CN221007722U - 一种电流检测电路、互感器及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电流检测电路、互感器及电子设备，该电流检测电路用于检测供电电路的过线电流和剩余电流；电流检测电路包括互感单元、第一电流检测单元和第二电流检测单元；互感单元包括输入侧、第一输出侧和第二输出侧，输入侧用于与供电电路的火线以及零线电连接，第一输出侧与输入侧互感，第二输出侧与输入侧互感；第一电流检测单元连接第一输出侧，并用于对第一输出侧上表征过线电流的第一电流进行检测；第二电流检测单元连接第二输出侧，并用于对第二输出侧上用于表征剩余电流的第二电流进行检测；本申请中不仅能够同时检测供电电路中的过线电流和剩余电流，还能够通过同一互感单元完成对两种电流的检测，有利于提高电路板上的空间利用率。

Description

一种电流检测电路、互感器及电子设备

技术领域

本申请属于电流互感电路技术领域，尤其涉及一种电流检测电路、互感器及电子设备。

背景技术

在大多数电子设备中，多需要设置电流检测电路来对电流中的电流进行检测。具体地，主要是需要对过线电流和剩余电流(漏电电流)进行检测。

在相关技术中，通过单独的过线电流电路对电路中的过线电流进行检测，通过单独的剩余电流电路对电路中的剩余电流进行检测。并不能同时对过线电流和剩余电流进行检测。

因此，如何实现对剩余电流和过线电流同时进行检测是本领域技术人员目前需要解决的问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种电流检测电路、互感器及电子设备，旨在解决传统技术中的电路难以对剩余电流和过线电流同时进行检测的问题。

本申请实施例的第一方面提出了一种电流检测电路，用于检测供电电路的过线电流和剩余电流，所述电流检测电路包括：

互感单元，所述互感单元包括输入侧、第一输出侧和第二输出侧，所述输入侧用于与所述供电电路的火线以及零线电连接，所述第一输出侧与所述输入侧互感，所述第二输出侧与所述输入侧互感；

第一电流检测单元，连接所述第一输出侧，并用于对所述第一输出侧上的第一电流进行检测；其中，所述第一电流用于表征所述过线电流；

第二电流检测单元，连接所述第二输出侧，并用于对所述第二输出侧上的第二电流进行检测；其中，所述第二电流用于表征所述剩余电流。

在本申请的部分实施例中，所述输入侧包括第一绕组、第二绕组以及第三绕组，所述第一绕组和所述第二绕组串接设置在火线上，所述第三绕组串接在零线上；

所述输出侧包括第四绕组和第五绕组，所述第四绕组与所述第一绕组互感，所述第五绕组与所述第二绕组以及所述第三绕组互感；

其中，所述第一电流检测单元与所述第四绕组串联，所述第二电流检测单元与所述第五绕组串联。

在本申请的部分实施例中，所述第一电流检测单元包括第一电阻和第一子检测单元，所述第一电阻并联设置在所述第四绕组的两端；

其中，所述第一子检测单元一端连接在所述第一电阻和所述第四绕组之间，另一端用于输出第一检测信号，所述第一检测信号用于表征所述第一电流的电流值。

在本申请的部分实施例中，所述第一子检测单元包括第一比较器，所述第一比较器包括第一输入端、第二输入端以及第一输出端；

其中，所述第一输入端连接在所述第一电阻和所述第四绕组之间，所述第二输入端用于接入第一基准电压，所述第一输出端用于输出所述第一检测信号。

在本申请的部分实施例中，所述第一子检测单元还包括滤波单元，所述滤波单元包括第一电感、第一电容和/或第二电容，所述第一电感串接在所述第一电阻和所述第一输入端之间；

其中，所述第一电容与所述第一电阻并联，且所述第一电容的一端连接在所述第一电阻和所述第一电感之间；

和/或，所述第二电容与所述第一电阻并联，且所述第二电容的一端连接在所述第一电感和所述第一输入端之间。

在本申请的部分实施例中，所述第一电流检测单元还包括第二子检测单元，所述第二子检测单元一端连接在所述第一电阻和所述第四绕组之间，另一端用于输出第二检测信号，所述第二检测信号用于表征所述第一电流的电流值。

在本申请的部分实施例中，所述第二电流检测单元包括第二电阻和第三子检测单元，所述第二电阻并联设置在所述第五绕组的两端，所述第三子检测单元一侧连接在所述第二电阻的至少一端，另一侧用于输出第三检测信号，所述第三检测信号用于表征所述第二电流的电流值。

在本申请的部分实施例中，所述第三子检测单元包括第二比较器，所述第二比较器包括第三输入端、第四输入端以及第二输出端；所述第三输入端连接在所述第二电阻与所述第五绕组之间，所述第四输入端用于接入第二基准电压，所述第二输出端用于输出所述第三检测信号。

在本申请的部分实施例中，所述第三子检测单元包括第一电源，所述第一电源连接在所述第二电阻远离所述第三输入端的一端，所述第四输入端连接在所述第一电源和所述第二电阻之间。

在本申请的部分实施例中，所述电流检测电路还包括驱动单元，所述驱动单元连接在所述零线和所述火线之间，并用于控制所述零线和所述火线之间的导通/关断。

在本申请的部分实施例中，所述驱动单元包括第一晶体管，所述第一晶体管的一端接地，另一端连接所述火线；所述第一晶体管被配置为当所述第一电流超出第一预设值和/或第二电流超出第二预设值时，所述第一晶体管的两端断开。

第二方面，一种互感器，包括上述的电流检测电路。

第三方面，一种电子设备，包括上述的互感器。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的一种电流检测电路、互感器及电子设备，该电流检测电路用于检测供电电路的过线电流和剩余电流；该电流检测电路包括互感单元、第一电流检测单元和第二电流检测单元；互感单元包括输入侧、第一输出侧和第二输出侧，输入侧用于与供电电路的火线以及零线电连接，第一输出侧与输入侧互感，第二输出侧与输入侧互感；第一电流检测单元连接第一输出侧，并用于对第一输出侧上表征过线电流的第一电流进行检测；第二电流检测单元连接第二输出侧，并用于对第二输出侧上用于表征剩余电流的第二电流进行检测；也就是说，本申请中一方面通过第一电流检测单元对第一输出侧上的第一电流进行检测，以对供电电路的过线电流进行检测；另一方面通过第二电流检测单元对第二输出侧上的第二电流进行检测，以对供电电路的剩余电流进行检测；本申请的电流检测电路不仅能够同时检测供电电路中的过线电流和剩余电流，同时能够通过同一互感单元完成对两种电流的检测，有利于提高电路板上的空间利用率。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的电流检测电路的框架结构示意图；

图2为本申请另一实施例提供的电流检测电路的电路结构示意图；

图3为本申请又一实施例提供的电流检测电路的电路结构示意图；

图4为本申请再一实施例提供的电流检测电路的电路结构示意图。

具体元素符号说明：100-供电电路，200-互感单元，210-输入侧，220-第一输出侧，230-第二输出侧，300-第一电流检测单元，310-第一子检测单元，320-第二子检测单元，400-第二电流检测单元，410-第三子检测单元，R21-第一电阻，R44-第二电阻，U1B-第一比较器，U1A-第二比较器，C3-第一电容，C5-第二电容，L2-第一电感。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

需要说明的是，在大多数电子设备中，多需要设置电流检测装置来对电流中的电流进行检测。具体地，主要是需要对过线电流和剩余电流(漏电电流)进行检测。需要解释的是，过线电流通常是指输入到负载上的电流，过线电流影响到负载是否能够正常运行。剩余电流通常是指低压配电线路中各相电流矢量和不为零的电流，剩余电流可能造成误触电，影响到人员的安全。因此，在对过线电流和剩余电流同时检测后，有利于提高电子设备的工作稳定性以及安全性能。

在相关技术中，电流检测装置中一般通过单独的过线电流电路对电路中的过线电流进行检测，以及通过单独的剩余电流电路对电路中的剩余电流进行检测。并不能通过同一电路同时对过线电流和剩余电流进行检测，并且多个电路势必会较多的占用电路板的空间。

因此，本申请基于此对相关的电流检测电路、互感器及电子设备进行了改进。

请结合参阅图1，图1示出了本实施例提供的电流检测电路的框架结构示意图。本实施例的一种电流检测电路，用于检测供电电路100的过线电流和剩余电流，电流检测电路包括互感单元200、第一电流检测单元300以及第二电流检测单元400。

互感单元200包括输入侧210、第一输出侧220和第二输出侧230，输入侧210用于与供电电路100的火线以及零线电连接，第一输出侧220与输入侧210互感，第二输出侧230与输入侧210互感；第一电流检测单元300连接第一输出侧220，并用于对第一输出侧220上的第一电流进行检测；其中，第一电流用于表征过线电流；第二电流检测单元400连接第二输出侧230，并用于对第二输出侧230上的第二电流进行检测；其中，第二电流用于表征剩余电流。

需要解释的是，输入侧210设置有第一电感L2结构，第一输出侧220和第二输出侧230设置有第二电感结构，能够通过第一电感L2结构和第二电感结构互感，以使第一输出侧220与输入侧210互感，以及使第二输出侧230与输入侧210互感。可以理解的是，由于输第一输出侧220与输入侧210互感，因此第一输出侧220上的第一电流能够在一定程度上表征输入侧210中的部分电流。由于第二输出侧230与输入侧210互感，因此第二输出侧230上的第二电流能够在一定程度上表征输入侧210中的部分电流。其中，火线可以理解为电源正极接入到负载上的导线，零线可以理解为负载接入到电源负极上的导线。

目前的电流检测电路中，多分别设置单独的电流检测电路分别对剩余电流和过线电流进行检测，极大的占用了电路板上的空间。然而，本申请中不仅能够同时检测供电电路100中的过线电流和剩余电流，还能够依托于同一互感单元200完成对两种电流的检测，有利于提高电路板上的空间利用率。

在本申请的部分实施例中，请继续参阅图1，本实施例的输入侧210包括第一绕组、第二绕组以及第三绕组，第一绕组和第二绕组串接设置在火线上，第三绕组串接在零线上。输出侧包括第四绕组和第五绕组，第四绕组与第一绕组互感，第五绕组与第二绕组以及第三绕组互感。其中，第一电流检测单元与第四绕组串联，第二电流检测单元与第五绕组串联。

需要解释的是，第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组以及第五绕组能够形成线圈状电感结构，以此来实现彼此之间的互感状态。具体地，第四绕组与第一绕组互感，由于第一绕组串接在火线上，因此第四绕组上的第一电流能够表征出火线电流，也就是所需检测的过线电流。具体地，第五绕组与第二绕组和第三绕组互感，由于第二绕组串联在火线上，第三绕组串联在零线上，因此第五绕组上的第二电流能够表征出火线电流以及零线电流之和，以此实现对剩余电流的检测。

在本申请的部分实施例中，请继续参阅图1以及参阅图2，图2示出了本实施例提供的电流检测电路的电路结构示意图。其中，Lin为火线进线端，Lout为火线出线端，Nin为零线进线端，Nout为零线进线端。本实施例的第一电流检测单元300包括第一电阻R21和第一子检测单元310，第一电阻R21并联设置在第四绕组的两端；其中，第一子检测单元310一端连接在第一电阻R21和第四绕组之间，另一端用于输出第一检测信号，第一检测信号用于表征第一电流的电流值。

需要解释的是，第一电阻R21和第四绕组形成导电回路，第一电流为该导电回路中的电流。第一子检测单元310能够将第一电阻R21和第四绕组之间的电位形成第一检测信号，有利于通过分析第一检测信号来检测出第一电流的电流值。

在本申请的部分实施例中，请继续参阅图2，本实施例的第一子检测单元310包括第一比较器U1B，第一比较器U1B包括第一输入端、第二输入端以及第一输出端；其中，第一输入端连接在第一电阻R21和第四绕组之间，第二输入端用于接入第一基准电压，第一输出端用于输出第一检测信号。

需要解释的是，第一比较器U1B能够根据第一输入端和第二输入端的电压来决定第一输出端的电压；具体地，当第一输入端的电压大于第二输入端的电压范围时，第一输出端可输出该第一检测信号。当第一输入端的电压小于第二输入端的电压范围时，第一输出端无需输出第一检测信号。

在一些实施例中，第一输入端为第一比较器U1B的负极输入端，第二输入端为第一比较器U1B的正极输入端。

在一些实施例中，第一基准电压为偏置电源输出的固定电压。

在本申请的部分实施例中，请继续参阅图2，本实施例的第一子检测单元310还包括滤波单元，滤波单元包括第一电感L2、第一电容C3和/或第二电容C5，第一电感L2串接在第一电阻R21和第一输入端之间；其中，第一电容C3与第一电阻R21并联，且第一电容C3的一端连接在第一电阻R21和第一电感L2之间。

也就是说，第一电感L2和第一电容C3能够形成CL滤波结构，CL滤波结构能够将第一电流中的交流部分进行过滤，以便后续检测。

在另一实施例中，第二电容C5与第一电阻R21并联，且第二电容C5的一端连接在第一电感L2和第一输入端之间。也就是说，第一电感L2和第二电容C5能够形成LC滤波结构，LC滤波结构能够将第一电流中的交流部分进行过滤，以便后续检测。

在又一实施例中，第一电容C3、第二电容C5均与第一电阻R21并联，第一电感L2设置在第一电容C3和第二电容C5之间。也就是说，第一电容C3、第一电感L2以及第二电容C5能够形成CLC滤波结构，CLC滤波结构能够将第一电流中的交流部分进行过滤，以便后续检测。

在本申请的部分实施例中，请继续参阅图2，本实施例的第一电流检测单元300还包括第二子检测单元320，第二子检测单元320一端连接在第一电阻R21和第四绕组之间，另一端用于输出第二检测信号，第二检测信号用于表征第一电流的电流值。

也就是说，通过第二子检测单元320作为冗余设计，当第一子检测单元310失效时，仍可通过第二子检测单元320对第一电流进行检测。并且，也可通过第一子检测单元310和第二子检测单元320同时对第一电流进行检测，有利于提高检测精度。

在本申请的部分实施例中，请继续参阅图1以及参阅图3，图3示出了本实施例提供的电流检测电路的电路结构示意图。本实施例的第二电流检测单元400包括第二电阻R44和第三子检测单元410，第二电阻R44并联设置在第五绕组的两端，第三子检测单元410一侧连接在第二电阻R44的至少一端，另一侧用于输出第三检测信号，第三检测信号用于表征第二电流的电流值。

需要解释的是，第二电阻R44和第五绕组形成导电回路，第二电流为该导电回路中的电流。第三子检测单元410能够将第二电阻R44和第五绕组之间的电位形成第二检测信号，有利于通过分析第二检测信号来检测出第二电流的电流值。

在本申请的部分实施例中，请继续参阅图3，本实施例的第三子检测单元410包括第二比较器U1A，第二比较器U1A包括第三输入端、第四输入端以及第二输出端；第三输入端连接在第二电阻R44与第五绕组之间，第四输入端用于接入第二基准电压，第二输出端用于输出第三检测信号。

需要解释的是，第二比较器U1A能够根据第三输入端和第四输入端的电压来决定第二输出端的电压；具体地，当第三输入端的电压大于第四输入端的电压范围时，第二输出端可输出该第二检测信号。当第三输入端的电压小于第四输入端的电压范围时，第二输出端无需输出第二检测信号。

在一些实施例中，第三输入端为第二比较器U1A的负极输入端，第四输入端为第二比较器U1A的正极输入端。

在本申请的部分实施例中，请继续参阅图3，本实施例的第三子检测单元410包括第一电源，第一电源连接在第二电阻R44远离第三输入端的一端，第四输入端连接在第一电源和第二电阻R44之间。

也就是说，第二基准电压是由第一电源的输出电压以及第二电阻R44远离第三输入端的一端电位共同决定的。

在本申请的部分实施例中，请继续参阅图1以及参阅图4，本实施例的电流检测电路还包括驱动单元，驱动单元连接在零线和火线之间，并用于控制零线和火线之间的导通/关断。

也就是说，能够通过驱动单元切断火线和零线。具体地，当剩余电流和/或过线电流超过预设值时，可通过驱动单元切断火线和零线之间的连接，以此来实现电路保护。

在本申请的部分实施例中，请继续参阅图4，本实施例的驱动单元包括第一晶体管，第一晶体管的一端接地，另一端连接火线；第一晶体管被配置为当第一电流超出第一预设值和/或第二电流超出第二预设值时，第一晶体管的两端断开。

在一些实施例中，第一晶体管的数量为多个，且多个第一晶体管的一端共接于地，另一端连接火线。

在一些具体地实施例中，第一晶体管为IGBT晶体管。

进一步地，为了更好的实施上述任意实施例中的电流检测电路，在上述任意实施例提供的电流检测电路的基础上，本实施例还提供一种互感器，包括上述的电流检测电路。

更进一步地，为了更好的实施上述任意实施例中的互感器，在上述任意实施例提供的互感器的基础上，本实施例还提供一种电子设备，包括上述的互感器。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个实用新型实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电流检测电路，其特征在于，用于检测供电电路的过线电流和剩余电流，所述电流检测电路包括：

互感单元，所述互感单元包括输入侧、第一输出侧和第二输出侧，所述输入侧用于与所述供电电路的火线以及零线电连接，所述第一输出侧与所述输入侧互感，所述第二输出侧与所述输入侧互感；

第一电流检测单元，连接所述第一输出侧，并用于对所述第一输出侧上的第一电流进行检测；其中，所述第一电流用于表征所述过线电流；

第二电流检测单元，连接所述第二输出侧，并用于对所述第二输出侧上的第二电流进行检测；其中，所述第二电流用于表征所述剩余电流。

2.根据权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述输入侧包括第一绕组、第二绕组以及第三绕组，所述第一绕组和所述第二绕组串接设置在火线上，所述第三绕组串接在零线上；

所述输出侧包括第四绕组和第五绕组，所述第四绕组与所述第一绕组互感，所述第五绕组与所述第二绕组以及所述第三绕组互感；

其中，所述第一电流检测单元与所述第四绕组串联，所述第二电流检测单元与所述第五绕组串联。

3.根据权利要求2所述的电流检测电路，其特征在于，所述第一电流检测单元包括第一电阻和第一子检测单元，所述第一电阻并联设置在所述第四绕组的两端；

其中，所述第一子检测单元一端连接在所述第一电阻和所述第四绕组之间，另一端用于输出第一检测信号，所述第一检测信号用于表征所述第一电流的电流值。

4.根据权利要求3所述的电流检测电路，其特征在于，所述第一子检测单元包括第一比较器，所述第一比较器包括第一输入端、第二输入端以及第一输出端；

其中，所述第一输入端连接在所述第一电阻和所述第四绕组之间，所述第二输入端用于接入第一基准电压，所述第一输出端用于输出所述第一检测信号。

5.根据权利要求4所述的电流检测电路，其特征在于，所述第一子检测单元还包括滤波单元，所述滤波单元包括第一电感、第一电容和/或第二电容，所述第一电感串接在所述第一电阻和所述第一输入端之间；

其中，所述第一电容与所述第一电阻并联，且所述第一电容的一端连接在所述第一电阻和所述第一电感之间；

和/或，所述第二电容与所述第一电阻并联，且所述第二电容的一端连接在所述第一电感和所述第一输入端之间。

6.根据权利要求3至5任意一项所述的电流检测电路，其特征在于，所述第一电流检测单元还包括第二子检测单元，所述第二子检测单元一端连接在所述第一电阻和所述第四绕组之间，另一端用于输出第二检测信号，所述第二检测信号用于表征所述第一电流的电流值。

7.根据权利要求2所述的电流检测电路，其特征在于，所述第二电流检测单元包括第二电阻和第三子检测单元，所述第二电阻并联设置在所述第五绕组的两端，所述第三子检测单元一侧连接在所述第二电阻的至少一端，另一侧用于输出第三检测信号，所述第三检测信号用于表征所述第二电流的电流值。

8.根据权利要求7所述的电流检测电路，其特征在于，所述第三子检测单元包括第二比较器，所述第二比较器包括第三输入端、第四输入端以及第二输出端；所述第三输入端连接在所述第二电阻与所述第五绕组之间，所述第四输入端用于接入第二基准电压，所述第二输出端用于输出所述第三检测信号。

9.一种互感器，其特征在于，包括权利要求1至8任意一项所述的电流检测电路。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求9所述的互感器。