直流漏電流檢測與保護(hù)電路及檢測與保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直流漏電流檢測與保護(hù)電路及檢測與保護(hù)方法，采用用于檢測直流電源的輸出電流與輸入電流差值的檢測電路，差值信號放大與比較電路，繼電器互鎖與晶閘管(可控硅)控制保護(hù)電路，直流漏電保護(hù)測試電路。本發(fā)明采用測量采樣電阻壓降差值的方法對漏電流進(jìn)行檢測，保證了電路的抗干擾能力。通過運算放大器構(gòu)成的求差電路對電壓降差值進(jìn)行放大，并利用精密穩(wěn)壓源TL431構(gòu)成的比較電路，輸出漏電保護(hù)控制信號。當(dāng)漏電流超過最大允許值時，通過繼電器與晶閘管切斷負(fù)載的供電。本發(fā)明將直流漏電流檢測功能與斷路保護(hù)功能合為一體，具有精確度高、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、安裝簡單、調(diào)試方便等優(yōu)點。
【專利說明】直流漏電流檢測與保護(hù)電路及檢測與保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種直流漏電流檢測與保護(hù)電路及檢測與保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】 [0002]當(dāng)前，直流電源應(yīng)用廣泛。直流漏電檢測與保護(hù)電路能夠在直流電路出現(xiàn)漏電現(xiàn)象時，保證設(shè)備和人員的安全。直流屏是直流操作電源系統(tǒng)的簡稱。簡單地說，直流屏就是提供穩(wěn)定直流電源的設(shè)備。發(fā)電廠和變電站中的電力操作電源現(xiàn)今采用的都是直流電源，它為控制負(fù)荷和動力負(fù)荷以及直流事故照明負(fù)荷等提供電源，是當(dāng)代電力系統(tǒng)控制、保護(hù)的基礎(chǔ)。直流漏電是電力系統(tǒng)直流操作電源常見的故障之一，可能造成信號裝置、控制回路和繼電器保護(hù)裝置的誤動作，或使斷路器跳閘。因此，必須對直流操作電源進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測，當(dāng)其某一點出現(xiàn)漏電故障時，立即發(fā)出報警信號，工作人員查找并排除漏電故障，從而杜絕因直流系統(tǒng)漏電而引起電力系統(tǒng)故障。
[0003]在直流系統(tǒng)漏電故障檢測領(lǐng)域中，主要有3類裝置。其一類裝置基于向母線注入低頻小信號的方法，并利用電流互感器與外接電容直接振蕩產(chǎn)生正弦波的技術(shù)進(jìn)行檢測，如“變電站直流系統(tǒng)微機(jī)絕緣監(jiān)測裝置支路巡檢模塊”(專利申請?zhí)?CN201320214241)。另一類裝置是用磁調(diào)制器技術(shù)實現(xiàn)直流漏電流檢測，如“直流漏電指示器”(專利申請?zhí)?CN03227311)。還有一類裝置是采用霍爾電流傳感器進(jìn)行直流漏電流檢測，如“直流漏電保護(hù)電路”(專利申請?zhí)?CN201220334154)。在實際應(yīng)用過程中，這些方法存在不足，主要問題出在傳感器受到了分布電容的影響、剩磁變化的影響、導(dǎo)線相對位置的影響、環(huán)境電磁干擾及被測直流電流中的紋波干擾等，從而影響檢測的精度和穩(wěn)定性，給現(xiàn)場調(diào)試帶來極大的不便。
[0004]因此，有必要設(shè)計一種直流漏電流檢測與保護(hù)電路及檢測與保護(hù)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種直流漏電流檢測與保護(hù)電路及檢測與保護(hù)方法，該直流漏電流檢測與保護(hù)電路及檢測與保護(hù)方法能實現(xiàn)漏電報警，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。
[0006]發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0007]一種直流漏電流檢測與保護(hù)電路，包括測量電阻、放大電路、比較電路和控制電路；
[0008]所述的測量電阻包括第一測量電阻Rl和第二測量電阻R3 ；R1的一端接主電源的正端，Rl的另一端記為M端并與負(fù)載的第一端相連【此時存在漏電時，只報警，負(fù)載不斷電】；R3的一端接地，R3的另一端記為N端并與負(fù)載的第二端相連；
[0009]放大及比較電路將Rl和R3上的電壓放大后進(jìn)行比較，并由控制信號輸出端CTL輸出控制信號；
[0010]控制電路包括晶閘管U3和U4、PNP三極管Q1、啟動鍵K1、停止鍵K2以及4個繼電器:RL1 ~RL4 ；
[0011]Ql的e極接輔助電源正極，Ql的b極經(jīng)電阻R16接所述的控制信號輸出端CTL;Ql的c極經(jīng)RL4的線圈接地；RL4的公共觸點接輔助電源正極；RL4的常開觸點懸空，RL4的常閉觸點經(jīng)RL3的線圈接晶閘管U4的正極；U4的負(fù)極接地；輔助電源正極依次經(jīng)啟動鍵Kl和電阻R17接晶閘管U4的觸發(fā)端；
[0012]RL3的公共觸點接輔助電源正極，RL3的常閉觸點依次經(jīng)發(fā)光二極管D2和電阻R19接地；RL3的常開觸點經(jīng)RLl的線圈接RL2的常閉觸點；RL1的公共觸點接M端；
[0013]RL2的線圈的一端接輔助電源正極，另一端經(jīng)停止鍵K2接地；RL2的常開觸點懸空；RL2的公共觸點接晶閘管U3的正極，U3的負(fù)極接地，啟動鍵Kl經(jīng)電阻R17和R18分別接至U4的觸發(fā)端和U3的觸發(fā)端。
[0014]另一種方式，M端通過繼電器RLl的常開觸點與負(fù)載的第一端相連，即RLl的常閉觸點懸空，RLl的常開觸點與所述負(fù)載的第一端相連?！敬藭r存在漏電時，不但報警，負(fù)載也斷電】
[0015]所述的放大電路包括四運放集成電路Ul【已使用其中的3個運算放大器A、B、C】；比較電路采用精密穩(wěn)壓源TL431構(gòu)成。
[0016]運算放大器的正電源端接在輔助電源上，運算放大器的負(fù)電源端接地；
[0017]由電阻R4和R6組成的第一分壓支路跨接在主電源與地之間，運算放大器UlA的同相輸入端接第一分 壓支路的分壓點；U1A的反相輸入端經(jīng)電阻1?8接11端；U1A的反相輸入端與輸出端之 間跨接有電阻RlO ；U1A的輸出端經(jīng)電阻R12接UlC的同相輸入端；
[0018]由電阻R9和Rl I組成的第二分壓支路跨接在N端與地之間，運算放大器UlB的同相輸入端接第二分壓支路的分壓點；U1B的反相輸入端經(jīng)電阻R5接地；U1B的反相輸入端與輸出端之間跨接有電阻R7 ；U1B的輸出端經(jīng)電阻R13接UlC的反相輸入端；
[0019]運算放大器UlC的同相輸入端經(jīng)R15接地；運算放大器UlC的反相輸入端與輸出端之間接有可調(diào)電阻RV2;
[0020]精密穩(wěn)壓源TL431的I腳【即參考極，R端】接UlC的輸出端；2腳接地【即正極，A端】，3腳【即負(fù)極，K端】為所述的控制信號輸出端CTL ；3腳經(jīng)R14接輔助電源。
[0021]所述的直流漏電流檢測與保護(hù)電路還包括測試電路；測試電路包括串接在M端和地之間的測試鍵K3、可變電阻RVl和電流表。
[0022]一種直流漏電流檢測與保護(hù)方法，其特征在于，采用前述的只具備報警功能的直流漏電流檢測與保護(hù)電路；
[0023]通過電阻Rl和R3分別檢測主電源輸出和返回的電流大?。煌ㄟ^放大及比較電路將Rl和R3上的電壓放大后進(jìn)行比較，并由控制信號輸出端CTL輸出控制信號；
[0024]當(dāng)漏電達(dá)到設(shè)定值，則通過控制電路中的繼電器控制發(fā)光二極管D2發(fā)光實現(xiàn)不切斷負(fù)載供電的漏電報警。
[0025]一種直流漏電流檢測與保護(hù)方法，采用前述的既報警又切斷電源的直流漏電流檢測與保護(hù)電路；
[0026]通過電阻Rl和R2分別檢測主電源輸出和返回的電流大??；通過放大及比較電路將Rl和R2上的電壓放大后進(jìn)行比較，并由控制信號輸出端CTL輸出控制信號；
[0027]當(dāng)漏電達(dá)到設(shè)定值，則通過控制電路中的繼電器控制發(fā)光二極管D2發(fā)光實現(xiàn)漏電報警，同時切斷負(fù)載的供電。
[0028]放大及比較電路以運算放大器LM324和精密穩(wěn)壓源TL431集成芯片為主；包括直流主電源輸出電流在電阻Rl上的壓降放大電路和直流主電源輸入電流在電阻R3上的壓降放大電路，以及由LM324構(gòu)成的求差電路，用于對壓降差放大至設(shè)定的要求，并且改變可調(diào)電阻RV2的值,可以設(shè)置最大漏電流的允許值(電路默認(rèn)最大漏電流為30mA)。
[0029]精密穩(wěn)壓源TL431集成芯片的第I引腳接放大器的輸出端，其第3引腳輸出漏電流控制信號。
[0030]所述的繼電器與晶閘管(可控硅)等構(gòu)成的控制電路，根據(jù)放大及比較電路輸出的漏電流控制信號，當(dāng)漏電流小于設(shè)定值時，控制信號的電壓值較高，PNP三極管Ql截止。當(dāng)按觸啟動鍵，通過繼電器RL3、RL2、RLl，晶閘管U4、U3被觸發(fā)導(dǎo)通，繼電器RL3、RLl開關(guān)動作，負(fù)載R20得電。
[0031]當(dāng)漏電流大于設(shè)定值時，控制信號的電壓值較低，PNP三極管Ql導(dǎo)通，繼電器RL4開關(guān)動作【當(dāng)漏電流大于設(shè)定值時，TL431的3腳輸出低電平，使得Ql導(dǎo)通】從而使繼電器RL3開關(guān)動作，最后繼電器RLl開關(guān)動作，切斷負(fù)載R20的供電，達(dá)到保護(hù)的目的，并且發(fā)光二極管D2亮進(jìn)行報警。
[0032]還可以根據(jù)實際需要將負(fù)載接到M端，這樣當(dāng)漏電流超過設(shè)定值時，此電路只用發(fā)光二極管D2進(jìn)行報警， 而不會切斷負(fù)載的供電。
[0033]所述的直流漏電流保護(hù)測試電路的工作過程是:當(dāng)按觸測試鍵時，產(chǎn)生模擬漏電流；并且通過可調(diào)電阻RVl與差值信號放大電路中的RV2聯(lián)調(diào)，可以精確設(shè)置最大允許漏電流。
[0034]有益效果:
[0035]本發(fā)明的直流漏電流檢測與保護(hù)電路及檢測與保護(hù)方法，采用用于檢測直流電源的輸出電流與輸入電流差值的檢測電路，差值信號放大與比較電路，繼電器互鎖與晶閘管(可控硅)控制保護(hù)電路，直流漏電保護(hù)測試電路。本發(fā)明采用測量采樣電阻壓降差值的方法對漏電流進(jìn)行檢測，保證了電路的抗干擾能力。通過運算放大器構(gòu)成的求差電路對電壓降差值進(jìn)行放大，并利用精密穩(wěn)壓源TL431構(gòu)成的比較電路，輸出漏電保護(hù)控制信號。當(dāng)漏電流超過最大允許值時，通過繼電器與晶閘管切斷負(fù)載的供電。
[0036]本發(fā)明通過直接提取直流主電源母線中的電流差值來檢測直流漏電流，并利用繼電器互鎖和晶閘管共同提供報警和直流漏電斷路保護(hù)(也可不改變直流系統(tǒng)運行工況，僅報警)，實現(xiàn)直流漏電流檢測和保護(hù)的一體化電路。
[0037]本發(fā)明的電路的核心部件為運算放大器、精密穩(wěn)壓源、繼電器和晶閘管；不涉及到CPU,因而也不涉及到程序，即采用全硬件的電路，這也是其可靠性高的原因之一。
[0038]本發(fā)明通過在直流主電源的輸出端和輸入端串接電流采樣小電阻，比較這兩個電阻的壓降差，無漏電現(xiàn)象時，壓降差為零；當(dāng)有漏電現(xiàn)象時，壓降差經(jīng)運算放大器放大后，再由精密穩(wěn)壓源TL431比較輸出控制信號，使晶閘管和繼電器狀態(tài)發(fā)生變化，實現(xiàn)報警和保護(hù)。采樣電阻會影響負(fù)載的功率，但只要調(diào)整好電路的放大倍數(shù)，采樣小電阻的微略壓降則不會影響負(fù)載的正常工作。上述過程不受環(huán)境電磁干擾的影響，也沒有增加額外的低頻信號，對導(dǎo)線位置也沒有特殊要求，并且繼電器和晶閘管采用互鎖連接方式，也不怕直流紋波的影響，從而實現(xiàn)了檢測精確度高、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、安裝簡單、調(diào)試方便等優(yōu)點?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0039]圖1為直流漏電流檢測與保護(hù)電路的電路原理圖【帶斷電保護(hù)功能】；
【具體實施方式】
[0040]以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0041]實施例1:能切斷電源方式
[0042]采用圖1的接線方式，即將負(fù)載接至繼電器RL1，由繼電器RLl作為負(fù)載的電源開關(guān)。
[0043]一種直流漏電流檢測與保護(hù)電路，包括測量電阻、放大電路、比較電路、控制電路；
[0044]所述的測量電阻包括第一測量電阻Rl和第二測量電阻R3 ；R1的一端接主電源的正端，Rl的另一端記為M端通過繼電器RLl的常開觸點與負(fù)載的第一端相連，即RLl的常閉觸點懸空，RLl的常開觸點與所述負(fù)載的第一端相連。R3的一端接地，R3的另一端記為N端與負(fù)載的第二端相連；
[0045]放大及比較電路將Rl和R2上的電壓放大后進(jìn)行比較，并由控制信號輸出端CTL輸出控制信號；
[0046]控制電路包括晶閘管U3和U4、PNP三極管Q1、啟動鍵K1、停止鍵K2以及4個繼電器:RL1 ~RL4 ；
[0047]Ql的e極接輔助電 源正極，Ql的b極經(jīng)電阻R16接所述的控制信號輸出端CTL ；Ql的c極經(jīng)RL4的線圈接地；RL4的公共觸點接輔助電源正極；RL4的常開觸點懸空，RL4的常閉觸點經(jīng)RL3的線圈接晶閘管U4的正極；U4的負(fù)極接地；輔助電源正極依次經(jīng)啟動鍵Kl和電阻R17接晶閘管U4的觸發(fā)端；
[0048]RL3的公共觸點接輔助電源正極，RL3的常閉觸點依次經(jīng)發(fā)光二極管D2和電阻R19接地；RL3的常開觸點經(jīng)RLl的線圈接RL2的常閉觸點；RL1的公共觸點接M端；
[0049]RL2的線圈的一端接輔助電源正極，另一端經(jīng)停止鍵K2接地；RL2的常開觸點懸空；RL2的公共觸點接晶閘管U3的正極，U3的負(fù)極接地，啟動鍵Kl經(jīng)電阻R17和R18分別接至U4的觸發(fā)端和U3的觸發(fā)端。
[0050]所述的放大電路包括四運放集成電路Ul【已使用其中的3個運算放大器A、B、C】；比較電路采用精密穩(wěn)壓源TL431構(gòu)成。
[0051]運算放大器的正電源端接在輔助電源上，運算放大器的負(fù)電源端接地；
[0052]由電阻R4和R6組成的第一分壓支路跨接在主電源與地之間，運算放大器UlA的同相輸入端接第一分壓支路的分壓點；U1A的反相輸入端經(jīng)電阻1?8接11端；U1A的反相輸入端與輸出端之間跨接有電阻RlO ；U1A的輸出端經(jīng)電阻R12接UlC的同相輸入端；
[0053]由電阻R9和Rll組成的第二分壓支路跨接在N端與地之間，運算放大器UlB的同相輸入端接第二分壓支路的分壓點；U1B的反相輸入端經(jīng)電阻R5接地；U1B的反相輸入端與輸出端之間跨接有電阻R7 ；U1B的輸出端經(jīng)電阻R13接UlC的反相輸入端；
[0054]運算放大器UlC的同相輸入端經(jīng)R15接地；運算放大器UlC的反相輸入端與輸出端之間接有可調(diào)電阻RV2 ；[0055]精密穩(wěn)壓源TL431的I腳【即參考極，R端】接UlC的輸出端；2腳接地【即正極，A端】，3腳【即負(fù)極，K端】為所述的控制信號輸出端CTL ；3腳經(jīng)R14接輔助電源。
[0056]所述的直流漏電流檢測與保護(hù)電路還包括測試電路；測試電路包括串接在M端和地之間的測試鍵K3、可變電阻RVl和電流表。
[0057]本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于:漏電流檢測，是通過壓降差實現(xiàn)，通過放大電路保證對負(fù)載影響極小和檢測精度高，利用繼電器和晶閘管互鎖，保證了高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力。下面以負(fù)載漏電檢測與斷路保護(hù)進(jìn)行說明:
[0058]主電源就是供給負(fù)載的直流電源，輔助電源就是供給本發(fā)明電路的工作電源。輔助電源可以經(jīng)主電源適當(dāng)處理后得到，也可用其它5V直流電源代替。把本發(fā)明接入系統(tǒng)后，在沒有啟動前，負(fù)載R20與主電源呈切斷關(guān)系，采樣電阻R1、R3基本上都無電流，差值信號放大電路3的輸出電壓低于精密穩(wěn)壓源TL431的參考電壓2.5V,則TL431構(gòu)成的比較電路從第3引腳輸出接近輔助電源的電壓值，PNP三極管Ql截止；另外發(fā)光二極管D2亮。
[0059]當(dāng)按觸啟動鍵Kl時，可控硅U4、U3得到觸發(fā)信號，并且U4先導(dǎo)通，繼電器RL3開關(guān)動作，U3得電導(dǎo)通，繼電器RLl開關(guān)動作，負(fù)載R20得到主電源的供電，Rl上有流入負(fù)載R20的電流，R3上有流出負(fù)載R20的電流，正常時，這兩個電流應(yīng)相等；另外發(fā)光二極管D2熄滅。
[0060]當(dāng)按觸停止鍵K2時，RL2動作，晶閘管U3失電關(guān)斷，繼電器RLl開關(guān)動作，負(fù)載R20與主電源呈切斷關(guān)系；另外發(fā)光二極管D2亮。利用晶閘管的自鎖特性，松開Kl或K2，不影響電路原來的狀態(tài)。利用繼電器互鎖的連接關(guān)系，能使電路狀態(tài)改變后，在有各式干擾出現(xiàn)時，不會出現(xiàn)反復(fù)動作的情況，確保電路可靠性高。電路狀態(tài)必須是人為按觸啟動鍵或停止鍵，才能改變。
[0061]當(dāng)負(fù)載R20得電后，如果存在漏電現(xiàn)象，則R3上的電流要小于Rl上的電流，它們的壓降被運算放大器LM324U1A和UlB分別放大約10倍(100ΚΩ / 10ΚΩ)。如果最大允許漏電流設(shè)置為30mA，當(dāng)漏電流為30mA，則與漏電流有關(guān)的壓降能被放大到30mV，經(jīng)運算放大器LM324U1C構(gòu)成的求差電路取出并再放大約82倍(820ΚΩ / 10ΚΩ)后，此信號約為
2.5V (30mVX 82)，使TL431的第3引腳輸出IV左右的電壓，從而使PNP三極管Ql導(dǎo)通，繼電器RL4開關(guān)動作，繼電器RL3開關(guān)動作，繼電器RLl開關(guān)動作，負(fù)載R20與主電源斷開；另外發(fā)光二極管D2亮進(jìn)行漏電報警。還可以根據(jù)實際需要將負(fù)載R20接到測試鍵與Rl之間，這樣當(dāng)漏電流超過設(shè)定值時，此電路只用發(fā)光二極管D2進(jìn)行報警，而不會切斷負(fù)載的供電。
[0062]利用直流漏電保護(hù)測試電路，通過可調(diào)電阻RVl與差值信號放大電路中的RV2聯(lián)調(diào)，可以精確設(shè)置最大允許漏電流。為了驗證本發(fā)明是否正常工作，可以每隔一段時間，按觸測試鍵K3，觀察發(fā)光二極管D2能否點亮報警，負(fù)載能否被切斷電源。
[0063]實施例2:不切斷電源方式。
[0064]將負(fù)載接至采樣電阻Rl與測試鍵K3之間，這樣當(dāng)出現(xiàn)漏電時，并不切斷負(fù)載的電源，只有發(fā)光二極管D2點亮進(jìn)行報警。電路的其他部分同實施例1.[0065]電路的具體結(jié)構(gòu)說明:
[0066]一種直流漏電流檢測與保護(hù)電路，包括測量電阻、放大及比較電路、控制電路；
[0067]所述的測量電阻包括第一測量電阻Rl和第二測量電阻R3 ；R1的一端接主電源的正端，Rl的另一端記為M端直接與負(fù)載的第一端相連【此時存在漏電時，只報警，負(fù)載不斷電】；R3的一端接地，R3的另一端記為N端與負(fù)載的第二端相連；
[0068]放大及比較電路將Rl和R2上的電壓放大后進(jìn)行比較，并由控制信號輸出端CTL輸出控制信號；
[0069]控制電路包括晶閘管U3和U4、PNP三極管Q1、啟動鍵K1、停止鍵K2以及4個繼電器:RL1 ~RL4 ；
[0070]Ql的e極接輔助電源正極，Ql的b極經(jīng)電阻R16接所述的控制信號輸出端CTL ；Ql的c極經(jīng)RL4的線圈接地；RL4的公共觸點接輔助電源正極；RL4的常開觸點懸空，RL4的常閉觸點經(jīng)RL3的線圈接晶閘管U4的正極；U4的負(fù)極接地；輔助電源正極依次經(jīng)啟動鍵Kl和電阻R17接晶閘管U4的觸發(fā)端；
[0071]RL3的公共觸點接輔助電源正極，RL3的常閉觸點依次經(jīng)發(fā)光二極管D2和電阻R19接地；RL3的常開觸點經(jīng)RLl的線圈接RL2的常閉觸點；RL1的公共觸點接M端；
[0072]RL2的線圈的一端接輔助電源正極，另一端經(jīng)停止鍵K2接地；RL2的常開觸點懸空；RL2的公共觸點接晶閘管U3的正極，U3的負(fù)極接地，啟動鍵Kl經(jīng)電阻R17和R18分別接至U4的觸發(fā)端和U3的觸發(fā)端。
[0073]所述的放大電路包括四運放集成電路Ul【已使用其中的3個運算放大器A、B、C】；比較電路采用精密穩(wěn)壓源TL431構(gòu)成。
[0074]運算放大器的正電源端接在輔助電源上，運算放大器的負(fù)電源端接地；
[0075]由電阻R4和R6組成的第一分壓支路跨接在主電源與地之間，運算放大器UlA的同相輸入端接第一分壓支路的分壓點；U1A的反相輸入端經(jīng)電阻1?8接11端；U1A的反相輸入端與輸出端之間跨接有電阻RlO `；U1A的輸出端經(jīng)電阻R12接UlC的同相輸入端；
[0076]由電阻R9和Rll組成的第二分壓支路跨接在N端與地之間，運算放大器UlB的同相輸入端接第二分壓支路的分壓點；U1B的反相輸入端經(jīng)電阻R5接地;U1B的反相輸入端與輸出端之間跨接有電阻R7 ；U1B的輸出端經(jīng)電阻R13接UlC的反相輸入端；
[0077]運算放大器UlC的同相輸入端經(jīng)R15接地；運算放大器UlC的反相輸入端與輸出端之間接有可調(diào)電阻RV2;
[0078]精密穩(wěn)壓源TL431的I腳【即參考極，R端】接UlC的輸出端；2腳接地【即正極，A端】，3腳【即負(fù)極，K端】為所述的控制信號輸出端CTL ；3腳經(jīng)R14接輔助電源。
[0079]所述的直流漏電流檢測與保護(hù)電路還包括測試電路；測試電路包括串接在M端和地之間的測試鍵K3、可變電阻RVl和電流表。此
[0080]電路元件的參數(shù)是在主電源為+5V，輔助電源為+5V的情況下設(shè)定的，更改主電源和輔助電源的大小，則需要適當(dāng)調(diào)整電路中相關(guān)元器件的參數(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種直流漏電流檢測與保護(hù)電路，其特征在于，包括測量電阻、放大電路、比較電路和控制電路； 所述的測量電阻包括第一測量電阻Rl和第二測量電阻R3 ；R1的一端接主電源的正端，Rl的另一端記為M端并與負(fù)載的第一端相連；R3的一端接地，R3的另一端記為N端并與負(fù)載的第二端相連； 放大電路將Rl和R3上的電壓差值放大后，經(jīng)比較電路由控制信號輸出端CTL輸出控制信號； 控制電路包括晶閘管U3和U4、PNP三極管Q1、啟動鍵K1、停止鍵K2以及4個繼電器:RLl ~RL4 ； Ql的e極接輔助電源正極，Ql的b極經(jīng)電阻R16接所述的控制信號輸出端CTL ；Q1的c極經(jīng)RL4的線圈接地；RL4的公共觸點接輔助電源正極；RL4的常開觸點懸空，RL4的常閉觸點經(jīng)RL3的線圈接晶閘管U4的正極；U4的負(fù)極接地；輔助電源正極依次經(jīng)啟動鍵Kl和電阻R17接晶閘管U4的觸發(fā)端； RL3的公共觸點接輔助電源正極，RL3的常閉觸點依次經(jīng)發(fā)光二極管D2和電阻R19接地；RL3的常開觸點經(jīng)RLl的線圈接RL2的常閉觸點；RL1的公共觸點接M端； RL2的線圈的一端接輔助電源正極，另一端經(jīng)停止鍵K2接地；RL2的常開觸點懸空；RL2的公共觸點接晶閘管U3的正極，U3的負(fù)極接地，啟動鍵Kl經(jīng)電阻R17和R18分別接至U4的觸發(fā)端和U3的觸發(fā)端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流漏電流檢測與保護(hù)電路，其特征在于，M端通過繼電器RLl的常開觸點與負(fù)載的第一端相連，即RLl的常閉觸點懸空，RLl的常開觸點與所述負(fù)載的第一端相連。`
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直流漏電流檢測與保護(hù)電路，其特征在于，所述的放大電路包括3個運算放大器:U1A、U1B和UlC ;比較電路采用穩(wěn)壓源TL431 ； 運算放大器的正電源端均接在輔助電源上，運算放大器的負(fù)電源端均接地； 由電阻R4和R6組成的第一分壓支路跨接在主電源與地之間，運算放大器UlA的同相輸入端接第一分壓支路的分壓點；U1A的反相輸入端經(jīng)電阻1?8接11端；U1A的反相輸入端與輸出端之間跨接有電阻RlO ；U1A的輸出端經(jīng)電阻R12接UlC的同相輸入端； 由電阻R9和Rll組成的第二分壓支路跨接在N端與地之間，運算放大器UlB的同相輸入端接第二分壓支路的分壓點；U1B的反相輸入端經(jīng)電阻R5接地；U1B的反相輸入端與輸出端之間跨接有電阻R7 ;U1B的輸出端經(jīng)電阻R13接UlC的反相輸入端；運算放大器UlC的同相輸入端經(jīng)R15接地；運算放大器UlC的反相輸入端與輸出端之間接有可調(diào)電阻RV2 ； 穩(wěn)壓源TL431的I腳接UlC的輸出端；2腳接地，3腳即為所述的控制信號輸出端CTL ；3腳經(jīng)R14接輔助電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直流漏電流檢測與保護(hù)電路，其特征在于，還包括測試電路；測試電路包括串接在M端和地之間的測試鍵K3、可變電阻RVl和電流表。
5.一種直流漏電流檢測與保護(hù)方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1所述的直流漏電流檢測與保護(hù)電路； 通過電阻Rl和R3分別檢測主電源輸出和返回的電流大??；通過放大及比較電路將Rl和R3上的電壓放大后進(jìn)行比較，并由控制信號輸出端CTL輸出控制信號；當(dāng)漏電達(dá)到設(shè)定值，則通過控制電路中的繼電器控制發(fā)光二極管D2發(fā)光實現(xiàn)不切斷負(fù)載供電的漏電報警。
6.一種直流漏電流檢測與保護(hù)方法，其特征在于，采用權(quán)利要求2所述的直流漏電流檢測與保護(hù)電路； 通過電阻Rl和R3分別檢測主電源輸出和返回的電流大??；通過放大及比較電路將Rl和R3上的電壓放大后進(jìn)行比較，并由控制信號輸出端CTL輸出控制信號； 當(dāng)漏電達(dá)到設(shè)定值，則通過控制電路中的繼電器控制發(fā)光二極管D2發(fā)光實現(xiàn)漏電報警，同時切斷 負(fù)載的供電。
【文檔編號】H02H3/04GK103779833SQ201410059669
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月21日
【發(fā)明者】朱志偉, 劉瓊 申請人:朱志偉