[發明專利]一種漏電流保護裝置

有效

• 申請號: 201310492841.4
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103545786A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 吳躍飛
• 申請（專利權）人: 樂金電子研發中心（上海）有限公司
• 主分類號: H02H3/32
• 分類號: H02H3/32;G01R31/02;G01R29/18
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術領域

本發明屬于電力電子領域，涉及一種漏電流保護裝置，具體的講是一種保護地連通性檢測和漏電流檢測裝置。

背景技術

各種電器產品已廣泛進入用戶家庭，像家用電熱水器等也早已被用戶所熟悉和接受，正被普遍使用。漏電保護作為電熱水器、冰箱等的必備功能為用戶帶來了一定的安全保障，然而，每年仍舊有部分用戶被漏電所傷，究其原因，并不是因為漏電保護功能不起作用，而是因為用電環境不可靠，即保護性地沒有連接或接地不可靠。若電氣設備出現漏電，在沒有可靠接地時，會發生人員觸電事故。

漏電流檢測通常由零序電流互感器、集成漏電流檢測IC、繼電器驅動電路和電磁繼電器組成。漏電流通過零序電流互感器后變成微弱的隔離電信號，其大小與漏電流成正比，將隔離的電信號送入集成漏電檢測IC，當漏電信號幅值超過設定的閾值時，集成漏電檢測IC驅動電磁繼電器線圈，從而斷開交流輸入電源和用電設備。

發明內容

現有的漏電檢測電路只有硬件保護，當檢測電路出現故障時，不能自診斷，保護失效。此外，該種漏電檢測電路沒有保護地連通性檢測，也沒用相序錯誤連接檢測，存在觸電隱患。

為了解決上述問題，本發明實施例提出一種漏電流保護裝置，包括漏電流隔離采樣單元、保護地連通性檢測單元、全波整流放大單元、信號輸出單元以及繼電器控制單元；其中，所述漏電流隔離采樣單元用于采集外部負載產生的漏電流信號，并傳送至所述全波整流放大單元進行整流放大，所述全波整流放大單元將經過整流放大后的漏電流信號傳送至所述信號輸出單元和所述繼電器控制單元；所述信號輸出單元將所述漏電流與硬件保護閾值進行比較，如果超過所述硬件保護閾值，則控制所述繼電器控制單元輸出保護信號，控制繼電器動作，將所述外部負載從交流輸入電源斷開；所述繼電器控制單元包括處理器，根據所述漏電流信號計算所述漏電流的大小，并與所述處理器設置的軟件保護閾值進行比較，如果超過所述軟件保護閾值，則控制所述繼電器控制單元輸出保護信號，控制繼電器動作，將所述外部負載從交流輸入電源斷開；所述保護地連通性檢測單元連接所述繼電器控制單元，所述繼電器控制單元中的處理器發出主動漏電流啟動信號，所述主動漏電流啟動信號控制光耦導通，從而連通輸入交流相線和保護性地線并產生主動漏電流，所述主動漏電流經所述漏電流隔離采樣單元、全波整流放大單元以及信號輸出單元傳送至所述繼電器控制單元中的處理器，所述處理器根據所述主動漏電流，檢測保護地是否連接以及交流輸入相序是否錯接。

進一步地，在一實施例中，所述漏電流隔離采樣單元包括零序電流互感器、保護二極管以及濾波電容；其中，所述零序電流互感器將所述漏電流信號變為與所述漏電流大小成正比的隔離電信號，所述保護二極管用于鉗位大的漏電流在精密運算放大器輸入端口產生過高電壓，保護所述精密運算放大器不被過高的漏電流損壞，所述濾波電容用于濾除所述漏電流信號波形上疊加的高頻干擾信號。

進一步地，在一實施例中，所述全波整流放大單元包括信號整流及放大用電阻、信號整流及放大用二極管以及信號整流及放大用運算放大器；所述信號整流及放大用電阻、信號整流及放大用二極管以及信號整流及放大用運算放大器用于對所述漏電流信號進行整流放大。

進一步地，在一實施例中，所述保護地連通性檢測單元包括主動漏電流調節電阻以及隔離光耦；其中，所述隔離光耦用于對輸入交流電源和控制電路進行隔離，使強電和弱電分開；所述主動漏電流調節電阻用于調節所述主動漏電流的大小。

進一步地，在一實施例中，所述信號輸出單元包括RC濾波器、硬件保護閾值分壓電阻以及比較器；其中，所述RC濾波器用于濾除經過所述全波整流放大單元整流放大后的漏電流信號上的高頻干擾信號，所述硬件保護閾值分壓電阻用于提供硬件保護閾值電平，調整所述硬件保護閾值分壓電阻的阻值可改變所述硬件保護閾值電平，所述比較器用于比較全波整流放大單元整流放大后的漏電流信號和所述硬件保護閾值電平，當所述全波整流放大單元整流放大后的漏電流信號超過所述硬件保護閾值電平時，所述比較器輸出電平翻轉，輸出硬件保護信號，經鎖存后控制所述繼電器動作。

進一步地，在一實施例中，所述繼電器控制單元包括硬件保護輸出信號鎖存器、繼電器驅動電路以及所述處理器；其中，所述鎖存器用于將所述比較器輸出的硬件保護信號進行鎖存，以維持硬件保護狀態不變，所述繼電器驅動電路用于驅動所述繼電器，讓繼電器執行保護指令，以將負載從交流電源切除。

進一步地，在一實施例中，所述繼電器控制單元中的處理器為一單片機。