一种漏电保护电路的制作方法

1.本发明涉及漏电保护技术领域，具体涉及一种漏电保护电路。


背景技术：

2.家用电器的日益普及给我们的生活带来了很多便利，同时也会给我们带来很多的危险，例如当线路出现漏电、过载、短路等问题时，不但容易造成电器损坏，甚至还会引发电气火灾危害人身安全。漏电保护装置作为配电系统中保护人民生命财产安全的设备，在发生漏电危险时，能够快速切断电源，保证人们可以安全地使用电，避免造成不必要的损失。然而现有的漏电设备会在使用过程中存在元器件老化损坏，使得漏电保护时不能及时断开，存在安全隐患。现有的漏电保护器的定期检查需要人工操作，存在漏检风险，使得用户和用电设备的安全得不到保障。


技术实现要素：

3.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中漏电保护装置的缺陷，从而提供一种漏电保护电路。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.本发明实施例提供一种漏电保护电路，包括：电流互感电路、控制器、线圈控制电路、脱扣电路及自检电路，其中，所述电流互感电路的输出端与所述控制器的第一输入端连接，所述电流互感电路用于检测待检测线路的接地故障信号，并将所述接地故障信号送至所述控制器；所述控制器的第一输出端与所述线圈控制电路的输入端连接，所述控制器用于根据所述接地故障信号产生脱扣信号，将所述脱扣信号送至所述线圈控制电路；所述线圈控制电路的输出端与所述脱扣电路连接，所述线圈控制电路用于根据所述脱扣信号控制所述脱扣电路中的脱扣器脱扣；所述自检电路的输入端与所述控制器的自检输出端连接，所述自检电路的输出端与所述控制器的自检输入端连接，所述自检电路用于根据所述控制器发送的自检信号进行自检，并自检结果发送至所述控制器。
6.可选地，所述线圈控制电路包括：第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关及第一电容，其中，所述第一可控开关的第一端分别与所述脱扣电路的控制端及外部供电电路连接，所述第一可控开关的第二端与所述第二可控开关的第一端连接，所述第一可控开关的控制端分别与所述第三可控开关的第一端、所述第一电容的一端及外部供电电路连接，所述第二可控开关的第二端接地，所述第二可控开关的控制端与所述控制器的第一输出端连接，所述第三可控开关的第二端接地，所述第三可控开关的控制端与所述控制器的第二输出端连接，所述第一电容的另一端接地。
7.可选地，所述自检电路包括：第一电阻及第二电阻，其中，所述第一电阻的一端与所述控制器的第二输出端连接，所述第一电阻的另一端与所述第三可控开关的控制端连接；所述第二电阻的一端与所述控制器的第三输出端连接，所述第二电阻的另一端与所述第二可控开关的控制端连接。
8.可选地，所述自检电路包括：第三电阻、第四电阻及第四可控开关，其中，所述第三电阻的一端与所述控制器的第二输出端连接，所述第三电阻的另一端与所述第三可控开关的控制端连接；所述第四电阻的一端与所述控制器的第三输出端连接，所述第四电阻的另一端与所述第四可控开关的控制端连接，所述第四可控开关的第一端与所述脱扣电路的控制端连接，所述第四可控开关的第二端接地。
9.可选地，所述自检电路还包括：第五电阻及第一led灯，其中，所述第五电阻的一端与所述控制器的第三输出端连接，所述第五电阻的另一端与所述第一led灯的一端连接，所述第一led灯的另一端接地。
10.可选地，所述脱扣电路，包括：脱扣线圈、第五可控开关及第六可控开关，其中，所述脱扣线圈的一端与外部供电电路连接，所述脱扣线圈的另一端与所述第五可控开关的第一端连接，所述第五可控开关的第二端与所述第六可控开关的第一端连接，所述第五可控开关的控制端与外部供电电路连接，所述第六可控开关的第二端接地，所述第六可控开关的控制端与外部供电电路连接。
11.可选地，漏电保护电路还包括第一供电电路，所述第一供电电路的输入端与待检测线路连接，所述第一供电电路的输出端分别与所述脱扣线圈的一端、所述第五可控开关的控制端及所述第六可控开关的控制端连接。
12.可选地，漏电保护电路还包括第二供电电路，所述第二供电电路的输入端与所述第一供电电路的输出端连接，所述第二供电电路的输出端与所述控制器的自检供电端连接。
13.可选地，漏电保护电路还包括第三供电电路，所述第三供电电路的输入端与所述第一供电电路的输出端连接，所述第三供电电路的输出端与所述控制器的接地故障检测供电端连接。
14.本发明技术方案，具有如下优点：
15.本发明提供的漏电保护电路，包括：电流互感电路、控制器、线圈控制电路、脱扣电路及自检电路，其中，电流互感电路的输出端与控制器的第一输入端连接，电流互感电路用于检测待检测线路的接地故障信号，并将接地故障信号送至控制器；控制器的第一输出端与线圈控制电路的输入端连接，控制器用于根据接地故障信号产生脱扣信号，将脱扣信号送至线圈控制电路；线圈控制电路的输出端与脱扣电路连接，线圈控制电路用于根据脱扣信号控制脱扣电路中的脱扣器脱扣；自检电路的输入端与控制器的自检输出端连接，自检电路的输出端与控制器的自检输入端连接，自检电路用于根据控制器发送的自检信号进行自检，并自检结果发送至控制器。通过将第一可控开关与第二可控开关串联连接，利用第三可控开关为第一电容提供放电回路，在第二可控开关接收到控制器输出的高电平时，将脱扣电路中电位拉低，断开脱扣线圈，切断主回路开关，从而断开电源与负载的连接。同时控制器通过自检输出端向自检电路发送自检信号，并根据自检输入端接收的信号判断自检是否正常，以检验漏电保护电路内部各元件是否失效，进而实现对漏电保护电路的全方位自检。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施方式，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。
17.图1为本发明实施例中漏电保护电路的一个具体示例的原理框图；
18.图2为本发明实施例中一个具体示例的漏电保护电路；
19.图3为本发明实施例中漏电保护电路的另一个具体示例的原理框图；
20.图4为本发明实施例中另一个具体示例的漏电保护电路。
具体实施方式
21.下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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发明中的具体含义。
24.此外，下面所描述的本发明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。
25.本发明实施例提供一种漏电保护电路。如图1所示，该漏电保护电路包括：电流互感电路1、控制器2、线圈控制电路3、脱扣电路4及自检电路5，其中，电流互感电路1的输入端与待检测线路连接，电流互感电路1 的输出端与控制器2的第一输入端连接，电流互感电路1用于检测待检测线路的接地故障信号，并将接地故障信号发送至控制器2；控制器2的第一输出端与线圈控制电路3的输入端连接，控制器2用于根据接地故障信号值产生脱扣信号，将脱扣信号发送至线圈控制电路3；线圈控制电路3的输出端与脱扣电路4连接，线圈控制电路3用于根据脱扣信号控制脱扣电路4 中的脱扣器脱扣。自检电路5的输入端与控制器2的自检输出端连接，自检电路5的输出端与控制器2的自检输入端连接，自检电路5用于根据控制器2发送的自检信号进行自检，并自检结果发送至控制器2。
26.在一具体实施例中，如图2所示，电流互感电路1包括：零序电流互感器zcta及中性线接地故障互感器zctb。其中，零序电流互感器zcta 检测到漏电电流信号，通过由电阻r12、电阻r13、电阻r14及电容c7组成的耦合及信号滤波电路将漏电电流信号送到控制器2进行放大、比较及信号处理。当漏电电流值大于设定阈值时，控制器2的pin13 trig输出高电平脉冲至线圈控制电路3。线圈控制电路3根据脱扣信号控制脱扣电路4 中的脱扣器脱扣，断开电源到负载的连接。同时，控制器2进行周期性的自检，通过自检输出端向自检电路
5发送自检信号，并根据自检输入端接收的信号判断自检是否正常，以检验漏电保护电路内部各元件是否失效，进而实现对漏电保护电路的全方位自检。
27.在一实施例中，如图2所示，线圈控制电路3包括：第一可控开关q3、第二可控开关scr、第三可控开关q4及第一电容c5，其中，第一可控开关q3的第一端分别与脱扣电路4的控制端及外部供电电路连接，第一可控开关q3的第二端与第二可控开关scr的第一端连接，第一可控开关q3 的控制端分别与第三可控开关q4的第一端、第一电容c5的一端及外部供电电路连接，第二可控开关scr的第二端接地，第二可控开关scr的控制端与控制器2的第一输出端连接，第三可控开关q4的第二端接地，第三可控开关q4的控制端与控制器2的第二输出端连接，第一电容c5的另一端接地。
28.在一具体实施例中，发生中性线接地故障时，零序电流互感器zcta、中性线接地故障互感器zctb、电容c8、电容c9、电阻r15、控制器2内部放大器产生自激振荡。当自激振荡幅值大于设定阈值时，控制器2的pin13 trig输出高电平脉冲至线圈控制电路3。线圈控制电路3根据脱扣信号控制脱扣电路4中的脱扣器脱扣，断开电源到负载的连接。
29.在本发明实施例中，如图2所示，脱扣电路4，包括：脱扣线圈sol、第五可控开关q1及第六可控开关q2，其中，脱扣线圈sol的一端与外部供电电路连接，脱扣线圈sol的另一端与第五可控开关q1的第一端连接，第五可控开关q1的第二端与第六可控开关q2的第一端连接，第五可控开关q1的控制端与外部供电电路连接，第六可控开关q2的第二端接地，第六可控开关q2的控制端与外部供电电路连接。
30.进一步地，脱扣电路4还包括：电阻r5、电阻r6、电阻r8、电阻r9、电阻r10及二极管d10，其中，外部供电电路通过电阻r5、电阻r6、电阻r8、二极管d10与第五可控开关q1的控制端连接，用于为第五可控开关q1提供基极偏置电流。同时，外部供电电路通过电阻r5、电阻r6、电阻r9及电阻r10与第六可控开关q2的控制端连接，用于为第六可控开关 q2提供基极偏置电流。第五可控开关q1及第六可控开关q2直接与脱扣线圈sol串联，当第五可控开关q1及第六可控开关q2的基极偏置电流被拉低时，第五可控开关q1及第六可控开关q2截止，脱扣线圈sol断开，主回路开关sw被切断，断开电源到负载的连接。
31.进一步地，线圈控制电路3还包括：电阻r7及电容c6。具体地，线圈控制电路3为第五可控开关q1及第六可控开关q2的基极偏置电流控制电路，其中，电阻r7为第一电容c5提供充电回路，第三可控开关q4为第一电容c5提供放电回路；第一可控开关q3的s极与第二可控开关scr 的a极串联，第二可控开关scr的g极通过r17与控制器2的pin13连接，当控制器2的pin13输出高电平，且第一电容c5两端电压高于第一可控开关q3的最小导通电压时，第一可控开关q3与第二可控开关scr导通，第五可控开关q1及第六可控开关q2的基极偏置电流被拉低，第五可控开关q1及第六可控开关q2截止，脱扣线圈sol断开，主回路开关sw被切断，断开电源到负载的连接。
32.本发明提供的漏电保护电路，包括：电流互感电路、控制器、线圈控制电路、脱扣电路及自检电路，其中，电流互感电路的输入端与待检测线路连接，电流互感电路的输出端与控制器的第一输入端连接，电流互感电路用于检测待检测线路的接地故障信号，并将接地故障信号送至控制器；控制器的第一输出端与线圈控制电路的输入端连接，控制器用于根据接地故障信号产生脱扣信号，将脱扣信号送至线圈控制电路；线圈控制电路的输出端与脱扣电路连接，线圈控制电路用于根据脱扣信号控制脱扣电路中的脱扣器脱扣；自检电路
的输入端与控制器的自检输出端连接，自检电路的输出端与控制器的自检输入端连接，自检电路用于根据控制器发送的自检信号进行自检，并自检结果发送至控制器。通过将第一可控开关与第二可控开关串联连接，利用第三可控开关为第一电容提供放电回路，在第二可控开关接收到控制器输出的高电平时，将脱扣电路中电位拉低，断开脱扣线圈，切断主回路开关，从而断开电源与负载的连接。同时控制器通过自检输出端向自检电路发送自检信号，并根据自检输入端接收的信号判断自检是否正常，以检验漏电保护电路内部各元件是否失效，进而实现对漏电保护电路的全方位自检。
33.在一实施例中，如图2所示，自检电路5包括：第一电阻r21及第二电阻r22，其中，第一电阻r21的一端与控制器2的第二输出端连接，第一电阻r21的另一端与第三可控开关q4的控制端连接；第二电阻r22的一端与控制器2的第三输出端连接，第二电阻r22的另一端与第二可控开关scr 的控制端连接。
34.在本发明实施例中，当控制器2的pin6检测到电源处于负半周且处在设定的自检周期时，控制器2生成自检信号，模拟中性线接地故障。正常自检时，控制器2的pin10 fout输出高电平脉冲，第三可控开关q4导通，为第一电容c5提供快速放电回路。当第一电容c5两端电压快速降低到低于第一可控开关q3的最小导通电压时，第一可控开关q3快速截止。也就是在自检同期内，第二可控开关scr导通，同时控制器2通过二极管d7 为第二可控开关scr提供电流。控制器2的pin6 stin通过二极管d7路径检测到低电平信号，判断自检功能正常。虽然第二可控开关scr导通，但是因为在自检期间第一可控开关q3截止，脱扣线圈sol保持工作，电源保持供电到负载，不影响漏电保护开关的正常使用。
35.如图2所示，控制器2的pin6 stin通过二极管d7路径检测到高电平信号，判断自检功能失效。当出现自检失效时，自检失效信号连接到第二可控开关scr的g极，第二可控开关scr导通，脱扣线圈sol断开切断 sw，断开电源到负载的连接，此时，控制器2也失电。当然这里还有种方式可选择，也就r22选择不用，也就是自检失效信号不会接到第二可控开关scr的g极，电源继续供电到负载，同时第一led灯(led2)闪烁警示，提示用户自检失效，适用于不能立即断电的场所。
36.进一步地，自检电路5还包括：第五电阻r18及第一led灯，其中，第五电阻r18的一端与控制器2的第三输出端连接，第五电阻r18的另一端与第一led灯的一端连接，第一led灯的另一端接地。当出现自检失效时，自检失效信号连接到第二可控开关scr的g极，第二可控开关scr导通，脱扣线圈sol断开切断主回路开关sw，断开电源到负载的连接。
37.在一实施例中，图2所示的自检电路5还可替换为如图4所示的自检电路。该自检电路包括：第三电阻r31、第四电阻r32及第四可控开关scr2，其中，第三电阻r31的一端与控制器2的第二输出端连接，第三电阻r31 的另一端与第三可控开关q4的控制端连接；第四电阻r32的一端与控制器 2的第三输出端连接，第四电阻r32的另一端与第四可控开关scr2的控制端连接，第四可控开关scr2的第一端与脱扣电路4的控制端连接，第四可控开关scr2的第二端接地。
38.在一具体实施例中，如图4所示，自检失效信号连接到第四可控开关 scr2的g极，当出现自检失效时，第四可控开关scr2导通，脱扣线圈 sol断开切断主回路开关sw，断开电源到负载的连接，此时，控制器2 还带电。通过将自检失效信号连接到第四可控开关scr2的g极，在自检失效时，导通第四可控开关scr2，从而无需导通第二可控开关scr，即可断开电
源到负载的连接，同时第一led灯(led2)闪烁警示，提示用户自检失效，丰富了用户需求。
39.在一实施例中，如图3所示，漏电保护电路还包括第一供电电路6，第一供电电路6的输入端与待检测线路连接，输出端与脱扣电路4连接，用于为脱扣电路4供电。具体地，如图2所示，第一供电电路6的输入端与待检测线路连接，第一供电电路6的输出端分别与脱扣线圈sol的一端、第五可控开关q1的控制端及第六可控开关q2的控制端连接。
40.在一具体实施例中，如图2所示，第一供电电路6包括电容c1、电阻 r1、电阻r2、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4及电容c2，其中，来自待检测线路的交流电通过由电容c1、电阻r1、电阻r2组成的阻容降压电路、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4组成的桥式整流电路及低频滤波与储能c2与脱扣线圈sol的一端连接，为脱扣线圈sol 供电。同时通过电阻r5、电阻r6、电阻r8、二极管d10与第五可控开关 q1的控制端连接，用于为第五可控开关q1提供基极偏置电流。第一供电电路6通过电阻r5、电阻r6、电阻r9及电阻r10与第六可控开关q2的控制端连接，用于为第六可控开关q2提供基极偏置电流。
41.在一实施例中，如图3所示，漏电保护电路还包括第二供电电路7，第二供电电路7的输入端与第一供电电路6的输出端连接，第二供电电路7 的输出端与控制器2的自检供电端连接。
42.在一具体实施例中，如图2所示，第二供电电路7包括：电阻r3及电容c3，其中，第一供电电路6提供的直流电源通过电阻r3进行降压限流，并通过电容c3滤波退耦，最终为控制器2的自检模块供电。
43.在一实施例中，如图3所示，漏电保护电路还包括第三供电电路8，第三供电电路8的输入端与第一供电电路6的输出端连接，第三供电电路8 的输出端与控制器2的接地故障检测供电端连接。
44.在一具体实施例中，如图2所示，第三供电电路8包括：电阻r4及电容c4，其中，第一供电电路6提供的直流电源通过电阻r4进行降压限流，并通过电容c4滤波退耦，最终为控制器2的接地故障检测模块供电。
45.在一实施例中，如图3所示，漏电保护电路还包括过零检测电路9，过零检测电路9的输入端与待检测线路连接，过零检测电路9的输出端与控制器2的过零检测端连接。
46.在一具体实施例中，如图2所示，过零检测电路9包括二极管d8、二极管d7及电阻r11，其中，二极管d8及电阻r11用于为控制器2的pin6 stin提供过零检测信号。二极管d7为stin信号检测判断提供路径，同时在电源负半周自检期间为第二可控开关scr提供电流。
47.在一实施例中，如图2所示，漏电保护电路还包括漏电保护开关闭合电源指示电路10，其中，漏电保护开关闭合电源指示电路10由二极管d9、电阻r19、led1组成。当漏电保护开关闭合时，led1亮，当漏电保护开关断开时，led1灭。
48.在一实施例中，如图2所示，漏电保护电路还包括手动测试电路11，其中，手动测试电路11包括test开关与电阻r20，按下test开关，在zct 线圈中产生8ma左右的不平衡漏电流，模拟漏电保护开关的漏电故障。
49.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。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。