CN211405515U - 一种带状态锁定的漏电保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及充电桩技术领域，具体涉及一种带状态锁定的漏电保护电路，其包括：依次连接的采样模块、处理模块、漏电状态控制模块、漏电监测模块以及继电器控制模块，其中，继电器控制模块包括第一三极管、第一电阻和第一二极管，第一三极管的基极依次通过第一电阻、第一二极管与漏电监测模块连接，第一三极管的集电极与继电器连接，当继电器控制模块接收到第二电平信号时，通过第一电阻和第一二极管拉低第一三极管的基极的电平，使第一三极管截止导通，以控制继电器关断。在检测到漏电时，漏电保护电路及时锁定漏电状态，不需要经过控制器执行断开继电器，能够使充电桩快速执行漏电应对措施，保证继电器及时断开。

Description

一种带状态锁定的漏电保护电路

技术领域

本实用新型涉及充电桩技术领域，具体涉及一种带状态锁定的漏电保护电路。

背景技术

漏电是由于绝缘损坏或其他原因而引起的电流泄漏。用电设备外壳和市电火线间由于某种原因连通后和地之间有一定的电位差就会产生漏电。发生漏电，可能会导致人身触电、沼泽气煤尘爆炸、电路短路、烧毁电气导致火灾等安全事故。发生漏电需在第一时间切断电源，因此，如何检测漏电并快速响应一直是新能源领域、充电领域漏电保护的难题。

现有的漏电保护技术一般都采用漏电流互感器采集漏电流信号，漏电流信号通过集成芯片处理后产生漏电脉冲信号，再由MCU根据漏电脉冲信号判断后控制继电器断开，完成漏电保护，现有的漏电保护技术方案的缺点：

1、通过MCU再让继电器动作，执行下来时间较长；

2、继电器断开后漏电流消失，消失后吸合又漏电，然后又断开，会使继电器进入反复动作；

3、留给MCU的处理时间太短，或导致程序逻辑处理不当，导致误触发或不触发断开继电器。

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种新的带状态锁定的漏电保护电路成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种带状态锁定的漏电保护电路。

本实用新型的目的可通过以下的技术措施来实现：

本实用新型的实施例提供了一种带状态锁定的漏电保护电路，该漏电保护电路包括：

采样模块，设置在充电回路中，用于采集所述充电回路上的漏电流信号；

处理模块，与所述采样模块连接，用于处理所述漏电流信号并输出指示漏电的脉冲信号；

漏电状态控制模块，与所述处理模块连接，用于根据所述脉冲信号对漏电状态进行锁定并输出第一电平信号；

漏电监测模块，与所述漏电状态控制模块连接，用于实时监测并接收第一电平信号，输出第二电平信号；

继电器控制模块，包括第一三极管、第一电阻和第一二极管，所述第一三极管的基极依次通过所述第一电阻、所述第一二极管与所述漏电监测模块连接，所述第一三极管的集电极与继电器连接，当所述继电器控制模块接收到所述第二电平信号时，通过所述第一电阻和第一二极管拉低所述第一三极管的基极的电平，使所述第一三极管截止导通，以控制所述继电器关断。

根据本实用新型的一个实施例，所述漏电保护电路包括控制器，所述漏电监测模块的输出端、所述漏电状态控制模块的输入端以及所述继电器控制模块输入端均与所述控制器连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述漏电状态控制模块包括：第二三极管、第三三极管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容以及第二电容，所述第二三极管基极、所述第二电阻、所述第一电容以及所述第三三极管的集电极共连，所述第二三极管集电极、所述第三电阻、所述第三三极管的基极以及所述第二电容共连，所述第三三极管的发射极与所述第四电阻连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第一电容和所述第二电容均接地。

根据本实用新型的一个实施例，所述漏电状态控制模块还包括：第四三极管和第五电阻，所述第四三极管的基极与所述第五电阻连接，所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的集电极与所述第四电阻、所述第三三极管的发射极共连。

根据本实用新型的一个实施例，所述漏电监测模块包括：与所述第二电容连接的第八电阻。

根据本实用新型的一个实施例，所述继电器控制模块还包括第六电阻和第七电阻，所述第一三极管的基极与发射极跨接所述第六电阻，所述第一三极管的发射极接地，所述第七电阻与所述第一电阻、所述第一二极管共连。

根据本实用新型的一个实施例，该漏电保护电路包括：与所述继电器并联的第二二极管，所述第二二极管用于在所述继电器关断时，释放所述继电器的线圈中存储的电能。

根据本实用新型的一个实施例，所述处理模块包括与所述采样模块连接的分压及滤波单元、分别与所述分压及滤波单元、所述状态锁定模块连接的漏电监测芯片，所述分压及滤波单元将所述采样模块采集的漏电流信号进行处理并输出稳定的漏电流信号，所述漏电监测芯片用于将所述漏电流信号转换为脉冲信号并输出给所述漏电状态控制模块。

根据本实用新型的一个实施例，所述采样模块包括电流互感器。

本实用新型的漏电保护电路在检测到漏电时，及时锁定漏电状态，不需要经过控制器执行断开继电器，能够使充电桩快速执行漏电应对措施，保证继电器及时断开。

附图说明

图1是本实用新型的带状态锁定的漏电保护电路的结构示意图。

图2是本实用新型的带状态锁定的漏电保护电路的使用状态流程框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在下文中，将参考附图来更好地理解本实用新型的许多方面。附图中的部件未必按照比例绘制。替代地，重点在于清楚地说明本实用新型的部件。此外，在附图中的若干视图中，相同的附图标记指示相对应零件。

如本文所用的词语“示例性”或“说明性”表示用作示例、例子或说明。在本文中描述为“示例性”或“说明性”的任何实施方式未必理解为相对于其它实施方式是优选的或有利的。下文所描述的所有实施方式是示例性实施方式，提供这些示例性实施方式是为了使得本领域技术人员做出和使用本公开的实施例并且预期并不限制本公开的范围，本公开的范围由权利要求限定。在其它实施方式中，详细地描述了熟知的特征和方法以便不混淆本实用新型。出于本文描述的目的，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”和其衍生词将与如图1定向的实用新型有关。而且，并无意图受到前文的技术领域、背景技术、发明内容或下文的详细描述中给出的任何明示或暗示的理论限制。还应了解在附图中示出和在下文的说明书中描述的具体装置和过程是在所附权利要求中限定的实用新型构思的简单示例性实施例。因此，与本文所公开的实施例相关的具体尺寸和其他物理特征不应被理解为限制性的，除非权利要求书另作明确地陈述。

图1示出了一种带状态锁定的漏电保护电路，请参见图1，该漏电保护电路包括：采样模块10、处理模块20、漏电状态控制模块30、漏电监测模块40以及继电器控制模块50。

其中，采样模块10设置在充电回路1中，用于采集充电回路1上的漏电流信号，进一步地，采样模块10包括电流互感器。处理模块20与采样模块10连接，用于处理漏电流信号，并输出指示漏电的脉冲信号；漏电状态控制模块30与处理模块20连接，用于根据脉冲信号对漏电状态进行锁定并输出第一电平信号；漏电监测模块40与漏电状态控制模块30连接，用于实时监测并接收第一电平信号，输出第二电平信号；请参见图1，继电器控制模块50包括第一三极管Q1、第一电阻R1和第一二极管D1，第一二极管D1的负极与漏电监测模块40连接，第一电阻R1分别与第一二极管D1的正极、第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的集电极与继电器60连接，当继电器控制模块50接收到第二电平信号时，通过第一电阻R1和第一二极管D1拉低第一三极管Q1的基极的电平，使第一三极管Q1截止导通，以控制继电器60关断。本实施例的第一电平信号和第二电平信号均为低电平信号，第二电平信号对应的电平比第一电平信号对应的电平更低。

本实施例的漏电保护电路在检测到漏电时，及时锁定漏电状态，不需要经过控制器执行断开继电器60，能够使充电桩快速执行漏电应对措施，保证继电器60及时断开。

进一步地，请参见图1和图2，漏电保护电路包括控制器70，漏电监测模块40的输出端、漏电状态控制模块30的输入端以及继电器控制模块50输入端均与控制器70连接。当漏电状态控制模块30对漏电状态进行锁定之后，漏电监测模块40接收第一电平信号时，表明充电回路中产生漏电流，输出第二电平信号，一方面，通过第一电阻R1和第一二极管D1拉低第一三极管Q1的基极的电平，使第一三极管Q1截止导通，以控制继电器60关断；另一方面，控制器70对外部发出告警信息，通知维护人员排查漏电原因并进行处理，当漏电修复后，控制器70对漏电状态控制模块30发出复位信号，漏电状态控制模块30对锁定状态进行解锁，并输出第三电平信号，第三电平信号为高电平信号，漏电监测模块40接收第三电平信号时，即漏电监测模块40接收到的信号由锁定状态的低电平信号变成解锁状态的高电平信号，控制器70根据电平信号的变化判断漏电状态已修复，同时，继电器控制模块50控制继电器60闭合。

在另一些优选地实施例中，复位信号也可由外部发出。

本实施例的漏电保护电路在上述实施例的基础上，在检测到漏电时，及时锁定漏电状态，不需要经过控制器70执行断开继电器60，能够使充电桩快速执行漏电应对措施，保证继电器60及时断开同时给控制器70留有充足的处理漏电故障的时间；漏电故障修复后，可通过控制器70或外部解锁漏电状态，使漏电故障的维护灵活方便，继电器不会反复动作。

进一步地，请参见图1，漏电状态控制模块30包括：第二三极管Q2、第三三极管Q3、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1以及第二电容C2。第二三极管Q2基极、第二电阻R2、第一电容C1以及第三三极管Q3的集电极共连，第二三极管Q2集电极、第三电阻R3、第三三极管Q3基极以及第二电容C2共连，第三三极管Q3的发射极与第四电阻R4连接，第二三极管Q2的发射极接地，第一电容C1和第二电容C2均接地。

本实施例中，漏电状态控制模块30接收到脉冲信号时，通过导通第二三极管Q2基极和第三三极管Q3锁定漏电状态。第一电容C1和第二电容C2用于去除第二三极管Q 2基极、第三三极管Q3基极的电平噪音，防止第二三极管Q 2基极、第三三极管Q3因误触发导通。

进一步地，请参见图1，漏电状态控制模块30还包括：第四三极管Q4和第五电阻R5，第四三极管Q4的基极与第五电阻R5连接，第四三极管Q4的发射极接地，第四三极管Q4的集电极与第四电阻R4、第三三极管Q3的发射极共连。

本实施例中，漏电状态控制模块30接收到复位信号时，通过导通第四三极管Q4，并拉低第三三极管Q3的集电极电压，使第三三极管Q3和第二三极管Q2截止导通，对锁定状态进行解锁。

进一步地，请参见图1，继电器控制模块50还包括第六电阻R6和第七电阻R7，第一三极管Q1的基极与发射极跨接第六电阻R6，第一三极管Q1的发射极接地，第七电阻R7与第一电阻R1、第一二极管D1共连。

进一步地，请参见图1，漏电监测模块40包括：第八电阻R8，第八电阻R8与第二电容C2连接。

进一步地，请参见图1，该漏电保护电路包括：与继电器60并联的第二二极管D2，第二二极管D2用于在继电器60关断时，释放继电器60的线圈中存储的电能。

进一步地，请参见图1，处理模块20包括与采样模块10连接的分压及滤波单元201、分别与分压及滤波单元201、漏电状态控制模块30连接的漏电监测芯片202，分压及滤波单元201将采样模块10采集的漏电流信号进行处理并输出稳定的漏电流信号，漏电监测芯片202用于将漏电流信号转换为脉冲信号并输出给漏电状态控制模块30。

本实施例中，当漏电状态控制模块30接收到脉冲信号时，触发第二三极管Q2导通，并拉低第三三极管Q3基极的电平，使第三三极管Q3也导通，对漏电状态进行锁定，同时第二三极管Q2导通后输出第一电平信号给漏电监测模块40，一方面，漏电监测模块40输出第二电平信号并通过第一电阻R1和第一二极管D1进一步拉低第一三极管Q1的基极的电平，使第一三极管Q1截止导通，以控制继电器在第一时间关断，实现漏电保护；另一方面，控制器根据漏电监测模块40的监测结果对外部发出告警信息，通知维护人员排查漏电原因并进行处理。当漏电修复后，控制器70对漏电状态控制模块30发出复位信号，使第四三极管Q4导通，并拉低第三三极管Q3集电极的电压，使第三三极管Q3和第二三极管Q2截止导通，实现漏电状态控制模块30对锁定状态进行解锁，此时，输出第三电平信号，第三电平信号为高电平信号，漏电监测模块40接收第三电平信号时，即漏电监测模块40接收到的信号由锁定状态的低电平信号变成解锁状态的高电平信号，控制器根据电平信号的变化判断漏电状态已修复，同时，控制继电器控制模块50闭合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种带状态锁定的漏电保护电路，其特征在于，该漏电保护电路包括：

采样模块，设置在充电回路中，用于采集所述充电回路上的漏电流信号；

处理模块，与所述采样模块连接，用于处理所述漏电流信号并输出指示漏电的脉冲信号；

漏电状态控制模块，与所述处理模块连接，用于根据所述脉冲信号对漏电状态进行锁定并输出第一电平信号；

漏电监测模块，与所述漏电状态控制模块连接，用于实时监测并接收第一电平信号，输出第二电平信号；

继电器控制模块，包括第一三极管、第一电阻和第一二极管，所述第一三极管的基极依次通过所述第一电阻、所述第一二极管与所述漏电监测模块连接，所述第一三极管的集电极与继电器连接，当所述继电器控制模块接收到所述第二电平信号时，通过所述第一电阻和第一二极管拉低所述第一三极管的基极的电平，使所述第一三极管截止导通，以控制所述继电器关断。

2.根据权利要求1所述的漏电保护电路，其特征在于，所述漏电保护电路包括控制器，所述漏电监测模块的输出端、所述漏电状态控制模块的输入端以及所述继电器控制模块输入端均与所述控制器连接。

3.根据权利要求1所述的漏电保护电路，其特征在于，所述漏电状态控制模块包括：第二三极管、第三三极管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容以及第二电容，所述第二三极管基极、所述第二电阻、所述第一电容以及所述第三三极管的集电极共连，所述第二三极管集电极、所述第三电阻、所述第三三极管的基极以及所述第二电容共连，所述第三三极管的发射极与所述第四电阻连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第一电容和所述第二电容均接地。

4.根据权利要求3所述的漏电保护电路，其特征在于，所述漏电状态控制模块还包括：第四三极管和第五电阻，所述第四三极管的基极与所述第五电阻连接，所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的集电极与所述第四电阻、所述第三三极管的发射极共连。

5.根据权利要求3所述的漏电保护电路，其特征在于，所述漏电监测模块包括：与所述第二电容连接的第八电阻。

6.根据权利要求1所述的漏电保护电路，其特征在于，所述继电器控制模块还包括第六电阻和第七电阻，所述第一三极管的基极与发射极跨接所述第六电阻，所述第一三极管的发射极接地，所述第七电阻与所述第一电阻、所述第一二极管共连。

7.根据权利要求1所述的漏电保护电路，其特征在于，该漏电保护电路包括：与所述继电器并联的第二二极管，所述第二二极管用于在所述继电器关断时，释放所述继电器的线圈中存储的电能。

8.根据权利要求1所述的漏电保护电路，其特征在于，所述处理模块包括与所述采样模块连接的分压及滤波单元、分别与所述分压及滤波单元、所述漏电状态控制模块连接的漏电监测芯片，所述分压及滤波单元将所述采样模块采集的漏电流信号进行处理并输出稳定的漏电流信号，所述漏电监测芯片用于将所述漏电流信号转换为脉冲信号并输出给所述漏电状态控制模块。

9.根据权利要求1所述的漏电保护电路，其特征在于，所述采样模块包括电流互感器。

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