一种漏电检测控制电路及漏电断路器的制作方法

文档序号:15080739发布日期:2018-08-03 23:31阅读:218来源:国知局

本实用新型涉及漏电保护技术领域,具体涉及一种漏电检测控制电路及漏电断路器。



背景技术:

漏电断路器是在电路中漏电电流超过预定值时能自动动作的开关,当发生触电或漏电时,通过脱扣机构动作能迅速切断电源,从而保障人身安全,防止发生触电事故。

目前漏电断路器主要采用漏电芯片进行漏电检测和控制,漏电芯片在漏电断路器中主要起放大信号、电平转换及延时输出驱动等作用,当线路有漏电产生时,零序互感器二次侧电信号输入漏电芯片,当漏电值达到设定值时,延时电路开始工作,漏电脱扣器动作。

采用漏电芯片的漏电断路器,漏电芯片外围需连接大量的模拟器件,构成模拟电路,漏电动作时间长、成本高且抗干扰性能不佳。



技术实现要素:

鉴于上述的分析,本实用新型实施例提出了一种漏电检测控制电路及漏电断路器,用以解决现有漏电断路器漏电动作时间长、成本高且抗干扰性能不佳的问题。

为实现上述目的,本实用新型实施例采用如下技术方案:

根据第一方面,本实用新型实施例提供一种漏电检测控制电路,该漏电检测控制电路包括:漏电检测模块、控制器和脱扣器驱动模块;漏电检测模块检测是否存在漏电电流信号,当存在漏电电流信号时,将漏电电流信号发送至控制器;控制器接收漏电电流信号,将漏电电流信号的值与预设阈值进行比较,当漏电电流信号的值超过预设阈值时,向脱扣器驱动模块发送脱扣信号;脱扣器驱动模块接收脱扣信号,驱动脱扣器脱扣。

结合第一方面,在第一方面第一实施方式中,漏电检测模块与零序互感器连接,漏电检测模块包括:采样模块、滤波模块和放大模块;采样模块采集零序互感器二次侧的漏电电流信号,将漏电电流信号转换为第一电平信号,并将所述第一电平信号发送至滤波模块;滤波模块对第一电平信号进行滤波,生成滤波电平信号,并将滤波电平信号发送至放大模块;放大模块将滤波电平信号进行放大,生成放大电平信号,并将放大电平信号发送至控制器。

结合第一方面第一实施方式,在第一方面第二实施方式中,采样模块包括:第一电阻,滤波模块包括:第一电容,放大模块包括:运算放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻及第二电容;第一电阻和第一电容分别并联在零序互感器的二次侧,第一电容的第一端接地,第一电容的第二端通过第二电阻和第三电阻连接至运算放大器的输出端;运算放大器的正向输入端接地,负向输入端通过第二电容连接至运算放大器的输出端,运算放大器的输出端通过第四电阻连接至控制器的模数转换控制端。

结合第一方面第二实施方式,在第一方面第三实施方式中,采样模块还包括:第十二电阻、第十三电阻、第一开关及第二开关;第十二电阻和第一开关串联组成第一串联电路,第十三电阻和第二开关串联组成第二串联电路,第一串联电路和第二串联电路分别并联在第一电阻的两端。

结合第一方面第一实施方式至第三实施方式中任一个实施方式,在第一方面第四实施方式中,漏电检测模块还包括:限幅模块,并联在采样模块的两端,限幅模块包括反向并联的第一二极管和第二二极管。

结合第一方面,在第一方面第五实施方式中,脱扣器驱动模块包括:第三电容、第四电容、第一晶闸管、第二晶闸管、压敏电阻以及第五电阻至第九电阻;第五电阻的一端连接至控制器的第一控制端,另一端连接至第二晶闸管的控制端;第六电阻的一端连接至第二晶闸管的控制端,另一端接地,第三电容并联在第六电阻的两端;第七电阻的一端连接至第一晶闸管的阳极,另一端通过第八电阻连接至第一晶闸管的控制端;第九电阻的一端连接至所述第一晶闸管的控制端,另一端连接至第二晶闸管的阳极,第四电容并联在第九电阻的两端;第一晶闸管的阳极连接脱扣器,阴极连接至第二晶闸管的阳极;压敏电阻的一端连接至第一晶闸管的阳极,另一端接地。

结合第一方面,在第一方面第六实施方式中,漏电检测电路还包括:延时模块,延时模块设置有按键开关,延时模块根据用户输入的按键信息向控制器发送延时信号。

结合第一方面第六实施方式,在第一方面第七实施方式中,控制器接收延时信号,根据延时信号确定延时时间,在延时时间后向脱扣器驱动模块发送脱扣信号。

结合第一方面第六实施方式或第一方面第七实施方式,在第一方面第八实施方式中,延时模块包括:第十电阻、第十一电阻和按键开关;第十电阻的一端连接至控制器的第一输入端,另一端连接至按键开关的第一挡位端;第十一电阻的一端连接至控制器的第二输入端,另一端连接至按键开关的第二挡位端;按键开关的第三挡位端和控制端分别接地。

根据第二方面,本实用新型实施例提供一种漏电断路器,该漏电断路器包括上述第一方面或第一方面任意一实施方式提供的漏电检测控制电路。

本实用新型技术方案,与现有技术相比,至少具有如下优点:

本实用新型实施例提供了一种漏电检测控制电路及漏电断路器,漏电检测控制电路包括:漏电检测模块、控制器和脱扣器驱动模块,漏电检测模块检测是否存在漏电电流信号,当存在漏电电流信号时,将漏电电流信号发送至控制器,控制器接收漏电电流信号,将漏电电流信号的值与预设阈值进行比较,当漏电电流信号的值超过预设阈值时,向脱扣器驱动模块发送脱扣信号,脱扣器驱动模块接收脱扣信号,驱动脱扣器脱扣。本实用新型实施例提供的漏电检测控制电路及漏电断路器,上电时漏电动作时间较小,相对于传统的采用漏电芯片进行漏电检测的方案,减小了漏电动作时间,同时降低了成本,提高了抗干扰性能(EMC-Electro Magnetic Compatibility-电磁兼容性)。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或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附图。

图1为本实用新型实施例中漏电检测控制电路的一个具体示例的原理框图;

图2为本实用新型实施例中漏电检测模块的一个具体示例的原理框图;

图3为本实用新型实施例中漏电检测控制电路的一个具体示例的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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做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。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通,可以是无线连接,也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外,下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实用新型实施例提供了一种漏电检测控制电路,如图1所示,该漏电检测控制电路包括:漏电检测模块1、控制器2和脱扣器驱动模块3,漏电检测模块1检测是否存在漏电电流信号,当存在漏电电流信号时,将漏电电流信号发送至控制器2,控制器2接收漏电电流信号,将该漏电电流信号的值与预设阈值进行比较,当漏电电流信号的值超过预设阈值时,向脱扣器驱动模块3发送脱扣信号,脱扣器驱动模块3接收该脱扣信号,驱动脱扣器R脱扣。

本实用新型实施例提供的漏电检测控制电路,上电时漏电动作时间小于40毫秒,相对于传统的采用漏电芯片进行漏电检测的方案,减小了漏电动作时间,同时降低了成本,提高了抗干扰性能(EMC-Electro Magnetic Compatibility-电磁兼容性)。

如图2所示,在一较佳实施例中,上述漏电检测模块1包括:采样模块11、滤波模块13和放大模块14。如图3所示,采样模块11包括:第一电阻R1,滤波模块13包括:第一电容C1,放大模块14包括:运算放大器OP、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4及第二电容C2。第一电阻 R1和第一电容C1分别并联在零序互感器T1的二次侧,第一电容C1的第一端接地GND,第一电容C1的第二端通过第二电阻R2和第三电阻R3连接至运算放大器OP的输出端,运算放大器OP的正向输入端接地GND,负向输入端通过第二电容C2连接至运算放大器OP的输出端,运算放大器 OP的输出端通过第四电阻R4连接至控制器2的模数转换控制端AD,可选地,控制器2可以是MCU。采样模块11采集零序互感器T1二次侧的漏电电流信号,并将该漏电电流信号转换为第一电平信号,并将所述第一电平信号发送至滤波模块13,滤波模块13对该第一电平信号进行滤波,生成滤波电平信号,并将该滤波电平信号发送至放大模块14,放大模块14将该滤波电平信号进行放大,生成放大电平信号,并将该放大电平信号发送至控制器2。

如图3所示,在一较佳实施例中,上述采样模块11还包括:第十二电阻R12、第十三电阻R13、第一开关K1及第二开关K2;第十二电阻R12 和第一开关K1串联组成第一串联电路,第十三电阻R13和第二开关K2串联组成第二串联电路,第一串联电路和第二串联电路分别并联在第一电阻 R1的两端。由于漏电电流信号最终要传输至控制器2的模数转换控制端 AD,而模数转换控制端AD具备一定的量程,当漏电电流信号较大时,传输到模数转换控制端AD的电压信号将较大,模数转换控制端AD有可能采集不到该电压信号,因此,在具体实施时,可通过闭合上述第一开关K1和 /或第二开关K2,将第十二电阻R12和/或第十三电阻R13并联在第一电阻 R1两端,从而减小采样模块11的电阻阻值以及传输至模数转换控制端AD 的电压信号,扩大漏电检测控制电路能够检测到的漏电电流信号的范围。

如图2及图3所示,在一较佳实施例中,上述漏电检测模块1还包括:限幅模块12,该限幅模块12并联在上述采样模块11的两端,该限幅模块 12包括反向并联的第一二极管D1和第二二极管D2,当漏电电流信号很大时,为防止过大的电流信号流入电路中的其他器件,从而对其他器件造成损伤,本实用新型实施例采用限幅模块12,将上述第一电平信号限制在二极管的导通压降,从而对电路中的器件进行保护。

如图3所示,在一较佳实施例中,上述脱扣器驱动模块3包括:第三电容C3、第四电容C4、第一晶闸管TS1、第二晶闸管TS2、压敏电阻RV 以及第五电阻R5至第九电阻R9,第五电阻R5的一端连接至控制器2的第一控制端CTRL,另一端连接至第二晶闸管TS2的控制端,第六电阻R6的一端连接至第二晶闸管TS2的控制端,另一端接地GND,第三电容C3并联在第六电阻R6的两端,第七电阻R7的一端连接至第一晶闸管TS1的阳极,另一端通过第八电阻R8连接至第一晶闸管TS1的控制端,第九电阻 R9的一端连接至第一晶闸管TS1的控制端,另一端连接至第二晶闸管TS2 的阳极,第四电容C4并联在第九电阻R9的两端,第一晶闸管TS1的阳极连接脱扣器R,阴极连接至第二晶闸管TS2的阳极,压敏电阻RV的一端连接至第一晶闸管TS1的阳极,另一端接地GND。在具体工作时,控制器2 将脱扣信号传输至脱扣器驱动电路3,该脱扣信号经第五电阻R5后,将第一晶闸管TS1和第二晶闸管TS2导通,从而实现对脱扣器R的驱动,使得脱扣器R脱扣。

如图3所示,在一较佳实施例中,上述漏电检测控制电路还包括:延时模块4,延时模块4设置有按键开关K,延时模块4根据用户输入的按键信息向控制器2发送延时信号,控制器2接收该延时信号,根据该延时信号确定延时时间,在延时时间后向脱扣器驱动模块3发送脱扣信号。

如图3所示,在一较佳实施例中,上述延时模块4包括:第十电阻R10、第十一电阻R11和按键开关K,第十电阻R10的一端连接至控制器2的第一输入端AN1,另一端连接至按键开关K的第一挡位端,第十一电阻R11 的一端连接至控制器2的第二输入端AN2,另一端连接至按键开关K的第二挡位端,按键开关K的第三挡位端和控制端分别接地GND。

在具体实施时,上述按键开关K的第一挡位和第二挡位为延时挡,控制器2可根据实际需要分别设定两个挡位的延时时间,上述按键开关K的第三挡位为空挡,当用户按下第三挡位时,即,将按键开关K的控制端置于第三挡位端时,延时模块4向控制器2发送的信号为非延时,此时,当控制器2接收到的漏电电流信号的值大于预设阈值时,立即向脱扣器驱动模块3发送脱扣信号,以使脱扣器驱动模块3驱动脱扣器R脱扣,从而保护人身或设备的安全。需要说明的是,虽然本实用新型实施例中按键开关K 的挡位为三个,实际上按键开关K的挡位数量可根据实际需要进行设置,本实用新型不以此为限。

本实用新型实施例还提供了一种漏电断路器,该漏电断路器包括上述实施例提供的漏电检测控制电路,上电时漏电动作时间小于40毫秒,相对于传统的采用漏电芯片进行漏电检测的方案,减小了漏电动作时间,同时降低了成本,提高了抗干扰性能(EMC-Electro Magnetic Compatibility-电磁兼容性)。

显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

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