WO2016078535A1 - 一种可检测外部漏电电压的电源控制装置 - Google Patents

一种可检测外部漏电电压的电源控制装置 Download PDF

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简伟明
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广州市巽腾信息科技有限公司
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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors

Definitions

  • Power supply control device capable of detecting external leakage voltage
  • the present invention relates to the field of power supply safety circuit control technology, and in particular to a power supply control device capable of detecting an external leakage voltage.
  • One of the tasks of the present invention is to provide a power supply control device capable of detecting an external leakage voltage, detecting a voltage of a live body without a loop, or detecting a weak current that is insufficient to trigger a leakage protection on a power supply load. Measure the voltage.
  • a power control device capable of detecting an external leakage voltage, comprising: a controller and a voltage detecting module, a power module and a switching module respectively connected to the controller, wherein the input end of the switching module is connected to the external power input end The output end of the switch module is connected to the external power output end, the input end of the power module is connected to the external power input end, and the output end of the power module is connected to the controller; a detecting electrode connected to the voltage detecting module detects the test to be tested The voltage input signal is transmitted to the controller through the voltage detecting module to determine that when the voltage to be tested is greater than or equal to the voltage threshold, and the time interval is greater than or equal to the inter-turn threshold, the controller controls the switching module to turn off the external power supply.
  • the voltage threshold ranges from 24 volts to 24 volts, and the threshold between the turns is 0.001 seconds to 3 seconds.
  • the controller includes a microprocessor, a fixed module connected to the microprocessor, an analog/digital conversion module, and a voltage data acquisition module, and the microprocessor, the analog/digital conversion module, and the voltage data acquisition module are sequentially connected.
  • the voltage data acquisition module is coupled to the voltage detection module.
  • the input end of the voltage test module is connected to the external power input end, and the output end of the voltage test module is connected to the input end of the voltage detection module.
  • the microprocessor is a single-chip computer.
  • the switching module is connected in series with a leakage protection device.
  • the controller is connected to the alarm module, or the controller is connected to the reset module.
  • the controller is respectively connected to the alarm module and the reset module.
  • a second object of the present invention is to provide an aquatic animal breeding apparatus comprising a power control device capable of detecting an external leakage voltage, which protects human and animal safety.
  • An aquatic animal culture apparatus comprising a power control device capable of detecting an external leakage voltage, comprising: a water container, the water container is made of an insulating material, and the detecting electrode is placed in the water container in contact with the water. The position is connected to the other electrode of the detection electrode forming circuit and the ground of the power control device capable of detecting the external leakage voltage.
  • the insulating material is plastic, glass, tempered glass or organic glass.
  • An aquatic animal culture apparatus comprising a power control device capable of detecting an external leakage voltage, wherein water in the water container forms a loop-free charged body due to leakage, and a power supply control device capable of detecting an external leakage voltage detects the voltage, when the voltage is to be tested
  • a power control device capable of detecting an external leakage voltage detects the voltage, when the voltage is to be tested
  • the controller controls the shut-off module to cut off the power to protect the safety of humans or animals.
  • the power control device capable of detecting an external leakage voltage of the present invention can also detect a voltage to be measured that generates a weak current that is insufficient to trigger the leakage protection on the power supply load, and the alarm reminds the person to overhaul the power load to protect the human or animal. Safety.
  • FIG. 1 is a block diagram of a power supply control device capable of detecting an external leakage voltage according to the present invention
  • FIG. 2 is a second schematic diagram of a power supply control device capable of detecting an external leakage voltage according to the present invention.
  • a power control device 1 capable of detecting an external leakage voltage includes a controller 101 and a voltage detecting module 102, a power module 103, and a switching module 104 respectively connected to the controller 101, and inputs of the switching module 104
  • the terminal is connected to the external power input terminal, the output end of the switch module 104 is connected to the external power output terminal, and the normal state of the switch module 104 is closed; the input end of the power module 103 is connected to the external power input terminal, and the power module 103 is The output terminal is connected to the controller 101, and the power module 103 converts the voltage of the 220V external power source into a voltage suitable for the controller 101.
  • a detecting electrode 107 connected to the voltage detecting module 102 detects the voltage input signal to be tested, and transmits the voltage to the controller 101 through the voltage detecting module 102 to determine, when the voltage to be tested is greater than or equal to the voltage threshold, and the time interval is greater than or equal to the inter-turn threshold. That is, the controller 101 controls the switching module 104 to turn off the external power supply.
  • the above voltage threshold range is greater than or equal to 24 volts, and the inter-turn threshold is in the range of 0.001 second to 3 seconds.
  • the voltage threshold and the inter-turn threshold can be set by an internal program of the controller.
  • the controller 101 includes a microprocessor 1013, a fixed module 1014 connected to the microcontroller 1013, an analog/digital conversion module 1012 and a voltage data acquisition module 1011, a microprocessor 1013, and an analog/digital conversion module 1012 (ie, The A/D conversion module and the voltage data acquisition module 1011 are sequentially connected, and the voltage data acquisition module 1011 is connected to the voltage detection module 102.
  • the controller 101 is connected to the alarm module 105, or the controller 101 is connected to the reset module 105.
  • the microprocessor 1013 of the controller 101 is connected to the alarm module 105 and the reset module 106, respectively.
  • the microcontroller 1013 is a single-chip computer. In this embodiment, the microcontroller 1013 uses a single chip microcomputer.
  • the aquatic animal culture apparatus constituted by the power source control device 1 capable of detecting an external leakage voltage, wherein water in the water container forms a loop-free charged body due to leakage, and the water container is made of an insulating material, which is plastic, glass, Tempered glass or plexiglass.
  • the water container is a fish tank.
  • a detection electrode 107 of the power source control device 1 capable of detecting the external leakage voltage is placed in the water of the fish tank.
  • the other electrode forming the circuit with the detecting electrode 107 and the grounding line of the power source control device 1 capable of detecting the external leakage voltage.
  • the controller 101 receives the voltage input signal to be tested and transmits it to the voltage data collecting module. 1011, and through the A/D conversion module 1012, the collected analog signal is converted into a digital signal, and transmitted to the single chip microcomputer, and the single chip determines whether the voltage to be tested is greater than or equal to the voltage threshold. If the judgment is yes, the single chip reads the fixed module 1 014 Determining the data, determining whether the voltage to be tested continues to be greater than or equal to the inter-turn threshold. If the determination is yes, the MCU control switch module 104 turns off the external power supply, and the control alarm module 105 performs an alarm or a light alarm to remind the maintenance.
  • the power control device 1 capable of detecting the external leakage voltage cuts off the external power supply, after the equipment such as the submersible pump and the heating rod in the fish tank is overhauled, the button connected to the reset module 106 is pressed, and the switch module 104 is turned on, so that the fish tank is made. Equipment loads such as submersible pumps and heaters can continue to work.
  • the input of the voltage test module 108 is connected to an external power input, and the output of the voltage test module 108 is connected to the input of the voltage detection module 102.
  • the voltage detecting module 102 is not affected by the function of the switching module 104. Regardless of whether the switching module 104 is turned on or off, the external power supply will continue to supply power to the voltage testing module 108 and the controller 101 to operate normally, thereby testing the voltage detecting circuit. Normal or not.
  • the controller 101 can also be a DSP (digital signal processor), FPGA (Field - Programmable)
  • the loop When the load of the external power source leaks, the loop generates a weak current, and one detecting electrode 107 of the power control device 1 capable of detecting the external leakage voltage is placed on the load, and the other electrode is grounded, when the voltage on the load is greater than or equal to
  • the controller 101 controls the switching module 104 to turn off the external power supply, and simultaneously controls the alarm module 105 to perform an alarm or a light alarm to remind the person to repair the external power supply load. Protection of the person; After the load of the external power source is overhauled, pressing the button of the connection reset module 106 turns on the switch module 104, so that the load continues to work.
  • a leakage protection module 109 is connected in series to the switching module 104, and the leakage protection module 109
  • the input end of the external power supply is connected, and the output end of the leakage protection module 109 is respectively connected to the input end of the switch module 104, the input end of the power module 103, and the input of the voltage test module 108. If the external power source generates a leakage current, the leakage protection module 109 cuts off the external power supply, so that the power supply control device 2 capable of detecting the external leakage voltage has the functions of double protection of leakage current detection and external voltage detection.

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

一种可检测外部漏电电压的电源控制装置，包括控制器（101）以及分别与控制器连接的电压检测模块（102）、电源模块（103）及开关模块（104），开关模块的输入端与外接电源输入端连接，开关模块的输出端与外接电源输出端连接，电源模块的输入端与外接电源输入端连接，电源模块的输出端与控制器连接；连接在电压检测模块上的一个检测电极（107）检测到待测电压输入信号，通过电压检测模块传输给控制器判断，当待测电压大于等于电压阈值，且持续时间大于等于时间阈值时，控制器控制开关模块关断外接电源，起到用电安全的作用。一种水生动物养殖器具，检测其水容器中水的漏电电压，保护人或动物免受漏电危害。

Description

一种可检测外部漏电电压的电源控制装置 技术领域
[0001] 本发明涉及电源安全用电电路控制技术领域， 具体涉及一种可检测外部漏电电 压的电源控制装置。
背景技术
[0002] 当前的家用电源连接的排插或插座中， 不少仅配备简单的幵关功能或过载保护 功能， 保护功能较单一； 有的可检测故障电弧的功能， 可以检测当插座接触不 良吋所引发的故障电弧， 并自动切断电源。 然而， 实际使用场景中还有一种情 况： 当电源插座或排插其自身或其负载产生漏电吋， 由于没有接地或没有与人 接触， 从而没有形成回路， 不产生电流， 更不产生电弧。 上述的现存的电源连 接产品中， 都无法检测此种漏电情况， 在发生该状况吋无法关断电源， 从而可 能引起触电事故。
[0003] 而最为典型的就是潜水产品， 例如家庭养观赏鱼的潜水泵、 加热棒等设备， 由 于设备的密封性不好导致入水， 进而产生漏电， 由于家庭通常用绝缘玻璃制鱼 缸来养鱼， 产生的漏电没有形成回路， 不产生漏电电流， 观赏鱼处于有电压、 无电流的带电的水中正常游动， 当人在不知情的情况下触摸到鱼缸里面的水， 这吋水、 人和大地形成了回路， 使人和鱼体内都有电流通过而造成伤害。
[0004] 另外， 当电源插座或排插其自身或其负载产生漏电， 虽然产生了回路形成了电 流， 当由于电流比较微弱， 不至于触发漏电保护幵关进行关断电源， 而这种漏 电会对人带来一定的危害。 而目前已公幵的电源连接的产品中， 对以上的无回 路漏电和有回路的微弱电流的漏电引起的问题达不到有效的解决。
技术问题
[0005] 本发明的任务之一是提供一种可检测外部漏电电压的电源控制装置， 检测无回 路的带电体电压， 或是检测电源负载上产生不足以触发漏电保护幵关的微弱电 流的待测电压。
问题的解决方案 技术解决方案
[0006] 可检测外部漏电电压的电源控制装置， 其特征在于： 包括控制器以及分别与控 制器连接的电压检测模块、 电源模块及幵关模块， 幵关模块的输入端与外接电 源输入端连接， 幵关模块的输出端与外接电源输出端连接， 电源模块的输入端 与外接电源输入端连接， 电源模块的输出端与控制器连接； 连接在电压检测模 块上的一个检测电极检测到待测电压输入信号， 通过电压检测模块传输给控制 器判断， 当待测电压大于等于电压阈值， 且持续吋间大于等于吋间阈值吋， 控 制器控制幵关模块关断外接电源。
[0007] 优选地， 所述电压阈值的范围为大于等于 24伏特， 所述吋间阈值的范围为 0.001 秒〜 3秒。
[0008] 所述控制器包括微处理器、 与微处理器连接的定吋模块、 模 /数转换模块及电 压数据采集模块， 微处理器、 模 /数转换模块及电压数据采集模块依次连接， 电 压数据采集模块与所述电压检测模块连接。
[0009] 电压测试模块的输入端与外接电源输入端连接， 电压测试模块的输出端与所述 电压检测模块的输入端连接。
[0010] 优选地， 所述微处理器为单片计算机。
[0011] 所述幵关模块串联一个漏电保护装置。
[0012] 所述控制器与报警模块连接， 或控制器与复位模块连接。
[0013] 所述控制器分别与报警模块和复位模块连接。
[0014] 本发明任务之二是提供了一种可检测外部漏电电压的电源控制装置构成的水生 动物养殖器具， 保护人和动物安全。
[0015] 本发明通过下述技术方案来实现：
[0016] 一种可检测外部漏电电压的电源控制装置构成的水生动物养殖器具， 其特征在 于： 包括水容器， 水容器由绝缘材料制造， 所述检测电极置于水容器内与水相 接触的位置， 与检测电极形成回路的另一个电极和可检测外部漏电电压的电源 控制装置的地线连接。
[0017] 所述绝缘材料为塑料、 玻璃、 钢化玻璃或有机玻璃。
发明的有益效果 有益效果
[0018] 可检测外部漏电电压的电源控制装置构成的水生动物养殖器具， 其水容器中的 水因为漏电形成无回路的带电体， 可检测外部漏电电压的电源控制装置检测其 电压， 当待测电压大于等于电压阈值， 且持续吋间大于等于吋间阈值吋， 控制 器控制幵关模块切断电源， 从而保护人或动物的安全。
[0019] 本发明可检测外部漏电电压的电源控制装置还可以检测电源负载上产生不足以 触发漏电保护幵关的微弱电流的待测电压， 报警提醒人对电源负载进行检修， 保护人或动物的安全。
对附图的简要说明
附图说明
[0020] 图 1为本发明一种可检测外部漏电电压的电源控制装置的模块示意图之一； [0021] 图 2为本发明一种可检测外部漏电电压的电源控制装置的模块示意图之二。
本发明的实施方式
[0022] 实施例 1
[0023] 如图 1， 可检测外部漏电电压的电源控制装置 1， 包括控制器 101以及分别与控 制器 101连接的电压检测模块 102、 电源模块 103及幵关模块 104， 幵关模块 104的 输入端与外接电源输入端连接， 幵关模块 104的输出端与外接电源输出端连接， 且幵关模块 104的常态为闭合状态； 电源模块 103的输入端与外接电源输入端连 接， 电源模块 103的输出端与控制器 101连接， 电源模块 103将 220V外接电源的电 压转换为适合控制器 101的电压。 连接在电压检测模块 102上的一个检测电极 107 检测到待测电压输入信号， 通过电压检测模块 102传输给控制器 101判断， 当待 测电压大于等于电压阈值， 且持续吋间大于等于吋间阈值吋， 控制器 101控制幵 关模块 104关断外接电源。
[0024] 上述电压阈值范围为大于等于 24伏特， 吋间阈值的范围为 0.001秒~3秒， 电压 阈值和吋间阈值可以通过控制器的内部程序进行设置。
[0025] 控制器 101包括微处理器 1013、 与微控制器 1013连接的定吋模块 1014、 模 /数转 换模块 1012及电压数据采集模块 1011， 微处理器 1013、 模 /数转换模块 1012 (即 A/D转换模块） 及电压数据采集模块 1011依次连接， 电压数据采集模块 1011与电 压检测模块 102连接。
[0026] 控制器 101与报警模块 105连接， 或控制器 101与复位模块 105连接。 本实施例中 ， 控制器 101的微处理器 1013分别与报警模块 105和所述复位模块 106连接。
[0027] 微控制器 1013为单片计算机， 本实施例中， 微控制器 1013采用单片机。
[0028] 可检测外部漏电电压的电源控制装置 1构成的水生动物养殖器具， 其水容器中 的水因为漏电形成无回路的带电体， 水容器由绝缘材料制造， 该绝缘材料为塑 料、 玻璃、 钢化玻璃或有机玻璃。 本实施例中水容器为鱼缸， 当可检测外部漏 电电压的电源控制装置 1检测的鱼缸中的水是否带电吋， 可检测外部漏电电压的 电源控制装置 1的一个检测电极 107放入鱼缸的水中， 与检测电极 107形成回路的 另一个电极和可检测外部漏电电压的电源控制装置 1的地线连接， 当水中有电压 吋， 控制器 101接收到待测电压输入信号， 传输给电压数据采集模块 1011， 并通 过 A/D转换模块 1012将采集到的模拟信号转换成数字信号， 传输给单片机， 单片 机判断待测电压是否大于等于电压阈值， 如果判断为是， 单片机读取定吋模块 1 014的定吋数据， 判断该待测电压持续吋间是否大于等于吋间阈值， 如果判断为 是， 单片机控制幵关模块 104关断外接电源， 同吋控制报警模块 105进行声音或 灯光报警， 提醒检修， 防止人在不知情的情况下触摸鱼缸中带电的水， 起到保 护人和观赏鱼的作用； 否则， 幵关模块 104和报警模块 105不动作， 外接电源连 接的潜水泵、 加热棒等设备负载仍能继续工作。
[0029] 当可检测外部漏电电压的电源控制装置 1切断外接电源， 鱼缸内的潜水泵及加 热棒等设备检修完后， 按下连接复位模块 106的按键， 接通幵关模块 104， 使得 鱼缸潜水泵及加热棒等设备负载可以继续工作。
[0030] 电压测试模块 108的输入端与外接电源输入端连接， 电压测试模块 108的输出端 与电压检测模块 102的输入端连接。 电压检测模块 102不受幵关模块 104的功能影 响， 不论幵关模块 104导通或断幵与否， 外接电源将持续供电给电压测试模块 10 8及控制器 101正常工作， 从而测试电压检测电路正常与否。
[0031] 控制器 101也可由 DSP (digital signal processor) 、 FPGA (Field -Programmable
Gate Array) 、 ARM( Advanced RISCMachines)、 SoC(System on Chip)替换。 [0032] 当外接电源的负载上漏电， 产生回路形成微弱电流， 可检测外部漏电电压的电 源控制装置 1的一个检测电极 107放在负载上， 另一个电极接地线， 当负载上的 电压大于等于阈值电压， 且持续吋间大于等于阈值吋间吋， 控制器 101控制幵关 模块 104关断外接电源， 同吋控制报警模块 105进行声音或灯光报警， 提醒人对 外接电源负载的检修， 起到对人的保护作用； 当外接电源的负载检修完后， 按 下连接复位模块 106的按键， 接通幵关模块 104， 使得负载继续工作。
[0033] 实施例 2
[0034] 在实施例 1的基础上， 进行如下改进：
[0035] 如图 2， 在幵关模块 104上串联一个漏电保护模块 109， 漏电保护模块 109
[0036] 的输入端为外接电源的输入端连接， 漏电保护模块 109的输出端分别与幵关模 块 104的输入端、 电源模块 103的输入端和电压测试模块 108的输入连接。 如果外 接电源产生漏电电流， 漏电保护模块 109切断外接电源， 使得可检测外部漏电电 压的电源控制装置 2具有漏电电流检测和外部电压检测双重保护的功能。
[0037] 本发明不局限于上述具体实施方式， 本领域的普通技术人员根据本发明做出的 进一步拓展均落入本发明的保护范围。

Claims

权利要求书
[权利要求 1] 一种可检测外部漏电电压的电源控制装置， 其特征在于： 包括控制器
(101) 以及分别与控制器 （101) 连接的电压检测模块 （102) 、 电 源模块 （103) 及幵关模块 （104) ， 幵关模块 （104) 的输入端与外 接电源输入端连接， 幵关模块 （104) 的输出端与外接电源输出端连 接， 电源模块 （103) 的输入端与外接电源输入端连接， 电源模块 （1
03) 的输出端与控制器 （101) 连接； 连接在电压检测模块 （102) 上 的一个检测电极 （107) 检测到待测电压输入信号， 通过电压检测模 块 （102) 传输给控制器 （101) 判断， 当待测电压大于等于电压阈值 ， 且持续吋间大于等于吋间阈值吋， 控制器 （101) 控制幵关模块 （1
04) 关断外接电源。
[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的可检测外部漏电电压的电源控制装置， 其特征 在于： 所述电压阈值的范围为大于等于 24伏特， 所述吋间阈值的范围 为 0.001秒〜 3秒。
[权利要求 3] 根据权利要求 1所述的可检测外部漏电电压的电源控制装置， 其特征 在于： 所述控制器 （101) 包括微处理器 （1013) 、 与微处理器 （101 3) 连接的定吋模块 （1014) 、 模 /数转换模块 （1012) 及电压数据采 集模块 （1011) ， 微处理器 （1013) 、 模 /数转换模块 （1012) 及电 压数据采集模块 （1011) 依次连接， 电压数据采集模块 （1011) 与所 述电压检测模块 （102) 连接。
[权利要求 4] 根据权利要求 1所述的可检测外部漏电电压的电源控制装置， 其特征 在于： 电压测试模块 （108) 的输入端与所述外接电源输入端连接， 电压测试模块 （108) 的输出端与所述电压检测模块 （102) 的输入端 连接。
[权利要求 5] 根据权利要求 1中任一权利要求所述的可检测外部漏电电压的电源控 制装置， 其特征在于： 所述幵关模块 （104) 串联一个漏电保护模块 (109) 。
[权利要求 6] 根据权利要求 3所述的可检测外部漏电电压的电源控制装置， 其特征 在于： 所述微处理器 （1013) 为单片计算机。
[权利要求 7] 根据权利要求 1~6中任一权利要求所述的可检测外部漏电电压的电源 控制装置， 其特征在于： 所述控制器 （101) 与报警模块 （105) 连接
， 或所述控制器 （101) 与复位模块 （106) 连接。
[权利要求 8] 根据权利要求 1~6中任一权利要求所述的可检测外部漏电电压的电源 控制装置， 其特征在于： 所述控制器 （101) 分别与报警模块 （105) 和复位模块 （106) 连接。
[权利要求 9] 根据权利要求 1~6中任一权利要求所述的可检测外部漏电电压的电源 控制装置， 构成的水生动物养殖器具， 其特征在于： 包括水容器， 水 容器由绝缘材料制造， 所述检测电极 （107) 置于水容器内与水相接 触的位置， 与检测电极 （107) 形成回路的另一个电极和可检测外部 漏电电压的电源控制装置的地线连接。
[权利要求 10] 根据权利要求 9中所述的可检测外部漏电电压的电源控制装置， 构成 的水生动物养殖器具， 其特征在于： 所述绝缘材料为塑料、 玻璃、 钢 化玻璃或有机玻璃。
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