，其特征在于，所述降压稳压电路(1)包括一稳压二极管D18，其正极接地，其负极与电阻R95相对外部漏电元件的一端耦接，所述稳压二极管D18的正极和负极之间还串联有电阻R94。

4.根据权利要求3所述的一种智能断路器的漏电检测电路，其特征在于，所述采样电路(3)包括电阻R96和电容C36；所述电阻R96的一端与运算放大芯片(23)的输出端耦接，另一端耦接至微控制器(6)，所述电容C36的一端与电阻R96相对微控制器(6)的一端耦接，另一端接地。

5.根据权利要求4所述的一种智能断路器的漏电检测电路，其特征在于，所述基准电压电路(4)包括三极稳压管U13，其阴极串联有电阻R91后连接电源，阳极接地，其参考极串联有电容C34后接地，其阴极和参考极短接后与微控制器(6)耦接，以输出参考电压给微控制器(6)。

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