一种GFI人体保护电路的制作方法

本实用新型属于安规测试技术领域，具体涉及一种gfi人体保护电路，可应用于安规测试仪器，用于使安规测试仪能够主动保护测试人员的人身安全。

背景技术：

目前，国际上对电器产品的安全问题越来越重视。所以，几乎所有的电器产品出厂前均需经过安规测试，而其中最常见的测试项目即耐压测试，一般耐压测试仪器的输出电压可高达5000v以上、且频繁作业，如果操作者稍有不慎碰到高压输出端子、或待测物，即会发生高压电击，产生人身危害。

gfi(groundfaultinterrupt)电路，用于接地异常电流检测，即发现有异常电流从接地流回去。为了使传统的gfi电路在安规测试仪器的测试应用中能正常地工作，安规测试仪的回路端必须是不接地的(悬浮的)。使这个回路端悬浮意味着dut(deviceundertest，测试中的设备)外壳也必须与地隔离，然而实际上这个回路端通常是连接到机壳上的。传统gfi电路能否正常应用的关键性问题是在于在某些测试条件下必须人为地进行设置，即将dut外壳与地隔离、从而使得安规测试仪的回路端不接地。这样的操作，同时意味着操作人员需要对该仪器的设置进行人工干涉。众所周知，一个具有安全特性的功能，必须在所有的时间内总是应该处于主动工作的状态，并不需要操作人员的人工干涉而做出决定。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种应用于安规测试仪的gfi人体保护电路，当流经人体的异常电流大于450ua的安全值时，设备将能立刻主动切断高压输出、以保护操作者的人身安全。本实用新型所采用的技术方案如下：

一种gfi人体保护电路，包括：依次顺序电连接的用于泄漏电流采集的采样模块、用于监测操作人员触电电流大小的阈值比较模块、比较器输出电平翻转模块。操作人员触电产生的泄漏电流通过采样模块转换成电压信号，进入阈值比较模块，与设定的阈值进行比较，通过比较器判断是否输出高低电平的信号翻转。

优选地，所述的采样模块包括：限流电阻r1、r2，自恢复保险丝rt1，瞬态抑制二极管tvs1、tvs2，泄漏电流采样电阻r3，电阻r4、电容c1；限流电阻r1与r2并联后连接自恢复保险丝rt1，rt1与瞬态抑制二极管tvs1连接后、再与并联的泄漏电流采样电阻r3、瞬态抑制二极管tvs2连接，最后与r4和c1构成的低通滤波电路连接。

优选地，所述的阈值比较模块包括﹢12v，r6，r5，agnd，-12v，r7，r8，agnd；+12v通过r5、r6对agnd的分压给出+uset阈值，-12v通过r7、r8对agnd的分压给出-uset的阈值。

优选地，所述的比较器输出电平翻转模块包括u1，u2，r9；r9分别与u1、u2电连接。

本实用新型的有益效果：

1)本实用新型的接地异常电流检测电路结构简单、操作方便、经济成本低、宜广泛推广应用；

2)本实用新型电路元件和设备反应速度快，能主动、快速地保护设备操作人员的人身安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的具体实施方式、或者现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些具体实施方式，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属于本申请保护范围之内的附图。

图1是漏电检测gfi电路的原理示意图；

图2是本实用新型实施例的安规测试仪的测试原理示意图；

图3是本实用新型实施例的gfi人体保护电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，具体说明本实用新型的有益效果。

如图1所示，是常见的漏电检测gfi电路的原理示意图。由电流表a1、a2测得的电流为i1、i2，当操作人员触电时，电流表a1、a2测得不同的数值，其差值ih＝i2-i1。当ih数值过高时，则判定为gfi故障。gfi电路通过电流表a1、a2的读数i1、i2的差值来判断操作人员是否触电，未触电时a1、a2读数i1、i2一致；操作人员触电后，a2的读数i2大于a1的读数i1，差值即为流过人体的电流。

如图2所示，是本实用新型实施例的安规测试仪的测试原理示意图。当人体触摸高压时、发生触电，此刻会有电流流过漏电检测电路(即gfi人体保护电路)，当电流>450ua时，比较器输出中断信号将高压断掉。其中，人体是踩在大地上的，漏电检测电路采样的一端是接在大地上的。控制高压端输出是安规测试仪的控制芯片控制的，当比较器输出中断信号时，安规测试仪的控制芯片会控制高压停止输出。

如图3所示，是本实用新型实施例的gfi人体保护电路结构示意图。一种gfi人体保护电路，包括：依次顺序电连接的用于泄漏电流采集的采样模块、用于监测操作人员触电电流大小的阈值比较模块、比较器输出电平翻转模块。当操作人员触电时，产生的泄漏电流通过电阻r3转换成电压信号，进入阈值比较模块，与设定的阈值进行比较，然后通过比较器lm311p判断是否输出高低电平的信号翻转。

本实用新型实施例的电路结构中，r1，r2为限流电阻，rt1为自恢复保险丝，对gfi保护电路起过流保护作用，tvs1为瞬态抑制二极管，r3为泄漏电流采样电阻，将电流信号转换成电压信号。tvs2为瞬态抑制二极管，防护r3两端电压过高。r4和c1构成低通滤波电路，滤除高频干扰信号。+12v通过r5、r6对agnd的分压给出+uset阈值，-12v通过r7、r8对agnd的分压给出-uset的阈值。u1、u2为lm311p，为比较器。当us>+uset(us＜-uset)时比较器输出发生电平翻转，给安规测试仪的控制芯片发出中断信号。

r9为限流电阻，避免比较器lm311p输出高电平时，产生大电流烧坏控制芯片。

本实用新型实施例中，r4、5、6、7、8、9均采取普通的金属膜电阻。

所述的采样模块包括：r1、r2、rt1，tvs1，r3，tvs2，r4，c1。限流电阻r1与r2并联后连接自恢复保险丝rt1，rt1与瞬态抑制二极管tvs1连接后、再与并联的泄漏电流采样电阻r3、瞬态抑制二极管tvs2连接，最后与r4和c1构成的低通滤波电路连接。angd为±12v的参考地。

所述的阈值比较模块包括﹢12v，r6，r5，agnd；-12v，r7，r8，agnd。+12v通过r5、r6对agnd的分压给出+uset阈值，-12v通过r7、r8对agnd的分压给出-uset的阈值。

所述的比较器输出电平翻转模块包括u1(lm311p)，u2(lm311p)，r9。r9分别与u1、u2电连接。

当操作人员发生触电时，泄漏电流通过r3电阻转换成采样电压us(us为r3两端电压)与设定的阈值±uset(+uset为u1的2脚电压，-uset为u2的3脚电压)通过比较器lm311p进行比较输出，如果us>+uset(us＜-uset)、比较器输出电平发生翻转，触发硬件中断信号，此中断信号会输入给安规测试仪的控制芯片(如单片机)，安规测试仪的控制芯片接收到中断信号后会立即停止高压输出。

设定的阈值为±uset，采样电阻r3，通过设计r3的电阻值来设定450ua的电流值。

本实用新型的一种gfi人体保护电路，除应用于安规测试仪中外，同样也可以应用到其他电器设备中，保护操作人员的人身安全。

最后需要说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。