CN109546618A - 带上电自动复位、断电自动脱扣功能的漏电保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及漏电保护技术领域，特别是涉及一种带上电自动复位、断电自动脱扣功能的漏电保护电路，包括用于与电源连接的电源端和用于与负载连接的负载端，电源端与负载端通过受脱扣模块控制的开关触头连接；脱扣模块通过整流模块与电源端连接；电源端正常通电时，脱扣模块得电，驱动开关触头闭合导通，此时负载能够正常地从电源获取电能；电源端出现故障失电时，脱扣模块也失电，脱扣模块释放开关触头，开关触头在自身弹力下断开，此时负载无法从电源获取电能；当电源端的故障修复后，脱扣模块能够重新通过整流模块获取电能，再次驱动开关触头闭合导通，此时负载能够正常地从电源获取电能，进一步确保了使用者的安全。
Description
技术领域
本发明涉及漏电保护技术领域，特别是涉及一种带上电自动复位、断电自动脱扣功能的漏电保护电路。
背景技术
传统的漏电保护装置，如家用电热水器的漏电保护插头，在正常通电时由于脱扣线圈没有电流通过，脱扣线圈不会吸附衔铁，电源的动静触点保持接触导通状态；发生漏电故障时，脱扣线圈通过电流吸附衔铁，使得电源的动静触点分离，断开负载的电源。然而，在电器正常运作途中，若发生电源故障，如零线断开而火线仍然导通，如果负载出现漏电故障，漏电保护装置由于没有正常供电而无法脱扣切断电源，因此电器仍有触电的危险，存在巨大的安全隐患，需要手动切断电器的电源，修复电源故障之后仍需手动接通电器的电源之后方可使用；也有少部分漏电保护器在断电时能够切断电器的电源，但其内部需要设置多个线圈，并且结构复杂。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种带上电自动复位、断电自动脱扣功能的漏电保护电路，以提高电器使用的安全性与方便性。
一种带上电自动复位、断电自动脱扣功能的漏电保护电路，包括用于与电源连接的电源端和用于与负载连接的负载端，电源端与负载端通过受脱扣模块控制的开关触头连接；脱扣模块通过整流模块与电源端连接；电源端正常通电时，脱扣模块得电，驱动开关触头闭合导通；电源端故障失电时，脱扣模块失电释放开关触头，开关触头断开；
脱扣模块包括脱扣线圈和可控型开关器件，脱扣线圈两端与整流模块连接，可控型开关器件并联在脱扣线圈的两端；负载端连接有漏电保护模块，漏电保护模块与可控型开关器件的控制端连接；漏电保护模块检测到负载漏电故障时，触发可控型开关器件由截止变为导通，对脱扣模块造成短接，脱扣模块失电释放开关触头，开关触头断开。
在其中一个实施例中，整流模块为全波整流电路。
在其中一个实施例中，整流模块为桥式整流电路，桥式整流电路的交流输入端与电源端连接，桥式整流电路的正极输出端和负极输出端分别与脱扣线圈的两端连接；
可控型开关器件为可控硅，可控硅的阳极与桥式整流电路的正极输出端连接，可控硅的阴极与桥式整流电路的负极输出端连接。
在其中一个实施例中，电源端通过降压模块与桥式整流电路连接，桥式整流电路的交流输入端之间串联有二极管与复位键；其中，二极管的阳极与交流输入端的零线连接，二极管的阴极与交流输入端的火线连接，按下复位键时桥式整流电路的交流输入端之间单向导通，成为半波整流电路，使得可控硅的阳极电压过零，恢复截止状态。
在其中一个实施例中，漏电保护模块包括漏电保护控制芯片以及与其连接的零序电流互感器，负载端的电源线从零序电流互感器穿过；漏电保护控制芯片与可控型开关器件的控制端连接；漏电保护控制芯片通过零序电流互感器检测负载的漏电状态，漏电时漏电保护控制芯片通过控制端触发可控型开关器件由截止状态变为导通状态。
在其中一个实施例中，零序电流互感器连接有用于测试零序电流互感器是否正常工作的试验键。
与现有技术相比，本带上电自动复位、断电自动脱扣功能的漏电保护电路不仅出现漏电故障时能够断开负载与电源之间的通路，并且电源出现故障时，电源与负载之间的通路也能自动断开，电源故障修复时电源与负载之间的通路能自动闭合导通，避免电源的零线因触碰不良、损毁等原因断开而火线仍正常通电时可能导致的人的触电危险，进一步确保了使用者的安全。
附图说明
图1为本发明一个实施例的电路连接示意图；
图2为本发明一个实施例的脱扣线圈与开关触头的连接示意图；
图3为本发明一个实施例的脱扣线圈与开关触头的连接示意图。
具体实施方式
以下结合图1至图3进行进一步说明：
一种带上电自动复位、断电自动脱扣功能的漏电保护电路，包括用于与电源连接的电源端1和用于与负载连接的负载端2，电源端1与负载端2通过受脱扣模块3控制的开关触头K连接；脱扣模块3通过整流模块4与电源端1连接；电源端1正常通电时，脱扣模块3得电，驱动开关触头K闭合导通，此时负载能够正常地从电源获取电能；电源端1出现故障失电时，脱扣模块3也失电，脱扣模块3释放开关触头K，开关触头在自身弹力下K断开，此时负载无法从电源获取电能；当电源端1的故障修复后，脱扣模块3能够重新通过整流模块4获取电能，再次驱动开关触头K闭合导通，此时负载能够正常地从电源获取电能。
脱扣模块3包括脱扣线圈L1和可控型开关器件，脱扣线圈L1两端与整流模块4连接，可控型开关器件并联在脱扣线圈L1的两端；负载端2连接有漏电保护模块5，漏电保护模块5与可控型开关器件的控制端连接；漏电保护模块5检测到负载漏电故障时，触发可控型开关器件由截止变为导通，对脱扣模块3造成短接，脱扣模块3失电释放开关触头K，开关触头K断开。
在本方案中，不仅出现漏电故障时能够断开负载与电源之间的通路，并且电源出现故障时，电源与负载之间的通路也能自动断开，电源故障修复时电源与负载之间的通路能自动闭合导通，避免电源的零线因触碰不良、损毁等原因断开而火线仍正常通电时可能导致的人的触电危险，进一步确保了使用者的安全。
具体地，受脱扣模块3控制的开关触头K，具体可以有多种实施方式，例如，可在脱扣模块3的脱扣线圈L1之内设置一根衔铁7，衔铁7一端置于脱扣线圈L1之内，另一端通过传动顶件8与开关触头K连接，开关触头K在自身弹力作用下为断开状态，如图3所示；当脱扣线圈L1通电时，脱扣线圈L1吸住衔铁，衔铁带动开关触头K克服弹力变为闭合状态，如图2所示。
在其中一个实施例中，整流模块4为全波整流电路；可提高电能的利用效率，整流后能获得较大的电压与电流。
在其中一个实施例中，整流模块4为由第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和D4组成的桥式整流电路，桥式整流电路的交流输入端与电源端1连接，桥式整流电路的正极输出端和负极输出端分别与脱扣线圈L1的两端连接；
具体地，以第一二极管D1与第四二极管D4之间的接点为桥式整流电路的第一交流输入端，第二二极管D2与第三二极管D3之间的接点为桥式整流电路的第二交流输入端，第一交流输入端与电源端1的火线L电源连接，第二交流输入端与电源端1的零线N电源连接。
可控型开关器件为可控硅SCR，可控硅SCR的阳极与桥式整流电路的正极输出端连接，可控硅SCR的阴极与桥式整流电路的负极输出端连接，当漏电保护模块5检测到负载发生漏电故障时，通过可控硅SCR的控制端触发可控硅SCR由截止变为导通，对脱扣模块3造成短接，脱扣模块3失电释放开关触头K，开关触头K断开。
可选地，可控硅SCR的阳极和阴极之间并联有第二电容C2，当可控硅SCR状态改变时，能够避免可控硅SCR两端的电压、电流变化过快而导致损坏；桥式整流电路的正极与可控硅SCR的阳极之间串联有第二电阻R2，实现降压缓冲的作用；可控硅SCR的控制端与可控硅的阴极之间并联有第三电容C3，防止控制端的电压、电流的陡增时损坏可控硅SCR，实现了缓冲的作用。
在其中一个实施例中，电源端1通过降压模块6与桥式整流电路连接，桥式整流电路的交流输入端之间串联有二极管D5与复位键SW1；其中，二极管D5的阳极与交流输入端的零线连接，二极管D5的阴极与交流输入端的火线连接，按下复位键SW1时桥式整流电路的交流输入端之间单向导通，成为半波整流电路，使得可控硅SCR的阳极电压过零，恢复截止状态，脱扣线圈L1重新得电，再次驱动开关触头K闭合导通，此时负载能够正常地从电源获取电能。
可选地，降压模块6可包括相互串联的第一电阻R1和第一电容C1，第一电阻R1一端与电源端1的火线L电源连接，另一端与第一电容C1的一端连接，第一电容C1的另一端与桥式整流电路的交流输入端连接；降压模块6的设置可实现缓冲的作用，防止桥式整流电路获得的电压、电流过大而导致其内部的二极管损坏。
在其中一个实施例中，漏电保护模块5包括漏电保护控制芯片IC以及与其连接的零序电流互感器ZCT，负载端2的电源线从零序电流互感器ZCT穿过；漏电保护控制芯片IC与可控型开关器件的控制端连接；漏电保护控制芯片IC通过零序电流互感器ZCT检测负载的漏电状态，漏电时漏电保护控制芯片IC通过控制端触发可控型开关器件由截止状态变为导通状态。
可选地，常用的漏电保护控制芯片IC有54123系列的芯片、4145系列的芯片和4146系列的芯片等；漏电保护控制芯片IC可通过第三电阻R3与整流模块4连接取电。
在其中一个实施例中，零序电流互感器ZCT连接有用于测试零序电流互感器ZCT是否正常工作的试验键SW2；当试验键SW2被按下时，零序电流互感器ZCT能够检测到内部发生电流变化，从而动作使得负载与电源之间的通路切断；若按下试验键SW2之后负载与电源之间的通路仍未切断，说明零序电流互感器ZCT可能发生故障，此时使用者应进行修理或替换零件以确保安全。
可选地，试验键SW2一端通过第四电阻R4与负载端2的火线L负载连接，实现缓冲作用，另一端缠绕零序电流互感器ZCT之后与负载端2的零线N负载连接。
Claims (6)
1.一种带上电自动复位、断电自动脱扣功能的漏电保护电路，其特征在于：包括用于与电源连接的电源端(1)和用于与负载连接的负载端(2)，电源端(1)与负载端(2)通过受脱扣模块(3)控制的开关触头(K)连接；脱扣模块(3)通过整流模块(4)与电源端(1)连接；电源端(1)正常通电时，脱扣模块(3)得电，驱动开关触头(K)闭合导通；电源端(1)故障失电时，脱扣模块(3)失电释放开关触头(K)，开关触头(K)断开；
脱扣模块(3)包括脱扣线圈(L1)和可控型开关器件，脱扣线圈(L1)两端与整流模块(4)连接，可控型开关器件并联在脱扣线圈(L1)的两端；负载端(2)连接有漏电保护模块(5)，漏电保护模块(5)与可控型开关器件的控制端连接；漏电保护模块(5)检测到负载漏电故障时，触发可控型开关器件由截止变为导通，对脱扣模块(3)造成短接，脱扣模块(3)失电释放开关触头(K)，开关触头(K)断开。
2.根据权利要求1所述的带上电自动复位、断电自动脱扣功能的漏电保护电路，其特征在于：整流模块(4)为全波整流电路。
3.根据权利要求1所述的带上电自动复位、断电自动脱扣功能的漏电保护电路，其特征在于：整流模块(4)为桥式整流电路，桥式整流电路的交流输入端与电源端(1)连接，桥式整流电路的正极输出端和负极输出端分别与脱扣线圈(L1)的两端连接；
可控型开关器件为可控硅(SCR)，可控硅(SCR)的阳极与桥式整流电路的正极输出端连接，可控硅(SCR)的阴极与桥式整流电路的负极输出端连接。
4.根据权利要求3所述的带上电自动复位、断电自动脱扣功能的漏电保护电路，其特征在于：电源端(1)通过降压模块(6)与桥式整流电路连接，桥式整流电路的交流输入端之间串联有二极管(D5)与复位键(SW1)；其中，二极管(D5)的阳极与交流输入端的零线连接，二极管(D5)的阴极与交流输入端的火线连接，按下复位键(SW1)时桥式整流电路的交流输入端之间单向导通，成为半波整流电路，使得可控硅(SCR)的阳极电压过零，恢复截止状态。
5.根据权利要求1所述的带上电自动复位、断电自动脱扣功能的漏电保护电路，其特征在于：漏电保护模块(5)包括漏电保护控制芯片(IC)以及与其连接的零序电流互感器(ZCT)，负载端(2)的电源线从零序电流互感器(ZCT)穿过；漏电保护控制芯片(IC)与可控型开关器件的控制端连接；漏电保护控制芯片(IC)通过零序电流互感器(ZCT)检测负载的漏电状态，漏电时漏电保护控制芯片(IC)通过控制端触发可控型开关器件由截止状态变为导通状态。
6.根据权利要求5所述的带上电自动复位、断电自动脱扣功能的漏电保护电路，其特征在于：零序电流互感器(ZCT)连接有用于测试零序电流互感器(ZCT)是否正常工作的试验键(SW2)。
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