CN106980065A - 一种用于汽车充电桩的漏电监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电控制技术领域，特别涉及一种用于汽车充电桩的漏电监测装置，包括A型漏电感应单元300用于将接收到的漏电信号传送至所述A型漏电监测单元200，经过所述A型漏电监测单元200放大处理后再传送至所述光耦驱动输出单元700；所述直流漏电监测单元500用于将接收到的直流信号传送至所述绝对值整流单元600，经所述绝对值整流单元600绝对值处理后再传送至所述光耦驱动输出单元700。本装置功能齐全，结构简单，不仅降低了生产加工的成本，而且对汽车充电的安全有很高的保障。
Description
技术领域
本发明涉及电控制技术领域，尤其涉及一种用于汽车充电桩的漏电监测装置。
背景技术
目前国家对电动汽车进行大力支持，电动汽车得到了大力发展，汽车充电桩设备同样也在快速发展，但是由于国内的充电桩只带AC或A型漏电保护，不带直流漏电保护，当用电设备产生直流漏电，同样会对设备及人身产生危害。鉴于此，急需一种集A型和直流型漏电检测于一体的监测装置，减少安全事故的发生。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的问题，提供了一种用于汽车充电桩的漏电监测装置，可实时监测用电设备的漏电AC漏电,A型漏电和直流漏电情况，当有漏电报警，可及时对设备进行检查，排除隐患，实现汽车安全充电。
上述目的是通过以下技术方案来实现：
一种用于汽车充电桩的漏电监测装置，包括降压整流单元100，A型漏电监测单元200，A型漏电感应单元300，双电源升压单元400，直流漏电监测单元500，绝对值整流单元600，光耦驱动输出单元700和整流电路；所述整流电路包括四线，分别为L1、L2、L3和N；所述降压整流单元100与所述整流电路连接，将电压转换成第一电压分别传送至所述A型漏电监测单元200和所述双电源升压单元400，所述双电源升压单元400将第一电压再处理为第二电压分别输出给所述直流漏电监测单元500和所述绝对值整流单元600；所述A型漏电感应单元300用于将接收到的漏电信号传送至所述A型漏电监测单元200，经过所述A型漏电监测单元200放大处理后再传送至所述光耦驱动输出单元700；所述直流漏电监测单元500用于将接收到的直流信号传送至所述绝对值整流单元600，经所述绝对值整流单元600绝对值处理后再传送至所述光耦驱动输出单元700。
进一步地,所述降压整流单元100包括压敏电阻RV、第四电阻R4、第五电阻R5和由第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4所构成的桥式整流电路；所述第一二极管D1的阴极和所述第二二极管D2的阴极连接作为桥式整流电路的第一端、所述第三二极管D3的阳极和所述第四二极管D4的阳极连接作为桥式整流电路的第二端、所述第二二极管D2的阳极和所述第四二极管D4的阴极连接作为桥式整流电路的第三端、所述第一二极管D1的阳极和所述第三二极管D3的阴极连接作为桥式整流电路的第四端；所述第四电阻R4和第五电阻R5与所述桥式整流电路的第一端串联连接；所述压敏电阻RV的一端与所述桥式整流电路的第四端连接，另一端与所述整流电路L3连接。
进一步地,所述降压整流单元100还包括第四电容C4和稳压二极管Q2,所述第四电容C4的阳极与所述第五电阻R5的输出端连接，所述稳压二极管Q2的阴极与所述第四电容C4的阳极输出端连接，所述稳压二极管Q2的阳极与所述第四电容C4的阴极、所述桥式整流电路的第二端连接并接地。
进一步地,所述A型漏电监测单元200包括A型漏电检测芯片U1,第六电容C6和第五电容C5；所述A型漏电检测芯片U1包括八个引脚，第一引脚VSS和第四引脚VSS接地，第二引脚IN1和第三引脚IN2用于接收所述A型漏电感应单元300的漏电信号，第五引脚OS与所述光耦驱动输出单元700连接，并通过第三电容C3接地，第六引脚DIy通过第六电容C6接地、第七引脚OA通过第五电容C5接地，第八引脚VDD与所述桥式整流电路的第一端连接。
进一步地,所述A型漏电检测芯片U1为FM2147。
进一步地,所述A型漏电感应单元300包括按键开关S1、零序电流互感器ZCT、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第五二极管D5和第六二极管D6；所述零序电流互感器ZCT将感应到的漏电电流通过第二电阻R2输入到所述A型漏电检测芯片U1的所述第二引脚IN1，通过第三电阻R3输入到所述A型漏电检测芯片U1的所述第三引脚IN2，在所述零序电流互感器ZCT与所述第二电阻R2和第三电阻R3之间依次并联连接有可给漏电电流进行滤波的所述第一电容C1、将漏电电流转换为电压信号的第一电阻R1和方向相反的所述第五二极管D5和所述第六二极管D6，所述零序电流互感器ZCT的另一端与所述按键开关S1、第六电阻R6、第七电阻R7连接，所述按键开关S1的另一端连接所述整流电路L3。
进一步地,在所述第二电阻R2与所述A型漏电检测芯片U1的第二引脚IN1之间、所述第三电阻R3与所述A型漏电检测芯片U1的第三引脚IN2之间并联连接有第二电容C2。
进一步地,所述直流漏电监测单元500为霍尔直流互感器，将感应到的漏电电流通过第三脚输出给所述绝对值整流单元600，所述所述绝对值整流单元600将接收到的负电压翻转称等值的正电压信号输出至所述光耦驱动输出单元700。
进一步地,所述光耦驱动输出单元700包括第一四端光电耦合器U4和第二四端光电光电耦合器U5；所述第一四端光电耦合器U4的阳极与所述绝对值整流单元600连接，阴极通过第十三电阻R13接地，集电极与5V电压连接，发射极通过第十四电阻R14接地，并通过第十二极管D10向外输出电压；所述第二四端光电耦合器U5的阳极与所述A型漏电监测单元200的第五引脚OS连接，阴极通过第十五电阻R15接地，集电极与5V电压连接，发射极通过第十六电阻R16接地，并通过第九极管D9向外输出电压。
有益效果
本发明提供的一种用于汽车充电桩的漏电监测装置，采用A型漏电检测芯片来检测A型功能的漏电输出；采用一种霍尔直流互感器来实现直流漏电检测，当互感器中感应有直流漏电信号经过，互感器输出OUTPUT端会输出一个电压信号，由于直流电是有方向的，所以输出的电压信号也可能是负信号，我们无法进行检测，所以再经过绝对值电路，将负电压信号转换成同幅度的正电压信号，然后再通过光耦和双二极管将两种检测输出端合并一起，使输出电压信号变为标准5V电压，提供给单片机检测，来实现带有A+6mA功能的漏电保护。本装置功能齐全，结构简单，不仅降低了生产加工的成本，而且对汽车充电的安全有很高的保障。
附图说明
图1为本发明所述一种用于汽车充电桩的漏电监测装置的电路图。
具体实施方式
下面结合图和实施例对本发明作进一步详细说明。
降压整流单元100与所述整流电路连接，将电压转换成第一电压分别传送至所述A型漏电监测单元200和所述双电源升压单元400。具体的，降压整流单元100包括压敏电阻RV、第四电阻R4、第五电阻R5和由第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4所构成的桥式整流电路；第一二极管D1的阴极和所述第二二极管D2的阴极连接作为桥式整流电路的第一端、第三二极管D3的阳极和所述第四二极管D4的阳极连接作为桥式整流电路的第二端、第二二极管D2的阳极和第四二极管D4的阴极连接作为桥式整流电路的第三端、第一二极管D1的阳极和第三二极管D3的阴极连接作为桥式整流电路的第四端；第四电阻R4和第五电阻R5与桥式整流电路的第一端串联连接；压敏电阻RV的一端与所述桥式整流电路的第三端连接，另一端与整流电路L3连接。电压经过桥式整流电路将电压转成5V，通过第五电阻R5的一端分别输出给双电源升压单元400和A型漏电监测单元200的第八引脚VDD。降压整流单元100还包括第四电容C4和稳压二极管Q2,第四电容C4的阳极与第五电阻R5的输出端连接，稳压二极管Q2的阴极与第四电容C4的阳极输出端连接，稳压二极管Q2的阳极与第四电容C4的阴极、桥式整流电路的第二端连接并接地，起到稳压的作用。
双电源升压单元400将第一电压再处理为第二电压分别输出给直流漏电监测单元500和绝对值整流单元600。具体的，双电源升压单元400在接收到第一电压5V电压后，经过双电流升压处理，将5V电压转成第二电压±12V，然后分别输出给直流漏电监测单元500和绝对值整流单元600，此处直流漏电监测单元500优选霍尔直流互感器。
直流漏电监测单元500用于将接收到的直流信号传送至所述绝对值整流单元600，经所述绝对值整流单元600绝对值处理后再传送至所述光耦驱动输出单元700。具体的，当监测到有直流漏电信号时，霍尔直流互感器将感应到的直流电压信号通过3脚OUTPUT输出，由于直流电是有方向的，所以输出的直流电压信号可能是负信号，无法进行检测，所以可以通过绝对值整流单元600，将负电压信号转换成同幅度的正电压信号，通过光耦驱动输出单元700的第一四端光电光电耦合器U4的阳极输入，第一四端光电光电耦合器U4的阴极通过第十三电阻R13接地，第一四端光电光电耦合器U4的集电极与5V电压连接，第一四端光电光电耦合器U4的发射极通过第十四电阻R14接地，并通过第十二极管D10向外部控制***输出电压。
A型漏电感应单元300用于将接收到的漏电信号传送至所述A型漏电监测单元200，经过所述A型漏电监测单元200放大处理后再传送至所述光耦驱动输出单元700。
具体的，A型漏电监测单元200包括A型漏电检测芯片U1, A型漏电检测芯片U1包括八个引脚，第一引脚VSS和第四引脚VSS接地，第二引脚IN1和第三引脚IN2用于接收所述A型漏电感应单元300的漏电信号，第五引脚OS与所述光耦驱动输出单元700连接，并通过第三电容C3接地，第六引脚DIy通过第六电容C6接地、第七引脚OA通过第五电容C5接地，第八引脚VDD与所述桥式整流电路的第一端连接。
发生漏电时，零序电流互感器ZCT将感应到的漏电电流经过第一电容C1进行滤波，经过第一电阻R1将漏电电流转换为电压信号，再经过方向相反连接的第五二极管D5和第六二极管D6进行钳位，最后通过第二电阻R2输出到A型漏电检测芯片U1的第二引脚IN1、通过第三电阻R3输出到A型漏电检测芯片U1的第三引脚IN2。在第二电阻R2与A型漏电检测芯片U1的第二引脚IN1之间、第三电阻R3与A型漏电检测芯片U1的第三引脚IN2之间并联连接有第二电容C2滤波，保护A型漏电检测芯片U1误触发输出。所述按键开关S1与第六电阻R6、第七电阻R7之间串联，穿过零序电流互感器ZCT，所述按键开关S1一端接L3,R7一端接N，组成测试按钮回路。
当输入到A型漏电检测芯片U1的第二引脚IN1和的第三引脚IN2电压达到阀值时，A型漏电检测芯片U1将漏电信号进行放大，再通过第五引脚OS输出至第二四端光电耦合器U5的阳极，第二四端光电耦合器U5阴极通过第十五电阻R15接地，第二四端光电耦合器U5集电极与5V电压连接，第二四端光电耦合器U5发射极通过第十六电阻R16接地，并通过第九极管D9向外部控制***输出电压。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，均可想到的变化或替换都涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求保护的范围为准。
Claims (8)
1.一种用于汽车充电桩的漏电监测装置，其特征在于,包括降压整流单元（100），A型漏电监测单元（200），A型漏电感应单元（300），双电源升压单元（400），直流漏电监测单元（500），绝对值整流单元（600），光耦驱动输出单元（700）和整流电路；
所述整流电路包括四线，分别为L1、L2、L3和N；
所述降压整流单元（100）与所述整流电路连接，将电压转换成第一电压分别传送至所述A型漏电监测单元（200）和所述双电源升压单元（400），所述双电源升压单元（400）将第一电压再处理为第二电压分别输出给所述直流漏电监测单元（500）和所述绝对值整流单元（600）；
所述A型漏电感应单元（300）用于将接收到的漏电信号传送至所述A型漏电监测单元（200），经过所述A型漏电监测单元（200）放大处理后再传送至所述光耦驱动输出单元（700）；
所述直流漏电监测单元（500）用于将接收到的直流信号传送至所述绝对值整流单元（600），经所述绝对值整流单元（600）绝对值处理后再传送至所述光耦驱动输出单元（700）。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车充电桩的漏电监测装置，其特征在于,所述降压整流单元（100）包括压敏电阻（RV）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）和由第一二极管（D1）、第二二极管（D2）、第三二极管（D3）、第四二极管（D4）所构成的桥式整流电路；
所述第一二极管（D1）的阴极和所述第二二极管（D2）的阴极连接作为所述桥式整流电路的第一端、所述第三二极管（D3）的阳极和所述第四二极管（D4）的阳极连接作为所述桥式整流电路的第二端、所述第二二极管（D2）的阳极和所述第四二极管（D4）的阴极连接作为所述桥式整流电路的第三端、所述第一二极管（D1）的阳极和所述第三二极管（D3）的阴极连接作为所述桥式整流电路的第四端；
所述第四电阻（R4）和第五电阻（R5）与所述桥式整流电路的第一端串联连接；
所述压敏电阻（RV）的一端与所述桥式整流电路的第三端连接，另一端与所述整流电路L3连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于汽车充电桩的漏电监测装置，其特征在于,所述降压整流单元（100）还包括第四电容（C4）和稳压二极管（Q2）,所述第四电容（C4）的阳极与所述第五电阻（R5）的输出端连接，所述稳压二极管（Q2）的阴极与所述第四电容（C4）的阳极输出端连接，所述稳压二极管（Q2）的阳极与所述第四电容（C4）的阴极、所述桥式整流电路的第二端连接并接地。
4.根据权利要求3所述的一种用于汽车充电桩的漏电监测装置，其特征在于,所述A型漏电监测单元（200）包括A型漏电检测芯片（U1）,第六电容（C6）和第五电容（C5）；
所述A型漏电检测芯片（U1）包括八个引脚，第一引脚（VSS）和第四引脚（VSS）接地，第二引脚（IN1）和第三引脚（IN2）用于接收所述A型漏电感应单元（300）的漏电信号，第五引脚（OS）与所述光耦驱动输出单元（700）连接，并通过第三电容（C3）接地，第六引脚（DIy）通过第六电容（C6）接地、第七引脚（OA）通过第五电容（C5）接地，第八引脚（VDD）与所述桥式整流电路的第一端连接。
5.根据权利要求3所述的一种用于汽车充电桩的漏电监测装置，其特征在于,所述A型漏电感应单元（300）包括按键开关（S1）、零序电流互感器(ZCT)、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）、第一电容（C1）、第五二极管（D5）和第六二极管（D6）；
所述零序电流互感器(ZCT)将感应到的漏电电流通过第二电阻（R2）输入到所述A型漏电检测芯片（U1）的所述第二引脚（IN1），通过第三电阻（R3）输入到所述A型漏电检测芯片（U1）的所述第三引脚（IN2），在所述零序电流互感器(ZCT)与所述第二电阻（R2）和第三电阻（R3）之间依次并联连接有可给漏电电流进行滤波的所述第一电容（C1）、将漏电电流转换为电压信号的第一电阻（R1）和方向相反的所述第五二极管（D5）和所述第六二极管（D6），所述零序电流互感器(ZCT)的另一端与所述按键开关（S1）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）连接，所述按键开关（S1）的另一端连接所述整流电路L3。
6.根据权利要求4所述的一种用于汽车充电桩的漏电监测装置，其特征在于,在所述第二电阻（R2）与所述A型漏电监测单元（200）的第二引脚（IN1）之间、所述第三电阻（R3）与所述A型漏电监测单元（200）的第三引脚（IN2）之间并联连接有第二电容（C2）。
7.根据权利要求1所述的一种用于汽车充电桩的漏电监测装置，其特征在于,所述直流漏电监测单元（500）为霍尔直流互感器，将感应到的漏电电流通过第三脚输出给所述绝对值整流单元（600），所述绝对值整流单元（600）将接收到的负电压翻转称等值的正电压信号输出至所述光耦驱动输出单元（700）。
8.根据权利要求1所述的一种用于汽车充电桩的漏电监测装置，其特征在于,所述光耦驱动输出单元（700）包括第一四端光电耦合器（U4）和第二四端光电耦合器（U5）；所述第一四端光电耦合器（U4）的阳极与所述绝对值整流单元（600）连接，阴极通过第十三电阻（R13）接地，集电极与5V电压连接，发射极通过第十四电阻（R14）接地，并通过第十二极管（D10）向外输出电压；所述第二四端光电光电耦合器（U5）的阳极与所述A型漏电监测单元（200）的第五引脚（OS）连接，阴极通过第十五电阻（R15）接地，集电极与5V电压连接，发射极通过第十六电阻（R16）接地，并通过第九极管（D9）向外输出电压。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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