CN106680651A - 一种漏电流检测装置及车辆充电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种漏电流检测装置及车辆充电设备，其中，漏电流检测装置包括：漏电流耦合模块、电压转换模块、放大模块、比较模块、基准电压模块和处理模块；其中，漏电流耦合模块用于对车辆充电设备的漏电流进行耦合，以便电压转换模块将漏电流转换为待测电压；待测电压经过放大模块后获得待比较电压；比较模块判断待比较电压是否超过预设值，如果是，则认为漏电流会对接触车辆充电设备的人员造成伤害，向处理模块发送应急指令；处理模块用于显示待比较电压，并在接收到应急指令后控制车辆充电设备停止工作，以实现对漏电流的检测和响应，避免由于车辆充电设备存在漏电流而对接触车辆充电设备的人员造成伤害的情况出现。
Description
技术领域
本申请设计车辆充电技术领域，更具体地说，涉及一种漏电流检测装置及车辆充电设备。
背景技术
近年来，随着机动车辆的普及，传统机动车辆的尾气排放对环境造成了很大影响。为了解决由于传统机动车辆排放的尾气对环境污染的问题，普及新能源汽车是一种很好的解决方式。纯电动汽车、插电式混合动力汽车等电动汽车是以动力电池为动力，用电机驱动车轮运行的一种新能源汽车。电动汽车的尾气排放较少，因此其前景被广泛看好。
而为电动汽车充电的车辆充电设备也越来越多，所述车辆充电设备在为车辆进行充电时使用的是工频交流电(即电压为220V，频率为50Hz的交流电)，属于对人体有危害的高压电。如果在所述车辆充电设备为车辆进行充电的过程中出现漏电，有可能会使车辆使用者发生触电事故。
因此，如何对车辆充电设备的漏电流进行检测和响应是新能源汽车领域亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种漏电流检测装置及车辆充电设备，以实现对车辆充电设备的漏电流的检测和响应的目的。
为实现上述技术目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种漏电流检测装置，应用于车辆充电设备，所述漏电流检测装置包括：漏电流耦合模块、电压转换模块、放大模块、比较模块、基准电压模块和处理模块；其中，
所述漏电流耦合模块，用于获取所述车辆充电设备的漏电流，所述漏电流为所述车辆充电设备流入车辆的电流与流出车辆的电流的差值；
所述基准电压模块，用于向所述电压转换模块和放大模块提供基准电压；
所述电压转换模块，用于将所述漏电流转换为待测电压，并经过所述基准电压抬升后向所述放大模块传送；
所述放大模块，用于对所述待测电压进行放大，获得放大后的待测电压，并经过所述基准电压抬升后获得待比较电压；
所述比较模块，用于判断所述待比较电压是否超过预设值，如果是，则向所述处理模块发送应急指令；
所述处理模块，用于显示所述待比较电压，并在接收到所述应急指令后控制所述车辆充电设备停止工作。
优选的，所述漏电流检测装置还包括：
过压保护模块，用于判断所述待测电压是否大于警戒阈值，如果是，则将所述待测电压值设置为所述警戒阈值。
优选的，所述警戒阈值为所述放大模块的最大工作电压。
优选的，所述待测电压为：
U1＝I×R+Uf；
其中，U1表示所述待测电压；I表示所述漏电流；R表示所述电压转换模块的电阻值；Uf表示所述基准电压。
优选的，所述放大模块包括：
第一放大单元，用于对所述待测电压进行一级放大，获得一级放大后的待测电压，并经过所述基准电压抬升后获得中间电压；
第二放大单元，用于对所述一级放大后的待测电压进行二级放大，并经过所述基准电压抬升后获得所述待比较电压。
优选的，所述中间电压为：
U2＝I×R×K1+Uf；
其中，U2表示所述中间电压；I表示所述漏电流；R表示所述电压转换模块的电阻值；K1表示所述第一放大单元的放大系数；Uf表示所述基准电压。
优选的，所述待比较电压为：
U3＝I×R×K1×K2+Uf；
其中，U3表示所述待比较电压；I表示所述漏电流；R表示所述电压转换模块的电阻值；K1表示所述第一放大单元的放大系数；K2表示所述第二放大单元的放大系数；Uf表示所述基准电压。
优选的，所述漏电流耦合模块为耦合线圈。
优选的，所述处理模块为单片机。
一种车辆充电设备，包括至少一个如上述任一实施例所述的漏电流检测装置。
从上述技术方案可以看出，本发明实施例提供了一种漏电流检测装置及车辆充电设备，其中，所述漏电流检测装置包括：漏电流耦合模块、电压转换模块、放大模块、比较模块、基准电压模块和处理模块；其中，所述漏电流耦合模块用于对所述车辆充电设备的漏电流进行耦合，以便所述电压转换模块将所述漏电流转换为待测电压；所述待测电压经过所述放大模块后获得所述待比较电压；所述比较模块判断所述待比较电压是否超过预设值，如果是，则认为所述漏电流会对接触所述车辆充电设备的人员造成伤害，向所述处理模块发送应急指令；所述处理模块用于显示所述待比较电压，并在接收到所述应急指令后控制所述车辆充电设备停止工作，以实现对所述漏电流的检测和响应，避免由于所述车辆充电设备存在漏电流而对接触所述车辆充电设备的人员造成伤害的情况出现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请的一个实施例提供的一种漏电流检测装置的结构示意图；
图2为本申请的另一个实施例提供的一种漏电流检测装置的结构示意图；
图3为本申请的又一个实施例提供的一种漏电流检测装置的结构示意图。
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，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。
本申请实施例提供了一种漏电流检测装置，应用于车辆充电设备，如图1所示，所述漏电流检测装置包括：漏电流耦合模块100、电压转换模块200、放大模块300、比较模块400、基准电压模块500和处理模块600；其中，
所述漏电流耦合模块100，用于获取所述车辆充电设备的漏电流，所述漏电流为所述车辆充电设备流入车辆的电流与流出车辆的电流的差值；
所述基准电压模块500，用于向所述电压转换模块200和放大模块300提供基准电压；
所述电压转换模块200，用于将所述漏电流转换为待测电压，并经过所述基准电压抬升后想所述放大模块300传送；
所述放大模块300，用于对所述待测电压进行放大，获得放大后的待测电压，并经过所述基准电压抬升后获得带比较电压；
所述比较模块400，用于判断所述待比较电压是否超过预设值，如果是，则想所述处理模块600发送应急指令；
所述处理模块600，用于显示所述待比较电压，并在接收到所述应急指令后控制所述车辆充电设备停止工作。
需要说明的是，所述漏电流耦合模块100获取所述车辆充电设备的漏电流是基于供电回路中流入电流和流出电流相等的原理实现的，具体的，所述漏电流耦合模块100同时检测流入进行充电过程的车辆的电流和流出充电车辆的电流，并将流入充电车辆的电流和流出充电车辆的电流的差值作为所述车辆充电设备的漏电流。
在实际应用过程中，所述漏电流耦合模块100获取的所述漏电流一般在毫安量级，因此在经过所述电压转换模块200将所述漏电流转换为待测电压也比较小，还需要所述放大模块300对所述待测电压进行放大，以便于所述处理模块600的显示和所述比较模块400的判断。
另外，由于所述车辆充电设备使用和工作的电流一般为交流电，因此所述漏电流耦合模块100获取的所述漏电流会存在正值和负值两种情况，同样的，由所述漏电流转换而来的基准电压也会存在正值和负值两种情况，而能够作为所述处理模块600的单片机或微处理器只能采集正电压，因此为了保证所述电压转换模块200和所述放大模块300输出的电压信号均为正值，需要设置所述基准电压模块500向所述电压转换模块200和放大模块300提供基准电压。但需要注意的是，所述放大模块300并不对所述电压转换模块200接收的基准电压进行放大处理，也不对自身接收到的基准电压进行放大，所述基准电压仅用于将所述放大模块300和所述电压转换模块200输出的电压信号抬升为正值。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个优选实施例中，如图2所示，所述漏电流检测装置还包括：
过压保护模块700，用于判断所述经过所述待测电压是否大于警戒阈值，如果是，则将所述待测电压设置为所述警戒阈值。
需要说明的是，设置所述过压保护模块700的目的是避免出现所述待测电压的值超过所述放大模块300的最大工作电压，而使得所述放大模块300损坏的情况出现。一般而言，所述警戒阈值优选设置为所述放大模块300的最大工作电压即可。但在本申请的其他实施例中，所述警戒阈值只要等于或略小于所述放大模块300的最大工作电压即可，但所述警戒阈值不可过小，避免与所述漏电流检测装置检测的漏电流与实际的所述车辆充电设备的漏电流相比相差较大的情况出现。
在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，所述待测电压为：
U1＝I×R+Uf；
其中，U1表示所述待测电压；I表示所述漏电流；R表示所述电压转换模块200的电阻值；Uf表示所述基准电压。
在上述实施例的基础上，在本申请的又一个实施例中，如图3所示，所述放大模块300包括：
第一放大单元310，用于对所述待测电压进行一级放大，获得一级放大后的待测电压，并经过所述基准电压抬升后获得中间电压；
第二放大单元320，用于对所述一级放大后的待测电压进行二级放大，并经过所述基准电压抬升后获得所述待比较电压。
需要说明的是，在本申请的一个实施例中，所述第一放大单元310和第二放大单元320均可以由三极管构成的放大电路构成，但在本申请的其他实施例中，所述第一放大单元310和第二放大单元320还可以由运算放大器构成。本申请对所述第一放大单元310和第二放大单元320的具体种类并不做限定，具体视实际情况而定。
另外，在本实施例中设置两级放大电路的目的是避免一级放大后的电压信号仍不足以供所述处理模块600进行判断的情况出现。
但本申请对所述放大模块300具体保护的放大电路的级数并不做限定，具体视实际情况而定。
还需要说明的是，所述中间电压为：
U2＝I×R×K1+Uf；
其中，U2表示所述中间电压；I表示所述漏电流；R表示所述电压转换模块200的电阻值；K1表示所述第一放大单元310的放大系数；Uf表示所述基准电压。
所述待比较电压为：
U3＝I×R×K1×K2+Uf；
其中，U3表示所述待比较电压；I表示所述漏电流；R表示所述电压转换模块200的电阻值；K1表示所述第一放大单元310的放大系数；K2表示所述第二放大单元320的放大系数；Uf表示所述基准电压。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述漏电流耦合模块100为耦合线圈。
但在本申请的其他实施例中，所述漏电流耦合模块100还可以为变压器等具有电压隔离与变换功能的元件，本申请对所述漏电流耦合模块100的具体种类并不做限定，具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，所述处理模块600优选为单片机。但在本申请的其他实施例中，所述处理模块600还可以为微处理器。本申请对所述处理模块600的具体种类并不做限定，具体视实际情况而定。
相应的，本申请实施例还提供了一种车辆充电设备，包括至少一个如上述任一实施例所述的漏电流检测装置。
综上所述，本申请实施例提供了一种漏电流检测装置及车辆充电设备，其中，所述漏电流检测装置包括：漏电流耦合模块100、电压转换模块200、放大模块300、比较模块400、基准电压模块500和处理模块600；其中，所述漏电流耦合模块100用于对所述车辆充电设备的漏电流进行耦合，以便所述电压转换模块200将所述漏电流转换为待测电压；所述待测电压经过所述放大模块300后获得所述待比较电压；所述比较模块400判断所述待比较电压是否超过预设值，如果是，则认为所述漏电流会对接触所述车辆充电设备的人员造成伤害，向所述处理模块600发送应急指令；所述处理模块600用于显示所述待比较电压，并在接收到所述应急指令后控制所述车辆充电设备停止工作，以实现对所述漏电流的检测和响应，避免由于所述车辆充电设备存在漏电流而对接触所述车辆充电设备的人员造成伤害的情况出现。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种漏电流检测装置，其特征在于，应用于车辆充电设备，所述漏电流检测装置包括：漏电流耦合模块、电压转换模块、放大模块、比较模块、基准电压模块和处理模块；其中，
所述漏电流耦合模块，用于获取所述车辆充电设备的漏电流，所述漏电流为所述车辆充电设备流入车辆的电流与流出车辆的电流的差值；
所述基准电压模块，用于向所述电压转换模块和放大模块提供基准电压；
所述电压转换模块，用于将所述漏电流转换为待测电压，并经过所述基准电压抬升后向所述放大模块传送；
所述放大模块，用于对所述待测电压进行放大，获得放大后的待测电压，并经过所述基准电压抬升后获得待比较电压；
所述比较模块，用于判断所述待比较电压是否超过预设值，如果是，则向所述处理模块发送应急指令；
所述处理模块，用于显示所述待比较电压，并在接收到所述应急指令后控制所述车辆充电设备停止工作。
2.根据权利要求1所述的漏电流检测装置，其特征在于，所述漏电流检测装置还包括：
过压保护模块，用于判断所述待测电压是否大于警戒阈值，如果是，则将所述待测电压值设置为所述警戒阈值。
3.根据权利要求2所述的漏电流检测装置，其特征在于，所述警戒阈值为所述放大模块的最大工作电压。
4.根据权利要求1所述的漏电流检测装置，其特征在于，所述待测电压为：
U1＝I×R+Uf；
其中，U1表示所述待测电压；I表示所述漏电流；R表示所述电压转换模块的电阻值；Uf表示所述基准电压。
5.根据权利要求1所述的漏电流检测装置，其特征在于，所述放大模块包括：
第一放大单元，用于对所述待测电压进行一级放大，获得一级放大后的待测电压，并经过所述基准电压抬升后获得中间电压；
第二放大单元，用于对所述一级放大后的待测电压进行二级放大，并经过所述基准电压抬升后获得所述待比较电压。
6.根据权利要求5所述的漏电流检测装置，其特征在于，所述中间电压为：
U2＝I×R×K1+Uf；
其中，U2表示所述中间电压；I表示所述漏电流；R表示所述电压转换模块的电阻值；K1表示所述第一放大单元的放大系数；Uf表示所述基准电压。
7.根据权利要求5所述的漏电流检测装置，其特征在于，所述待比较电压为：
U3＝I×R×K1×K2+Uf；
其中，U3表示所述待比较电压；I表示所述漏电流；R表示所述电压转换模块的电阻值；K1表示所述第一放大单元的放大系数；K2表示所述第二放大单元的放大系数；Uf表示所述基准电压。
8.根据权利要求1所述的漏电流检测装置，其特征在于，所述漏电流耦合模块为耦合线圈。
9.根据权利要求1所述的漏电流检测装置，其特征在于，所述处理模块为单片机。
10.一种车辆充电设备，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-9任一项所述的漏电流检测装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20170517 Assignee: Chongqing Changan New Energy Automotive Technology Co., Ltd. Assignor: Chongqing Changan Automobile Co., Ltd.|Chongqing Chang'an New Energy Automobile Co., Ltd. Contract record no.: 2018500000022 Denomination of invention: Leakage current detecting device and vehicle charging equipment License type: Exclusive License Record date: 20181130 |
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20190109 Address after: 401133 room 208, 2 house, 39 Yonghe Road, Yu Zui Town, Jiangbei District, Chongqing Applicant after: Chongqing Changan New Energy Automotive Technology Co., Ltd. Address before: 400023, No. 260, Jianxin East Road, Jiangbei District, Chongqing Applicant before: Chongqing Changan Automobile Co., Ltd. Applicant before: Chongqing Chang'an New Energy Automobile Co., Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170517 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |