CN210957770U - 一种漏电保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种漏电保护电路，其中，漏电检测单元与电源之间连接有用于提供模拟漏电流的测试单元，漏电检测单元一端与电源连接，另一端连接至处理单元的一端；处理单元的另一端连接至执行单元的一端；执行单元的另一端通过全桥整流单元与电源连接，由全桥整流单元为执行单元供电；执行单元包括脱扣线圈和分压可控硅模块，当处理单元输出漏电保护控制信号为高电平时，分压可控硅模块导通，使脱扣线圈从全桥整流单元得电后推动机械脱扣，从而切断电源回路。与现有技术相比，本实用新型利用分压可控硅结构，能够降低脱扣线圈得电瞬间产生的大电流对可控硅的不利影响，提高可控硅工作寿命，通过全桥整流为脱扣线圈供电，能够提升漏电保护可靠性。

Description

一种漏电保护电路

技术领域

本实用新型涉及漏电保护技术领域，尤其是涉及一种漏电保护电路。

背景技术

当出现电器受潮、绝缘破损、人体触电等情形时，电路中会产生不希望有的电流，这个电流就是“漏电电流”。从电路理论上讲，漏电电流是指配电线路中，各相及中性线电流的矢量和不为零时的电流，这个电流通过人体或其他漏电通道直接从相线泄漏到大地了，当漏电电流大到一定值时，就会引发触电、火灾等事故。

为此，需要进行漏电保护：通常是对漏电电流进行检测，当漏电电流达到危险值时，及时关闭输出电力。目前的漏电保护主要通过触发可控硅，使脱扣线圈得电——搭扣与锁扣脱开——主触头分断——切断故障处电源，然而在触发可控硅使脱扣线圈得电的过程中，由于脱扣线圈会产生瞬间大电流，将严重影响可控硅的工作寿命；此外，脱扣线圈一般与电源直接连接，当电源中发生任一相故障时，将导致脱扣线圈无法正常得电，使得漏电保护电路中其他功能单元无法正常工作，降低了漏电保护的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高可控硅工作寿命、保证脱扣线圈正常得电的漏电保护电路。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种漏电保护电路，包括漏电检测单元、处理单元和执行单元，所述漏电检测单元与电源之间连接有用于提供模拟漏电流的测试单元，所述漏电检测单元的一端与电源连接，其另一端连接至处理单元的一端，以检测电源中的漏电流信号，并将该漏电流信号传输给处理单元；

所述处理单元的另一端连接至执行单元的一端，由处理单元对漏电流信号进行处理分析，输出漏电保护控制信号给执行单元，以改变执行单元的工作状态；

所述执行单元的另一端通过全桥整流单元与电源连接，由全桥整流单元为执行单元供电；

所述执行单元包括脱扣线圈和分压可控硅模块，所述脱扣线圈的一端连接至全桥整流单元，其另一端连接至分压可控硅模块的一端，所述分压可控硅模块的另一端与处理单元连接，当处理单元输出漏电保护控制信号为高电平时，分压可控硅模块导通，使脱扣线圈从全桥整流单元得电后推动机械脱扣，从而切断电源回路。

进一步地，所述漏电检测单元具体为零序电流互感器，所述处理单元具体为漏电芯片，电源的相线从零序电流互感器中穿出，所述零序电流互感器上缠绕有用于检测漏电流信号的感应绕组。

进一步地，所述感应绕组的两端之间依次并联第五二极管、第六二极管、第三电阻、第一电容后分别连接至漏电芯片的1脚和2脚，以将检测到的漏电流信号传输给漏电芯片进行后续的处理分析，所述第五二极管的阴极与第六二极管的阳极相连接，所述第五二极管的阳极与第六二极管的阴极连接，以对漏电流信号进行钳位，所述第三电阻与第一电容之间连接有第二电阻，以对漏电流信号进行滤波，所述漏电芯片的5脚与4脚连接后通过第五电容连接至3脚，所述漏电芯片的3脚与1脚之间连接有第三电容。

进一步地，所述电源为三相四线制，包括A相、B相、C相和中线N，所述全桥整流单元包括第一整流模块和第二整流模块，所述第一整流模块由第一二极管至第四二极管组成，所述第二整流模块由第八二极管至第十一二极管组成，所述第一整流模块的1脚与3脚分别连接至电源的B相和A相，所述第二整流模块的1脚与3脚分别连接至电源的N线和C相，所述电源的三相四线之间分别连接有用于吸收线路浪涌电压的第一压敏电阻至第六压敏电阻，所述第一整流模块的4脚与第二整流模块的4脚连接后共同连接至分压可控硅模块，所述第一整流模块的2脚与第二整流模块的2脚连接后共同连接至脱扣线圈。

进一步地，所述分压可控硅模块包括第一可控硅和第二可控硅，所述第一可控硅的阴极与控制极之间连接有第七电容，所述第一可控硅的阴极连接至第八电容的负极，所述第八电容的负极还分别与全桥整流单元、漏电芯片的3脚相连接，所述第八电容的正极分别连接至第一电阻的一端、第七二极管的阳极、漏电芯片的8脚，所述第一可控硅的控制极连接至漏电芯片的7脚；

所述第一可控硅的阳极与第二可控硅的阴极连接，所述第二可控硅的阳极分别连接至脱扣线圈、第一电阻的另一端，所述第二可控硅的控制极通过第六电阻连接至第七二极管的阴极；

当漏电芯片的7脚输出漏电保护控制信号为高电平时，第一可控硅与第二可控硅导通，脱扣线圈从全桥整流模块得电后产生保护电流，该保护电流经过第一电阻、第七二极管、第六电阻后流入第一可控硅，使第一可控硅与第二可控硅之间形成均压效果。

进一步地，所述第二可控硅的阳极与第一可控硅的阴极之间还连接有用于过压保护的第七压敏电阻。

进一步地，所述漏电芯片的7脚与6脚之间连接有用于调整设置漏电保护动作时间的第六电容。

进一步地，所述测试单元包括串联的测试按钮和测试电阻，当按下测试按钮时，测试单元电路导通，测试电阻上产生模拟漏电流，此时，若执行单元不发生动作，则漏电保护电路存在故障；若执行单元动作，则漏电保护电路功能正常。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

一、本实用新型采用分压可控硅模块形成均压效果，能够有效降低脱扣线圈得电后瞬间大电流对可控硅产生的不利影响，此外，通过在分压可控硅模块设置压敏电阻，以提供过压保护功能，能够进一步降低可控硅的耐压与通流要求，从而保证可控硅的有效工作、提高可控硅工作寿命。

二、本实用新型利用全桥整流单元为脱扣线圈供电，当电源发生任一相断电或漏电故障时，也不会影响脱扣线圈的正常工作，从而提高漏电保护的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型漏电保护电路的结构框图；

图2为实施例中漏电保护电路的电路原理图；

图中标记说明：1、电源，2、漏电检测单元，3、处理单元，4、执行单元，5、全桥整流单元，6、测试单元，41、脱扣线圈，42、分压可控硅模块，51、第一整理模块，52、第二整流模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，一种漏电保护电路，包括漏电检测单元2、处理单元3和执行单元4，漏电检测单元2与电源1之间连接有用于提供模拟漏电流的测试单元6，漏电检测单元2的一端与电源1连接，其另一端连接至处理单元3的一端，以检测电源1中的漏电流信号，并将该漏电流信号传输给处理单元3；

处理单元3的另一端连接至执行单元4的一端，由处理单元3对漏电流信号进行处理分析，输出漏电保护控制信号给执行单元4，以改变执行单元4的工作状态；

执行单元4的另一端通过全桥整流单元5与电源1连接，由全桥整流单元5为执行单元4供电。

其中，执行单元4包括脱扣线圈41和分压可控硅模块42，脱扣线圈41的一端连接至全桥整流单元5，其另一端连接至分压可控硅模块42的一端，分压可控硅模块42的另一端与处理单元3连接，当处理单元3输出漏电保护控制信号为高电平时，分压可控硅模块42导通，使脱扣线圈41从全桥整流单元5得电后推动机械脱扣，从而切断电源1的主回路；

全桥整流单元5包括并联的第一整流模块51和第二整流模块52，第一整流模块51与第二整流模块52并联的一端连接至电源1，第一整流模块51与第二整流模块52并联的另一端连接至脱扣线圈41。

本实施例中，电源1为三相四线制，如图2所示，包括A相、B相、C相和中线N，A相、B相、C相和中线N通过断路器K接入漏电保护电路，漏电检测单元2为零序电流互感器ZCT，处理单元3为漏电芯片U1，具体为IC-54123芯片，A、B、C三相和N线均从零序电流互感器中穿出，零序电流互感器上缠绕有用于检测漏电流信号的感应绕组，感应绕组的两端之间依次并联第五二极管D5、第六二极管D6、第三电阻R3、第一电容C1后分别连接至漏电芯片U1的1脚和2脚，以将检测到的漏电流信号传输给漏电芯片U1进行后续的处理分析，第五二极管D5的阴极与第六二极管D6的阳极相连接，第五二极管D5的阳极与第六二极管D6的阴极连接，以对漏电流信号进行钳位，第三电阻R3与第一电容C1之间连接有第二电阻R2，以对漏电流信号进行滤波，漏电芯片U1的5脚与4脚连接后通过第五电容C5连接至3脚，漏电芯片U1的3脚与1脚之间连接有第三电容C3。

第一整流模块51由第一二极管D1～第四二极管D4组成，第二整流模块由第八二极管D8～第十一二极管D11组成，第一整流模块51的1脚与3脚分别连接至B相和A相，第二整流模块52的1脚与3脚分别连接至N线和C相，电源1的三相四线之间分别连接有用于吸收线路浪涌电压的第一压敏电阻MYG1至第六压敏电阻MYG6，第一整流模块51的4脚与第二整流模块52的4脚连接后共同连接至分压可控硅模块42，第一整流模块51的2脚与第二整流模块52的2脚连接后共同连接至脱扣线圈L。

分压可控硅模块42包括第一可控硅SCR1和第二可控硅SCR2，第一可控硅SCR1的阴极与控制极之间连接有第七电容C7，第一可控硅SCR1的阴极连接至第八电容C8的负极，第八电容C8的负极还分别与全桥整流单元5、漏电芯片U1的3脚相连接，第八电容C8的正极分别连接至第一电阻R1的一端、第七二极管D7的阳极、漏电芯片U1的8脚，第一可控硅SCR1的控制极连接至漏电芯片U1的7脚；

第一可控硅SCR1的阳极与第二可控硅SCR2的阴极连接，第二可控硅SCR2的阳极分别连接至脱扣线圈L、第一电阻R1的另一端，第二可控硅SCR2的控制极通过第六电阻R6连接至第七二极管D7的阴极，本实施例中，第一电阻R1具体是阻值为120K、功率为6W的电阻，能够保证漏电芯片的稳定工作电源供应，通过串联第一电阻R1、串联第七二极管D7再串联第六电阻R6流入第一可控硅SCR1，使SCR1、SCR2均压分压，能够有效降低可控硅耐压和通流要求，同时第一电阻R1具体是多个大阻值并串联结构而成，使得第一电阻R1在低电压小于90伏时能正常保护工作、在高电压475伏时也能正常稳定工作，此外，第二可控硅SCR2的阳极与第一可控硅SCR1的阴极之间还连接有用于过压保护的第七压敏电阻MYG7；

当漏电芯片U1的7脚输出漏电保护控制信号为高电平时，第一可控硅SCR1与第二可控硅SCR2导通，脱扣线圈L从全桥整流模块5得电后产生保护电流，该保护电流经过第一电阻R1、第七二极管D7、第六电阻R6后流入第一可控硅SCR1，使第一可控硅SCR1与第二可控硅SCR2之间形成均压效果，此外，漏电芯片U1的7脚与6脚之间连接有用于调整设置漏电保护动作时间的第六电容C6。

测试单元6包括串联的测试按钮S和测试电阻R4，当按下测试按钮S时，测试单元6电路导通，测试电阻R4上产生模拟漏电流，此时，若执行单元4不发生动作，则漏电保护电路存在故障；若执行单元4动作，则漏电保护电路功能正常。

综上所述，本实用新型提出的一种漏电保护电路，利用零序电流互感器检测漏电流信号，当存在交流或含脉动直流成份的泄漏电流时，经零序互感器微弱感应信号输入漏电芯片1和2脚，经漏电芯片积分处理、信号比较和放大，由7脚输出控制信号使分压可控硅模块导通。其中，执行单元中的可配合机械机构主要为控制主回路开断的脱扣线圈以及控制脱扣线圈供电回路通断的可控硅，当漏电芯片的7脚输出控制信号使可控硅导通，则脱扣线圈产生感应电势，脱扣线圈内铁芯产生磁通力推动机械脱扣，具体的，全桥整流单元的每个桥臂采用M7高耐压整流，在缩小体积的同时方便了装配，能够提高了产品工艺质量和生产产能，采用分压可控硅技术，则能降低脱扣线圈在过电压脱扣瞬间产生的大电流对可控硅的不利影响，提高可控硅工作寿命；

漏电芯片U1外接C6可以灵活设置漏电动作时间，漏电芯片与脱扣线圈和分压可控硅模块的SCR1，SCR2依次相连接，且脱扣线圈L由三相四线全桥整流单元供取电，当三相四线主电路中任掉1相或2相，不影响电子组件电路的正常工作，保证漏电保护可靠有效，即使任意一相或两相电源掉断电、或任意接入单相发生漏电故障时，均能可靠工作而保护线路。

Claims (8)

1.一种漏电保护电路，包括漏电检测单元、处理单元和执行单元，其特征在于，所述漏电检测单元与电源之间连接有用于提供模拟漏电流的测试单元，所述漏电检测单元的一端与电源连接，其另一端连接至处理单元的一端，以检测电源中的漏电流信号，并将该漏电流信号传输给处理单元；

所述处理单元的另一端连接至执行单元的一端，由处理单元对漏电流信号进行处理分析，输出漏电保护控制信号给执行单元，以改变执行单元的工作状态；

所述执行单元的另一端通过全桥整流单元与电源连接，由全桥整流单元为执行单元供电；

所述执行单元包括脱扣线圈和分压可控硅模块，所述脱扣线圈的一端连接至全桥整流单元，其另一端连接至分压可控硅模块的一端，所述分压可控硅模块的另一端与处理单元连接，当处理单元输出漏电保护控制信号为高电平时，分压可控硅模块导通，使脱扣线圈从全桥整流单元得电后推动机械脱扣，从而切断电源回路。

2.根据权利要求1所述的一种漏电保护电路，其特征在于，所述漏电检测单元具体为零序电流互感器，所述处理单元具体为漏电芯片，电源的相线从零序电流互感器中穿出，所述零序电流互感器上缠绕有用于检测漏电流信号的感应绕组。

3.根据权利要求2所述的一种漏电保护电路，其特征在于，所述感应绕组的两端之间依次并联第五二极管、第六二极管、第三电阻、第一电容后分别连接至漏电芯片的1脚和2脚，以将检测到的漏电流信号传输给漏电芯片进行后续的处理分析，所述第五二极管的阴极与第六二极管的阳极相连接，所述第五二极管的阳极与第六二极管的阴极连接，以对漏电流信号进行钳位，所述第三电阻与第一电容之间连接有第二电阻，以对漏电流信号进行滤波，所述漏电芯片的5脚与4脚连接后通过第五电容连接至3脚，所述漏电芯片的3脚与1脚之间连接有第三电容。

4.根据权利要求3所述的一种漏电保护电路，其特征在于，所述电源为三相四线制，包括A相、B相、C相和中线N，所述全桥整流单元包括第一整流模块和第二整流模块，所述第一整流模块由第一二极管至第四二极管组成，所述第二整流模块由第八二极管至第十一二极管组成，所述第一整流模块的1脚与3脚分别连接至电源的B相和A相，所述第二整流模块的1脚与3脚分别连接至电源的N线和C相，所述电源的三相四线之间分别连接有用于吸收线路浪涌电压的第一压敏电阻至第六压敏电阻，所述第一整流模块的4脚与第二整流模块的4脚连接后共同连接至分压可控硅模块，所述第一整流模块的2脚与第二整流模块的2脚连接后共同连接至脱扣线圈。

5.根据权利要求4所述的一种漏电保护电路，其特征在于，所述分压可控硅模块包括第一可控硅和第二可控硅，所述第一可控硅的阴极与控制极之间连接有第七电容，所述第一可控硅的阴极连接至第八电容的负极，所述第八电容的负极还分别与全桥整流单元、漏电芯片的3脚相连接，所述第八电容的正极分别连接至第一电阻的一端、第七二极管的阳极、漏电芯片的8脚，所述第一可控硅的控制极连接至漏电芯片的7脚；

所述第一可控硅的阳极与第二可控硅的阴极连接，所述第二可控硅的阳极分别连接至脱扣线圈、第一电阻的另一端，所述第二可控硅的控制极通过第六电阻连接至第七二极管的阴极；

当漏电芯片的7脚输出漏电保护控制信号为高电平时，第一可控硅与第二可控硅导通，脱扣线圈从全桥整流模块得电后产生保护电流，该保护电流经过第一电阻、第七二极管、第六电阻后流入第一可控硅，使第一可控硅与第二可控硅之间形成均压效果。

6.根据权利要求5所述的一种漏电保护电路，其特征在于，所述第二可控硅的阳极与第一可控硅的阴极之间还连接有用于过压保护的第七压敏电阻。

7.根据权利要求2所述的一种漏电保护电路，其特征在于，所述漏电芯片的7脚与6脚之间连接有用于调整设置漏电保护动作时间的第六电容。

8.根据权利要求1所述的一种漏电保护电路，其特征在于，所述测试单元包括串联的测试按钮和测试电阻，当按下测试按钮时，测试单元电路导通，测试电阻上产生模拟漏电流，此时，若执行单元不发生动作，则漏电保护电路存在故障；若执行单元动作，则漏电保护电路功能正常。

Images