安全型漏电保护装置的制作方法

本实用新型涉及电气领域，尤其涉及一种安全型漏电保护装置。

背景技术：

随着漏电保护装置的使用越来越广泛，人们对漏电保护装置的使用安全性、工作能耗、使用寿命等都越来越重视。现有的漏电保护装置由于工作过程中线圈持续处于通电状态，造成了能耗高、线圈及产品内部的温升高等问题，如遇电网干扰或故障，可能造成线圈被烧毁的危险，由此降低了漏电保护装置的安全性，使得现有的漏电保护装置存在严重的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

针对上述问题，本公开内容一方面提出了一种安全型漏电保护装置，其包括：

开关模块，其耦接在主干线路的输入端与输出端之间，用于控制所述输入端与所述输出端之间的电力连接；

第一驱动控制模块，其耦接到所述输入端，用于闭合所述开关模块；

第二驱动控制模块，其耦接到所述输出端，用于断开所述开关模块；

漏电检测模块，其分别耦接到所述主干线路和所述第二驱动控制模块，用于检测所述主干线路的输出端是否存在漏电故障；以及

隔离耦合模块，其耦接到所述第一驱动控制模块与所述第二驱动控制模块之间，用于在所述开关模块闭合后断开所述第一驱动控制模块。

在一种实施方式中，所述第二驱动控制模块至少包括

第一二极管，其耦接到所述输出端；

第二二极管，其耦接到所述输出端；

第二线圈，其第一端耦接到所述第一二极管；

第一晶体管，其分别耦接到所述第二线圈的第二端和地；以及

欠压保护单元，其分别耦接到所述第一二极管、所述第二二极管以及所述第一晶体管，用于当所述开关模块闭合时，在负载端电压低于第一预设值的情况下，控制所述第二驱动控制模块断开所述开关模块。

在一种实施方式中，所述欠压保护单元至少包括：

限流电阻，其耦接到所述第一二极管、所述第二线圈的第一端以及储能部件；

放电二极管，与所述限流电阻并联连接；

驱动电阻，其耦接到所述第二线圈的第二端与所述第一晶体管之间；

第一分压电阻，其耦接到所述第二二极管；

第二分压电阻，其耦接到所述第一分压电阻与地之间；以及

第二晶体管，其分别耦接到所述第一分压电阻、所述第二分压电阻、所述第一晶体管以及地。

在一种实施方式中，当所述开关模块闭合时，在所述负载端电压低于所述第一预设值的情况下，所述第二分压电阻的电压使得所述第二晶体管截止，同时触发所述第一晶体管导通，以使所述第二线圈通电并控制所述开关模块断开。

在一种实施方式中，所述第一驱动控制模块至少包括：

第三二极管，其耦接到所述输入端；

第三分压电阻，其耦接到所述第三二极管；

第四分压电阻，其耦接在所述第三分压电阻与地之间；

第三晶体管，其分别耦接所述第三分压电阻、所述第四分压电阻以及地；以及

第一线圈，其耦接到所述输入端与所述第三晶体管之间。

在一种实施方式中，当所述第一驱动控制模块耦接到所述输入端并且所述输入端的电源电压达到第二预设值时，所述第四分压电阻的电压触发所述第三晶体管导通，以使所述第一线圈通电并控制所述开关模块闭合。

在一种实施方式中，所述隔离耦合模块至少包括：

隔离耦合处理单元，其初级部分耦接到所述输出端；

第四晶体管，其分别耦接到所述第一驱动控制模块和所述隔离耦合处理单元的次级部分。

在一种实施方式中，当所述第一驱动控制模块控制所述开关模块闭合并且负载端电源接通时，所述隔离耦合模块的所述第四晶体管导通，以控制所述第一驱动控制模块停止工作。

在一种实施方式中，当所述漏电检测模块检测到所述漏电故障时，向所述第二驱动控制模块发送与所述漏电故障相关的漏电故障信号，以触发所述第一晶体管导通，使得所述第二线圈通电并控制所述开关模块断开。

在一种实施方式中，所述安全型漏电保护装置还包括：

复位模块，其分别耦接所述第一驱动控制模块和所述隔离耦合模块，用于在所述第一驱动控制模块停止工作的情况下，控制所述第四晶体管截止，以复位所述第一驱动控制模块和所述隔离耦合模块。

在一种实施方式中，所述晶体管是可控硅、三极管、mos管中的任一种开关元件。

在一种实施方式中，所述隔离耦合处理单元是光电耦、继电器、变压器中的任一种隔离耦合器件。

本公开内容另一方面还提出了一种安全型漏电保护装置，其包括：

开关模块，其耦接在主干线路的输入端与输出端之间，用于控制所述输入端与所述输出端之间的电力连接；

第一驱动控制模块，其耦接到所述输入端，用于闭合所述开关模块；

第二驱动控制模块，其耦接到所述输出端，用于断开所述开关模块；

漏电检测模块，其分别耦接到所述主干线路和所述第二驱动控制模块，用于检测所述主干线路的输出端是否存在漏电故障；

隔离耦合模块，其耦接在所述第一驱动控制模块与所述第二驱动控制模块之间，用于在所述开关模块闭合后断开所述第一驱动控制模块；以及

稳流驱动模块，其耦接到所述第一驱动控制模块中，用于为所述第一驱动控制模块提供稳定的触发电流。

在一种实施方式中，所述第二驱动控制模块至少包括：

第一二极管，其耦接到所述输出端；

第二二极管，其耦接到所述输出端；

第二线圈，其第一端耦接到所述第一二极管；

第一晶体管，其分别耦接到所述第二线圈的第二端和地；以及

欠压保护单元，其分别耦接到所述第一二极管、所述第二二极管以及所述第一晶体管，用于当所述开关模块闭合时，在负载端电压低于第一预设值的情况下，控制所述第二驱动控制模块断开所述开关模块。

在一种实施方式中，所述欠压保护单元至少包括：

限流电阻，其分别耦接到所述第一二极管、所述第二线圈的第一端以及储能部件；

放电二极管，与所述限流电阻并联连接；

驱动电阻，其耦接在所述第二线圈的第二端与所述第一晶体管之间；

第一分压电阻，其耦接到所述第二二极管；

第二分压电阻，其耦接到所述第一分压电阻与地之间；以及

第二晶体管，其分别耦接到所述第一分压电阻、所述第二分压电阻、所述第一晶体管以及地。

在一种实施方式中，当所述开关模块闭合时，在所述负载端电压低于所述第一预设值的情况下，所述第二分压电阻的电压使得所述第二晶体管截止，同时触发所述第一晶体管导通，以使所述第二线圈通电并控制所述开关模块断开。

在一种实施方式中，所述第一驱动控制模块至少包括：

第三二极管，其耦接到所述输入端；

第三分压电阻，其耦接到所述第三二极管；

第四分压电阻，其耦接在所述第三分压电阻与地之间；

第三晶体管，其经由所述稳流驱动模块耦接在所述第三分压电阻与所述第四分压电阻之间；以及

第一线圈，其耦接到所述输入端与所述第三晶体管之间。

在一种实施方式中，所述稳流驱动模块至少包括：

第三电阻，其耦接到所述第三二极管；

第五晶体管，其分别耦接到所述第三电阻、所述第三分压电阻以及所述第四分压电阻；以及

第一电容，其耦接在所述第三电阻与地之间。

在一种实施方式中，当所述第一驱动控制模块耦接到所述输入端并且所述输入端的电源电压达到第二预设值时，所述第四分压电阻的电压触发所述第五晶体管导通，以向所述第三晶体管提供稳定的触发电流，使所述第一线圈通电并控制所述开关模块闭合。

在一种实施方式中，所述隔离耦合模块至少包括：

隔离耦合处理单元，其初级部分耦接到所述输出端；

第四晶体管，其分别耦接到所述第一驱动控制模块和所述隔离耦合处理单元的次级部分。

在一种实施方式中，当所述第一驱动控制模块控制所述开关模块闭合并且负载端电源接通时，所述隔离耦合模块的所述第四晶体管导通，以控制所述第一驱动控制模块停止工作。

在一种实施方式中，当所述漏电检测模块检测到所述漏电故障时，向所述第二驱动控制模块发送与所述漏电故障相关的漏电故障信号，以触发所述第一晶体管导通，使得所述第二线圈通电并控制所述开关模块断开。

在一种实施方式中，所述安全型漏电保护装置还包括：

复位模块，其分别耦接所述第一驱动控制模块、所述稳流驱动模块以及所述隔离耦合模块，用于在所述第一驱动控制模块停止工作的情况下，控制所述第五晶体管和所述第四晶体管截止，以复位所述第一驱动控制模块、所述稳流驱动模块以及所述隔离耦合模块。

在一种实施方式中，所述晶体管是可控硅、三极管、mos管中的任一种开关元件。

在一种实施方式中，所述隔离耦合处理单元是光电耦、继电器、变压器中的任一种隔离耦合器件。

本实用新型所公开的安全型漏电保护装置能够利用其结构中的多个线圈的分工协作实现对要保护的用电设备的漏电保护，而无需使这些线圈在工作过程中处于长期通电状态，同时确保在电源电压低于设定值(也即，欠压状态)时，断开输入端与输出端之间的电力连接。由此，与现有技术相比，所公开的安全型漏电保护装置具有能耗小、线圈寿命长等优点，同时还能够提高漏电保护装置的安全性，提高用户的使用满意度。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开内容的各实施例的特征、优点及其他方面将变得更加明显，在此以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施例，在附图中：

图1示出了根据本实用新型的安全型漏电保护装置的第一实施例的电路结构示意图；以及

图2示出了根据本实用新型的安全型漏电保护装置的第二实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本实用新型一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本实用新型的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本实用新型的所有实施例。可以理解，在不偏离本实用新型的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本实用新型的范围由所附的权利要求所限定。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。对于附图中的各单元之间的连线，仅仅是为了便于说明，其表示至少连线两端的单元是相互通信的，并非旨在限制未连线的单元之间无法通信。

本公开内容的实施例主要关注以下技术问题：如何降低漏电保护装置在使用过程中存在的安全隐患，并提高用户使用满意度。

为了解决上述问题，本文公开了一种安全型漏电保护装置，其包括：开关模块、第一驱动控制模块、第二驱动控制模块、漏电检测模块以及隔离耦合模块。开关模块用于控制输入端与输出端之间的电力连接；第一驱动控制模块用于闭合开关模块；第二驱动控制模块用于断开开关模块；漏电检测模块用于检测主干线路的输出端是否存在漏电故障；隔离耦合模块用于在开关模块闭合后断开第一驱动控制模块。

实施例1

如图1所示，本实施例所公开的安全型漏电保护装置包括：开关模块sw、第一驱动控制模块1、第二驱动控制模块2、漏电检测模块4以及隔离耦合模块3。开关模块sw耦接在主干线路的输入端与输出端之间，用于控制输入端与输出端之间的电力连接；第一驱动控制模块1耦接到输入端，用于闭合开关模块sw；第二驱动控制模块2耦接到输出端，用于断开开关模块sw；漏电检测模块4分别耦接到主干线路和第二驱动控制模块2，用于检测主干线路的输出端是否存在漏电故障；隔离耦合模块3耦接在第一驱动控制模块1与第二驱动控制模块2之间，用于在开关模块sw闭合后断开第一驱动控制模块1。

如图1所示，第一驱动控制模块1至少包括：第三二极管d1、第三分压电阻r3、第四分压电阻r24、第三晶体管q1以及第一线圈sol1。在本实施例中，第三二极管d1耦接到输入端，第三分压电阻r3耦接到第三二极管d1，第四分压电阻r24耦接在第三分压电阻r3与地之间，第三晶体管q1分别耦接第三分压电阻r3、第四分压电阻r24以及地，第一线圈sol1耦接到输入端与第三晶体管q1之间。

此外，如图1所示，第一驱动控制模块1还包括限流电阻r2、滤波电容c2、二极管d10、电容c3以及电阻r18。

当第一驱动控制模块1耦接到输入端并且输入端的电源电压达到第二预设值(例如，额定电压的70％)时，第四分压电阻r24的电压触发第三晶体管q1导通，以使第一线圈sol1通电并控制开关模块sw闭合，从而实现主干线路输入端与输出端的电力连接。

如图1所示，隔离耦合模块3至少包括：隔离耦合处理单元u2和第四晶体管q3。在本实施例中，隔离耦合处理单元u2的初级部分耦接到输出端；并且第四晶体管q3分别耦接到第一驱动控制模块1、隔离耦合处理单元u2的次级部分。

在本实施例中，隔离耦合模块3还包括：第一电阻r31和第二电阻r16。第一电阻r31耦接到第二驱动控制模块2；隔离耦合处理单元u2的初级部分经由第一电阻r31耦接到输出端；第二电阻r16分别耦接到隔离耦合处理单元u2的次级部分和第一驱动控制模块1。

具体地，第四晶体管q3的控制极经由电容c8耦接到地，并且第四晶体管q3的控制极耦接到隔离耦合处理单元u2的次级部分，第四晶体管q3的阴极耦接到地，第四晶体管q3的阳极与第一驱动模块1的第三晶体管q1的控制极耦接。在本实施例中，隔离耦合处理单元u2可以选用光电耦合器、继电器、变压器等隔离耦合元器件中的任一种。

当第一驱动控制模块1控制开关模块sw闭合并且负载端电源接通时，隔离耦合模块3的第四晶体管q3导通，以控制第一驱动控制模块1停止工作。

如图1所示，第二驱动控制模块2至少包括：第一二极管d4、第二二极管d3、第二线圈sol2、第一晶体管q2以及欠压保护单元21。在本实施例中，第一二极管d4、第二二极管d3均耦接到输出端；第二线圈sol2的第一端耦接到第一二极管d4；第一晶体管q2分别耦接到第二线圈sol2的第二端和地；欠压保护单元21分别耦接到第一二极管d4、第二二极管d3以及第一晶体管q2，用于当开关模块sw闭合时，在负载端电压低于第一预设值的情况下，控制第二驱动控制模块2断开开关模块sw。

具体地，第二驱动控制模块2还包括：充电电容c11、电容c12、电阻r26、r23等。

进一步，欠压保护单元21至少包括：限流电阻r10、放电二极管d2、驱动电阻r19、第一分压电阻r17、第二分压电阻r28以及第二晶体管q5。限流电阻r10分别耦接到第一二极管d4、第二线圈sol2的第一端以及储能部件(例如，图1中的电容c11)；放电二极管d2与限流电阻r10并联连接；驱动电阻r19耦接到第二线圈sol2的第二端与第一晶体管q2之间；第一分压电阻r17耦接到第二二极管d3；第二分压电阻r28耦接到第一分压电阻r17与地之间；第二晶体管q5分别耦接到第一分压电阻r17、第二分压电阻r28、第一晶体管q2以及地。

当开关模块sw闭合时，在负载端电压低于第一预设值(例如，设定的额定电压的60％)的情况下，第二分压电阻r28的电压使得第二晶体管q5截止，同时触发第一晶体管q2导通，以使第二线圈sol2通电并控制开关模块sw断开。

如图1所示，在本实施例中，漏电检测模块4包括：漏电检测线圈ct、电阻r22、电阻r27、电容c1、漏电检测芯片u1、以及二极管d8。当漏电检测模块4检测到漏电故障时，向第二驱动控制模块2发送与漏电故障相关的漏电故障信号，以触发第一晶体管q2导通，使得第二线圈sol2通电并控制开关模块sw断开。

此外，图1中还示出了复位模块(也即，图1中所示的复位开关)，其分别耦接第一驱动控制模块1和隔离耦合模块3，用于在第一驱动控制模块1停止工作的情况下，控制第四晶体管q3截止，以复位第一驱动控制模块1和隔离耦合模块3。

在本实施例中所使用的各个晶体管可以选用可控硅、三极管、mos管等半导体器件或开关器件中的一种或多种。

本实施例的工作原理具体如下：

在接通主干线路的输入端电源的情况下，当输入端电压达到第二预设值时，电信号通过第一驱动控制模块1中的第三二极管d1整流、限流电阻r2限流、滤波电容c2滤波之后，经由第三分压电阻r3、第四分压电阻r24进行分压处理，并通过二极管d10将处理后的电信号提供给第三晶体管q1，以触发第三晶体管q1导通，使第一线圈sol1通电并控制开关模块sw闭合，从而实现主干线路输入端与输出端的电力连接。

相反地，输入端电压未达到第二预设值时，电信号通过第一驱动控制模块1中的第三二极管d1整流、限流电阻r2限流、滤波电容c2滤波之后，经由第三分压电阻r3、第四分压电阻r24进行分压处理，并通过二极管d10将处理后的电信号提供给第三晶体管q1，而该电信号不足以触发第三晶体管q1，则第三晶体管q1截止，并且无法触发第一线圈sol1工作，则开关模块sw仍然处于断开状态，进而不能实现主干线路输入端与输出端的电力连接。

在开关模块sw处于闭合状态的情况下，负载端电源被接通，使得隔离耦合模块3中的隔离耦合处理单元u2的初级部分经由第二二极管d3、第一电阻r31与火线、零线形成电流回路，并且触发的隔离耦合处理单元u2的次级部分导通，从而输入端电源的电信号通过第三二极管d1、限流电阻r2、第二电阻r16以及隔离耦合处理单元u2的次级部分触发第四晶体管q3导通，使得图1中的a点电位降低并且第三晶体管q1截止，最终控制第一线圈sql1停止工作。

另外，当负载端电源达到第一预设值时，第二驱动控制模块2中的第二分压电阻r28的电压能够触发第二晶体管q5导通，则图1中的c点处电压降低，进而使第一晶体管q2截止。

相反地，当负载端电源未达到第一预设值时，第二驱动控制模块2中的第二分压电阻r28的电压无法触发第二晶体管q5导通，则图1中的c点出电压升高，并使得第一晶体管q2导通，则火线、第一二极管d4、第二线圈sol2、第一晶体管q2以及零线形成电流回路，使得第二线圈sol2产生磁场，进而控制开关模块sw断开，最终切断输入端与输出端的电力连接。

另外，当漏电检测线圈ct检测到漏电故障时，经由电阻r22将与漏电故障相关的漏电故障信号(例如，漏电电流信号)传送到漏电检测芯片u1。在漏电电流信号超过预设定值的情况下，漏电检测芯片u1发出漏电故障信号，并将该漏电故障信号通过二极管d8驱动第一晶体管q2导通，进而使得第二线圈sol2产生磁场，控制开关模块sw断开，最终切断输入端与输出端的电力连接。

此外，在需要对漏电保护装置进行复位处理的情况(例如，漏电保护装置停止工作)下，控制复位模块(也即，复位开关)工作，则图1中a点电位被拉低，并使得第四晶体管q3截止，进而复位第一驱动控制模块1和隔离耦合模块3，能够确保第一驱动控制模块1和隔离耦合模块3此后正常工作。

本实施例所公开的安全型漏电保护装置包括第一线圈、第二线圈、隔离耦合模块等部件，使其能够在正常工作中确保第一线圈、第二线圈无需长期处于通电状态，进而实现能耗的降低，并且减少线圈以及安全型漏电保护装置其他内部部件的升温现象，则当遇到故障(例如，电网干扰)时，能够降低线圈烧毁的频率，提高了该漏电保护装置的使用安全性。

实施例2

如图2所示，本实施例所公开的安全型漏电保护装置包括：开关模块sw、第一驱动控制模块1、第二驱动控制模块2、漏电检测模块4、隔离耦合模块3以及稳流驱动模块11。开关模块sw耦接在主干线路的输入端与输出端之间，用于控制输入端与输出端之间的电力连接；第一驱动控制模块1耦接到输入端，用于闭合开关模块sw；第二驱动控制模块2耦接到输出端，用于断开开关模块sw；漏电检测模块4分别耦接到主干线路和第二驱动控制模块2，用于检测主干线路的输出端是否存在漏电故障；隔离耦合模块3耦接在第一驱动控制模块1与第二驱动控制模块2之间，用于在开关模块sw闭合后断开第一驱动控制模块1；稳流驱动模块11耦接到第一驱动控制模块1中，用于为第一驱动控制模块1提供稳定的触发电流。

在本实施例中，第二驱动控制模块2、漏电检测模块4、隔离耦合模块3、以及第二驱动控制模块2中的欠压保护单元21的结构和原理与实施例1中的第二驱动控制模块2、漏电检测模块4、隔离耦合模块3、以及第二驱动控制模块2中的欠压保护单元21的结构和原理相似，在此不再赘述。

如图2所示，第一驱动控制模块1至少包括：第三二极管d1、第三分压电阻r8、第四分压电阻r24、第三晶体管q1以及第一线圈sol1。在本实施例中，第三二极管d1耦接到输入端，第三分压电阻r8耦接到第三二极管d1，第四分压电阻r24耦接在第三分压电阻r8与地之间，第三晶体管q1经由稳流驱动模块11耦接在第三分压电阻r8与第四分压电阻r24之间，第一线圈sol1耦接到输入端与第三晶体管q1之间。

此外，如图2所示，第一驱动控制模块1还包括电阻r12、电容c3以及电阻r18等。

如图2所示，稳流驱动模块11至少包括：耦接到第三二极管d1的第三电阻r4，分别耦接到第三电阻r4、第三分压电阻r8以及第四分压电阻r24的第五晶体管q4，以及耦接在第三电阻r4与地之间的第一电容c2。

本实施例的第一驱动控制模块1和稳流驱动模块11的具体工作原理如下：

当第一驱动控制模块1耦接到输入端并且输入端的电源电压达到第二预设值(例如，额定电压的70％)时，第四分压电阻r24的电压触发稳流驱动模块11的第五晶体管q4导通，以向第三晶体管q1提供稳定的触发电流，使第一线圈sol1通电并控制开关模块sw闭合，从而实现主干线路输入端与输出端的电力连接。

在实施例1中，第一驱动控制模块1是由脉冲触发电流触发第三晶体管q1以控制第一线圈sol1通电并闭合开关模块sw。与实施例1相比，稳流驱动模块11能够利用第一电容c2、第五晶体管q4实现向第三晶体管q1提供稳定的触发电流，进而确保输入端的交流电源的任何相角都能够触发第三晶体管q1，也即，在相同的供电周期中延长了第一驱动控制模块1的导通时间。

在实施例2中，在需要对漏电保护装置进行复位处理的情况(例如，漏电保护装置停止工作)下，控制复位模块(也即，复位开关)工作，则图2中a点和b点电位被拉低，并使得第五晶体管q4和第四晶体管q3截止，进而复位第一驱动控制模块1、稳流驱动单元11以及隔离耦合模块3，能够确保第一驱动控制模块1、稳流驱动单元11和隔离耦合模块3此后正常工作。

本实施例所公开的安全型漏电保护装置包括第一线圈、第二线圈、隔离耦合模块、稳流驱动模块等部件，使其能够在正常工作中确保第一线圈、第二线圈无需长期处于通电状态，进而实现能耗的降低，并减少线圈以及安全型漏电保护装置其他内部部件的升温现象；同时所公开的安全性漏电保护装置能够提高主干线路输入端与输出端之间电力连接的稳定性；并且在遇到故障(例如，电网干扰)时，能够降低线圈烧毁的频率，提高了该漏电保护装置的使用安全性。

以上仅为本公开的实施例可选实施例，并不用于限制本公开的实施例，对于本领域的技术人员来说，本公开的实施例可以有各种更改和变化。凡在本公开的实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等效替换、改进等，均应包含在本公开的实施例的保护范围之内。

虽然已经参考若干具体实施例描述了本公开的实施例，但是应该理解，本公开的实施例并不限于所公开的具体实施例。本公开的实施例旨在涵盖在所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。所附权利要求的范围符合最宽泛的解释，从而包含所有这样的修改及等同结构和功能。