CN215646179U - 一种电源接地线故障保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种电源接地线故障保护电路。电源接地线故障保护电路包括分压单元、控制单元和开关单元。分压单元的第一输入端与电源插头的火线连接，分压单元的第二输入端与电源插头的接地线连接，分压单元用于对电源插头提供的电压信号进行分压，形成分压信号；分压单元的输出端与控制单元连接，控制单元用于根据分压信号控制开关单元的状态；开关单元串联于火线和负载之间，用于控制电源插头是否为负载提供电源。本实用新型实施例在电器设备的电源接地线开路工况下，能够实时切断电器设备内部负载的用电路径，降低了用户的触电风险，有效保障了用户的人身安全。

Description

一种电源接地线故障保护电路

技术领域

本实用新型实施例涉及保护电路技术领域，尤其涉及一种电源接地线故障保护电路。

背景技术

家用电器(Household Electric Appliance，HEA)已成为现代家庭的生活必需品。HEA可分为一类设备和二类设备。其中，诸如电冰箱、洗衣机、电热水器等一类设备的输入电源线为三线，即火线、零线和接地线，一类设备的外壳大多采用金属或其他导电体。而诸如电视机、充电器等二类设备的输入电源线为两线，即火线和零线，二类设备的外壳多为绝缘体。

目前，一类设备的金属外壳通常与连接大地的接地线相连。当电器设备意外漏电时，由于外壳接地，外壳与大地之间的电位差仍保持为零，即使用户触及漏电状态下的一类设备，也不会发生触电事故。基于此，接地线对保证用户人身安全极具意义。电器设备国际安全标准对接地线的承载电流能力、接触电阻、连接位置和标识等进行了严格规定，并且电器设备出厂前也需要对接地线进行严格检查以保证电器设备的外壳与输入电源线的接地线的可靠连接。

但是，在实际生活中，由于电器设备在接地线开路时也能正常工作，因而用户往往会忽略对插线板及墙体内部接地线的连接检查。图1是现有的一类设备与电网的连接示意图。如图1所示，当外接插线板及墙体内部的火线L和零线N连接完好时，外接插线板的接地线PG开路，以及在墙体装修时未配置完全的接地线PG开路等情况，均可能造成用户触电事故。此外，对于洗衣机或电热水器等具有漏水风险的电器设备而言，在接地线PG开路时，用户的触电风险将进一步提高。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种电源接地线故障保护电路，以降低用户的触电风险，保障用户人身安全。

本实用新型实施例提供了一种电源接地线故障保护电路，电源接地线故障保护电路包括分压单元、控制单元和开关单元；

所述分压单元的第一输入端与电源插头的火线连接，所述分压单元的第二输入端与所述电源插头的接地线连接，所述分压单元用于对所述电源插头提供的电压信号进行分压，形成分压信号；所述分压单元的输出端与所述控制单元连接，所述控制单元用于根据所述分压信号控制所述开关单元的状态；所述开关单元串联于所述火线和所述负载之间，用于控制所述电源插头是否为所述负载提供电源。

可选地，所述分压单元包括第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻的第一端作为所述分压单元的第一输入端，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端连接，并作为所述分压单元的输出端，所述第二电阻的第二端作为所述分压单元的第二输入端。

可选地，所述控制单元包括比较器、储能电容和第一开关管；

所述比较器的正相输入端与所述分压单元的输出端连接，所述比较器的负相输入端与接地端连接，所述比较器的输出端与所述储能电容的第一极和所述第一开关管的控制极连接，所述第一开关管的第一极与所述开关单元连接，所述第一开关管的第二极和所述储能电容的第二极与所述接地端连接。

可选地，所述控制单元还包括第三电阻；所述第三电阻的第一端与所述第一开关管的控制极连接，所述第三电阻的第二端与所述接地端连接。

可选地，所述控制单元还包括二极管；所述二极管的正极与所述比较器的输出端连接，所述二极管的负极与所述储能电容的第一极连接。

可选地，所述控制单元还包括稳压二极管；

所述稳压二极管的负极与所述分压单元的输出端连接，所述稳压二极管的正极与所述接地端连接。

可选地，所述开关单元包括继电器；

所述继电器本体的第一端与第一电压输入端连接，所述继电器本体的第二端与所述第一开关管的第一极连接，所述继电器的常开触点串联于所述火线和所述负载之间。

可选地，电源接地线故障保护电路还包括报警单元；所述报警单元用于在所述储能电容的第一极电位小于预设电位时报警。

可选地，所述负载包括控制芯片，所述报警单元集成于所述控制芯片内，所述报警单元用于通过通用输入/输出接口获取所述第一开关管提供的电流，并在所述电流小于或等于预设电流时报警。

可选地，所述报警单元包括第二开关管、第四电阻和发光二极管；

所述第二开关管的控制极通过所述第四电阻与所述储能电容的第一极连接，所述第二开关管的第一极和所述发光二极管的负极与所述接地端连接，所述第二开关管的第二极与第二电压输入端和所述发光二极管的正极连接。

本实用新型实施例的技术方案，在接地线正常时，分压单元可以正常对电源插头提供的电压信号进行分压，形成分压信号；控制单元根据分压信号控制开关单元导通，电源插头为负载提供电源，负载正常工作。在接地线异常时，分压单元无法构成回路对电源插头提供的电压信号进行分压，则控制单元无法控制开关单元导通，使得负载用电路径切断，负载停止工作，从而降低了接地线异常时用户的触电风险，保障了用户的人身安全。

附图说明

图1是现有的一类设备与电网的连接示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种电源接地线故障保护电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种电源接地线故障保护电路的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的又一种电源接地线故障保护电路的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的又一种电源接地线故障保护电路的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的又一种电源接地线故障保护电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图2是本实用新型实施例提供的一种电源接地线故障保护电路的结构示意图。参见图2，电源接地线故障保护电路包括分压单元10、控制单元20和开关单元30。

分压单元10的第一输入端与电源插头的火线L连接，分压单元10的第二输入端与电源插头的接地线PG连接，分压单元10用于对电源插头提供的电压信号进行分压，形成分压信号。分压单元10的输出端与控制单元20连接，控制单元20用于根据分压信号控制开关单元30的状态。开关单元30串联于火线L和负载之间，用于控制电源插头是否为负载提供电源。

其中，电源插头可以是任一种三脚电源插头，电源插头的适用标准可以是任意一种现有标准，本实用新型实施例对此均不进行限制。示例性地，电源插头包括但不限于是三脚扁型电源插头或三脚圆型电源插头等，电源插头的适用标准包括但不限于是国标、欧标、美标或英标等。

可以理解的是，由于电压信号由电源插头提供，因而电压信号的有效值和频率对应于电源插头的实际应用场景。示例性地，在国内，电源插头的适用标准是国标，电压信号的有效值是220V，电压信号的频率是50Hz；在美国，电源插头的适用标准是美标，电压信号的有效值是120V，电压信号的频率是60Hz；在日本，电源插头的适用标准是日标，电压信号的有效值是100V，电压信号的频率是50Hz或60Hz；在英国，电源插头的适用标准是英标，电压信号的有效值是230V，电压信号的频率是50Hz。

继续参见图2，开关单元30串联于火线L和负载之间是指，负载的输入端通过开关单元与电源插头的火线L相连接。可知地，负载的输出端与电源插头的零线N相连接，负载的接地端与电器设备的金属外壳A相连接。示例性地，负载可以为电冰箱中的压缩机，或者可以为波轮式洗衣机中的单相异步电机或直流无刷电机，或者可以为滚筒式洗衣机中的串激电机、直流无刷电机或三相变频电机，或者可以为搅拌式洗衣机中的单相异步电机或开关磁阻电机，或者可以为电热水器中的电热管等。

示例性地，在接地线PG正常时，分压单元10对火线L和接地线PG之间的电压信号进行分压，此时分压单元根据电压信号和接地线PG的零电位输出的分压信号使得控制单元20控制开关单元30导通，火线L和零线N之间的电压信号通过开关单元30传输至负载，为负载提供电源，负载正常工作。在接地线PG异常时，火线L、分压单元10及接地线PG组成的分压回路处于开路状态，此时分压单元10无法生成分压信号以使控制单元20控制开关单元30导通，开关单元30断开，由火线L、开关单元30、负载和零线N构成的负载用电路径得以切断，负载停止工作。

与现有无电源接地线故障保护功能的电器设备相比，一方面，在接地线正常时，本实施例通过设置分压单元对电源插头火线和接地线之间电压信号进行分压以形成分压信号，此时控制单元基于分压信号控制开关单元导通，由火线、开关单元、负载和零线组成的负载用电路径得以导通，负载正常工作。

另一方面，在接地线异常时，火线、分压单元及接地线组成的分压回路开路，此时分压单元无法生成分压信号以使控制单元控制开关单元导通，负载用电路径得以切断，负载停止工作。

基于此，在接地线正常时，本实施例能够保证负载的正常运行。在接地线异常时，本实施例能够实时切断负载的用电路径，以降低用户的触电风险，并保障用户的人身安全。图3是本实用新型实施例提供的另一种电源接地线故障保护电路的结构示意图。参见图3，在上述各实施例的基础上，可选地，分压单元10包括第一电阻R1和第二电阻R2。第一电阻R1的第一端作为分压单元10的第一输入端，第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第一端连接，并作为分压单元10的输出端，第二电阻R2的第二端作为分压单元10的第二输入端。

其中，第一电阻R1的第一端与电源插头的火线L连接，用于接入电源插头提供的电压信号。第二电阻R2的第二端通过金属外壳A与接地线PG连接。

可知地，电源插头的火线L、第一电阻R1、第二电阻R2、金属外壳A和接地线PG可以组成分压回路，分压回路基于第一电阻R1和第二电阻R2的阻值比对电源插头提供的电压信号进行分压，并形成分压信号。可以理解的是，分压信号是指第二电阻R2的第一端的电压。

示例性地，本实施例所提供的电源接地线故障保护电路的工作原理如下。

一方面，在接地线PG正常时，第一电阻R1和第二电阻R2根据阻值比对火线L和接地线PG之间的电压信号进行分压，此时控制单元20根据第二电阻R2的第一端输出的分压信号控制开关单元30导通，火线L和零线N之间的电压信号通过开关单元30传输至负载，为负载提供电源，负载正常工作。

另一方面，在接地线PG异常时，火线L、第一电阻R1、第二电阻R2、金属外壳A及接地线PG组成的分压回路处于开路状态，第二电阻R2的第一端的电压为零，控制单元20无法控制开关单元30导通，由火线L、开关单元30、负载和零线N构成的负载用电路径得以切断，负载停止工作。

继续参见图3，可选地，控制单元20包括比较器COM1、储能电容C1和第一开关管Q1。比较器COM1的正相输入端与分压单元10的输出端连接，比较器COM1的负相输入端与接地端连接，比较器COM1的输出端与储能电容C1的第一极和第一开关管Q1的控制极连接，第一开关管Q1的第一极与开关单元30连接，第一开关管Q1的第二极和储能电容C1的第二极与接地端连接。

其中，比较器COM1的正相输入端用于接入分压信号，比较器COM1的负相输入端用于接入基准电压。基于此，比较器COM1用于耦合分压信号和基准电压，以生成控制信号驱动第一开关管Q1。

可知地，图3示例性地示出了基准电压的产生原理是电阻分压。可以理解的是，本实施例包括但不限于通过两个电阻进行分压，以产生基准电压。示例性地，产生基准电压的分压电阻的数量可以是三个或三个以上，本实用新型实施例对此不进行限制。

继续参见图3，示例性地，本实施例所提供的电源接地线故障保护电路的工作原理如下。

可知地，在接地线PG正常时，第一电阻R1和第二电阻R2根据阻值比对火线L和接地线PG之间的电压信号进行分压，并生成分压信号。当比较器COM1的正相输入端接入的分压信号大于其负相输入端接入的基准电压时，控制信号为高电平。此时，储能电容C1会进行充电以存储电能，第一开关管Q1导通，进而控制开关单元30导通，火线L和零线N之间的电压信号通过开关单元30传输至负载，为负载提供电源，负载正常工作。

相反地，当比较器COM1的正相输入端接入的分压信号小于负相输入端接入的基准电压时，控制信号为低电平。此时，储能电容C1会进行放电以维持第一开关管Q1的导通，进而维持开关单元30的导通状态，火线L和零线N之间的电压信号通过开关单元30传输至负载，为负载提供电源，负载仍处于正常工作状态。

在接地线PG异常时，火线L、第一电阻R1、第二电阻R2、金属外壳A及接地线PG组成的分压回路处于开路状态，第二电阻R2的第一端的电压为零。此时，由于比较器COM1的正相输入端接入的分压信号为零，分压信号小于负相输入端接入的基准电压，因而控制信号为低电平，第一开关管Q1关断，进而使得开关单元30处于关断状态，由火线L、开关单元30、负载和零线N构成的负载用电路径得以切断，负载停止工作。

基于上述电源接地线故障保护电路的工作原理，本实施例能够在电器设备的电源接地线开路工况下，实时切断电器设备内部负载的用电路径，降低用户的触电风险，保障用户人身安全。

可知地，图3示例性地示出了第一开关管Q1为三极管。由于三极管属于电流型驱动元件，此时可以通过设置转换电阻R，以将控制信号转换为对应的电流形式，并基于该电流形式的控制信号实现第一开关管Q1的稳态运行。可以理解的是，第一开关管Q1包括但不限于是三极管，第一开关管Q1及其周边电路的具体设计和结构参数可以依据实际应用环境进行适应性改变，本实用新型实施例对此不进行限制。示例性地，在其他实施例中，第一开关管Q1可以选用绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，或者可以选用金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，MOSFET)。由于IGBT和MOSFET均为电压型驱动器件，因而可以适应性删除本实施例提供的转换电阻R。基于此，上述技术方案的阐述和说明不作为对本实用新型的限制。

继续参见图3，可选地，控制单元还包括第三电阻R3。第三电阻R3的第一端与转换电阻R的第二端连接，第三电阻R3的第二端与接地端连接。

其中，图3示例性示出了第一开关管Q1为三极管，由于三极管在基极饱和的工况下，基极与集电极间存在电压箝位效应，因而本实施例如果未设置第三电阻R3，则储能电容C1两端的电压会因第一开关管Q1的电压箝位效应而等于0.7V。

可以理解的是，当控制信号为低电平时，储能电容C1以0.7V的电压进行放电，难以维持第一开关管Q1的导通状态至控制信号再次变换为高电平。因此，开关单元30难以在控制信号再次变换为高电平之前始终保持导通状态，由火线L、开关单元30、负载和零线N构成的负载用电路径会在控制信号再次变换为高电平之前切断，负载进行断续工作，影响负载的使用寿命。基于此，第三电阻R3用于克服第一开关管Q1的电压箝位效应，以保证储能电容C1能够完成正常充放电，进而保障负载的正常工作。

继续参见图3，可选地，控制单元还包括二极管D1。二极管D1的正极与比较器COM1的输出端连接，二极管D1的负极与储能电容C1的第一极连接。

其中，二极管D1用于阻断储能电容C1的放电电流流向比较器COM1的路径，以保证第一开关管Q1的稳态导通。

继续参见图3，可选地，所述控制单元20还包括稳压二极管M1。稳压二极管M1的负极与分压单元10的输出端连接，稳压二极管M1的正极与接地端连接。

其中，稳压二极管M1具有稳压作用。当比较器COM1的正相输入端接入的分压信号过大时，稳压二极管M1能够使比较器COM1的正相输入端的电压值保持稳态，防止该过大的分压信号损坏比较器COM1。

可以理解的是，在接地线PG正常时，由于火线L、第一电阻R1、第二电阻R2、金属外壳A和接地线PG所组成的分压回路中是交变电源信号，因而第一电阻R1和第二电阻R2根据阻值比对火线L和接地线PG之间的电压进行分压而生成的分压信号是实时变化的。

可知地，当分压信号的数值大于稳压二极管M1的稳压值时，在稳压二极管M1的稳压作用下，比较器COM1的正相输入端的电压值保持稳态；当分压信号的数值小于稳压二极管M1的稳压值时，比较器COM1的正相输入端直接接入分压信号。

需要说明的是，无论分压回路中的交变电源信号如何变化，只有在比较器COM1的正相输入端的电压值大于其负相输入端接入的基准电压时，控制信号为高电平；反之，控制信号为低电平。基于此，稳压二极管M1能够实现分压回路中交变电源信号的负半轴消定作用。继续参见图3，可选地，开关单元30包括继电器G1。继电器G1本体的第一端与第一电压输入端连接，继电器G1本体的第二端与第一开关管Q1的第一极连接，继电器G1的常开触点串联于火线L和负载之间。

其中，在上述实施例的基础上，示例性地，本实用新型实施例所提供的技术方案的实现原理如下：

在电器设备的电源接地线连接完好的工况下，第一电阻R1和第二电阻R2对电源插头提供的电压信号进行分压，并形成分压信号。在稳压二极管M1的作用下，比较器COM1根据分压信号和基准电压，生成控制信号。当控制信号为高电平时，第一开关管Q1保持导通状态，储能电容C1进行充电，继电器G1的本体正常工作使得继电器G1的常开触点吸合，电源插头的火线L与负载相连接，火线L为负载提供电源。当控制信号为低电平时，储能电容C1通过第三电阻R3和转换电阻R进行放电，以维持第一开关管Q1的导通状态，此时，继电器G1的本体仍处于正常工作状态，继电器G1的常开触点吸合，电源插头的火线L与负载相连接，火线L为负载提供电源。

当电器设备的电源接地线开路时，第一电阻R1、第二电阻R2、火线L和接地线PG所组成分压回路开路，由于比较器COM1的正相输入端无分压信号输入，因而比较器COM1输出低电平的控制信号，第一开关管Q1截止，继电器G1的本体难以控制继电器G1的常开触点吸合，由火线L、继电器G1的常开触点、负载和零线N构成的负载用电路径得以切断，负载停止工作。

基于此，本实施例能够在电器设备的电源接地线开路工况下，实时切断电器设备内部负载的用电路径，降低用户的触电风险，保障用户人身安全。

继续参见图3，在上述实施例的基础上，可选地，开关单元30还包括续流二极管D2。续流二极管D2的正极与继电器G1本体的第二端连接，续流二极管D2的负极与继电器G1本体的第一端连接，即续流二极管D2与继电器G1的本体并联连接。

可知地，当第一开关管Q1由导通状态转换为关断状态时，续流二极管D2用于为继电器G1本体产生的突变感应电流提供续流通路，防止第一开关管Q1被击穿。示例性地，续流二极管D2可以是任意一种快速恢复二极管或者肖特基二极管，续流二极管D2的种类和具体参数可以根据电源接地线故障保护电路的实际应用情况进行适应性调整，本实用新型实施例对此不进行限制。

需要说明的是，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和转换电阻R可以是任意一种电阻，上述电阻的种类和具体参数可以根据电源接地线故障保护电路的实际应用情况进行适应性调整，本实用新型实施例对此不进行限制。示例性地，上述电阻均可以是贴片电阻。

还需要说明的是，储能电容C1可以是任意一种电容，该电容的种类和具体参数可以根据电源接地线故障保护电路的实际应用情况进行适应性调整，本实用新型实施例对此不进行限制。示例性地，储能电容C1可以是云母电容。

图4是本实用新型实施例提供的又一种电源接地线故障保护电路的结构示意图。在上述各实施例的基础上，可选地，电源接地线故障保护电路还包括报警单元(图中未示出)。报警单元用于在储能电容C1的第一极电位小于预设电位时报警。

其中，预设电位的设定方式可以为系统初始设定，或者可以为用户自主设定。可以理解的是，当储能电容C1的第一极电位小于预设电位时，第一开关管Q1因储能电容C1的放电电流过小而截止。

示例性地，当接地线PG突然开路时，本实用新型实施例所提供的技术方案的实现原理如下：

当接地线PG突然开路时，火线L、第一电阻R1、第二电阻R2、金属外壳A及接地线PG组成的分压回路开路，第二电阻R2的第一端的电压为零，即比较器COM1的正相输入端接入的分压信号为零。此时，由于分压信号小于负相输入端接入的基准电压，因而控制信号为低电平。可以理解的是，电容两端的电压不能突变，因此，储能电容C1仍然会释放接地线PG突然开路之前其已经存储的电能，并在短时间内维持第一开关管Q1的导通。但是，储能电容C1存储的电能有限。在存储电能的释放过程中，当储能电容C1的第一极电位小于预设电位时，报警单元及时进行报警，同时，第一开关管Q1因储能电容C1的放电电流过小而截止，继电器G1的本体难以控制继电器G1的常开触点吸合，由火线L、继电器G1的常开触点、负载和零线N构成的负载用电路径得以切断，负载停止工作。

在上述各实施例的基础上，本实施例的技术方案通过设置报警单元，以在储能电容的第一极电位小于预设电位时报警的手段，填补了现有无电源接地线故障保护功能的电器设备容易导致用户触电，威胁用户人身安全的缺陷，能够在接地线突然开路的情况下，即时报警告知用户，并切断电器设备内部负载的用电路径，进而降低了用户的触电风险，保障了用户的人身安全。

可选地，负载包括控制芯片，报警单元集成于控制芯片内(图中未示出)，报警单元用于通过通用输入/输出接口获取第一开关管Q1提供的电流，并在电流小于或等于预设电流时报警。

其中，预设电流的设定方式可以为系统初始设定或用户自主设定，本实用新型实施例对此不进行限制。示例性地，预设电流的数值可以等于第一开关管Q1漏电流的数值，或者可以等于零。

示例性地，当接地线PG突然开路时，本实用新型实施例所提供的技术方案的实现原理如下：

当接地线PG突然开路时，火线L、第一电阻R1、第二电阻R2、金属外壳A及接地线PG组成的分压回路开路，第二电阻R2的第一端的电压为零，即比较器COM1的正相输入端接入的分压信号为零。由于分压信号小于负相输入端接入的基准电压，因而控制信号为低电平。

可以理解的是，电容两端的电压不能突变，因此，储能电容C1仍然会释放接地线PG突然开路之前其已经存储的电能，并在短时间内维持第一开关管Q1的导通。但是，储能电容C1存储的电能有限。在储能电容C1的存储电能的释放过程中，第一开关管Q1由导通逐渐关断，第一开关管Q1提供的电流逐渐减小。

基于此，报警单元基于通用输入/输出接口(General Purpose Input Output，GPIO)获取第一开关管Q1提供的电流，并通过与预设电流的比较，当第一开关管Q1提供的电流小于或等于预设电流时进行报警。此外，第一开关管Q1因储能电容C1的放电电流过小而截止后，继电器G1的本体难以控制继电器G1的常开触点吸合，由火线L、继电器G1的常开触点、负载和零线N构成的负载用电路径得以切断，负载停止工作。

在上述各实施例的基础上，本实施例的技术方案通过将报警单元集成于控制芯片内，并基于GPIO获取第一开关管提供的电流，在电流小于或等于预设电流时报警的手段，填补了现有无电源接地线故障保护功能的电器设备容易导致用户触电，威胁用户人身安全的缺陷，能够在接地线突然开路的情况下，即时报警告知用户，并切断电器设备内部负载的用电路径，进而降低了用户的触电风险，保障了用户的人身安全。

示例性地，报警单元可以基于电器设备内部现有的功能模块进行报警。具体地，报警单元可以以电器设备的液晶显示器进行文字显示等方式进行报警。

基于此，当电器设备的电源接地线开路时，本实施例不仅能够实时切断电器设备内部负载的用电路径，还通过将报警单元集成于已有控制芯片并进行报警的手段，进一步降低了用户的触电风险，有效保障了用户的人身安全，并降低了电源接地线故障保护电路的硬件成本。

需要说明的是，本实施例所提供的技术方案适用于设备内部存在控制芯片的电器设备。示例性地，适用于本实施例的技术方案的电器设备可以但不限于是电冰箱、空调和电热水器等。

图5是本实用新型实施例提供的又一种电源接地线故障保护电路的结构示意图。参见图5，在上述各实施例的基础上，可选地，报警单元40包括第二开关管Q2、第四电阻R4和发光二极管F1。第二开关管Q2的控制极通过第四电阻R4与储能电容C1的第一极连接，第二开关管Q2的第一极和发光二极管F1的负极与接地端连接，第二开关管Q2的第二极与第二电压输入端和发光二极管F1的正极连接。

其中，在上述实施例的基础上，在电器设备的电源接地线连接完好的工况下，当控制信号为高电平时，储能电容C1进行充电，第二开关管Q2保持导通状态，发光二极管F1被第二开关管Q2短路，此时，发光二极管F1无法发光。当控制信号为低电平时，储能电容C1通过第三电阻R3和转换电阻R进行放电，第二开关管Q2仍保持导通状态，发光二极管F1仍因被第二开关管Q2短路而无法发光。因此，当电器设备的电源接地线连接完好时，发光二极管F1始终处于短路状态，不进行发光报警。

当电器设备的电源接地线开路时，第一电阻R1、第二电阻R2、火线L和接地线PG所组成分压回路断路，由于比较器COM1的正相输入端无分压信号输入，因而比较器COM1输出低电平控制信号，第二开关管Q2截止，发光二极管F1导通并进行发光报警。

基于此，当电器设备的电源接地线开路时，本实施例不仅能够实时切断电器设备内部负载的用电路径，还通过设置第二开关管、第四电阻和发光二极管进行发光报警的手段，进一步降低了用户的触电风险，有效保障了用户的人身安全。

需要说明的是，本实施例所提供的技术方案可以适用于设备内部设置有控制芯片的电器设备。基于此，对于设备内部未设置控制芯片的电器设备而言，可以适应性删除本实施例中的GPIO获取第一开关管Q1提供的电流的电路结构。

但是，图5示例性示出了设备内部已有控制芯片的电器设备仍可以通过设置第二开关管Q2、第四电阻R4和发光二极管F1进行发光报警的手段，进一步降低用户的触电风险，有效保障用户的人身安全。基于此，本实施例的技术方案不对本实用新型实施例构成限定。

图6是本实用新型实施例提供的又一种电源接地线故障保护电路的结构示意图。参见图6，在上述各实施例的基础上，可选地，电源接地线故障保护电路还包括供能电路50。供能电路50用于为电源接地线故障保护电路中的分立器件提供工作电压。供能电路50的第一端与电源插头的零线N连接，供能电路50的第二端与分压单元10的第一输入端连接，供能电路50的第三端输出工作电压，供能电路50的第四端接地。

继续参见图6，可选地，供能电路50包括变压器H1、整流桥K1和电源电容C2。变压器H1的第一端作为供能电路50的第一端，变压器H1的第二端作为供能电路50的第二端，变压器H1的第三端与整流桥K1的第二端连接，变压器H1的第四端与整流桥K1的第四端连接。整流桥K1的第一端接地，整流桥K1的第三端与电源电容C2的第一端连接。电源电容C2的第一端作为供能电路50的第三端，电源电容C2的第二端作为供能电路50的第四端。

其中，变压器H1用于将市电转换为低电压等级的交流电。整流桥K1用于将交流电转换为直流电。电源电容C2用于在直流电的作用下进行充电，以为电源接地线故障保护电路中的分立器件提供工作电压。

可知地，与第一电压输入端连接的继电器G1本体的第一端，以及与第二电压输入端连接的第二开关管Q2的第二极均用于接入工作电压。

需要说明的是，本实施例所提供的技术方案可以适用于设备内部未设置供能电路的电器设备。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电源接地线故障保护电路，其特征在于，包括分压单元、控制单元和开关单元；

所述分压单元的第一输入端与电源插头的火线连接，所述分压单元的第二输入端与所述电源插头的接地线连接，所述分压单元用于对所述电源插头提供的电压信号进行分压，形成分压信号；所述分压单元的输出端与所述控制单元连接，所述控制单元用于根据所述分压信号控制所述开关单元的状态；所述开关单元串联于所述火线和所述负载之间，用于控制所述电源插头是否为所述负载提供电源。

2.根据权利要求1所述的电源接地线故障保护电路，其特征在于，所述分压单元包括第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻的第一端作为所述分压单元的第一输入端，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端连接，并作为所述分压单元的输出端，所述第二电阻的第二端作为所述分压单元的第二输入端。

3.根据权利要求1所述的电源接地线故障保护电路，其特征在于，所述控制单元包括比较器、储能电容和第一开关管；

所述比较器的正相输入端与所述分压单元的输出端连接，所述比较器的负相输入端与接地端连接，所述比较器的输出端与所述储能电容的第一极和所述第一开关管的控制极连接，所述第一开关管的第一极与所述开关单元连接，所述第一开关管的第二极和所述储能电容的第二极与所述接地端连接。

4.根据权利要求3所述的电源接地线故障保护电路，其特征在于，所述控制单元还包括第三电阻；所述第三电阻的第一端与所述第一开关管的控制极连接，所述第三电阻的第二端与所述接地端连接。

5.根据权利要求3所述的电源接地线故障保护电路，其特征在于，所述控制单元还包括二极管；所述二极管的正极与所述比较器的输出端连接，所述二极管的负极与所述储能电容的第一极连接。

6.根据权利要求3所述的电源接地线故障保护电路，其特征在于，所述控制单元还包括稳压二极管；

所述稳压二极管的负极与所述分压单元的输出端连接，所述稳压二极管的正极与所述接地端连接。

7.根据权利要求3所述的电源接地线故障保护电路，其特征在于，所述开关单元包括继电器；

所述继电器本体的第一端与第一电压输入端连接，所述继电器本体的第二端与所述第一开关管的第一极连接，所述继电器的常开触点串联于所述火线和所述负载之间。

8.根据权利要求3所述的电源接地线故障保护电路，其特征在于，还包括报警单元；所述报警单元用于在所述储能电容的第一极电位小于预设电位时报警。

9.根据权利要求8所述的电源接地线故障保护电路，其特征在于，所述负载包括控制芯片，所述报警单元集成于所述控制芯片内，所述报警单元用于通过通用输入/输出接口获取所述第一开关管提供的电流，并在所述电流小于或等于预设电流时报警。

10.根据权利要求8所述的电源接地线故障保护电路，其特征在于，所述报警单元包括第二开关管、第四电阻和发光二极管；

所述第二开关管的控制极通过所述第四电阻与所述储能电容的第一极连接，所述第二开关管的第一极和所述发光二极管的负极与所述接地端连接，所述第二开关管的第二极与第二电压输入端和所述发光二极管的正极连接。

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