专利名称：漏电检测电路及其装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电源的漏电检测技术领域，尤其涉及一种漏电检测电路及其装置。
背景技术：
现有的漏电检测电路如图I所示，包括漏电检测线圈I'、专用漏电检测IC电路2'、单片机3'及报警电路4'。其中，漏电检测线圈I'对被检测电源的漏电情况进行检测，输出一漏电信号给专用漏电检测IC电路2'，该漏电信号经专用漏电检测IC电路2'内部集成的专用漏电放大电路进行放大处理，放大后的漏电信号输送给专用漏电检测IC 电路2'内部的锁存电路，该锁存电路输出一高低电平变化的信号给单片机3'，当锁存电路输出的信号为高电平时，表不被检测电源有漏电产生，单片机3'输出一控制信号给报警电路4'，控制报警电路4'工作，从而产生报警信号；当锁存电路输出的信号为低电平时，表示被检测电源没有漏电产生，单片机3'输出一控制信号给报警电路4'，控制报警电路4/不工作，从而不产生报警信号。然而，现有的该漏电检测电路存在以下缺点(1)由于漏电检测线圈r所输出漏电信号的离散性较大，使得单片机3 '不能准确地测量到漏电信号，例如，在漏电电流较小，报警电路4'不应该产生报警信号时，而产生了报警信号，或在漏电电流超过报警值，报警电路4'必须产生报警信号时，而未产生报警信号；(2)若对漏电检测线圈I'进行严格挑选，则将大大增加供应商对漏电检测线圈I'的制造难度，同时，也将提高漏电检测线圈I'的成本；(3)专用漏电检测IC电路2'的成本较高。
实用新型内容本实用新型的主要目的是提供一种能提高漏电检测精度且能降低电路成本的漏电检测电路及其装置。为了达到上述目的，本实用新型提出一种漏电检测电路，包括漏电检测线圈、差分放大器、检波整流电路及比较器电路、单片机及报警电路，所述漏电检测线圈包括第一输出端和第二输出端，所述比较器电路包括电压比较器和基准电压源，所述漏电检测线圈对被检测电源的漏电情况进行检测，输出第一漏电电压信号给差分放大器，所述差分放大器对所述第一漏电电压信号进行放大，输出第二漏电电压信号给检波整流电路，所述检波整流电路对所述第二漏电电压信号进行检波整流，输出一直流电压信号给电压比较器，所述电压比较器对该直流电压信号与所述基准电压源的电压进行比较，输出一方波信号给单片机，所述单片机根据该方波信号的高电平宽度控制所述报警电路的报警工作。优选地，所述漏电检测线圈和所述差分放大器之间还连接有一滤波电路，所述滤波电路用于对所述漏电检测线圈所输出的第一漏电电压信号进行滤波。优选地，所述滤波电路包括第一电阻及第一电容，所述第一电阻和所述第一电容相互并联，其一公共端与所述漏电检测线圈的第一输出端连接，另一公共端分别与所述漏电检测线圈的第二输出端及地连接。优选地，所述差分放大器包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻及第八电阻，所述第一运算放大器的正极输入端与漏电检测线圈的第一输出端连接，其负极输入端经第二电阻与所述第二运算放大器的负极输入端连接，其输出端分别经第四电阻与其负极输入端连接、经第六电阻及第七电阻接地，所述第二运算放大器的正极输入端接地，其输出端经第三电阻与其负极输入端连接，所述第三运算放大器的正极输入端连接于第六电阻和第七电阻之间，其负极输入端经第五电阻与所述第二运算放大器的输出端连接，其输出端经第八电阻与其负极输入端连接。优选地，所述检波整流电路包括二极管、极性电容及第九电阻，所述二极管的阳极与所述差分放大器中第三运算放大器的输出端连接，所述极性电容与所述第九电阻相互并联，其一公共端与所述二极管的阴极连接，另一公共端接地。优选地，所述比较器电路还包括第十电阻及第二电容，所述电压比较器的正极输入端与所述检波整流电路中二极管的阴极连接，其负极输入端与所述基准电压源连接，所述电压比较器的输出端与所述第十电阻的一端连接，所述第十电阻的另一端与所述单片机的I/O 口连接，且经所述第二电容接地。优选地，当所述方波信号的高电平宽度小于预设的下限漏电参数时，所述单片机控制所述报警电路不工作，不产生报警信号；当所述方波信号的高电平宽度大于预设的上限漏电参数时，所述单片机控制所述报警电路工作，产生报警信号。本实用新型还提出一种漏电检测装置，所述漏电检测装置包括漏电检测电路，所述漏电检测电路包括漏电检测线圈、差分放大器、检波整流电路及比较器电路、单片机及报警电路，所述漏电检测线圈包括第一输出端和第二输出端，所述比较器电路包括电压比较器和基准电压源，所述漏电检测线圈对被检测电源的漏电情况进行检测，输出第一漏电电压信号给差分放大器，所述差分放大器对所述第一漏电电压信号进行放大，输出第二漏电电压信号给检波整流电路，所述检波整流电路对所述第二漏电电压信号进行检波整流，输出一直流电压信号给电压比较器，所述电压比较器对该直流电压信号与所述基准电压源的电压进行比较，输出一方波信号给单片机，所述单片机根据该方波信号的高电平宽度控制所述报警电路的报警工作。优选地，所述漏电检测装置还包括组合开关、第一 LED灯、第二 LED灯、第十三电阻、第十四电阻、第一按键及第二按键，所述组合开关用于控制所述漏电检测电路进入漏电校验模式，所述第一 LED灯用于指示所述漏电检测电路进入其下限漏电参数的校验状态，所述第二 LED灯用于指示所述漏电检测电路进入其上限漏电参数的校验状态，所述第十三电阻与所述第一按键相互串联，形成第一支路，所述第十四电阻与所述第二按键相互串联，形成第二支路，所述第一支路与所述第二支路相互并联后连接于被检测电源的火线中，所述组合开关、第一 LED灯及第二 LED灯与所述漏电检测电路中单片机的相应I/O 口连接。优选地，所述第十三电阻及第十四电阻为高精度电阻。本实用新型提出的漏电检测电路及其装置，由于采用差分放大器对漏电检测线圈输出的第一漏电电压信号进行放大处理，且采用检波整流电路对差分放大器输出的第二漏电电压信号进行检波整流，输出一直流电压信号给电压比较器，电压比较器对该直流电压信号与一基准电压源的电压进行比较，输出一方波信号给单片机，单片机根据该方波信号的高电平宽度控制报警电路的报警工作，使得本实用新型提高了对被检测电源的漏电检测精度，并且，本实用新型相对于现有的漏电检测电路，大大降低了电路的成本，且扩大了应用范围。
图I是现有技术中漏电检测电路的电路结构图；图2是本实用新型漏电检测电路较佳实施例的电路结构图；图3是本实用新型漏电检测装置较佳实施例的电路结构图。本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。参照图2，图2是本实用新型漏电检测电路较佳实施例的电路结构图，如图所示，本实用新型漏电检测电路包括漏电检测线圈I、滤波电路2、差分放大器3、检波整流电路4、比较器电路5、单片机6及报警电路7。具体的，漏电检测线圈I对被检测电源的漏电情况进行检测，其输出端输出第一漏电电压信号，滤波电路2对漏电检测线圈I输出的第一漏电电压信号进行滤波，该滤波后的第一漏电电压信号输入给差分放大器3,差分放大器3对该滤波后的第一漏电电压信号进行放大处理，输出第二漏电电压信号给检波整流电路4，检波整流电路4对该第二漏电电压信号进行检波整流，输出一直流电压信号给比较器电路5，比较器电路5对该直流电压信号和一基准电压源的电压进行比较，输出一方波信号给单片机6,单片机6根据该方波信号的高电平宽度控制报警电路7的报警工作。其中，漏电检测线圈I包括第一输出端和第二输出端；滤波电路2包括第一电阻Rl及第一电容Cl ;差分放大器3包括第一运算放大器U1A、第二运算放大器U1B、第三运算放大器U1C、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7及第八电阻R8 ;检波整流电路4包括二极管D1、极性电容El及第九电阻R9 ；比较器电路5包括电压比较器51、基准电压源52、第十电阻RlO及第二电容C2。具体的，滤波电路2中第一电阻Rl和第一电容Cl相互并联，其一公共端与漏电检测线圈I的第一输出端连接，另一公共端分别与漏电检测线圈I的第二输出端及地连接。差分放大器3中第一运算放大器UlA的正极输入端与漏电检测线圈I的第一输出端连接，第一运算放大器UlA的负极输入端经第二电阻R2与第二运算放大器UlB的负极输入端连接，第一运算放大器UlA的输出端分别经第四电阻R4与其负极输入端连接、经第六电阻R6及第七电阻R7接地，第二运算放大器UlB的正极输入端接地，第二运算放大器UlB的输出端经第三电阻R3与其负极输入端连接，第三运算放大器UlC的正极输入端连接于第六电阻R6和第七电阻R7之间，第三运算放大器UlC的负极输入端经第五电阻R5与第二运算放大器UlB的输出端连接，第三运算放大器UlC的输出端经第八电阻R8与其负极输入端连接。本实用新型采用差分放大器3作为漏电检测电路的放大电路，其目的是为了减小运算放大器的零点温度漂移。检波整流电路4中二极管Dl的阳极与差分放大器3中第三运算放大器UlC的输出端连接，极性电容El与第九电阻R9相互并联，其一公共端与二极管Dl的阴极连接，另一公共端接地。比较器电路5中的基准电压源52包括供电电源VCC、第十一电阻Rll及第十二电阻R12。其中，第i^一电阻Rll与第十二电阻R12相互串联，其一端与供电电源VCC连接，另一端接地，电压比较器51的正极输入端与检波整流电路4中二极管Dl的阴极连接，电压比较器51的负极输入端连接于第^ 电阻Rll和第十二电阻R12之间，电压比较器51的输出端与第十电阻RlO的一端连接，第十电阻RlO的另一端与单片机6的I/O 口连接，且经第二电容C2接地。报警电路7与单片机6的相应I/O 口连接。本实用新型漏电检测电路当差分放大器3中第六电阻R6的阻值等于第七电阻R7的阻值、第五电阻R5的阻值等于第八电阻R8的阻值时,若差分放大器3输出端的输出电压为 V2，则 V2 = (Vl-VlA) (R2+R3+R4) /R2 = Vl (R2+R3+R4) /R2 (VIA 为第二运算放大器 UlB 正极输入端的电压)，此时，差分放大器3的放大倍数为(R2+R3+R4) /R2，该放大倍数与第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7及第八电阻R8的阻值无关(只要满足R6 = R7、R5 = R8即可)。差分放大器3输出端的输出电压V2经检波整流电路4的检波整流后，输出直流电压信号V3,该直流电压信号V3输入给电压比较器51的正极输入端，电压比较器51对该直流电压信号V3和第十一电阻R11、第十二电阻R12分压产生的比较基准电压进行比较，输出一方波电压信号V4，该方波电压信号V4经第十电阻R10、第二电容C2滤波后，得到电压信号V5,电压信号V5输送给单片机6,单片机6根据电压信号V5的高电平宽度控制报警电路7的报警工作。本实用新型实施例当电压比较器51输出的方波电压信号的高电平宽度小于预设的下限漏电参数时(此时漏电检测线圈I所检测到的漏电信号很小)，单片机6控制报警电路7不工作，从而不产生报警信号；当电压比较器51输出的方波电压信号的高电平宽度大于预设的上限漏电参数时(此时漏电检测线圈I所检测到的漏电信号较大)，单片机6控制报警电路7工作，从而产生报警信号，从而切断用电对象的电源输入，使用电对象停止工作。 考虑到批量生产本实用新型漏电检测电路时，为了使生产的所有漏电检测电路在对被检测电源的同一漏电值进行检测时，能实现一致性的检测目的，在漏电检测电路出厂前，需要对其漏电检测功能进行校验。因此，本实用新型还提出一种漏电检测装置，该漏电检测装置包括漏电检测电路，其漏电检测电路的电路结构与上面实施例所述的漏电检测电路的电路结构相同，此处不再赘述。本实用新型提出的该漏电检测装置，如图3所示，还包括组合开关8、第一 LED灯
9、第二 LED灯10、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第一按键Kl及第二按键K2。其中，第十三电阻R13及第十四电阻R14为1%。高精度电阻。组合开关8用于控制漏电检测电路进入漏电校验模式，第一 LED灯9用于指示该漏电检测电路进入其下限漏电参数的校验状态，第二 LED灯10用于指示该漏电检测电路进入其上限漏电参数的校验状态，第十三电阻R13与第一按键Kl相互串联，形成第一支路，第十四电阻R14与第二按键K2相互串联，形成第二支路，第一支路与第二支路相互并联后连接于被检测电源的火线L中，组合开关8、第一LED灯9及第二 LED灯10分别与漏电检测电路中单片机6的相应I/O 口连接。如图3所示，本实用新型漏电检测装置中被检测电源中的火线L连接R13、K1、R14、K2，且通过漏电检测线圈1，使漏电检测线圈I内通过的电流不平衡，以模拟用电对象实际工作中其供电电源的漏电状态。本实用新型实施例当按下Kl时，则通过第十三电阻R13引入漏电电流I1，此时的漏电电流I1较小，报警电路7不应产生报警信号；当按下K2时，则通过第十四电阻R14引入漏电电流I2，此时的漏电电流I2较大，其超过报警值，报警电路7必须产生报警信号。本实用新型漏电检测装置，若在按下Kl引入漏电电流I1时，其报警电路7未产生报警信号，并且，在按下K2引入漏电电流I2时，其报警电路7产生了报警信号，则表示漏电检测电路中之前预设的下限漏电参数及上限漏电参数均属正确范围的参数值，不需要对其漏电参数进行软件校正。然而，若在按下Kl引入漏电电流Ii时，其报警电路7产生了报警信号，或者在按下K2引入漏电电流I2时，其报警电路7未产生报警信号，则表示漏电检测电路中之前预设的下限漏电参数和/或上限漏电参数不属于正确范围的参数值，需通过软件校正对其下限漏电参数和/或上限漏电参数进行校正，以解决漏电检测电路产 生错误报警的问题。本实用新型漏电检测装置对漏电检测电路中下限漏电参数及上限漏电参数的软件校正过程如下(I)按下组合开关8，漏电检测电路上电，使得漏电检测电路进入漏电校验模式；(2)当第一 LED灯9闪烁时，漏电检测电路进入其下限漏电参数的校验状态，此时，按下第一按键K1，引入下限漏电电流，单片机6读取此时电压比较器输出端所输出方波电压信号的高电平宽度，并将该方波电压信号的高电平宽度值保存在单片机6外部的EEPROM上；(3)当第二 LED灯10闪烁时，漏电检测电路进入其上限漏电参数的校验状态，此时，按下第二按键K2，引入上限漏电电流，单片机6读取此时电压比较器输出端所输出方波电压信号的高电平宽度，并将该方波电压信号的高电平宽度值保存在单片机6外部的EEPROM上；(4)在EEPROM上的另外位置写入校正标记符，说明此漏电检测电路的下限漏电参数及上限漏电参数已被校正过；(5)重新上电，使漏电检测电路进入正常的漏电检测模式，读取EEPROM上是否有校正标志符，若没有校正标志符，则该漏电检测电路按照之前预设的下限漏电参数和上限漏电参数来判定被检测电源是否处于漏电状态，若EEPROM上含有校正标志符，则该漏电检测电路按照校正之后的下限漏电参数和上限漏电参数(即EEPROM上的参数值)来判定被检测电源是否处于漏电状态。本实用新型的有益效果是本实用新型由于采用差分放大器对漏电检测线圈输出的漏电电压信号进行放大处理，且采用检波整流电路对放大后的漏电电压信号进行检波整流，输出一直流电压信号给电压比较器，电压比较器对该直流电压信号与一基准电压源的电压进行比较，输出一方波信号给单片机，单片机根据该方波信号的高电平宽度控制报警电路的报警工作，使得本实用新型提高了对被检测电源的漏电检测精度，并且，本实用新型相对于现有的漏电检测电路，大大降低了电路的成本，且扩大了应用范围。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种漏电检测电路，包括漏电检测线圈、单片机及报警电路，所述漏电检测线圈包括第一输出端和第二输出端，其特征在于，还包括差分放大器、检波整流电路及比较器电路，所述比较器电路包括电压比较器和基准电压源，所述漏电检测线圈对被检测电源的漏电情况进行检测，输出第一漏电电压信号给差分放大器，所述差分放大器对所述第一漏电电压信号进行放大，输出第二漏电电压信号给检波整流电路，所述检波整流电路对所述第二漏电电压信号进行检波整流，输出一直流电压信号给电压比较器，所述电压比较器对该直流电压信号与所述基准电压源的电压进行比较，输出一方波信号给单片机，所述单片机根据该方波信号的高电平宽度控制所述报警电路的报警工作。
2.根据权利要求I所述的漏电检测电路，其特征在于，所述漏电检测线圈和所述差分放大器之间还连接有一滤波电路，所述滤波电路用于对所述漏电检测线圈所输出的第一漏电电压信号进行滤波。
3.根据权利要求2所述的漏电检测电路，其特征在于，所述滤波电路包括第一电阻及第一电容，所述第一电阻和所述第一电容相互并联，其一公共端与所述漏电检测线圈的第 一输出端连接，另一公共端分别与所述漏电检测线圈的第二输出端及地连接。
4.根据权利要求3所述的漏电检测电路，其特征在于，所述差分放大器包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻及第八电阻，所述第一运算放大器的正极输入端与漏电检测线圈的第一输出端连接，其负极输入端经第二电阻与所述第二运算放大器的负极输入端连接，其输出端分别经第四电阻与其负极输入端连接、经第六电阻及第七电阻接地，所述第二运算放大器的正极输入端接地，其输出端经第三电阻与其负极输入端连接，所述第三运算放大器的正极输入端连接于第六电阻和第七电阻之间，其负极输入端经第五电阻与所述第二运算放大器的输出端连接，其输出端经第八电阻与其负极输入端连接。
5.根据权利要求4所述的漏电检测电路，特征在于，所述检波整流电路包括二极管、极性电容及第九电阻，所述二极管的阳极与所述差分放大器中第三运算放大器的输出端连接，所述极性电容与所述第九电阻相互并联，其一公共端与所述二极管的阴极连接，另一公共端接地。
6.根据权利要求5所述的漏电检测电路，其特征在于，所述比较器电路还包括第十电阻及第二电容，所述电压比较器的正极输入端与所述检波整流电路中二极管的阴极连接，其负极输入端与所述基准电压源连接，所述电压比较器的输出端与所述第十电阻的一端连接，所述第十电阻的另一端与所述单片机的I/O 口连接，且经所述第二电容接地。
7.根据权利要求6所述的漏电检测电路，其特征在于，当所述方波信号的高电平宽度小于预设的下限漏电参数时，所述单片机控制所述报警电路不工作，不产生报警信号；当所述方波信号的高电平宽度大于预设的上限漏电参数时，所述单片机控制所述报警电路工作，产生报警信号。
8.一种漏电检测装置，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的漏电检测电路。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括组合开关、第一LED灯、第二 LED灯、第十三电阻、第十四电阻、第一按键及第二按键，所述组合开关用于控制所述漏电检测电路进入漏电校验模式，所述第一 LED灯用于指示所述漏电检测电路进入其下限漏电参数的校验状态，所述第二 LED灯用于指示所述漏电检测电路进入其上限漏电参数的校验状态，所述第十三电阻与所述第一按键相互串联，形成第一支路，所述第十四电阻与所述第二按键相互串联，形成第二支路，所述第一支路与所述第二支路相互并联后连接于被检测电源的火线中，所述组合开关、第一 LED灯及第二 LED灯与所述漏电检测电路中单片机的相应I/O 口连接。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第十三电阻及第十四电阻为高精度电阻。
专利摘要本实用新型公开一种漏电检测电路及其装置，其中漏电检测电路包括漏电检测线圈、滤波电路、差分放大器、检波整流电路、比较器电路、单片机及报警电路，漏电检测线圈对被检测电源的漏电情况进行检测，输出第一漏电电压信号给差分放大器，差分放大器对第一漏电电压信号进行放大，输出第二漏电电压信号给检波整流电路，检波整流电路对第二漏电电压信号进行检波整流，输出一直流电压信号给比较器电路，比较器电路对该直流电压信号与一基准电压源的电压进行比较，输出一方波信号给单片机，单片机根据该方波信号的高电平宽度控制报警电路的报警工作。本实用新型提高了对被检测电源的漏电检测精度，大大降低了电路的成本，且扩大了应用范围。
文档编号G01R31/02GK202486253SQ20122009007
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月12日 优先权日2012年3月12日
发明者伍炎军, 袁天龙, 邬明贵 申请人:深圳和而泰智能控制股份有限公司