CN220291672U - 漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，包括零火线接反自动切换模块、单片机U3、光耦U2、漏电保护模块、降压电阻模块、以及用于控制零火线接反自动切换模块动作的开关控制模块，漏电保护模块与零火线接反自动切换模块相连接，降压电阻模块与光耦U2相连接，光耦U2分别与零火线接反自动切换模块和单片机U3相连接，开关控制模块连接在单片机U3与零火线接反自动切换模块之间。本实用新型的结构简单，设计合理，具有零火线接反自动切换功能，保证了就算零火线接反了漏电人体安全保护器仍能够保障人体的安全，其使用简便、安全。

Description

漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路

技术领域

本实用新型涉及漏电保护产品技术领域，更具体地说，是涉及一种漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路。

背景技术

现有的漏电人体保护安全器具有漏电保护人身安全的功能，当有人体触碰到相线时，相线的电流会通过接地线释放到大地，这样人体就不会触电。此外，漏电人体保护安全器也具有零火线接反报警功能，避免因零火线接反而发生的安全事故。然而，现有的漏电人体保护安全器存在以下不足：零火线接反只是会报警提示，此时漏电人体保护安全器会因零火线接反而失效，需要人工重新接线，否则就失去对人体的触电保护作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，其具有零火线接反自动切换功能，保证了就算零火线接反了漏电人体安全保护器仍能够保障人体的安全。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，包括零火线接反自动切换模块、单片机U3、光耦U2、漏电保护模块、降压电阻模块、以及用于控制零火线接反自动切换模块动作的开关控制模块，所述漏电保护模块与零火线接反自动切换模块相连接，所述降压电阻模块与光耦U2相连接，所述光耦U2分别与零火线接反自动切换模块和单片机U3相连接，所述开关控制模块连接在单片机U3与零火线接反自动切换模块之间。

作为优选的，所述零火线接反自动切换模块包括继电器RL1，所述继电器RL1设置为内部带两个线圈的磁保持继电器，所述继电器RL1具有用作常闭的第1脚、用作常开的第2脚、用作常开的第5脚、用作常闭的第6脚、用作动触点的第3脚和用作动触点的第4脚，所述继电器RL1的第3脚接火线或零线，所述继电器RL1的第4脚接零线或火线。

作为优选的，所述漏电保护模块包括电阻R24、电阻R25、发光二极管D8、发光二极管D9、二极管D10和二极管D11，所述电阻R24的一端与电阻R25的一端并联后分别与继电器RL1的第1脚和第5脚相连接，所述电阻R25的另一端依次与发光二极管D9和二极管D11串联，所述二极管D11的负极接地，所述电阻R24的另一端依次与发光二极管D8和二极管D10串联，所述二极管D10的负极与继电器RL1的第2脚和第6脚相连接。

作为优选的，所述继电器RL1与漏电保护模块之间设有输出端子J2，所述电阻R24的一端与电阻R25的一端并联后连接在输出端子J2的第1脚，所述继电器RL1的第1脚和第5脚并联后连接在输出端子J2的第1脚，所述二极管D11的负极连接在输出端子J2的第2脚，所述输出端子J2的第2脚接地，所述二极管D10的负极连接在输出端子J2的第3脚，所述继电器RL1的第2脚和第6脚并联后连接在输出端子J2的第3脚。

作为优选的，所述降压电阻模块包括电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17和二极管D12，所述二极管D12的正极接地，所述二极管D12、电阻R17、电阻R16、电阻R15、电阻R14、电阻R13依次串联后接在光耦U2的第1脚。

作为优选的，所述光耦U2的第2脚与继电器RL1的第2脚和第6脚相连接，所述光耦U2的第4脚与单片机U3的第3脚相连接，所述光耦U2的第3脚接地。

作为优选的，所述开关控制模块包括MOS管Q3、MOS管Q4、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，所述MOS管Q3的栅极与电阻R10、电阻R11的一端相连接，所述MOS管Q3的源极与电阻R10的另一端接地，所述电阻R11的另一端连接单片机U3的第2脚，所述MOS管Q3的漏极与继电器RL1的其中一个线圈的一端相连接，所述MOS管Q4的栅极与电阻R9、电阻R12的一端相连接，所述MOS管Q4的源极与电阻R9的另一端接地，所述电阻R12的另一端连接单片机U3的第6脚，所述MOS管Q4的漏极与继电器RL1的另一个线圈的一端相连接。

作为优选的，所述继电器RL1的其中一个线圈的两端连接有二极管D6，所述继电器RL1的另一个线圈的两端连接有二极管D7。

作为优选的，所述继电器RL1的两个线圈的另一端均接5V电源。

作为优选的，所述单片机U3的第1脚与第4脚之间串联有电阻R6和发光二极管LED1，所述单片机U3的第1脚与第8脚之间串联有电容C12，所述单片机U3的第8脚接地。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的结构简单，设计合理，具有零火线接反自动切换功能，保证了就算零火线接反了漏电人体安全保护器仍能够保障人体的安全，其使用简便、安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路的电路原理图；

图2是本实用新型实施例提供的漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路与供电电路连接后的电路原理图；

图3是本实用新型实施例提供的供电电路的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，本实用新型的实施例提供了一种漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，包括零火线接反自动切换模块、单片机U3、光耦U2、漏电保护模块、降压电阻模块、以及用于控制零火线接反自动切换模块动作的开关控制模块，下面结合附图对本实施例各个组成部分进行详细说明。

在本实施例中，零火线接反自动切换模块包括继电器RL1，优选的，继电器RL1可以设置为内部带两个线圈(A组线圈和B组线圈)的磁保持继电器，其能够简化零火线接反自动切换电路的电路结构，无需采用两个继电器相组合的电路结构。其中，继电器RL1具有用作常闭的第1脚、用作常开的第2脚、用作常开的第5脚、用作常闭的第6脚、用作动触点的第3脚和用作动触点的第4脚，第3脚的动触点能够切换导通第1脚和第2脚，第4脚的动触点能够切换导通第5脚和第6脚。

正常接线时，继电器RL1的第3脚可以接火线，继电器RL1的第4脚可以接零线。当接反时，继电器RL1的第3脚接零线，继电器RL1的第4脚接火线。

漏电保护模块可以包括电阻R24、电阻R25、发光二极管D8、发光二极管D9、二极管D10和二极管D11，电阻R24的一端与电阻R25的一端并联后分别与继电器RL1的第1脚和第5脚相连接，电阻R25的另一端依次与发光二极管D9和二极管D11串联，二极管D11的负极接地，电阻R24的另一端依次与发光二极管D8和二极管D10串联，二极管D10的负极与继电器RL1的第2脚和第6脚相连接。

为了方便继电器RL1与漏电保护模块之间的接线，继电器RL1与漏电保护模块之间可以增设有输出端子J2，电阻R24的一端与电阻R25的一端并联后连接在输出端子J2的第1脚，继电器RL1的第1脚和第5脚并联后连接在输出端子J2的第1脚，二极管D11的负极连接在输出端子J2的第2脚，输出端子J2的第2脚接地，二极管D10的负极连接在输出端子J2的第3脚，继电器RL1的第2脚和第6脚并联后连接在输出端子J2的第3脚。

在本实施例中，光耦U2的第1脚为正极，第2脚为负极，第3脚为发射极，第2脚为集电极。

降压电阻模块连接在光耦U2的第1脚，降压电阻模块起到降压作用。具体的，降压电阻模块可以包括电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17和二极管D12，二极管D12的正极接地，二极管D12、电阻R17、电阻R16、电阻R15、电阻R14、电阻R13依次串联后接在光耦U2的第1脚。

在此需要说明的是，根据实际需要，降压电阻模块中包含的电阻数量可以任意增减，非本实施例为限。

光耦U2的第2脚与继电器RL1的第2脚和第6脚相连接，光耦U2的第4脚与单片机U3的第3脚相连接，光耦U2的第3脚接地。

开关控制模块连接在单片机U3与继电器RL1的两个线圈之间。具体的，开关控制模块可以包括MOS管Q3、MOS管Q4、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，MOS管Q3的栅极与电阻R10、电阻R11的一端相连接，MOS管Q3的源极与电阻R10的另一端接地，电阻R11的另一端连接单片机U3的第2脚(输出脚)，MOS管Q3的漏极与继电器RL1的其中一个线圈的一端相连接，MOS管Q4的栅极与电阻R9、电阻R12的一端相连接，MOS管Q4的源极与电阻R9的另一端接地，电阻R12的另一端连接单片机U3的第6脚(输出脚)，MOS管Q4的漏极与继电器RL1的另一个线圈的一端相连接。

此外，继电器RL1的其中一个线圈的两端可以连接有二极管D6，继电器RL1的另一个线圈的两端可以连接有二极管D7。继电器RL1的两个线圈的另一端均接5V电源。

单片机U3的第1脚与第4脚之间串联有电阻R6和发光二极管LED1，单片机U3的第1脚与第8脚之间串联有电容C12，单片机U3的第8脚接地。

零火线接反自动切换电路的工作原理如下：

在零火线没有接反的情况下(即火线接到磁保持继电器的第3脚，零线接到磁保持继电器的第4脚)，输入的火线(L线)的电流通过磁保持继电器的第1、3脚复位状态接通，然后输出到输出端子J2的第1脚，输入的零线(N线)通过磁保持继电器的第4、6脚复位状态接通，然后输出到输出端子J2的第3脚。

当零火线接反时(即火线接到磁保持继电器的第4脚，零线接到磁保持继电器的第3脚)，火线的电流通过磁保持继电器的第4、6脚输出到光耦U2的第2脚，这时火线的电流可以通过光耦U2的第1、2脚的内部发光管、以及电阻R13、R14、R15、R16、R17和二极管D12回到大地，形成了回路，通过的电流在1ma左右，使得光耦U2的内部发光管形成周期性工作，光耦的第4脚就会产生一定的开和关信号，然后通过单片机U3的检测脚(第3脚)，单片机U3就能识别该周期性的电压波形信号，然后通过单片机的第6脚控制MOS管Q4导通磁保持继电器的B组线圈一定时间，使继电器的第3脚从第1脚跳到第2脚，使第3脚与第2脚导通，以及使继电器的第4脚从第6脚跳到第5脚，使第4脚与第5脚导通，从而使零线和火线交换回来，实现切换功能。当重新交换输入的零火线时(即火线又接回到磁保持继电器的第3脚，零线又接回到磁保持继电器的第4脚)，单片机U3根据上述过程在一段时间内又检测到周期性的电压波形信号，于是通过单片机U3的第2脚输出给MOS管Q3一定时间的高电平，从而导通了磁保持继电器的A组线圈(复位线圈)，磁保持继电器的第3脚重新回到与第1脚接通，第4脚重新回到与第6脚接通，从而又切换回来，零火线正常接线。

在另一实施例中，如图2和图3所示，单片机U3的第5脚还可以与供电电路相连接。

综上所述，本实用新型的结构简单，设计合理，具有零火线接反自动切换功能，保证了就算零火线接反了漏电人体安全保护器仍能够保障人体的安全，其使用简便、安全。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，其特征在于：包括零火线接反自动切换模块、单片机U3、光耦U2、漏电保护模块、降压电阻模块、以及用于控制零火线接反自动切换模块动作的开关控制模块，所述漏电保护模块与零火线接反自动切换模块相连接，所述降压电阻模块与光耦U2相连接，所述光耦U2分别与零火线接反自动切换模块和单片机U3相连接，所述开关控制模块连接在单片机U3与零火线接反自动切换模块之间；

所述零火线接反自动切换模块包括继电器RL1，所述继电器RL1设置为内部带两个线圈的磁保持继电器，所述继电器RL1具有用作常闭的第1脚、用作常开的第2脚、用作常开的第5脚、用作常闭的第6脚、用作动触点的第3脚和用作动触点的第4脚，所述继电器RL1的第3脚接火线或零线，所述继电器RL1的第4脚接零线或火线；

所述漏电保护模块包括电阻R24、电阻R25、发光二极管D8、发光二极管D9、二极管D10和二极管D11，所述电阻R24的一端与电阻R25的一端并联后分别与继电器RL1的第1脚和第5脚相连接，所述电阻R25的另一端依次与发光二极管D9和二极管D11串联，所述二极管D11的负极接地，所述电阻R24的另一端依次与发光二极管D8和二极管D10串联，所述二极管D10的负极与继电器RL1的第2脚和第6脚相连接；

所述降压电阻模块包括电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17和二极管D12，所述二极管D12的正极接地，所述二极管D12、电阻R17、电阻R16、电阻R15、电阻R14、电阻R13依次串联后接在光耦U2的第1脚；

所述光耦U2的第2脚与继电器RL1的第2脚和第6脚相连接，所述光耦U2的第4脚与单片机U3上用作检测脚的第3脚相连接，所述光耦U2的第3脚接地。

2.根据权利要求1所述的漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，其特征在于：所述继电器RL1与漏电保护模块之间设有输出端子J2，所述电阻R24的一端与电阻R25的一端并联后连接在输出端子J2的第1脚，所述继电器RL1的第1脚和第5脚并联后连接在输出端子J2的第1脚，所述二极管D11的负极连接在输出端子J2的第2脚，所述输出端子J2的第2脚接地，所述二极管D10的负极连接在输出端子J2的第3脚，所述继电器RL1的第2脚和第6脚并联后连接在输出端子J2的第3脚。

3.根据权利要求1所述的漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，其特征在于：所述开关控制模块包括MOS管Q3、MOS管Q4、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，所述MOS管Q3的栅极与电阻R10、电阻R11的一端相连接，所述MOS管Q3的源极与电阻R10的另一端接地，所述电阻R11的另一端连接单片机U3上用作输出脚的第2脚，所述MOS管Q3的漏极与继电器RL1的其中一个线圈的一端相连接，所述MOS管Q4的栅极与电阻R9、电阻R12的一端相连接，所述MOS管Q4的源极与电阻R9的另一端接地，所述电阻R12的另一端连接单片机U3上用作输出脚的第6脚，所述MOS管Q4的漏极与继电器RL1的另一个线圈的一端相连接。

4.根据权利要求1所述的漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，其特征在于：所述继电器RL1的其中一个线圈的两端连接有二极管D6，所述继电器RL1的另一个线圈的两端连接有二极管D7。

5.根据权利要求1所述的漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，其特征在于：所述继电器RL1的两个线圈的另一端均接5V电源。

6.根据权利要求1所述的漏电人体保护安全器的零火线接反自动切换电路，其特征在于：所述单片机U3上用作电源脚的第1脚与用作灯光驱动输出脚的第4脚之间串联有电阻R6和发光二极管LED1，所述单片机U3上用作电源脚的第1脚与用作接地脚的第8脚之间串联有电容C12，所述单片机U3上用作接地脚的第8脚接地。