CN214412258U - 一种漏电保护装置以及电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例提供了漏电保护装置以及包括其的电器。该漏电保护装置包括电源电路，电源电路包括接地端、场效应管、升压转换器和电感，其中，接地端用于连接电池的负极、场效应管的源极用于连接电池的正极、场效应管的栅极用于连接外部电源，场效应管的漏极也用于连接外部电源，并连接升压转换器的输入端，电感与升压转换器并联；以及检测电路，检测电路的电源输入端连接升压转换器的输出端。漏电保护装置可以在外部电源的供电下工作。而当外部电源无法供电时，电源电路可以利用电池作为备用电源为检测电路供电，可以解决外部电源无法供电所导致的漏电保护装置的无法正常工作问题。

Description

一种漏电保护装置以及电器

技术领域

本实用新型涉及电器的漏电保护领域，更具体地涉及一种漏电保护装置以及包括其的电器。

背景技术

当前诸如家用电器的各种用电设备的安全隐患最主要是漏电问题，在其使用过程中因漏电而导致使用者触电的事故层出不穷。因此，需要一个漏电保护装置来确保使用者的安全。

现有技术中，有些漏电保护装置用简单的漏电开关实现，但是其对电器的安装环境有较高要求，例如其要求电器的地线连接良好，否则会导致其可靠性难以保证。随着人们对漏电保护装置的可靠性的要求日益提高，漏电保护装置日趋复杂。漏电保护装置中包括的电器元件越来越多，工作原理也越来越复杂。这些漏电保护装置的工作通常需要电源输入。

但是，在现有技术中，漏电保护装置通常与电器共用同一电源电路,该电源电路通常外接市电。这使得漏电保护装置的漏电保护功能严重受到外电网的影响，降低了漏电保护装置的保护效果。

实用新型内容

考虑到上述问题而提出了本实用新型。根据本实用新型的一个方面提供一种漏电保护装置，包括电源电路，电源电路包括接地端、场效应管、升压转换器和电感，其中，接地端用于连接电池的负极、场效应管的源极用于连接电池的正极、场效应管的栅极用于连接外部电源，场效应管的漏极也用于连接外部电源，并连接升压转换器的输入端，电感与升压转换器并联；以及检测电路，检测电路的电源输入端连接升压转换器的输出端。

通过设置以上电源电路为检测电路提供电源，漏电保护装置可以在外部电源的供电下正常工作。而当外部电源无法供电时，电源电路可以利用电池作为备用电源为检测电路供电，可以解决外部电源无法供电所导致的漏电保护装置的无法正常工作问题。此外，在外电网供电时，场效应管截止，这也避免了电池在外电网正常的情况下放电，节省了电量。最后，该漏电保护装置能够用作电器使用的前置检测设备。这样，在电器使用之前，漏电保护装置就可以检测出其电源是否漏电并加以保护，从而有效地避免了触电事故的发生。

示例性地，场效应管的漏极经由第一二极管连接外部电源。

由此，利用二极管的单向导电性可以保证电池电量全部传输给升压转换器及后续电路，而不会传输给外部电源。这可以节省电池的电量，提高电池的使用寿命，避免了经常更换电池造成资源的浪费。

示例性地，电源电路还包括：充电电路，其中，充电电路的电源输入端用于连接外部电源，充电电路的输出端用于连接电池的正极。

根据上述技术方案，利用充电电路可以在外部电源有电的情况下对电池进行充电。这可以使电池的电量维持在充足的状态。即使出现外电网断电等情况，漏电保护装置不会因为电池电量不足而无法正常工作。

示例性地，充电电路的电源输入端还经由第一滤波电容连接接地端。

设置第一滤波电容可对充电电路的外来电流干扰进行滤波。从而，可以使充电电路稳定的工作，输出稳定的充电电流到电池。由此，可以延长电池的使用寿命

示例性地，升压转换器利用开关电源芯片实现。

利用开关电源芯片来实现升压转换器的功能易实现，而且集成度高，节约占地面积。而且，其减少了漏电保护装置中的电路连接，有效避免了因漏电保护装置中的电子元件之间的断连而导致的装置损坏，提高了漏电保护装置的寿命。

示例性地，升压转换器的输出端是开关电源芯片的输出引脚，开关电源芯片的输出引脚还连接第一电阻分压器，开关电源芯片的反馈输入引脚连接第一电阻分压器的中心点，开关电源芯片的输出引脚和第一电阻分压器的中心点之间还连接有补偿电容。

由此，开关电源芯片可以通过反馈输入引脚对输出电压进行监测。当负载产生变化时，电源电路可以基于监测结果进行调整，从而输出稳定的期望电压到检测电路。进而保证了漏电保护装置的漏电保护功能可以正常执行。

示例性地，开关电源芯片的输出引脚经由第二二极管连接检测电路的电源输入端和第一电阻分压器。

因为二极管具有单向导电性，所以可以有效提高开关电源芯片的输出电压的抗干扰性。确保了开关电源芯片的输出电压的稳定性，进而确保了漏电保护装置的可靠性。

示例性地，升压转换器的输入端是开关电源芯片的输入引脚，开关电源芯片的输入引脚经由第二滤波电容接地。

设置第二滤波电容可对开关电源芯片的外来尖峰电压干扰进行平滑滤波。从而，可以使开关电源芯片稳定的工作，输出稳定的期望电压到检测电路。由此，进一步保证了漏电保护装置的保护效果。

示例性地，升压转换器的输出端经由第二二极管连接检测电路的电源输入端。

将升压转换器的输出端经由第二二极管连接到检测电路，可以有效提高升压转换器的输出电压的抗干扰性。确保了升压转换器的输出电压的稳定性，进而确保了漏电保护装置的可靠性。

示例性地，检测电路包括：主控电路和三极管驱动电路；

主控电路包括光耦电路和主控芯片；

光耦电路包括输入零线、输入火线和输入地线，输入零线、输入火线和输入地线中的任意二者之间连接有限流电阻、光耦的信号发送端和二极管，光耦的信号接收端连接主控芯片，输入零线、输入火线和输入地线中的每一个上还连接有继电器，继电器的信号控制端经由三极管驱动电路连接主控芯片，主控芯片用于根据来自光耦的信号接收端的信号控制继电器，光耦的信号接收端、继电器和主控芯片还连接升压转换器的输出端，以由电源电路为其供电。

利用上述检测电路实现漏电保护装置的漏电保护功能。即使光耦电路中产生微弱电流，光耦也可以输出相应的电平信号到主控芯片，主控芯片所得结果准确、可靠。当出现电源电线连接错误或缺失、电器外壳带电即地线带电或地线缺失等不正常的情况，主控芯片可以根据所得电平信号控制继电器开关的通断，可以阻止电器工作，避免触电事故的发生。由此，保证了漏电保护装置的漏电保护功能可以安全、智能的执行。

示例性地，漏电保护装置还包括报警电路，报警电路包括指示灯电路和/或蜂鸣器电路，指示灯电路和/或蜂鸣器电路连接主控芯片，以在主控芯片的控制下报警，指示灯电路和/或蜂鸣器电路还连接升压转换器的输出端，以由电源电路为其供电。

报警电路可以在检测电路检测到漏电情况时提醒用户，避免用户触电。报警电路的设置使得漏电保护装置的漏电保护功能更完善，并且用户可以根据LED指示灯的颜色得知具体漏电部分，为之后的维修工作降低了难度、减小了工作量。

示例性地，场效应管的源极连接有第二电阻分压器，第二电阻分压器的中心点连接主控芯片。

由此，主控芯片可以经由第二电阻分压器对电池的输出电压进行实时监测。可以在电池电量不足的情况下，及时提示用户对其进行更换或充电。有效地避免了因电池电量过低而造成电源电路的输出电压不稳定，从而影响检测电路的漏电检测结果等问题的产生。这样，可以确保漏电保护装置正常工作。

示例性地，第二电阻分压器的中心点还经由第三滤波电容接地。

在主控芯片对电池的输出电压进行采样检测的电路中设置第三滤波电容，有效降低了其他电路和/或电子元件对上述采样检测过程的干扰，从而减小了误差。这样，可以实现电池电量的最大化利用，节约了资源。

根据本实用新型的另一方面，提供一种电器。该电器包括如上所述的漏电保护装置。

设置有漏电保护装置的电器可以在使用前进行漏电自检，也可以在使用过程中实时检测是否有漏电情况的发生，保证了电器使用的安全性，有效避免了触电事故的发生，减少了人员伤亡。而且，由于该电器中的漏电保护装置不仅可以利用外部电源供电，还可以利用电池供电，克服了在外电网断电时导致漏电保护装置不工作的问题。从而，更理想地保证了该电器的安全性。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过结合附图对本实用新型实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的漏电保护装置的示意性框图；

图2示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的漏电保护装置中的电源电路的示意图；

图3示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的漏电保护装置中的检测电路的示意图；

图4示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的漏电保护装置中的报警电路的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

100、电源电路；110、电感；120、升压转换器；130、接地端；140、开关电源芯片；150、第一电阻分压器；160、第二电阻分压器；170、场效应管；180、外部电源；200、检测电路；210、光耦电路；211、第一光耦支路；212、第二光耦支路；213、第三光耦支路；220、主控芯片；230、三极管驱动电路；300、报警电路；310、指示灯电路；320、蜂鸣器电路。

具体实施方式

为了使得本实用新型的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本实用新型的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是本实用新型的全部实施例，应理解，本实用新型不受这里描述的示例实施例的限制。基于本实用新型中描述的本实用新型实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本实用新型的保护范围之内。

现有的电器中，漏电保护装置通常与电器主体共用同一电源电路，该电源电路通常外接市电。而当市电发生故障或外电网断电时可能会出现漏电保护装置不工作的情况。这样，当供电恢复正常时，漏电保护装置可能无法及时正常工作，对电器的漏电情况加以检测并警示。进而如果电器发生漏电，可能会给用户带来不必要的伤害。总之，现有的漏电保护装置深受外电网的影响，难以保证其漏电保护功能的时时实现。

根据本实用新型的一方面，提供一种漏电保护装置。图1示出了根据本实用新型一个实施例的漏电保护装置的示意性框图。如图1所示，该漏电保护装置包括电源电路100和检测电路200。该检测电路200用于检测所保护的电器是否发生漏电情况。该电源电路100用于给检测电路200供电。该电源电路100包括接地端130、场效应管170、升压转换器120和电感110。其中，接地端130用于连接电池的负极。场效应管170的源极S用于连接电池的正极。场效应管170的栅极G用于连接外部电源180。场效应管170的漏极D也用于连接外部电源180，并连接升压转换器120的输入端。电感110和升压转换器120并联。检测电路200的电源输入端连接升压转换器120的输出端，以由电源电路100为其提供电能。

示例性地，当外部电源180可以正常供电时，利用外部电源180为漏电保护装置供电。该外部电源180可以是漏电保护装置所检测电器的电源板上的直流电输出引脚。当外部电源180故障或外电网断电时，可以选用一节或多节电池为漏电保护装置供电。该电池可以是干电池、可充电的锂电池等等。如图1所示，场效应管170的源极S用于连接电池的正极，接地端130用于连接电池的负极。场效应管170的栅极G用于连接外部电源180。场效应管170的漏极D用于连接升压转换器120的输入端和外部电源180二者。场效应管170用于实现外部电源180和电池的供电切换。升压转换器120和电感110并联在场效应管170的漏极D和检测电路200之间。电池或外部电源180用于将直流电输入到升压转换器120和电感110。升压转换器120和电感110可以共同作用将输入电压升高为更大的输出电压。当漏电保护装置由电池供电时，根据电池的不同，该输入电压可以是1.5V、3.7V等。当漏电保护装置由外部电源180供电时，该输入电压可以是5V等。

可选地，场效应管170可以是P沟道金属氧化物半导体场效应管(PMOS)。当外部电源180出现故障或断电时，此时PMOS管的源极S的电压大于其栅极G的电压。根据PMOS管的特性，当源极S的电压大于栅极G的电压时，PMOS管导通。电池的电压可以经由PMOS管输入到升压转换器120及后续电路。当外部电源180可以正常供电时，由于电池电压小于外部电源180的电压，所以此时PMOS管的源极S的电压小于其栅极G的电压。根据PMOS管的特性，当源极S的电压小于栅极G的电压时，PMOS管截止。也就是说，此时升压转换器120以及后续电路由外部电源180供电。

示例性地，在升压转换器120中可以包括电容和开关等电子元件。当升压转换器120中的开关处于导通状态，电感110可以将所得的直流电储存起来。当升压转换器120中的开关处于断开状态，电感110可以将所存储的直流电释放出来。此时升压转换器120的输出端的输出电压值可以是电感110释放的直流电的电压值与电池的输入电压值的总和。可以理解，这个总和是大于输入电压的。也就是说，此时升压转换器120和电感110起到了升压的作用。可以通过改变升压转换器120中的开关的导通和关断的时间和/或电感110的参数，从而得到期望的输出电压值。根据检测电路200的需要，该输出电压值可以是，例如5V和/或12V。在上述过程中，升压转换器120中的开关不断高频地导通和关断，可以控制电感110不断地储能、释能。最终，可以使输出电压值逐渐趋于平衡，稳定在期望的输出电压值。开关导通关断的频率很高，对用户来说，上述过程几乎是不可见的。升压转换器120的输出端与检测电路200的电源输入端相连，用于为检测电路200提供所需的直流电。检测电路200可以用于在所需直流电供电的情况下检测电器的漏电情况。

通过设置以上电源电路100为检测电路200提供电源，在外电网有电时，漏电保护装置可以在外部电源180的供电下正常工作。而当外部电源180无法供电时，电源电路100可以利用电池作为备用电源为检测电路200供电，可以解决外部电源180无法供电所导致的漏电保护装置的无法正常工作问题。此外，在外电网供电时，场效应管170截止，这也避免了电池在外电网正常的情况下放电，节省了电量。最后，该漏电保护装置能够用作电器使用的前置检测设备。这样，在电器使用之前，漏电保护装置就可以检测出其电源是否漏电并加以保护，从而有效地避免了触电事故的发生。

图2示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的漏电保护装置中的电源电路100的示意图。

如图2所示，场效应管170的漏极D经由第一二极管D6连接外部电源180。第一二极管D6的导通方向为由外部电源180至场效应管170。即第一二极管D6的阳极用于连接外部电源180，其阴极连接场效应管170的漏极引脚D。如上所述，当外部电源180无法正常供电时，漏电保护装置由电池供电。可以在外部电源180与场效应管170的漏极D之间的电路上设置第一二极管D6。由此，利用二极管的单向导电性可以保证电池电量全部传输给升压转换器120及后续电路，而不会传输给外部电源180。这可以节省电池的电量，提高电池的使用寿命，避免了经常更换电池造成资源的浪费。

示例性地，升压转换器120的输出端可以经由第二二极管连接检测电路200的电源输入端。第二二极管的导通方向为由升压转换器120至检测电路200。二极管具有单向导电性。将升压转换器120的输出端经由第二二极管连接到检测电路200，可以有效提高升压转换器120的输出电压的抗干扰性。确保了升压转换器120的输出电压的稳定性，进而确保了漏电保护装置的可靠性。

示例性地，升压转换器120可以利用开关电源芯片140实现。优选地，开关电源芯片140可以采用低静态电流的电源芯片，以降低漏电保护装置的功耗。如图2所示，可以在CN8处接入电池来提供直流电。CN8处的端子1用于连接电池的正极。CN8处的端子2连接电源电路100的接地端130，并且用于连接电池的负极。端子1还用于连接场效应管170的3个源极引脚S。场效应管170的栅极引脚G用于连接外部电源180。场效应管170的4个漏极引脚D用于连接开关电源芯片140的电源引脚V、电源引脚I和电感110。如上所述，开关电源芯片140可以在外电网有电时，在外部电源180供电下正常工作。其也可以在外电网断电或外部电源180发生故障时，在电池供电下正常工作。开关电源芯片140内可以集成有内部开关，其上设置有与该内部开关连接的开关引脚，以作为其输出引脚SW。内部开关可以是高速金属氧化物半导体场效应管(MOS)。通过开关电源芯片140内部脉冲宽度调制(PWM)或脉冲频率调制(PFM)可以控制内部开关高速地导通和关断。可选地，根据输入电压的不同，可以设置开关电源芯片140的不同的PWM脉冲的高电平和低电平的占空比。由此，可以改变内部开关的导通和关断的时间。根据上述可知，开关电源芯片140的输出引脚SW所输出的电压值包括电感110释放电能的电压值和电池或外部电源180输入的电压值。通过设置上述占空比和电感110的参数，可以获得期望的输出电压值。可以理解，开关电源芯片140的输出引脚SW是升压转换器120的输出端。开关电源芯片140的输出引脚SW和电感110连接检测电路200的电源输入端。即，在该方案中，开关电源芯片140和电感110并联在场效应管170的漏极引脚D和检测电路200之间，以利用电池或外部电源180给检测电路200供电。

利用开关电源芯片140来实现升压转换器120的功能易实现，而且集成度高，节约占地面积。而且，其减少了漏电保护装置中的电路连接，有效避免了因漏电保护装置中的电子元件之间的断连而导致的装置损坏，提高了漏电保护装置的寿命。

示例性地，升压转换器120的输入端是开关电源芯片140的输入引脚。开关电源芯片140的输入引脚可以经由第二滤波电容接地。一般地，可以将使能引脚CE接入高电平以使开关电源芯片140正常工作，如图2所示，使能引脚CE连接场效应管170的漏极引脚D。如图2所示，开关电源芯片140的使能引脚CE还经由第二滤波电容C23接地。设置第二滤波电容C23可对开关电源芯片140的外来尖峰电压干扰进行平滑滤波。从而，可以使开关电源芯片140稳定的工作，输出稳定的期望电压到检测电路200。由此，进一步保证了漏电保护装置的保护效果。

如前所述，升压转换器120的输出端是开关电源芯片140的输出引脚SW。示例性地，开关电源芯片140的输出引脚SW还可以连接第一电阻分压器150。开关电源芯片140的反馈输入引脚FB可以连接第一电阻分压器150的中心点。可理解，中心点并不意味着其前后的电阻各为第一电阻分压器150的总电阻的1/2，仅表示其前后各有一部分第一电阻分压器150的电阻。开关电源芯片140的输出引脚SW和第一电阻分压器150的中心点之间还可以连接有补偿电容C19。如图2所示，第一电阻分压器150包括由中心点分隔开的电阻R43和电阻R50。其中，电阻R43和电阻R50的电阻值可以相同或不同。开关电源芯片140的反馈输入引脚FB连接在电阻R43和电阻R50之间的中心点上。开关电源芯片140的输出引脚SW经由补偿电容C19也连接在上述中心点上。一般地，反馈输入引脚FB所需的输入电压为一个低幅值的电压。开关电源芯片140和电感110的输出电压可以通过电阻R43和电阻R50进行适当分压，之后再输入给反馈输入引脚FB。反馈输入引脚FB可以监测该输出电压。例如，当电源电路100连接的负载增大时，负载所需的能量随之增加。此时，输出电压会变低，反馈输入引脚FB的输入电压也随之变低。可以通过改变开关电源芯片140的PWM脉冲的占空比来增加内部开关的导通时间。内部开关的导通时间增加也就意味着电感110储存的能量的增加，从而可以提高并稳定前述输出电压到期望电压。同时，在电路中设置补偿电容C19可以使输出电压更加稳定。

由此，开关电源芯片140可以通过反馈输入引脚FB对输出电压进行监测。当负载产生变化时，电源电路100可以基于监测结果进行调整，从而输出稳定的期望电压到检测电路200。进而保证了漏电保护装置的漏电保护功能可以正常执行。

如图2所示，开关电源芯片140的输出引脚SW可以经由第二二极管D9连接检测电路200的电源输入端和第一电阻分压器150。第二二极管的导通方向为从开关电源芯片140至检测电路200和第一电阻分压器150。由于开关电源芯片140的高集成度，其可能引入更多的干扰信号。因为二极管具有单向导电性，所以可以有效提高开关电源芯片140的输出电压的抗干扰性。确保了开关电源芯片140的输出电压的稳定性，进而确保了漏电保护装置的可靠性。

示例性地，电源电路100还包括充电电路。充电电路的电源输入端用于连接外部电源180。充电电路的输出端用于连接电池的正极。如上所述，该电池可以是可充电的锂电池。因此，外部电源180不仅可以用于为升压转换器120等供电，还可以用于在锂电池电量不足的情况下对锂电池进行充电。可选地，可以利用充电芯片实现上述充电电路。如图2所示，充电电路的电源输入端，即充电芯片的电源引脚V_cc用于连接外部电源180。充电电路的输出端，即充电芯片的输出引脚BAT用于连接电池的正极。这样，外部电源180可以经由充电芯片为电池充电。优选地，充电芯片上还可以设置有电流可编程引脚PROG。该电流可编程引脚PROG可以连接可变电阻R30。该可变电阻R30可以连接充电芯片的接地引脚GND并接地。示例性地，可以根据当前外电网的状态和/或上述可充电的锂电池的具体参数对该可变电阻R30的阻值进行调整，进而通过电流可编程引脚PROG调整输出引脚BAT的输出电流，即锂电池的充电电流。一般地，充电芯片上还可以设置有使能引脚CE。可以将使能引脚CE接入高电平，即连接外部电源180，以使充电芯片正常工作。

根据上述技术方案，利用充电电路可以在外部电源180有电的情况下对电池进行充电。这可以使电池的电量维持在充足的状态。即使出现外电网断电等情况，漏电保护装置不会因为电池电量不足而无法正常工作。

示例性地，充电电路的电源输入端还经由第一滤波电容C5连接接地端130。

设置第一滤波电容C5可对充电电路的外来电流干扰进行滤波。从而，可以使充电电路稳定的工作，输出稳定的充电电流到电池。由此，可以延长电池的使用寿命。

图3示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的漏电保护装置的检测电路200的示意图。如图3所示，检测电路200可以包括主控电路和三极管驱动电路230。主控电路可以包括光耦电路210和主控芯片220。其中，光耦电路210包括输入零线、输入火线和输入地线。输入零线、输入火线和输入地线中的任意二者之间连接有限流电阻、光耦的信号发送端和二极管。光耦的信号接收端连接主控芯片220。输入零线、输入火线和输入地线中的每一个上还连接有继电器。继电器的信号控制端经由三极管驱动电路230连接主控芯片220。主控芯片220用于根据来自光耦的信号接收端的信号控制继电器。光耦的信号接收端、继电器和主控芯片220还连接升压转换器120的输出端，以由电源电路100为其供电。

当电源电路100为检测电路200供电时，检测电路200中的光耦电路210和主控芯片220可以正常工作。如图3所示，光耦电路210包括第一光耦支路211、第二光耦支路212和第三光耦支路213。在第一光耦支路211中，光耦U1的信号发送端的阳极经多级串联限流电阻R01、R02、R03、R04与输入零线相连。光耦U1的信号发送端的阴极与二极管D5的阳极相连。二极管D5的阴极与输入火线相连。光耦U1的信号接收端的集电极与主控芯片220的INT0引脚相连。升压转换器120的输出端经由电阻R05连接在集电极上为第一光耦支路211供电。光耦U1的信号接收端的发射极接地。光耦U1的信号接收端的集电极经由电容C6接地。在第二光耦支路212中，光耦U2的信号发送端的阳极经多级串联限流电阻R06、R07、R08、R09与输入火线相连。光耦U2的信号发送端的阴极与二极管D4的阳极相连。二极管D4的阴极与输入地线相连。光耦U2的信号接收端的集电极与主控芯片220的INT1引脚相连。升压转换器120的输出端经由电阻R10连接在集电极上为第二光耦支路212供电。光耦U2的信号接收端的发射极接地。光耦U2的信号接收端的集电极也经由电容C4接地。在第三光耦支路213中，光耦U3的信号发送端的阳极经串联限流电阻R11、R12与输入零线相连。光耦U3的信号发送端的阴极经串联限流电阻R13、R14与二极管D2的阳极相连。二极管D2的阴极与输入地线相连。光耦U3的信号接收端的集电极与主控芯片220的INT2引脚相连。升压转换器120的输出端经由电阻R15连接在集电极上为第三光耦支路213供电。光耦U3的信号接收端的发射极接地。光耦U3的信号接收端的集电极也经由电容C2接地。

输入零线、输入火线以及输入地线的一端用于连接诸如220V的外部电网。输入地线的另一端用于接地。输入零线与输入火线的另一端用于连接电器。输入零线、输入火线以及输入地线中的每一个上还分别连接有继电器。继电器的一端连接升压转换器120的输出端，另一端连接在三极管的集电极上。三个三极管的发射极相连并接地，由此构成三极管驱动电路230。主控芯片220的P-REL1、P-REL2、P-REL3引脚分别与三个三极管的基极相连，用于控制继电器的导通关断。

下面详细描述根据本实用新型一个实施例的漏电保护装置的工作原理。

(1)主控芯片220向三极管Q1、Q2、Q3输出高电平的启动信号，三极管驱动电路230导通。因此，继电器有电流通过产生磁力，将开关K1、K2、K3吸合，形成通路。

(2)读取一个外电网电流周期内输入零线、输入火线、输入地线三者两两之间的光耦U1、U2、U3在正半周和负半周分别输出的电平值。以光耦支路211为例，当输入零线、输入火线均正常连接时，在电网电压的正弦波前5毫秒，电流方向是从输入零线到多级串联限流电阻R01、R02、R03、R04，之后正向通过光耦U1、二极管D5到达输入火线。光耦U1导通，触发光耦U1的信号接收端，使得集电极和发射极导通，从而拉低主控芯片220的INT0引脚的电平，得到小于5毫秒的低电平，记为0。当电网电压的正弦波进入后5毫秒，即负半周时，由于二极管D5具有单向导通性，光耦U1中不能通过电流，故不能导通。因此，主控芯片220的INT0引脚变为时间大于5毫秒的高电平，记为1。

(3)主控芯片220将接收到的电平信号与预设数值进行对照，根据对照结果判断情况是否正常，从而对继电器进行控制。若判断为正常情况则允许继电器的开关K1、K2闭合，而控制开关K3断开；若判断为非正常情况则控制继电器的开关K1、K2、K3均断开。

利用上述检测电路200实现漏电保护装置的漏电保护功能。即使光耦电路210中产生微弱电流，光耦也可以输出相应的电平信号到主控芯片220，主控芯片220所得结果准确、可靠。当出现电源电线连接错误或缺失、电器外壳带电即地线带电或地线缺失等不正常的情况，主控芯片220可以根据所得电平信号控制继电器开关的通断，可以阻止电器工作，避免触电事故的发生。由此，保证了漏电保护装置的漏电保护功能可以安全、智能的执行。

可选地，漏电保护装置还可以包括报警电路。图4示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的漏电保护装置的报警电路300的示意图。报警电路300包括指示灯电路310和/或蜂鸣器电路320。指示灯电路310连接主控芯片220，其可以包括发光二极管(LED)。蜂鸣器电路320也可以连接主控芯片220。由此，报警电路可以在主控芯片220的控制下报警。指示灯电路310还连接升压转换器120的输出端，以由电源电路100为其供电。蜂鸣器电路320与指示灯电路310类似，也连接升压转换器120的输出端。

如图4所示，在指示灯电路310中，发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6分别串联电阻R30、R31、R32、R33、R34、R35，这些串联电路并联在一起。指示灯电路310的一端连接升压转换器120的输出端，另一端分别连接主控芯片220的P-LED1引脚、P-LED2引脚、P-LED3引脚、P-LED4引脚、P-LED5引脚、P-LED6引脚。表1示出了在电器电源连线不同连接的不同情况下指示灯电路中的LED指示灯的预设真值表。其中LED指示灯的亮灭分别表示不同的值“1”和“0”。本领域普通技术人员可以理解，也可以利用双色LED指示灯来实现，不同颜色亮起表示不同的值。如上所述，主控芯片220可以接收到电平信号，并将该电平信号与预设真值表进行对照，判断当前情况属于预设真值表中的哪一种情况，并相应的亮灯。

表1 预设真值表

在蜂鸣器电路320中，蜂鸣器BUZ与电阻R36并联后再与电阻R37串联。蜂鸣器电路320的一端连接升压转换器120的输出端，另一端连接主控芯片220的P-BUZ引脚。当漏电保护装置所保护的电器发生异常时，蜂鸣器BUZ向用户报警提示。

报警电路300可以在检测电路200检测到漏电情况时提醒用户，避免用户触电。报警电路300的设置使得漏电保护装置的漏电保护功能更完善，并且用户可以根据LED指示灯的颜色得知具体漏电部分，为之后的维修工作降低了难度、减小了工作量。

示例性地，场效应管170的源极S还连接有第二电阻分压器160，第二电阻分压器160的中心点连接主控芯片220。如图2所示，第二电阻分压器160示出为包括串联的电阻R31和电阻R32。场效应管170的源极S引脚S连接电阻R31，电阻R32的一端连接电阻R31，另一端连接接地端。与第一电阻分压器150的中心点类似地，第二电阻分压器160的中心点也不表示其将第二电阻分压器160划分为相等的两个电阻。可以理解，电阻R31和电阻R32可以选用阻值较高的电阻实现，以降低漏电保护装置的功耗。电池的输出电压可以经由前述两个电阻分压，进而输出到主控芯片220的BAT-AD引脚，以由主控芯片220对电池的输出电压进行采样检测。如上所述，主控芯片220还连接报警电路300。当主控芯片220检测到电池的输出电压小于一个阈值时，可以判定此时电池的电量不足。该阈值可以预设在主控芯片220中。进而主控芯片220可以通过控制报警电路300中的指示灯电路310和/或蜂鸣器电路320来提示用户及时更换电池或及时给电池充电。可以理解，指示灯电路310和/或蜂鸣器电路320可以通过与上述提示用户漏电情况不同的提示方式来提示用户，在此不一一限定。

由此，主控芯片220可以经由第二电阻分压器160对电池的输出电压进行实时监测。可以在电池电量不足的情况下，及时提示用户对其进行更换或充电。有效地避免了因电池电量过低而造成电源电路100的输出电压不稳定，从而影响检测电路200的漏电检测结果等问题的产生。这样，可以确保漏电保护装置正常工作。

如图2所示，第二电阻分压器160的中心点可以经由还经由第三滤波电容C8接地。

在主控芯片220对电池的输出电压进行采样检测的电路中设置第三滤波电容C8，有效降低了其他电路和/或电子元件对上述采样检测过程的干扰，从而减小了误差。这样，可以实现电池电量的最大化利用，节约了资源。

根据本实用新型的另一方面，提供一种电器。该电器包括如上所述的漏电保护装置。在用户开始使用电器之前或在电器使用过程中，可以利用漏电保护装置对其电源或电器本身进行漏电检测。例如，电源线中的输入电线是否缺失、错接或者是电器外壳是否漏电等漏电情况。漏电保护装置的工作过程如上所述，在此不再赘述。

设置有漏电保护装置的电器可以在使用前进行漏电自检，也可以在使用过程中实时检测是否有漏电情况的发生，保证了电器使用的安全性，有效避免了触电事故的发生，减少了人员伤亡。而且，由于该电器中的漏电保护装置不仅可以利用外部电源180供电，还可以利用电池供电，克服了在外电网断电时导致漏电保护装置不工作的问题。从而，更理想地保证了该电器的安全性。

为了便于描述，在这里可以使用术语“连接”来描述图中所示的一个或多个元件或特征与其他元件或特征的关系。应当理解的是，“连接”可以包括直接连接或经由其他元件或特征的间接连接，本文意在包含所有这些情况。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (14)

1.一种漏电保护装置，其特征在于，包括：

电源电路，所述电源电路包括接地端、场效应管、升压转换器和电感，其中，所述接地端用于连接电池的负极、所述场效应管的源极用于连接所述电池的正极、所述场效应管的栅极用于连接外部电源，所述场效应管的漏极也用于连接所述外部电源，并连接所述升压转换器的输入端，所述电感与所述升压转换器并联；以及

检测电路，所述检测电路的电源输入端连接所述升压转换器的输出端。

2.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于，所述场效应管的漏极经由第一二极管连接所述外部电源。

3.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于，所述电源电路还包括：充电电路，其中，所述充电电路的电源输入端用于连接所述外部电源，所述充电电路的输出端用于连接所述电池的正极。

4.根据权利要求3所述的漏电保护装置，其特征在于，所述充电电路的电源输入端还经由第一滤波电容连接所述接地端。

5.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于，所述升压转换器利用开关电源芯片实现。

6.根据权利要求5所述的漏电保护装置，其特征在于，所述升压转换器的输出端是所述开关电源芯片的输出引脚，所述开关电源芯片的输出引脚还连接第一电阻分压器，所述开关电源芯片的反馈输入引脚连接所述第一电阻分压器的中心点，所述开关电源芯片的输出引脚和所述第一电阻分压器的中心点之间还连接有补偿电容。

7.根据权利要求6所述的漏电保护装置，其特征在于，所述开关电源芯片的输出引脚经由第二二极管连接所述检测电路的电源输入端和所述第一电阻分压器。

8.根据权利要求5所述的漏电保护装置，其特征在于，所述升压转换器的输入端是所述开关电源芯片的输入引脚，所述开关电源芯片的输入引脚经由第二滤波电容接地。

9.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于，所述升压转换器的输出端经由第二二极管连接所述检测电路的电源输入端。

10.根据权利要求1至9任一项所述的漏电保护装置，其特征在于，所述检测电路包括：主控电路和三极管驱动电路；

所述主控电路包括光耦电路和主控芯片；

所述光耦电路包括输入零线、输入火线和输入地线，所述输入零线、所述输入火线和所述输入地线中的任意二者之间连接有限流电阻、光耦的信号发送端和二极管，所述光耦的信号接收端连接所述主控芯片，所述输入零线、所述输入火线和所述输入地线中的每一个上还连接有继电器，所述继电器的信号控制端经由三极管驱动电路连接所述主控芯片，所述主控芯片用于根据来自所述光耦的信号接收端的信号控制所述继电器，

所述光耦的信号接收端、所述继电器和所述主控芯片还连接所述升压转换器的输出端，以由所述电源电路为其供电。

11.根据权利要求10所述的漏电保护装置，其特征在于，所述漏电保护装置还包括报警电路，所述报警电路包括指示灯电路和/或蜂鸣器电路，所述指示灯电路和/或所述蜂鸣器电路连接所述主控芯片，以在所述主控芯片的控制下报警，所述指示灯电路和/或所述蜂鸣器电路还连接所述升压转换器的输出端，以由所述电源电路为其供电。

12.根据权利要求11所述的漏电保护装置，其特征在于，所述场效应管的源极连接有第二电阻分压器，所述第二电阻分压器的中心点连接所述主控芯片。

13.根据权利要求12所述的漏电保护装置，其特征在于，所述第二电阻分压器的中心点还经由第三滤波电容接地。

14.一种电器，其特征在于，包括根据权利要求1至13任一项所述的漏电保护装置。

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