CN216816907U - 漏电流检测提示电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种漏电流检测提示电路，包括检测电路1，检测电路2，差分放大电路和提示电路；且开关电源输入端的正、负极回路上分别连接有采样电阻R1、R2；检测电路1，2分别连接采样电阻R1、R2两端，用于检测采样电阻R1、R2两端的电压，并生成电压信号1，2，分别输出至差分放大电路的两个输入端；差分放大电路连接在检测电路1，2和提示电路之间，用于将电压信号1，2进行比较，并将差值放大后输出至电压提示电路的输入端；提示电路用于在电压信号1，2之间的差值超过一定阈值时，发出漏电提示。从而实现快速、准确、高效的测量电源发生是否漏电。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种检测电路，尤其涉及一种漏电流检测提示电路，属于电气开关技术领域。
背景技术
开关电源是一种常用的功率转化装置，几乎可以在任何一种电气设备中看见。它也是电气设备中最容易发生故障的元件之一。当电气设备发生线路损坏或者破皮等故障，就会造成设备机壳带电，此时人一旦触碰到了机壳，就有可能发生触电的危险，并且漏电流过大也会造成电气设备的损坏。
现市面上的开关电源大多数都只是具备开关电路的功能，没有可以检测到是否漏电的功能。此前，有使用漏电流互感器对漏电流进行检测，通过采集漏电流的大小然后加上运算放大器和滤波器对漏电流进行检测；也有用于专门检测该类情况的装置，需要使用者自行使用该装置检测是否漏电，但是均功能繁杂、操作不便捷、购买成本较高，无法规模化推广使用。
实用新型内容
针对上述现存的技术问题，本实用新型提供一种漏电流检测提示电路，当漏电流达到一定数值后，通过LED灯的提示，能够尽早让使用者得知漏电流过大。
为实现上述目的，本实用新型提供一种漏电流检测提示电路，包括检测电路1，检测电路2，差分放大电路和提示电路；且开关电源输入端的正、负极回路上分别连接有采样电阻 R1、R2；
所述的检测电路1，2分别连接采样电阻R1、R2两端，用于检测采样电阻R1、R2两端的电压，并生成电压信号1，2，分别输出至差分放大电路的两个输入端；
所述的差分放大电路连接在检测电路1，2和提示电路之间，用于将电压信号1，2进行比较，并将差值放大后输出至电压提示电路的输入端；
所述的提示电路用于在电压信号1，2之间的差值超过一定阈值时，发出漏电提示。
进一步，所述的检测电路1，2包括微控制器U4和微控制器U4’；
电阻R1的正、负电位端分别连接微控制器U4的正、负输入端，微控制器U4的输出端连接差分放大电路的一个输入端；电阻R2的正、负电位端分别连接微控制器U4’的正、负输入端，微控制器U4’的输出端连接差分放大电路的另一个输入端。
更进一步，所述的微控制器U4和微控制器U4’采用INA181A1系列芯片。
进一步，所述的差分放大电路包括运算放大器U3和电阻R5-R7；
检测电路1，2的输出端分别连接运算放大器U3的同、反相输入端，运算放大器U3的正电源端接地，负电源端接地，输出端连接提示电路的输入端。
更进一步，所述的运算放大器U3的输出端电阻R10连接提示电路的输入端。
更进一步，所述的运算放大器U3正电源端经电容C6接地。
进一步，所述的提示电路包括稳压二极管Z1，电阻R9，三极管Q2，以及发光二极管D2；
差分放大电路的输出端连接稳压二极管Z1的阴极，稳压二极管Z1的阳极经电阻R9接地；稳压二极管Z1和电阻R9的公共端连接三极管Q2的基极；三极管Q2的发射极接地；三极管Q2的集电极连接发光二极管D2的阴极，发光二极管D2的阳极连接开关电源的Vcc 端。
更进一步，所述的三极管Q2的发射极经电阻R8接地。
更进一步，所述的发光二极管D2的阴极或阳极串联一个蜂鸣器。
由上述技术方案可知，本实用新型利用基尔霍夫定律，分别测量开关电源输入端正、负极回路上电流的大小，如果开关电源中正极的电流和负极的电流不相等，那么就说明测量点的后级存在漏电流。故而通过比较开关电源正极和负极之间的电流差值，便可以得到漏电流的大小。且在电流差值达到一定数值时，Q1三极管的导通电压，发光二极管D2放光以示提醒。
本实用新型的有益效果如下：当开关电源发生漏电时会导通本漏电检测提示电路，并通过发光二极管和蜂鸣器对使用者发出警报。
相比现有技术，本实用新型具有如下技术优势：
1、不需要依靠人工操作进行漏电检查，提高了检查效率。
2、能够实现快速、准确、高效的测量电源发生是否漏电。
2、操作方便，成本低，适于大范围推广使用的效果。
附图说明
图1为本实用新型与开关变换器模块的连接示意图；
图2为一个常用的开关转换电路拓扑BUCK的示意图；
图3为本实用新型的电路图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本实用新型电路与开关变换器模块连接，利用基尔霍夫定律，分别检测开关电源输入端正、负极回路上电流的大小，如果开关电源正极发电流和负极的电流不相等，那么就说明检测点的后级存在漏电流。故而通过比较开关电源正极和负极的电流差值，便可以得到漏电流的大小。
如图2所示，以一个单电压环控制的BUCK拓扑的开关电源为例。开关电源输入端正极连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接NPN型三极管Q1的集电极，NPN型三极管Q1的发射极连接电感L1一端，电感L1的另一端连接负载的正极；开关电源输入端负极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接负载的负极。电容C1的两端分别并联负载的正极和负极。发光二极管D1的阴极连接NPN型三极管Q1的发射极，阳极连接电阻R2的另一端。NPN 型三极管Q1的基极连接驱动模块，驱动模块连接运算放大器U2的输出端，运算放大器U2 的同相输入端连接运算放大器U1的输出端，运算放大器U1的反相输入端连接稳压二极管 Z1的一端连接电阻R3、R4的公共端。负载的正极经电阻R3、R4接地。
上述电路中，NPN型三极管Q1可以驱动发光二极管D1发光；运算放大器U1连接一个设定电压，用于控制输出大小(一般为0-3.3V之间)；运算放大器U2是PWM的生成模块，反向连接的是锯齿波的载波信号；负载只是模拟电源带载。
为了检测开关电源输入端正、负极回路上电流的大小，以电阻R1、R2为采样电阻。电阻R1正电位端为检测点1+，负电位端为检测点1-；电阻R2的正电位端为检测点2-，负电位端为检测点2+，上述4个检测点与本实用新型两个检测电路直接相连。由于采样电阻的阻值一般很小，电阻R1、R2两端的电压值也是比较小，因此本实用新型不仅需要检测电路采集电阻R1、R2两端的电压，还要差分放大电路对两个电压的差值进行放大，并在差值较大的情况下启动提示电路。
本实用新型包括检测电路1，检测电路2，差分放大电路和提示电路；所述的检测电路 1，2分别连接采样电阻R1、R2两端，用于检测采样电阻R1、R2两端的电压，并生成电压信号1，2，分别输出至差分放大电路的两个输入端；所述的差分放大电路连接在检测电路 1，2和提示电路之间，用于将电压信号1，2进行比较，并将差值放大后输出至电压提示电路的输入端；所述的提示电路用于在电压信号1，2之间的差值超过一定阈值时，发出漏电提示。
如图3所示，实施时，所述的检测电路1，2包括微控制器U4和微控制器U4’；所述的差分放大电路包括运算放大器U3，电容C6和电阻R5-R7；所述的提示电路包括三极管Q2，稳压二极管Z1，发光二极管D2，以及电阻R8-R10；具体电路连接关系如下。
微控制器U4、U4’，运算放大器U3，三极管Q2，稳压二极管Z1，电容C6，发光二极管D2，以及电阻R5-R10；实施时，所述的微控制器U4、U4’采用INA181A1系列芯片。
检测点1+、检测点1-分别端连接微控制器U4的正、负输入端，微控制器U4的输出端经电阻R6连接运算放大器U3的同相输入端；
检测点2+、检测点2-分别端连接微控制器U4’的正、负输入端，微控制器U4’的输出端经电阻R5连接运算放大器U3的反相输入端；
运算放大器U3的正电源端经电容C6接地，负电源端接地，输出端经电阻R10连接稳压二极管Z1的阴极，稳压二极管Z1的阳极经电阻R9接地；
开关电源VCC端连接发光二极管D2的阳极，发光二极管D2的阴极连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极经电阻R8接地，三极管Q2的基极连接稳压二极管Z1和电阻R9 的公共端。
上述电路的工作原理如下：微控制器U4通过检测点1+、检测点1-采集电阻R1两端的电压，微控制器U4’通过检测点2+、检测点2-采集电阻R2两端的电压，然后将微控制器U4、U4’的输出端分别接入运算放大器U3的同相输入端和反相输入端，运算放大器U3用于比较两个微控制器输出的电压值，并将差值放大后输出。稳压二极管Z1和电阻R9对运算放大器U3的输出电压进行分压。当稳压二极管Z1的稳压值达到后，输出电压才会分配给电阻R9，而当电阻R9两端的电压到达NPN型三极管Q2的导通电压时，NPN型三极管Q2 导通，发光二极管D2亮起。此外，二极管D2也可串联一个蜂鸣器，以发出声音警报。
微控制器U4的输出电压V4，微控制器U4’的输出电压V4’以及运算放大器U3的输出电压V3的计算公式如下：
V4＝(V检测1+-V检测1-)*A
V4′＝(V检测2+-V检测2-)*A
式中，V4为采集R1上的电压的倍数，也就是U4的输出电压。A为微控制器U4、U4’的放大系数，一般为20倍、50倍、100倍、200倍。
综上，若开关电源中检测点的后级存在漏电流，那么电阻R1和R2上采集的电流与电压的数值就会出现不同。若电阻R1、R2的电压数值相差很大，NPN型三极管Q1的基极电压就会提高很大，NPN型三极管Q1导通，发光二极管D2亮起，提示出现了漏电流情况；若电阻R1、R2的电压数值相差不大，运算放大器U3的输出电压没到达Q1三极管的导通电压(一般为0.7V)，发光二极管D2就不会放光。
本实用新型能够实现快速、准确、高效的测量电源发生是否漏电，且操作方便，成本低，适于大范围推广使用的效果。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (9)
1.一种漏电流检测提示电路，其特征在于，包括检测电路1，检测电路2，差分放大电路和提示电路；且开关电源输入端的正、负极回路上分别连接有采样电阻R1、R2；
所述的检测电路1，2分别连接采样电阻R1、R2两端，用于检测采样电阻R1、R2两端的电压，并生成电压信号1，2，分别输出至差分放大电路的两个输入端；
所述的差分放大电路连接在检测电路1，2和提示电路之间，用于将电压信号1，2进行比较，并将差值放大后输出至电压提示电路的输入端；
所述的提示电路用于在电压信号1，2之间的差值超过一定阈值时，发出漏电提示。
2.根据权利要求1所述的一种漏电流检测提示电路，其特征在于，所述的检测电路1，2包括微控制器U4和微控制器U4’；
电阻R1的正、负电位端分别连接微控制器U4的正、负输入端，微控制器U4的输出端连接差分放大电路的一个输入端；电阻R2的正、负电位端分别连接微控制器U4’的正、负输入端，微控制器U4’的输出端连接差分放大电路的另一个输入端。
3.根据权利要求2所述的一种漏电流检测提示电路，其特征在于，所述的微控制器U4和微控制器U4’采用INA181A1系列芯片。
4.根据权利要求1所述的一种漏电流检测提示电路，其特征在于，所述的差分放大电路包括运算放大器U3和电阻R5-R7；
检测电路1，2的输出端分别连接运算放大器U3的同、反相输入端，运算放大器U3的正电源端接地，负电源端接地，输出端连接提示电路的输入端。
5.根据权利要求4所述的一种漏电流检测提示电路，其特征在于，所述的运算放大器U3的输出端电阻R10连接提示电路的输入端。
6.根据权利要求4所述的一种漏电流检测提示电路，其特征在于，所述的运算放大器U3正电源端经电容C6接地。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种漏电流检测提示电路，其特征在于，所述的提示电路包括稳压二极管Z1，电阻R9，三极管Q2，以及发光二极管D2；
差分放大电路的输出端连接稳压二极管Z1的阴极，稳压二极管Z1的阳极经电阻R9接地；稳压二极管Z1和电阻R9的公共端连接三极管Q2的基极；三极管Q2的发射极接地；三极管Q2的集电极连接发光二极管D2的阴极，发光二极管D2的阳极连接开关电源的Vcc端。
8.根据权利要求7所述的一种漏电流检测提示电路，其特征在于，所述的三极管Q2的发射极经电阻R8接地。
9.根据权利要求7所述的一种漏电流检测提示电路，其特征在于，所述的发光二极管D2的阴极或阳极串联一个蜂鸣器。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024022030A1 (zh) * | 2022-07-28 | 2024-02-01 | 比亚迪股份有限公司 | 漏电检测装置、方法和车辆 |
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2021
- 2021-10-11 CN CN202122441850.3U patent/CN216816907U/zh active Active
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: Leakage current detection prompt circuit Granted publication date: 20220624 Pledgee: Huang Chao Pledgor: Chongqing diange Technology (Group) Co.,Ltd. Registration number: Y2024500000129 |