CN105676049B - 一种检测接地不良的电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电源安全领域，尤其涉及一种检测接地不良的电路，用以检测接地不良，该电路包括检测电路、整流滤波电路和比较器，其中：检测电路，第一端与交流电源相连，第二端与地线检测线相连，第三端与整流滤波电路相连，第四端与电源机壳相连，用于检测是否出现接地不良；整流滤波电路，一端与检测电路相连，另一端与比较器相连，用于针对检测电路输入的电压进行整流滤波；比较器，用于根据整流滤波电路输出的电压判断是否发生接地不良。
Description
技术领域
本发明涉及电源安全领域，尤其涉及一种检测接地不良的电路。
背景技术
AC电源设计必须满足不伤人的原则。因此，保证接地良好成为AC电源设计的重点。
目前的AC电源都是通过一根地线将电源机壳和外部***连接起来，如果地线漏接或者接触不良，将会导致电源机壳存在带电伤人的危险。
发明内容
本发明的目的是提供一种检测接地不良的电路，用以检测AC电源接地不良。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
第一方面，一种检测接地不良的电路，包括检测电路、整流滤波电路和比较器，其中：
所述检测电路，第一端与交流电源相连，第二端与地线检测线相连，第三端与整流滤波电路相连，第四端与电源机壳相连，用于检测是否出现接地不良；
所述整流滤波电路，一端与所述检测电路相连，另一端与所述比较器相连，用于针对所述检测电路输入的电压进行整流滤波；
所述比较器，用于根据所述整流滤波电路输出的电压判断是否发生接地不良。
结合第一方面，还包括：
数字信号处理器DSP，与所述比较器相连，用于根据所述比较器输出的电平对接地不良进行告警。
结合第一方面，所述检测电路，包括检测电阻和两组分压电阻，每组分压电阻，包含至少两个分压电阻，第一组分压电阻与所述交流电源相连，第二组分压电阻与所述检测电阻相连；
若所述交流电源接地良好，则所述交流电源的电流流经所述第一组分压电阻，不经过所述检测电阻，从所述地线检测线接入到外部***，再由所述外部***通过所述地线接入到所述电源机壳；所述整流滤波电路没有电压输入；所述比较器输出低电平；所述DSP根据所述比较器输出的低电平显示所述地线接地正常；或者
若所述交流电源接地不良，则所述交流电源的电流流经所述第一组分压电阻、所述检测电阻和所述第二组分压电阻接入到所述电源机壳；所述整流滤波电路针对所述检测电阻两端的电压进行整流滤波，并输出至所述比较器；所述比较器根据输入端的输入电压与预设的基准电压进行比较，确定输出高电平时，所述DSP根据所述比较器输出的高电平显示所述地线接地不良。
结合第一方面，所述交流电源接地良好是指所述地线和所述地线检测线均接触良好，所述交流电源接地不良是指所述地线和/或所述地线检测线接触不良。
结合第一方面，所述整流滤波电路，包括二极管，整流电阻和整流电容，其中：
所述二极管，一端与所述检测电阻的输入端相连，另一端与所述整流电阻的一端相连，所述整流电阻的另一端与所述整流电容的一端相连，所述整流电容的另一端与所述检测电阻的输出端相连。
结合第一方面，所述整流滤波电路，还包括钳位二极管，所述钳位二极管与所述整流电容并联，用于保护所述比较器。
本发明实施例的有益效果为：检测接地不良的电路，至少包括检测电路、整流滤波电路和比较器，其中，检测电路，第一端与交流电源相连，第二端与地线检测线相连，第三端与整流滤波电路相连，第四端与电源机壳相连，用于检测是否出现接地不良；在地线接地正常时，检测电路中的检测电阻两端没有电压输出，输出电流通过地线检测线接入电源机壳，因此，比较器输出低电平。当地线接地不良时，检测电阻两端有电压输出，输出电流直接接入电源机壳，因此，比较器输出高电平。整流滤波电路，一端与检测电路相连，另一端与比较器相连，用于针对检测电路输入的电压进行整流滤波；比较器，用于根据整流滤波电路输出的电压判断是否发生接地不良。因此，通过增加一条地线检测线，通过“双地线”来保证AC电源的接地良好，成本较低，能够可靠地检测出AC电源接地不良。
附图说明
图1为本发明实施例中检测接地不良的电路的结构示意图；
图2为本发明实施例中检测电路的结构示意图；
图3为本发明实施例中接地良好时电流路径图；
图4为本发明实施例中接地不良时电流路径图；
图5为本发明实施例中整流滤波电路的结构示意图；
图6为本发明实施例中检测接地不良的电路的具体结构示意图；
图7为本发明实施例中接地良好时路径1的电流路径图；
图8为本发明实施例中接地不良时路径2的电流路径图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。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。
参阅图1所示，本发明实施例提供一种检测接地不良的电路，包括检测电路11、整流滤波电路12和比较器13，其中：
检测电路11，第一端与交流电源14相连，第二端与地线检测线15相连，第三端与整流滤波电路12相连，第四端与电源机壳16相连，用于检测是否出现接地不良；
整流滤波电路12，一端与检测电路11相连，另一端与比较器13相连，用于针对检测电路11输入的电压进行整流滤波；
比较器13，用于根据整流滤波电路12输出的电压判断是否发生接地不良。
此外，数字信号处理器DSP(图1中未画出)，与比较器13相连，用于根据比较器13输出的电平对接地不良进行告警。
具体的，参阅图2所示，检测电路11，包括检测电阻RX和两组分压电阻，每组分压电阻，包含至少两个分压电阻，第一组分压电阻与交流电源14相连，第二组分压电阻与检测电阻RX相连，这里的电阻数量不做具体限定，可根据实际情况进行选取。
以图2为例，检测电路包括：检测电阻RX
第一组分压电阻：R11、R12和R13；
第二组分压电阻：R21和R22。
参阅图3所述，若交流电源接地良好，则交流电源14的电流流经第一组分压电阻，不经过检测电阻，从地线检测线15接入到外部***，再由外部***通过地线17接入到电源机壳16；
具体的，当交流输入L电压高于N电压时，电流路径为L→R12→R13→地线检测线15→外部***18→地线17→电源机壳16。或者，当交流输入N电压高于L电压时，电流路径为N→R11→R13→地线检测线15→外部***18→地线17→电源机壳16。
因此，检测电阻两端没有压降，整流滤波电路12没有电压输入，比较器输出低电平，DSP根据比较器输出的低电平显示地线接地正常。
参阅图4所示，若交流电源接地不良，则交流电源14的电流流经第一组分压电阻、检测电阻和第二组分压电阻接入到电源机壳16。
具体的，当交流输入L电压高于N电压时，电流路径为L→R12→R13→R21→检测电阻RX→R22→电源机壳16。或者，当交流输入N电压高于L电压时，电流路径为N→R11→R13→R21→检测电阻RX→R22→电源机壳16。
因此，整流滤波电路12针对检测电阻两端的电压进行整流滤波，并输出至比较器13；比较器13根据输入端的输入电压与预设的基准电压进行比较，确定输出高电平时，DSP根据比较器13输出的高电平显示地线接地不良。
整流滤波电路12，包括二极管，整流电阻和整流电容。这里的二极管数量，整流电阻数量和整流电容数量可以根据实际情况进行调整，不作限定。
参阅图5所示，在整流滤波电路12中，二极管D1，一端与检测电阻Rx的输入端相连，另一端与整流电阻Rs的一端相连，整流电阻Rs的另一端与整流电容Cs的一端相连，整流电容Cs的另一端与检测电阻Rs的输出端相连。整流滤波电路主要用于防止交流电压的干扰导致比较器误动作。
此外，整流滤波电路12，还包括钳位二极管D2，钳位二极管D2与整流电容Cs并联，用于保护比较器13。通过增加钳位二极管D2，以防止交流输入持续提高，造成比较器的Vin+电压持续升高，导致比较器运放损坏。
实施例1：
参阅图6所示，为本发明优选的实施方式，其中，C1＝C2＝4.7nF，R1＝R2＝R3＝R5＝R6＝1MΩ，R4＝500kΩ，R7＝1Ω，C3＝68nF，稳压管D1为5.6V，比较器基准电压Vin-为1V，原边电压PRI为12V。这里的检测电路中的电阻阻值之和与C1和C2的容抗比例为0.25～1。
参阅图7所示，当交流电源接地良好时，如路径1所示，当交流输入L电压高于N电压时，电流路径为L→R1→R2→PE2→LINE2→LINE1→PE1电源机壳。或者，当交流输入N电压高于L电压时，电流路径为N→R6→R2→PE2→LINE2→LINE1→PE1电源机壳。
因此，检测电阻两端没有压降，整流滤波电路没有电压输入，比较器U1Vin+为0V，Vin-为1V基准，运放U1输出低电平，DSP根据比较器输出的低电平显示地线接地正常。
参阅图8所示，当LINE1与LINE2任意一根接地不良时，则路径1断开，电流走路径2，当交流输入L电压高于N电压时，电流路径为L→R1→R2→R3→R4→R5→PE1电源机壳。或者，当交流输入N电压高于L电压时，电流路径为N→R6→R2→R3→R4→R5→PE1电源机壳。
因此，电流流过了R4，当R4的输入电压为90V时，运放U1的Vin+高于Vin-基准电压，此时运放输出高电平，上报DSP接地不良。为防止交流输入持续升高运放Vin+电压持续升高导致运放损坏，因此需要通过稳压管D1限制Vin+电压。
综上所述，本发明提供给一种检测接地不良的电路，至少包括检测电路、整流滤波电路和比较器，其中，检测电路，第一端与交流电源相连，第二端与地线检测线相连，第三端与整流滤波电路相连，第四端与电源机壳相连，用于检测是否出现接地不良；在地线接地正常时，检测电路中的检测电阻两端没有电压输出，输出电流通过地线检测线接入电源机壳，因此，比较器输出低电平。当地线接地不良时，检测电阻两端有电压输出，输出电流直接接入电源机壳，因此，比较器输出高电平。整流滤波电路，一端与检测电路相连，另一端与比较器相连，用于针对检测电路输入的电压进行整流滤波；比较器，用于根据整流滤波电路输出的电压判断是否发生接地不良。因此，通过增加一条地线检测线，通过“双地线”来保证AC电源的接地良好，成本较低，能够可靠地检测出AC电源接地不良。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种检测接地不良的电路，其特征在于，包括地线检测线、检测电路、整流滤波电路和比较器，其中：
所述检测电路，第一端与交流电源相连，第二端与所述地线检测线相连，第三端与所述整流滤波电路相连，第四端与电源机壳相连，用于检测是否出现接地不良；
其中，所述地线检测线的另一端与外部***连接，所述外部***通过地线与所述电源机壳连接；
所述整流滤波电路，一端与所述检测电路相连，另一端与所述比较器相连，用于针对所述检测电路输入的电压进行整流滤波；
所述比较器，用于根据所述整流滤波电路输出的电压判断是否发生接地不良。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：
数字信号处理器DSP，与所述比较器相连，用于根据所述比较器输出的电平对接地不良进行告警。
3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述检测电路，包括检测电阻和两组分压电阻，每组分压电阻，包含至少两个分压电阻，第一组分压电阻与所述交流电源相连，第二组分压电阻与所述检测电阻相连；
若所述交流电源接地良好，则所述交流电源的电流流经所述第一组分压电阻，不经过所述检测电阻，从所述地线检测线接入到外部***，再由所述外部***通过所述地线接入到所述电源机壳；所述整流滤波电路没有电压输入；所述比较器输出低电平；所述DSP根据所述比较器输出的低电平显示所述地线接地正常；或者
若所述交流电源接地不良，则所述交流电源的电流流经所述第一组分压电阻、所述检测电阻和所述第二组分压电阻接入到所述电源机壳；所述整流滤波电路针对所述检测电阻两端的电压进行整流滤波，并输出至所述比较器；所述比较器根据输入端的输入电压与预设的基准电压进行比较，确定输出高电平时，所述DSP根据所述比较器输出的高电平显示所述地线接地不良。
4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述交流电源接地良好是指所述地线和所述地线检测线均接触良好，所述交流电源接地不良是指所述地线和/或所述地线检测线接触不良。
5.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述整流滤波电路，包括二极管，整流电阻和整流电容，其中：
所述二极管，一端与所述检测电阻的输入端相连，另一端与所述整流电阻的一端相连，所述整流电阻的另一端与所述整流电容的一端相连，所述整流电容的另一端与所述检测电阻的输出端相连。
6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述整流滤波电路，还包括钳位二极管，所述钳位二极管与所述整流电容并联，用于保护所述比较器。
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