CN212693898U - 漏电保护功能自动检验电路 - Google Patents

Abstract

一种漏电保护功能自动检验电路，包括电流互感器、模拟漏电流模块、漏电检测处理模块、整流模块、脱扣线圈、可控器件控制模块和控制单元模块；产生仅位于主回路交流电的模拟半波上的模拟漏电电流，所述模拟半波为主回路交流电的正半波或负半波；在主回路交流电的模拟半波上对用于驱动脱扣线圈动作的电流进行限流，使得模拟半波上的电流不能驱动脱扣线圈动作，在非模拟半波上的电流能够驱动脱扣线圈动作；在产生模拟漏电电流后监测触发脱扣线圈动作的信号，如果监测到触发脱扣线圈动作的信号，则漏电保护功能正常，否则漏电保护功能异常，能够实现自动定期的对漏电保护功能进行检验，且不影响电路的正常使用。

Description

漏电保护功能自动检验电路

技术领域

本实用新型涉及漏电保护器领域，具体涉及一种漏电保护功能自动检验电路和检验方法。

背景技术

随着智能电网的建设，用电安全越来越受国家和社会的重视，用户也逐渐要求保护开关具有漏电保护功能。在漏电电流保护器的一般要求(GB-26829-2008)中指出，漏电保护器应具备试验装置，通过模拟在额定电压下通一个不超过预设定电流大小的漏电电流，以便定期的检验剩余电流保护电器的动作能力。

在具体实践中，通常在漏电电流保护器表面设置一个试验按钮。当触发试验按钮时，即可认为模拟需要动作的漏电保护场景。一般地，漏电电流保护器要求每个月人工触发一次试验按钮，从而确保漏电大电流保护器的长期稳定运行，能够在真正发生漏电保护场景时及时动作。然而，每个月人为触发一次试验按钮的检测方式可操作性低，造成漏电电流保护器处于潜在的非安全工作状态。此外，当进行上述的检验剩余电流保护电器的动作能力试验方式会造成供电中断，在有些重要的用电场所是不允许用电中断，现有检验剩余电流保护电器动作能力的方式在实践应用中具有一定的局限性。

为此，设计出一种具有自动检验的漏电保护开关工作状态是否正常且在试验过程中不需要中断供电的保护电路可以为产品提高产品的可靠性，使用电更安全，具有很高的价值。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种应用范围广、用电安全性高的漏电保护功能自动检验电路和检验方法。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种漏电保护功能自动检验电路，包括电流互感器、模拟漏电流模块、漏电检测处理模块、整流模块、脱扣线圈、可控器件控制模块和控制单元模块；

所述电流互感器、整流模块均连接在主回路上，模拟漏电流模块与电流互感器耦合，整流模块通过可控器件控制模块与脱扣线圈形成脱扣线圈回路，漏电检测处理模块分别与电流互感器和可控器件控制模块连接；

所述控制单元模块与模拟漏电流模块连接，控制模拟漏电流模块产生仅位于模拟半波上的模拟漏电电流，所述模拟半波为主回路交流电的正半波或负半波，所述漏电检测处理模块通过电流互感器检测到漏电流信号后触发可控器件控制模块动作导通脱扣线圈回路，所述可控器件控制模块与控制单元模块连接，向控制单元模块反馈动作信号，所述整流模块整流后的电流在模拟半波不能驱动脱扣线圈动作，在非模拟半波能够驱动脱扣线圈动作。

进一步，所述模拟漏电流模块包括至少一个用于限流的电阻、单向导通器件和第二可控器件，所述电阻、单向导通器件和第二可控器件串联后的两端连接在主回路上，用于产生仅位于模拟半波上的模拟漏电电流。

进一步，所述整流模块包括多个二极管和至少一个限流电阻，所述多个二极管和限流电阻连接形成一个用于限制模拟半波的电流的整流电路，使得模拟半波上的电流不能驱动脱扣线圈动作，非模拟半波上的电流能够驱动脱扣线圈动作。

进一步，所述控制单元模块包括MCU芯片U1，所述MCU芯片U1用于控制模拟漏电流模块产生正半波或负半波的模拟漏电电流和用于接收可控器件控制模块的反馈信号，MCU芯片U1在控制模拟漏电流模块产生模拟漏电电流后，通过接收可控器件控制模块的反馈信号来判断漏电保护功能是否正常工作。

进一步，所述可控器件控制模块包括连接在整流电路和脱扣线圈的回路中的可控器件，与可控器件连接的反馈电路，可控器件的控制端与漏电检测处理模块连接，漏电检测处理模块控制可控器件导通脱扣线圈的回路，反馈电路与控制单元模块连接，向控制单元模块反馈可控器件的动作信号。

进一步，还包括稳压电路模块，用于给控制单元模块和漏电检测处理模块提供电源，稳压电路模块输入端与整流模块连接，输出端与控制单元模块和漏电检测处理模块连接。

进一步，所述模拟漏电流模块包括电阻R7、二极管D11和第二可控器件D10，所述电阻R7、二极管D11和第二可控器件D10串联后，二极管D11的阳极与电流互感器一侧的N相线连接，第二可控器件D10通过电阻R7连接在电流互感器另一侧的L相线；所述整流模块包括由二极管D4、二极管D5、二极管D7、二极管D8以及限流电阻R3构成的全桥整流电路；当输入电压为正半波时，二极管D4和二极管D8构成的回路导通；当输入电压为负半波时，二极管D5、二极管D7及限流电阻R3构成的回路导通。

进一步，所述模拟漏电流模块包括电阻R7、二极管D11和第二可控器件D10，所述电阻R7、二极管D11和第二可控器件D10串联后，二极管D11的阳极与电流互感器一侧的L相线连接，第二可控器件D10通过电阻R7连接在电流互感器另一侧的N相线；所述整流模块包括由二极管D4、二极管D5、二极管D7、二极管D8以及限流电阻R3构成的全桥整流电路；当输入电压为负半波时，二极管D5和二极管D7构成的回路导通；当输入电压为正半波时，二极管D4、二极管D8及限流电阻R3构成的回路导通。

进一步，所述可控器件控制模块包括电阻R4、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14和电容器C9构成的反馈电路，作为可控器件的可控硅V1，电阻R5和电容器C2，电阻R5的一端和电容器C2的一端与可控硅V1的控制极连接，可控硅V1的控制极与漏电检测处理模块连接，电阻R4的一端与可控硅V1的阳极连接，可控硅V1的阳极通过脱扣线圈与整流模块连接；电阻R4的另一端与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端、电阻R14的一端和电容器C9的一端与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端与控制单元模块连接，电阻R14的另一端、电容器C9的另一端和可控硅V1的阴极与GND连接。

进一步，所述漏电检测处理模块包括漏电芯片U2、电阻R8、双向TVS管D9、电阻R6、电阻R10、电容器C3、电容器C4和电容器C8；两个TVS管D9反向并联后的一端、电阻R6的一端和电阻R8的一端与电流互感器的一端连接，两个TVS管D9反向并联后的另一端、电阻R10的一端和电阻R8的另一端与电流互感器的另一端连接，电阻R6的另一端、电容器C3的一端和电容器C4的一端与漏电芯片U2连接，电阻R10的另一端、电容器C8的一端和电容器C4的另一端与漏电芯片U2连接，电容器C3的另一端和电容器C8的另一端与GND连接；漏电芯片U2与可控器件控制模块连接用于控制可控器件控制模块动作。

一种漏电保护功能自动检验方法，产生仅位于主回路交流电的模拟半波上的模拟漏电电流，所述模拟半波为主回路交流电的正半波或负半波；在主回路交流电的模拟半波上对用于驱动脱扣线圈动作的电流进行限流，使得模拟半波上的电流不能驱动脱扣线圈动作，在非模拟半波上的电流能够驱动脱扣线圈动作；在产生模拟漏电电流后监测触发脱扣线圈动作的信号，如果监测到触发脱扣线圈动作的信号，则漏电保护功能正常，否则漏电保护功能异常。

本实用新型的一种漏电保护功能自动检验电路，通过模拟漏电流模块在控制单元模块的控制下产生正半波或负半波的模拟漏电电流，电流互感器感应到模拟漏电电流并通过漏电检测处理模块驱动可控器件控制模块动作，可控器件控制模块动作后向控制单元模块传递反馈信号完成自动检验，但在此过程中并不会使脱扣线圈动作；在电流互感器感应模拟漏电电流的同时，整流模块将对应的模拟半波上的电流整流为较小的电流使脱扣线圈不能脱扣断电，因此，在整个自动检验过程中，脱扣线圈都不会脱扣断电，而且在整个过程中不再需要工作人员手动操作试验按钮，提高了产品的可靠性和用电安全，提高了应用价值。

此外，模拟漏电流模块所产生的模拟漏电电流为正半波电压或负半波电压，在经过由多个二极管和至少一个限流电阻形成的整流电路后被整流为一个无法驱动脱扣线圈脱扣的小电流，而主线路发生漏电所产生的漏电电流既包括正半波电压又包括负半波电流，在经过整流电路整流后仍能驱动脱扣线圈脱扣。

附图说明

图1是本实用新型一种漏电保护功能自动检验电路的示意图；

图2是本实用新型一种漏电保护功能自动检验电路的电路图(第一实施例)；

图3是本实用新型一种漏电保护功能自动检验电路的电路图(第二实施例)；

图4是本实用新型一种漏电保护功能自动检验电路中整流模块的电路图；

图5是本实用新型一种漏电保护功能自动检验电路中模拟漏电流模块的电路图；

图6是本实用新型一种漏电保护功能自动检验电路中稳压电路模块的电路图：

图7是本实用新型一种漏电保护功能自动检验电路中漏电检测处理模块的电路图；

图8是本实用新型一种漏电保护功能自动检验电路中可控器件控制模块的电路图；

图9是本实用新型一种漏电保护功能自动检验电路中控制单元模块的电路图。

具体实施方式

以下结合附图1至9给出的实施例，进一步说明本实用新型的一种漏电保护功能自动检验电路和检验方法的具体实施方式。本实用新型的一种漏电保护功能自动检验电路和其检验方法不限于以下实施例的描述。

一种漏电保护功能自动检验电路，包括电流互感器、模拟漏电流模块、漏电检测处理模块、整流模块、脱扣线圈、可控器件控制模块和控制单元模块；

所述电流互感器、整流模块均连接在主回路上，模拟漏电流模块与电流互感器耦合，整流模块通过可控器件控制模块与脱扣线圈形成脱扣线圈回路，漏电检测处理模块分别与电流互感器和可控器件控制模块连接；

所述控制单元模块与模拟漏电流模块连接，控制模拟漏电流模块产生仅位于模拟半波上的模拟漏电电流，所述模拟半波为主回路交流电的正半波或负半波，所述漏电检测处理模块通过电流互感器检测到漏电流信号后触发可控器件控制模块动作导通脱扣线圈回路，所述可控器件控制模块与控制单元模块连接，向控制单元模块反馈动作信号，所述整流模块整流后的电流在模拟半波不能驱动脱扣线圈动作，在非模拟半波能够驱动脱扣线圈动作。

本实用新型的一种漏电保护功能自动检验电路，通过模拟漏电流模块在控制单元模块的控制下产生正半波或负半波的模拟漏电电流，电流互感器感应到模拟漏电电流并通过漏电检测处理模块驱动可控器件控制模块动作，可控器件控制模块动作后向控制单元模块传递反馈信号完成自动检验，但在此过程中并不会使脱扣线圈动作；在电流互感器感应模拟漏电电流的同时，整流模块将对应的模拟半波上的电流整流为较小的电流使脱扣线圈不能脱扣断电，因此，在整个自动检验过程中，脱扣线圈都不会脱扣断电，而且在整个过程中不再需要工作人员手动操作试验按钮，提高了产品的可靠性和用电安全，提高了应用价值。

结合图1-3所示，一种漏电保护功能自动检验电路，包括电流互感器、模拟漏电流模块、漏电检测处理模块、整流模块、脱扣线圈、可控器件控制模块和控制单元模块。所述电流互感器、整流模块均连接在主回路上，模拟漏电流模块连接在电流互感器两侧，整流模块通过可控器件控制模块与脱扣线圈连接形成脱扣线圈回路，漏电检测处理模块分别与电流互感器和可控器件控制模块连接。

所述电流互感器用于感应漏电并产生漏电流信号，所述漏电检测处理模块用于处理漏电电流信号，并向可控器件控制模块传递动作信号使可控器件控制模块动作，导通脱扣线圈的回路，进而触发脱扣线圈动作，使开关跳闸切断主回路实现漏电保护，这是本领域的现有技术。

所述的模拟漏电流模块用于产生模拟漏电电流，本实用新型的改进点在于，所述的模拟漏电流模块产生的模拟漏电电流仅位于主回路交流电的模拟半波上，所述模拟半波为主回路交流电的正半波或负半波，即模拟漏电电流仅位于主回路交流电的正半波上，或者仅位于主回路交流电的负半波上。所述的整流模块对主回路交流电进行整流处理，而且，整流后的电流在模拟半波进行限流，使得在模拟半波不能驱动脱扣线圈动作，而在非模拟半波的电流则能够驱动脱扣线圈动作，当主回路具有模拟漏电流模块产生的模拟漏电电流时，此时可控器件控制模块动作导通脱扣线圈的回路，整流模块也无法驱动脱扣线圈触发脱扣，而当主回路发生实际漏电故障时，漏电故障信号在模拟半波和非模拟半波上都会存在，在非模拟半波时整流模块驱动脱扣线圈触发脱扣，实现漏电保护。

所述控制单元模块与模拟漏电流模块连接，用于定时周期性的控制模拟漏电流模块产生仅位于模拟半波上的模拟漏电电流，同时所述可控器件控制模块与控制单元模块连接，向控制单元模块反馈动作信号。当控制单元模块控制模拟漏电流模块产生模拟漏电电流后，接收到可控器件控制模块反馈的动作信号，则认为完成漏电自动检验，且漏电保护功能正常，并且脱扣线圈在整个自动检验过程中均不会动作，保证主线路的用电需求。当控制单元模块控制模拟漏电流模块产生模拟漏电电流后，未检测到可控器件控制模块反馈的动作信号，则认为漏电保护功能异常。

进一步，如图1所示，本实用新型的漏电保护功能自动检验电路，还包括稳压电路模块，用于给控制单元模块和漏电检测处理模块提供电源，稳压电路模块输入端与整流模块连接，输出端与控制单元模块和漏电检测处理模块连接。显然，根据需要也可以设置单独的电源电路，与主回路连接，用于给控制单元模块、漏电检测处理模块提供电源以及漏电保护功能自动检验电路的其它模块供电也是可以的，均属于本实用新型的保护范围。进一步，控制单元模块还包括报警单元，当检测到漏电保护功能异常时进行报警，所述报警单元可以为指示灯，也可以为蜂鸣等。当然，根据其它的功能需要，本实用新型的漏电保护功能自动检验电路还可以包括其它模块。

以下，结合图1，以及图2提供的第一实施例，图3提供的第二实施例进一步说明本实用新型的漏电保护功能自动检验电路。其中，图2的第一实施例，模拟漏电电流为负半波电流，发生在主回路交流电的负半波，模拟半波为主回路交流电的负半波，非模拟半波则为正半波；图3的第二实施例，模拟漏电电流为正半波电流，发生在主回路交流电的正半波，模拟半波为主回路交流电的正半波，非模拟半波则为负半波。

在本实例中优选所述控制单元模块包括MCU芯片U1，所述MCU芯片U1用于控制模拟漏电流模块产生正半波或负半波的模拟漏电电流和用于接收可控器件控制模块的反馈信号，MCU芯片U1在控制模拟漏电流模块产生模拟漏电电流后，通过接收可控器件控制模块的反馈信号来判断漏电保护功能是否正常工作。所述的MCU芯片U1可以为微处理器，单片机等芯片。

在本实例中优选所述模拟漏电流模块包括至少一个用于限流的电阻、单向导通器件和第二可控器件，所述电阻、单向导通器件和第二可控器件串联后的两端连接在主回路上，用于仅在正半波或负半波产生模拟漏电电流，产生模拟漏电电流的正半波或负半波即为模拟半波，对应的未产生模拟漏电电流的负半波或正半波即为非模拟半波。第二可控器件的控制端与控制单元模块连接，其中单向导通器件优选为二极管，第二可控器件优选为光耦，当然三极管和MOS管也可以使用。

在本实例中优选所述整流模块包括多个二极管和至少一个限流电阻，所述多个二极管和限流电阻连接形成一个用于限制模拟半波的电流的整流电路，使得模拟半波上的电流不能驱动脱扣线圈动作，非模拟半波上的电流能够驱动脱扣线圈动作。所述整流电路在限流电阻的限流作用下将模拟半波的模拟漏电电流整流为不能驱动脱扣线圈动作的小电流，而在主回路发生实际漏电故障时(非模拟漏电流发生电路产生的模拟漏电)，由于漏电电流同时包括正半波和负半波的漏电电流，虽然主回路的模拟半波(正半波或负半波)的电流被整流电路整流为不能使脱扣线圈动作的小电流，但非模拟半波(负半波或正半波)的电流经过整流电路后仍能驱动脱扣线圈动作，使得在进行漏电保护功能自动检验时不会脱扣，但发生实际漏电故障时能够正常脱扣。

在本实例中优选所述可控器件控制模块包括连接在整流电路和脱扣线圈的回路中的可控器件，与可控器件连接的反馈电路，可控器件的控制端与漏电检测处理模块连接，漏电检测处理模块控制可控器件导通脱扣线圈的回路，反馈电路与控制单元模块连接，向控制单元模块反馈可控器件的动作信号，反馈可控器件是否导通，当控制单元模块控制模拟漏电流模块产生模拟漏电电流后，基于反馈电路的信号，判定漏电保护功能自动检验是正常还是异常，并且脱扣线圈在整个自动检验过程中均不会动作，保证主线路的用电需求。

所述模拟漏电流模块连接在电流互感器两侧的主回路的Lout和Nout线上，优选模拟漏电流模块通过不穿芯零序互感器连接在主回路上。

结合图2、4和5具体说明第一实施例的模拟漏电流模块和整流模块，在本实施例中，模拟漏电电流模块产生负半波的模拟漏电电流，整流模块用于限制负半波电流。

所述模拟漏电流模块包括限流的电阻R7、作为单向导通器件的二极管D11和第二可控器件D10，所述电阻、二极管D11和第二可控器件D10串联后，二极管D11的阳极与电流互感器一侧的N相线连接，第二可控器件D10通过电阻R7连接在电流互感器另一侧的L相线。

如图2、5所示，所述模拟漏电电流模块包括第二可控器件D10、电阻R9、二极管D11和电阻R7，所述第二可控器件D10的第1脚与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与控制单元模块连接，具体与控制单元模块的MCU芯片U1的CTR管脚连接，用于接收控制单元模块的控制信号，第二可控器件D10的第2脚与GND连接，第二可控器件D10的第3脚与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与电流互感器附近一侧的L相线连接，第二可控器件D10的第4脚与二极管D11的阴极连接，二极管D11的阳极与电流互感器附近另一侧的N相线连接，即为电阻R7的一端和二极管D11的阳极分别连接在电流互感器两侧的Lout和Nout线上。优选第二可控器件D10为光耦。

结合图2、4所示，提供整流模块限流负半波的模拟漏电电流的连接方式，所述整流模块包括由二极管D4、二极管D5、二极管D7、二极管D8以及限流电阻R3构成的全桥整流电路。当输入电压为正半波时，二极管D4和二极管D8构成的回路导通；当输入电压为负半波时，二极管D5、二极管D7及限流电阻R3构成的回路导通，由于限流电阻R3作用，所以经过整流后所输出电压、电流较小。

具体的，如图2、4所示，所述整流模块包括压敏电阻VR1、二极管D4、二极管D5、二极管D7、二极管D8和限流电阻R3，所述压敏电阻VR1的一端、二极管D4的阳极和二极管D7的阴极与L相线连接，压敏电阻VR1的另一端、二极管D5的阳极和二极管D8的阴极与N相线连接，二极管D5的阴极与限流电阻R3的一端连接，二极管D7的阳极、二极管D8的阳极与GND连接，限流电阻R3的另一端、二极管D4的阴极与脱扣线圈连接。

其工作原理为：当控制单元模块向模拟漏电流模块发出一个高电平信号，电阻R9接收到高平电信号后，第二可控器件D10导通，鉴于二极管D11的单向导通特性，电流仅能从N相线经过二极管D11、第二可控器件D10、电阻R7回到L相线，因此产生负半波的模拟漏电电流，负半波的模拟漏电电流的电流回路不会经过电流互感器，而是在电流互感器二次侧感应产生负半波的漏电流信号，进而通过漏电检测处理模块使可控器件控制模块动作使脱扣线圈回路导通，但负半波的模拟漏电电流在经过整流模块后输出的电压、电流较小，不足以使脱扣线圈动作，同时可控器件控制模块向控制单元模块传递反馈信号，由此可完成检验过程。

如图2、3和8所示，所述可控器件控制模块包括用于与整流模块、脱扣线圈连接形成脱扣线圈回路的可控器件，和与可控器件连接的反馈电路。优选可控器件为可控硅V1，所述反馈电路包括由电阻R4、电阻R11、电阻R12、电阻R14、电阻R13和电容器C9形成的分压电路，控制单元模块通过检测分压电路获取可控器件是否使可控器件导通。

具体如图8所示，所述可控器件控制模块包括电阻R4、电阻R5、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容器C2、电容器C9和可控硅V1，可控硅V1作为可控器件，电阻R5的一端和电容器C2的一端与可控硅V1的控制极连接，可控硅V1的控制极与漏电检测处理模块连接，具体如图2、3、8所示，漏电检测处理模块包括漏电芯片U2，可控硅V1的控制极与漏电芯片U2的第五引脚连接；电阻R4的一端与可控硅V1的阳极连接，可控硅V1的阳极通过脱扣线圈与整流模块连接；电阻R4的另一端与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端、电阻R14的一端和电容器C9的一端与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端与控制单元模块连接，电阻R14的另一端、电容器C9的另一端和可控硅V1的阴极与GND连接。其原理为：可控硅V1接收到来自漏电检测处理模块的动作信号后，可控硅V1导通，使控制单元模块接收来自可控器件控制模块的反馈信号，控制单元模块在可控器件控制模块中检测分压电阻上的电压作为反馈信号，当可控硅V1处于截止状态时，控制单元模块经分压电阻上检测到为持续高电平；当可控硅V1处于导通状态时，可控硅V1两端的电压差接近0V，控制单元模块在分压电阻上所检测持续低电平。

如图2、3和6所示，所述稳压电路模块包括二极管D1、电阻R2、电容器C1和稳压二极管D3，二极管D1的阳极通过脱扣线圈与整流模块连接，二极管D1的阴极与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端、稳压二极管D3的阴极与电容器C1的一端连接并作为电源端分别为控制单元模块和漏电检测处理模块供电，参见图6，电源端与控制单元模块的MCU芯片U1的一个管脚、漏电检测处理模块的漏电芯片U2的第八引脚连接实现供电，稳压二极管D3的阳极、电容器C1的另一端与GND连接。

如图2、3和7所示，所述漏电检测处理模块通过信号输入接口J1与电流互感器的二次侧连接，所述漏电检测处理模块包括漏电芯片U2、电阻R8、双向TVS管D9、电阻R6、电阻R10、电容器C3、电容器C4、电容器C5、电容器C6、电容器C7和电容器C8，电流互感器感应产生的漏电信号通过接口J1输入，经过取样电阻R8，双向TVS管D9分别与电阻R6、R10串联，电阻R6、R10的另一端分别接漏电芯片U2第二、第三引脚。所述取样电阻R8、双向TVS管D9与信号输入接口J1并联。具体为，两个TVS管D9反向并联后的一端、电阻R6的一端和电阻R8的一端与信号输入接口J1的一端连接，两个TVS管D9反向并联后的另一端、电阻R10的一端和电阻R8的另一端与信号输入接口J1的另一端连接，电阻R6的另一端、电容器C3的一端和电容器C4的一端与漏电芯片U2的第二引脚连接，电阻R10的另一端、电容器C8的一端和电容器C4的另一端与漏电芯片U2的第三引脚连接，电容器C3的另一端和电容器C8的另一端与GND连接；所述漏电芯片U2的第四引脚与GND连接，漏电芯片U2的第五引脚与可控器件控制模块连接用于控制可控器件控制模块动作，具体如图7所示与可控器件控制模块中的可控硅V1的控制极连接以此驱动可控硅V1导通完成动作过程，漏电芯片U2的第六引脚与电容器C7的一端连接，漏电芯片U2的第七引脚与电容器C5的一端连接，漏电芯片U2的第八引脚与稳压电路模块的电源端和电容器C6的一端连接，电容器C6的另一端、电容器C7的另一端和电容器C8的另一端与GND连接。其工作原理为：在电流互感器感应产生的漏电流信号经过电阻R8产生电压信号，电压信号经过由电阻R6、电阻R10、电容器C3、电容器C4和电容器C8组成的滤波电路输入漏电芯片U2中进行信号处理，随后漏电芯片U2将向可控器件控制模块中的可控硅V1输出动作信号。显然，本实用新型的漏电检测处理电路也可以采用现有常规的漏电检测电路，不采用漏电芯片U2的方式，其检测电路互感器的漏电信号，并向可控器件及控制电路发送触发信号。

结合图3提供第二种实施例的模拟漏电流模块和整流模块。与第一实施例原理相同，在本实例中模拟漏电流模块产生正半波的模拟漏电电流，所述整流模块包括多个二极管和至少一个限流电阻，所述多个二极管和限流电阻连接形成一个用于限流正半波电压的整流电路，所述整流电路在限流电阻的限流作用下将正半波的模拟漏电电流整流为不能驱动脱扣线圈动作的小电流，而在主回路发生实际漏电故障时(非模拟漏电流发生电路产生的模拟漏电流)，由于漏电电流同时包括正半波和负半波的漏电电流，虽然正半波的漏电电流被整流电路整流为较小的电流，但负半波的漏电电流经过整流电路后仍能够驱动脱扣线圈动作。

与第一实施例相似，所述模拟漏电流模块包括电阻R7、二极管D11和第二可控器件D10，所述电阻R7、二极管D11和第二可控器件D10串联后，二极管D11的阳极与电流互感器一侧的L相线连接，第二可控器件D10通过电阻R7连接在电流互感器另一侧的N相线。

模拟漏电流模块包括第二可控器件D10、电阻R9、二极管D11和电阻R7，所述第二可控器件D10的第1脚与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与控制单元模块连接，具体与控制单元模块的MCU芯片U1的CTR管脚连接，用于接收控制单元模块的控制信号，第二可控器件D10的第2脚与GND连接，第二可控器件D10的第3脚与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与电流互感器附近一侧的N相线连接，第二可控器件D10的第4脚与二极管D11的阴极连接，二极管D11的阳极与电流互感器附近另一侧的L相线端连接，即为电阻R7的一端和二极管D11的阳极分别连接在电流互感器两侧的Nout和Lout线上。

所述整流模块具体如3所示，包括由二极管D4、二极管D5、二极管D7、二极管D8以及限流电阻R3构成的全桥整流电路。当输入电压为负半波时，二极管D5和二极管D7构成的回路导通；当输入电压为正半波时，二极管D4、二极管D8及限流电阻R3构成的回路导通，由于限流电阻R3作用，所以经过整流后所输出电压、电流较小。

具体如图3所示，所述整流模块包括压敏电阻VR1、二极管D4、二极管D5、二极管D7、二极管D8和限流电阻R3，所述压敏电阻VR1的一端、二极管D4的阳极和二极管D7的阴极与L相线连接，压敏电阻VR1的另一端、二极管D5的阳极和二极管D8的阴极与N相线连接，二极管D4的阴极与限流电阻R3的一端连接，二极管D7的阳极、二极管D8的阳极与GND连接，限流电阻R3的另一端和二极管D5的阴极与脱扣线圈连接。

其工作原理：当控制单元模块向模拟漏电流模块发出一个高电平信号，电阻R9接收到高平电信号后，第二可控器件D10导通，鉴于二极管D11的单向导通特性，电流仅能从L相线经过二极管D11、第二可控器件D10、电阻R7回到N相线，因此产生正半波的模拟漏电电流，正半波的模拟漏电电流的电流回路不会经过电流互感器，而是在电流互感器二次侧会感应产生正半波的漏电流信号，进而通过漏电检测处理模块使可控器件控制模块动作使脱扣线圈回路导体，但正半波的模拟漏电电流在经过整流模块后输出的电压、电流较小，不足以使脱扣线圈动作，同时可控器件控制模块向控制单元模块传递反馈信号，由此可完成自动检验过程。

结合图2、3可知，上述两个实施例中的漏电检测处理模块、稳压电路模块、可控器件控制模块相同，且电流互感器优选为零序互感器。

本实用新型还提供了一种漏电保护功能自动检验方法，产生仅位于主回路交流电的模拟半波上的模拟漏电电流，所述模拟半波为主回路交流电的正半波或负半波；在主回路交流电的模拟半波上对用于驱动脱扣线圈动作的电流进行限流，使得模拟半波上的电流不能驱动脱扣线圈动作，在非模拟半波上的电流能够驱动脱扣线圈动作；在产生模拟漏电电流后监测触发脱扣线圈动作的信号，如果监测到触发脱扣线圈动作的信号，则说明漏电保护功能正常，否则说明漏电保护功能异常。由于在模拟半波上对用于驱动脱扣线圈动作的电流进行限流，使得在模拟漏电电流的情况下脱扣线圈收到触发脱扣线圈动作的信号后，也不会脱扣断电，而当主回路发生实际漏电故障时，漏电故障信号在模拟半波和非模拟半波上都会存在，在非模拟半波时脱扣线圈收到触发脱扣线圈动作的信号后，仍会正常驱动脱扣线圈触发脱扣，实现漏电保护。

本实用新型的漏电保护功能自动检验方法，能够实现自动定期(如一个月一次)的对漏电保护功能进行检验，但在此过程中并不会使脱扣线圈动作，不影响电路的正常使用，当发生漏电故障时能够正常进行脱扣保护，提高了产品的可靠性和用电安全，提高了应用价值。

实现本实用新型的漏电保护功能自动检验方法的保护电路的实施例如图1-9所示，在主回路上的正半波或负半波产生模拟漏电电流，模拟漏电电流使设置在主回路上用于感应漏电的电流感应器感应产生漏电流信号，漏电流信号在经过处理后使连接在主回路上的脱扣线圈回路导通，模拟漏电电流在对应的模拟半波中在脱扣线圈回路上被限流而不能使脱扣线圈脱扣，通过检测脱扣线圈回路向外输出的反馈信号完成自动检验。在主回路发生漏电故障时，漏电电流使设置在主回路上用于感应漏电的电流感应器感应产生漏电流信号，漏电流信号在经过处理后使连接在主回路上的脱扣线圈回路导通，漏电电流在非模拟半波中没有被限流使得脱扣线圈回路仍可以使脱扣线圈脱扣。

显然本实用新型的漏电保护功能自动检验方法也可以不限于上述实施例。例如，监测触发脱扣线圈动作的信号，也可以设置在监测漏电监测处理模块处，看其是否发出控制可控器件控制模块的信号。当然监测触发脱扣线圈动作的信号，设置在越接近触发脱扣线圈脱扣的位置则更好。周期性触发产生模拟漏电信号，以及判定漏电保护功能是否正常的功能可以如实施例采用MCU芯片U1通过程序的方式实现，也可以通过硬件电路来实现。漏电监测处理功能和可控器件控制触发脱扣线圈的方式，可以根据需要进行调整，均属于本实用新型的保护范围。

进一步，基于本实用新型的漏电保护功能自动检验方法，通过软件实现，周期性地输出一个用于在主回路上产生模拟漏电电流的高平信号，在一定时间内采集并监测触发脱扣线圈动作的反馈信号；若监测到触发脱扣线圈动作的反馈信号则漏电保护功能正常，否则漏电保护功能异常，可以报警提示用户。具体的，当监测到本实用新型的实施例，如果监测到反馈信号为低电平信号，则漏电保护功能自动正常工作；若反馈信号为高电平信号，则漏电保护功能异常工作。

具体结合上述两个实施例详细说明，由所述控制单元模块向模拟漏电流模块输出高电平信号，在一定时间内，控制单元模块采集并检测由可控器件控制模块传递的反馈信号，若控制单元模块检测到反馈信号为低电平信号，则漏电保护功能自动检验电路功能正常；若控制单元模块检测到反馈信号为高电平信号，则漏电保护功能自动检验电路功能异常。优选的，在控制单元模块包括一个报警单元，在检测到漏电保护功能自动检验电路功能异常时，报警单元发出警报。优选报警单元包括由控制单元模块控制的LED灯，在漏电保护功能自动检验电路功能异常时，LED灯常亮作为报警信号，结合图2、3可知，所述LED灯连接在MCU芯片U1上。

如图9所示，所述控制单元模块包括报警单元，所述报警单元包括电阻R1和发光二极管D2，所述电阻R1的一端与MCU芯片U1的一个管脚连接，电阻R1的另一端与发光二极管D2的阳极连接，发光二极管的阴极与GND连接，当漏电保护功能自动检验电路发生故障或失效时，发光二极管D2发光报警。漏电保护功能自动检验电路的是否正常是通过可控器件控制模块向控制单元模块输出的反馈信号判断的，即在产生模拟漏电电流后，控制单元模块持续收到可控器件控制模块输出的高电平即可判断为漏电保护功能自动检验电路发生故障或失效。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种漏电保护功能自动检验电路，其特征在于：包括电流互感器、模拟漏电流模块、漏电检测处理模块、整流模块、脱扣线圈、可控器件控制模块和控制单元模块；

所述电流互感器、整流模块均连接在主回路上，模拟漏电流模块与电流互感器耦合，整流模块通过可控器件控制模块与脱扣线圈形成脱扣线圈回路，漏电检测处理模块分别与电流互感器和可控器件控制模块连接；

所述控制单元模块与模拟漏电流模块连接，控制模拟漏电流模块产生仅位于模拟半波上的模拟漏电电流，所述模拟半波为主回路交流电的正半波或负半波，所述漏电检测处理模块通过电流互感器检测到漏电流信号后触发可控器件控制模块动作导通脱扣线圈回路，所述可控器件控制模块与控制单元模块连接，向控制单元模块反馈动作信号，所述整流模块整流后的电流在模拟半波不能驱动脱扣线圈动作，在非模拟半波能够驱动脱扣线圈动作。

2.根据权利要求1所述的一种漏电保护功能自动检验电路，其特征在于：所述模拟漏电流模块包括至少一个用于限流的电阻、单向导通器件和第二可控器件，所述电阻、单向导通器件和第二可控器件串联后的两端连接在主回路上，用于产生仅位于模拟半波上的模拟漏电电流。

3.根据权利要求1所述的一种漏电保护功能自动检验电路，其特征在于：所述整流模块包括多个二极管和至少一个限流电阻，所述多个二极管和限流电阻连接形成一个用于限制模拟半波的电流的整流电路，使得模拟半波上的电流不能驱动脱扣线圈动作，非模拟半波上的电流能够驱动脱扣线圈动作。

4.根据权利要求1所述的一种漏电保护功能自动检验电路，其特征在于：所述控制单元模块包括MCU芯片U1，所述MCU芯片U1用于控制模拟漏电流模块产生正半波或负半波的模拟漏电电流和用于接收可控器件控制模块的反馈信号，MCU芯片U1在控制模拟漏电流模块产生模拟漏电电流后，通过接收可控器件控制模块的反馈信号来判断漏电保护功能是否正常工作。

5.根据权利要求1所述的一种漏电保护功能自动检验电路，其特征在于：所述可控器件控制模块包括连接在整流电路和脱扣线圈的回路中的可控器件，与可控器件连接的反馈电路，可控器件的控制端与漏电检测处理模块连接，漏电检测处理模块控制可控器件导通脱扣线圈的回路，反馈电路与控制单元模块连接，向控制单元模块反馈可控器件的动作信号。

6.根据权利要求1所述的一种漏电保护功能自动检验电路，其特征在于：还包括稳压电路模块，用于给控制单元模块和漏电检测处理模块提供电源，稳压电路模块输入端与整流模块连接，输出端与控制单元模块和漏电检测处理模块连接。

7.根据权利要求1所述的一种漏电保护功能自动检验电路，其特征在于：所述模拟漏电流模块包括电阻R7、二极管D11和第二可控器件D10，所述电阻R7、二极管D11和第二可控器件D10串联后，二极管D11的阳极与电流互感器一侧的N相线连接，第二可控器件D10通过电阻R7连接在电流互感器另一侧的L相线；

所述整流模块包括由二极管D4、二极管D5、二极管D7、二极管D8以及限流电阻R3构成的全桥整流电路；当输入电压为正半波时，二极管D4和二极管D8构成的回路导通；当输入电压为负半波时，二极管D5、二极管D7及限流电阻R3构成的回路导通。

8.根据权利要求1所述的一种漏电保护功能自动检验电路，其特征在于：

所述模拟漏电流模块包括电阻R7、二极管D11和第二可控器件D10，所述电阻R7、二极管D11和第二可控器件D10串联后，二极管D11的阳极与电流互感器一侧的L相线连接，第二可控器件D10通过电阻R7连接在电流互感器另一侧的N相线；

所述整流模块包括由二极管D4、二极管D5、二极管D7、二极管D8以及限流电阻R3构成的全桥整流电路；当输入电压为负半波时，二极管D5和二极管D7构成的回路导通；当输入电压为正半波时，二极管D4、二极管D8及限流电阻R3构成的回路导通。

9.根据权利要求5所述的一种漏电保护功能自动检验电路，其特征在于：所述可控器件控制模块包括电阻R4、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14和电容器C9构成的反馈电路，作为可控器件的可控硅V1，电阻R5和电容器C2，电阻R5的一端和电容器C2的一端与可控硅V1的控制极连接，可控硅V1的控制极与漏电检测处理模块连接，电阻R4的一端与可控硅V1的阳极连接，可控硅V1的阳极通过脱扣线圈与整流模块连接；电阻R4的另一端与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端、电阻R14的一端和电容器C9的一端与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端与控制单元模块连接，电阻R14的另一端、电容器C9的另一端和可控硅V1的阴极与GND连接。

10.根据权利要求1所述的一种漏电保护功能自动检验电路，其特征在于：所述漏电检测处理模块包括漏电芯片U2、电阻R8、双向TVS管D9、电阻R6、电阻R10、电容器C3、电容器C4和电容器C8；两个TVS管D9反向并联后的一端、电阻R6的一端和电阻R8的一端与电流互感器的一端连接，两个TVS管D9反向并联后的另一端、电阻R10的一端和电阻R8的另一端与电流互感器的另一端连接，电阻R6的另一端、电容器C3的一端和电容器C4的一端与漏电芯片U2连接，电阻R10的另一端、电容器C8的一端和电容器C4的另一端与漏电芯片U2连接，电容器C3的另一端和电容器C8的另一端与GND连接；漏电芯片U2与可控器件控制模块连接用于控制可控器件控制模块动作。

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