CN108037470A - 一种dc电源漏电检测***及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种DC电源漏电检测***，包括控制器、脉冲发生器、存储器和漏电检测电路；所述控制器包括：控制单元、电压检测器、漏电判决单元、放电判决单元、计时器和异常判决单元；控制单元分别与电压检测器、漏电判决单元、放电判决单元、计时器和异常判决单元连接；所述脉冲发生器用于向漏电检测电路发出脉冲，脉冲发生器的控制端与控制单元连接；所述存储器用于存储门限电源参考数值，存储器与控制器连接；所述漏电检测电路包括：耦合电容C1、耦合电容C2、电阻R1、电阻R2、放电电路一和放电电路二。本发明能够有效的减少漏电判定的时间，还能够检测到自身的电路异常，提高了检测的效率和准确性。

Description

一种DC电源漏电检测***及检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测***及检测方法，更具体的说是涉及一种DC电源漏电检测***及检测方法。

背景技术

一般情况下，DC电源是和机壳分离的，但是由于一些特殊原因可能导致DC电源与机壳相接触，DC电源就会通过机壳产生漏电。现有技术中，在DC电源内部嵌入漏电检测***，使用方波脉冲信号给耦合电容充电，当充电完成后耦合电容开始放电，从开始放电一直到放电为0这个时间是既定的，这个时间要小于或等于脉冲开始下降到下一个脉冲开始上升的时间，可以通过检测脉冲下降和脉冲上升点的电压来判断是否有漏电情况。

但是，采用现有的漏电检测***进行漏电检测时，需要等到耦合电容放电为0，这大大增加了漏电判定的时间。另外，当耦合电容放电出现异常时，无法及时发现并进行反馈，影响了漏电检测的准确性。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种DC电源漏电检测***及检测方法，用以克服现有技术中存在的不足。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种DC电源漏电检测***，包括控制器、脉冲发生器、存储器和漏电检测电路；所述控制器包括：控制单元、电压检测器、漏电判决单元、放电判决单元、计时器和异常判决单元；控制单元分别与电压检测器、漏电判决单元、放电判决单元、计时器和异常判决单元连接；所述脉冲发生器用于向漏电检测电路发出脉冲，脉冲发生器的控制端与控制单元连接；所述存储器用于存储门限电源参考数值，存储器与控制器连接；所述漏电检测电路包括：耦合电容C1、耦合电容C2、电阻R1、电阻R2、放电电路一和放电电路二；耦合电容C1的一端与DC电源的负极连接，耦合电容C1的另一端分别与电阻R1的一端、电阻R2的一端和放电电路一连接；电阻R1的另一端与脉冲发生器连接；电阻R2的另一端分别与电压检测器、放电电路二和耦合电容C2的一端连接；耦合电容C2的另一端与放电电路二连接。

进一步，所述放电电路一包括三极管Q1、电阻R3和电阻R4；三极管Q1的集电极与耦合电容C1的另一端连接，三极管Q1的基极通过电阻R3与控制单元连接，三极管Q1的发射极接地；电阻R4的一端连接在电阻R3和三极管Q1的基极之间，电阻R4的另一端与三极管Q1的发射极连接。

进一步，所述放电电路二包括三极管Q2、电阻R5、电阻R6和电阻R7；三极管Q2的集电极通过电阻R5与电阻R2的另一端连接，三极管Q2的基极通过电阻R6与控制单元连接，三极管Q2的发射极接地；电阻R7的一端连接在电阻R6和三极管Q2的基极之间，电阻R7的另一端与三极管Q2的发射极连接；耦合电容C2的另一端与三极管Q2的发射极连接。

进一步，所述异常判决单元与异常指示灯连接。。

进一步，采用所述的DC电源漏电检测***的DC电源漏电检测方法，包括如下步骤：

步骤1：向存储器内写入第一门限电压V1和第二门限电压V2；

步骤2：控制单元控制脉冲发生器发出脉冲，耦合电容C1左端电压增加，脉冲电压同时通过电阻R2给耦合电容C2充电并输入到电压检测器，电压检测器通过这个输入的电压检测耦合电容C2的电压，控制单元由此推算耦合电容C1的电压；

步骤3：t1时刻，控制器输出控制信号到放电电路一和放电电路一2，使三极管Q1和三极管Q2导通，耦合电容C1和耦合电容C2通过两个三极管放电；

步骤4：漏电判决单元比较耦合电容C2在 t1时刻的电压Va与第一门限电压V1，如果Va＜V1，则判定DC电源漏电；如果Va≥V1，则转到步骤5；

步骤5：放电判决单元比较耦合电容C2的实时电压V与第二门限电压V2，当V＜V2时，转到步骤2。

进一步，计时器测量脉冲开始上升到耦合电容C2的实时电压V小于第二门限电压V2的时间间隔T；当放电判决单元发现耦合电容C2开始放电后，经过给定的时间间隔Tx（Tx＞T），耦合电容C2的实时电压V仍然没有低于第二门限电压V2，异常判决单元就会判定***异常出现，然后控制单元控制异常判决单元点亮异常指示灯，输出异常信号。

对比现有技术，本发明有益效果在于：本发明提出的一种DC电源漏电检测***及检测方法，耦合电容C1通过脉冲充电，脉冲电压同时通过电阻R2给耦合电容C2充电并输入到电压检测器，电压检测器通过这个输入的电压检测耦合电容C2的电压，控制器没有直接与耦合电容C1连接进行电源检测，而是通过检测耦合电容C2上端的电压来推算耦合电容C1的电压，通过电阻R2进行限流，有效的保护了控制器。漏电检测电路在脉冲的下降沿开始放电，漏电判决单元比较耦合电容C2在 t1时刻的电压Va与第一门限电压V1，判定是否漏电，并且在耦合电容C2端检测电压V小于第二门限电压V2时发出下一个脉冲，因此,检测电压从V1下降到V2的所用时间 T1比现有技术中的脉冲输出周期T0更短，能够更快速的检测到漏电。另外，本发明的脉冲周期并不是固定的，而是由耦合电容C1的放电状态所决定的，通过计时器记录的正常的脉冲周期T，并设定判定周期Tx（Tx＞T），当C1放电发生异常时，比如三极管Q1损坏，放电判决单元会发现耦合电容C2开始放电后，经过Tx，耦合电容C2的实时电压V仍然没有低于第二门限电压V2，异常判决单元就会判定***异常，控制器输出异常信号，提醒***不可用。

附图说明

附图1是本发明的电气原理图。

附图2是本发明的方法流程图。

附图3是本发明的漏电检测时序原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做出说明。

如图1所示的一种DC电源漏电检测***，包括控制器、脉冲发生器、存储器和漏电检测电路；所述控制器包括：控制单元、电压检测器、漏电判决单元、放电判决单元、计时器和异常判决单元；控制单元分别与电压检测器、漏电判决单元、放电判决单元、计时器和异常判决单元连接，异常判决单元上连接有异常指示灯；所述脉冲发生器用于向漏电检测电路发出脉冲，脉冲发生器的控制端与控制单元连接；所述存储器用于存储门限电源参考数值，存储器与控制器连接；所述漏电检测电路包括：耦合电容C1、耦合电容C2、电阻R1、电阻R2、放电电路一和放电电路二；耦合电容C1的一端与DC电源的负极连接，耦合电容C1的另一端分别与电阻R1的一端、电阻R2的一端和放电电路一连接；电阻R1的另一端与脉冲发生器连接；电阻R2的另一端分别与电压检测器、放电电路二和耦合电容C2的一端连接；耦合电容C2的另一端与放电电路二连接。

所述放电电路一包括三极管Q1、电阻R3和电阻R4；三极管Q1的集电极与耦合电容C1的另一端连接，三极管Q1的基极通过电阻R3与控制单元连接，三极管Q1的发射极接地；电阻R4的一端连接在电阻R3和三极管Q1的基极之间，电阻R4的另一端与三极管Q1的发射极连接。所述放电电路二包括三极管Q2、电阻R5、电阻R6和电阻R7；三极管Q2的集电极通过电阻R5与电阻R2的另一端连接，三极管Q2的基极通过电阻R6与控制单元连接，三极管Q2的发射极接地；电阻R7的一端连接在电阻R6和三极管Q2的基极之间，电阻R7的另一端与三极管Q2的发射极连接；耦合电容C2的另一端与三极管Q2的发射极连接。

如图2所示，首先向存储器内写入第一门限电压V1和第二门限电压V2。然后，控制器发出指令，脉冲发生器能产生一个特定频率的脉冲，脉冲电压同时通过电阻R2给耦合电容C2充电并输入到电压检测器，电压检测器通过这个输入的电压检测耦合电容C2的电压，控制单元由此推算耦合电容C1的电压。结合图3所示，电压检测器在t1点检测耦合电容C2的电压， t1时刻，控制器输出控制信号到放电电路一和2，使Q1和Q2导通，C1和C2通过两个三极管放电。当DC电源没有发生漏电时，检测电压像图3前两个周期T1那样急速上升，t1时刻检测电压Va超过门限电压V1；当DC电源发生漏电时，检测电压像图3周期T1＇那样稍缓上升，且检测电压Vb低于门限电压V1，缓慢程度基于漏电阻抗。

漏电判决单元通过比较耦合电容C2在 t1时刻的电压Va与第一门限电压V1来判决DC电源是否有漏电，如果Va＜V1，则判定DC电源漏电。

放电判决单元通过比较耦合电容C2的实时电压V与第二门限电压V2的结果来判决耦合电容电压是否低于第二门限电压，当放电判决单元判决检测到的耦合电容C2的实时电压V低于第二门限电压V2时，脉冲发生器产生一个新的脉冲。

计时器测量脉冲开始上升到耦合电容C2端电压V小于第二门限电压V2的时间间隔T。当放电判决单元发现检测电压从开始放电，在一个给定的大于T的时间间隔Tx内，仍然没有低于第二门限电压V2，异常判决单元就会判定***异常出现，然后控制器输出异常信号。

另外，结合图3可知，本发明的脉冲输出周期T1要比改进前的脉冲输出周期T0更短，因此本发明能够更快速的检测到漏电。

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

Claims (6)

1.一种DC电源漏电检测***，其特征在于：包括控制器、脉冲发生器、存储器和漏电检测电路；

所述控制器包括：控制单元、电压检测器、漏电判决单元、放电判决单元、计时器和异常判决单元；控制单元分别与电压检测器、漏电判决单元、放电判决单元、计时器和异常判决单元连接；

所述脉冲发生器用于向漏电检测电路发出脉冲，脉冲发生器的控制端与控制单元连接；

所述存储器用于存储门限电源参考数值，存储器与控制器连接；

所述漏电检测电路包括：耦合电容C1、耦合电容C2、电阻R1、电阻R2、放电电路一和放电电路二；耦合电容C1的一端与DC电源的负极连接，耦合电容C1的另一端分别与电阻R1的一端、电阻R2的一端和放电电路一连接；电阻R1的另一端与脉冲发生器连接；电阻R2的另一端分别与电压检测器、放电电路二和耦合电容C2的一端连接；耦合电容C2的另一端与放电电路二连接。

2.根据权利要求1所述的DC电源漏电检测***，其特征在于：所述放电电路一包括三极管Q1、电阻R3和电阻R4；三极管Q1的集电极与耦合电容C1的另一端连接，三极管Q1的基极通过电阻R3与控制单元连接，三极管Q1的发射极接地；电阻R4的一端连接在电阻R3和三极管Q1的基极之间，电阻R4的另一端与三极管Q1的发射极连接。

3.根据权利要求1所述的DC电源漏电检测***，其特征在于：所述放电电路二包括三极管Q2、电阻R5、电阻R6和电阻R7；三极管Q2的集电极通过电阻R5与电阻R2的另一端连接，三极管Q2的基极通过电阻R6与控制单元连接，三极管Q2的发射极接地；电阻R7的一端连接在电阻R6和三极管Q2的基极之间，电阻R7的另一端与三极管Q2的发射极连接；耦合电容C2的另一端与三极管Q2的发射极连接。

4.根据权利要求1所述的DC电源漏电检测***，其特征在于：所述异常判决单元与异常指示灯连接。

5.一种采用权利要求1-4任一所述的DC电源漏电检测***的DC电源漏电检测方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：向存储器内写入第一门限电压V1和第二门限电压V2；

步骤2：控制单元控制脉冲发生器发出脉冲，耦合电容C1左端电压增加，脉冲电压同时通过电阻R2给耦合电容C2充电并输入到电压检测器，电压检测器通过这个输入的电压检测耦合电容C2的电压，控制单元由此推算耦合电容C1的电压;

步骤3：t1时刻，控制器输出控制信号到放电电路一和放电电路一2，使三极管Q1和三极管Q2导通，耦合电容C1和耦合电容C2通过两个三极管放电；

步骤4：漏电判决单元比较耦合电容C2在 t1时刻的电压Va与第一门限电压V1，如果Va＜V1，则判定DC电源漏电；如果Va≥V1，则转到步骤5；

步骤5：放电判决单元比较耦合电容C2的实时电压V与第二门限电压V2，当V＜V2时，转到步骤2。

6.根据权利要求5所述的DC电源漏电检测方法，其特征在于：计时器用于测量脉冲开始上升到耦合电容C2的实时电压V小于第二门限电压V2的时间间隔T；当放电判决单元发现耦合电容C2开始放电后，经过给定的时间间隔Tx（Tx＞T），耦合电容C2的实时电压V仍然没有低于第二门限电压V2，异常判决单元就会判定***异常出现，然后控制单元控制异常判决单元点亮异常指示灯，输出异常信号。