CN114156833A - 一种漏电保护电路、保护方法及照明驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种漏电保护电路、保护方法及照明驱动电路，通过电容和开关构成的串联电路构成检测路径，用于检测接收外部信号的两个输入端是否发生漏电，当发生漏电时，不对负载端供电，以保护照明场合的用电安全。

Description

一种漏电保护电路、保护方法及照明驱动电路

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，更具体的说，涉及一种漏电保护的电路和方法。

背景技术

在用电场合，用电负载安装过程中可能发生部分接通而另一部分裸露的情况，若此时人体不小心接触到裸露部分，则容易触电，影响安全操作。例如，在照明领域，由于较多灯座还保留着双端接入的接口，在对灯管负载进行更换时，一般还是采用双端输入的灯管，所述的双端输入指的是将交流输入端的接头分别设在灯管两端，在这种情况下，操作者一般将其中的一端先插入灯座，然后再插入另一端，由于操作者手部需要抓持在灯管的端部，可能接触到端部导电的金属，容易发生触电的情况，故对该种情况下的漏电保护是比较重要的。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种在漏电保护电路、保护方法及照明驱动电路，用于解决现有技术中在照明中换双端灯管过程中容易触电的技术问题。

本发明的技术解决方案是，提供一种漏电保护电路，包括接收外部信号的两个输入端，包括，检测路径，包括至少一个第一电容和第一开关，所述第一电容和第一开关串联连接在所述两个输入端之间；漏电检测电路，检测流经第一开关的电流，得到表征流经第一开关电流的电流检测信号，根据所述电流检测信号判断所述两个输入端是否存在漏电现象；控制电路，当所述漏电检测电路判断所述两个输入端存在漏电现象，所述控制电路控制负载处于断开状态。

优选地，所述控制电路控制第一开关的间歇导通，在所述第一开关导通期间，由所述漏电检测电路检测流经所述第一开关的电流。

优选地，所述漏电检测电路根据所述电流检测信号和第一阈值的比较结果判断所述两个输入端是否存在漏电现象。

优选地，所述检测路径还包括检测电阻，所述检测电阻、所述第一电容和第一开关串联连接在所述两个输入端之间。

优选地，所述检测路径包括两个第一电容和第一开关，所述两个第一电容和第一开关串联连接在所述两个输入端之间，且所述两个第一电容分别接在所述第一开关的两功率端。

优选地，所述控制电路包括电压检测模块、驱动器和逻辑电路，所述电压检测模块提供脉冲信号给所述驱动器，所述驱动器根据所述脉冲信号控制所述第一开关间歇导通，所述漏电检测电路产生的表征所述两个输入端是否漏电的检测结果传输给所述逻辑电路，所述逻辑电路根据检测结果输出第一逻辑信号通过所述驱动器转换为驱动信号以控制所述第一开关的开关状态。

优选地，所述电压检测模块包括第一电阻和第二电阻，第一电阻和第二电阻获得两个输入端的电压信号，根据所述电压信号与参考信号的比较获得所述脉冲信号。

优选地，所述电压检测模块包括开关电路，在漏电检测结束后，通过所述开关电路控制所述电压检测模块不工作。

优选地，当所述漏电检测电路输出的检测结果表征存在漏电时，所述逻辑电路产生所述第一逻辑信号使得第一开关继续进行间歇导通以继续进行检测；或者是，当所述检测电路输出的检测结果表征存在漏电时，则所述逻辑电路产生第一逻辑信号使得第一开关关断以等待下一个周期重新开始进行检测；当所述检测电路输出的检测结果表征不存在漏电时，则所述逻辑电路产生的第一逻辑信号使得第一开关保持关断以停止进行漏电检测。

优选地，所述两个输入端一端连接在高电位端，另一端连接在低电位端，

其中，所述低电位端为接地端或者是大于接地端电压的电位端。

本申请还提供一种漏电保护方法，用于对负载进行供电的开关电路中，所述开关电路包括接收外部信号的两个输入端，包括，利用至少一个第一电容和第一开关串联连接在所述两个输入端之间以形成检测路径；控制所述第一开关的间歇导通，在所述第一开关导通期间，检测流经第一开关的电流，得到表征流经所述第一开关电流的电流检测信号，根据所述电流检测信号判断所述两个输入端是否存在漏电现象；若判断输入端存在漏电现象，则控制负载处于断开状态。

优选地，根据所述电流检测信号和第一阈值的比较结果判断所述两个输入端是否存在漏电现象。

优选地，所述检测路径还包括检测电阻，所述检测电阻和所述第一电容和第一开关串联连接在所述两个输入端之间以形成检测路径。

优选地，所述检测路径包括两个第一电容和第一开关，所述两个第一电容和第一开关串联连接在所述两个输入端之间以形成检测路径，且所述两个第一电容分别接在所述第一开关的两功率端。

优选地，当表征所述两个输入端是否漏电的检测结果表征存在漏电时，控制所述第一开关继续进行间歇导通以继续进行检测；或者是，当表征所述两个输入端是否漏电的检测结果表征存在漏电时，则控制所述第一开关关断以等待下一个周期重新开始进行检测；当表征所述两个输入端是否漏电的检测结果表征不存在漏电时，则控制所述第一开关保持关断以停止进行漏电检测。

优选地，所述两个输入端一端连接在高电位端，另一端连接在低电位端，其中，所述低电位端为接地端或者是大于接地端电压的电位端。

本申请还提供了一种照明驱动电路，用于驱动照明负载，所述照明驱动电路包括整流电路、上述的漏电保护电路和驱动电路，所述整流电路接收外部驱动信号，以基于外部驱动信号产生整流信号；所述漏电保护电路的两个输入端接收外部驱动信号或所述整流信号；

所述驱动电路根据所述整流信号和所述漏电保护电路的检测结果驱动照明负载。

优选地，当所述漏电保护电路的检测结果表征存在漏电时，则控制所述驱动电路不工作或驱动电路不使能；

当所述漏电保护电路的检测结果表征不存在漏电时，则控制驱动电路正常驱动，给所述照明负载供电。

采用本发明的技术方案，与现有技术相比，具有以下优点，通过电容和开关构成的串联电路构成检测路径，用于检测接收外部信号的两个输入端是否发生漏电，当发生漏电时，不对负载端供电，以保护用电安全。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的漏电保护电路的电路图；

图2为本发明的第二实施例的漏电保护电路的电路图；

图3为本发明的第三实施例的漏电保护电路的电路图；

图4(a)和图4(b)为图1中电路图的波形图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。

为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如图1所示为本发明的第一实施例的漏电保护电路的电路图，漏电保护电路可应用于照明驱动电路中，如应用于LED照明负载驱动电路，如图1所示，LED驱动电路包括整流电路，如图1中的全桥整流电路，漏电保护电路的输入端可以连接在整流电路的输入端之前，也可以连接在整流电路的输出端之后，如图1中的①、④路径表示不同的连接情况。在一个实施例中，漏电保护电路具有接收外部信号的两个输入端，外部信号可以是交流信号或直流信号。漏电保护电路具有检测路径，检测路径包括至少一个第一电容和第一开关，所述第一电容和第一开关串联连接在所述两个输入端之间，如图1中电容C1和开关M1，电容C1的一端连接一个输入端，另一端与开关M1的一个功率端端连接，开关M1的另一个功率端接地。电容C1和开关M1的位置可以变换，例如开关M1的一个功率端连接一个输入端，电容的一个输入端接地。第一电容可以是多个串联、多个并联或多个串并联的电容组件组成等。当电容为多个时，电容可以连接在开关M1的两端，如图2所示，第二实施例中，开关M1的一个功率端通过电容C1连接一个输入端，另一个功率端通过电容C2连接地端。

这里，所述两个输入端可以是，其第一端连接在整流桥的一个输出端(一般指电压低的一端)，其第二端连接在整流桥的另一个输出端或交流输入电源的其中一端，图1中用2、3、4虚线示意了第一开关M1与串联电阻R1组成的串联结构与输入端的几种可能的连接方式。除特别说明外，输入端既可以是交流输入端，也可以是整流桥的输出端。

在另一个实施例中，漏电保护电路包括检测电路，检测电路检测流经第一开关M1的电流，得到表征流经第一开关电流的电流检测信号，所述电流检测信号未达到第一阈值，则判断出两个输入端存在漏电现象，如图1或图2中，检测电路可以是一个比较器comp2，通过检测路径上的节点获得表征流经第一开关电流的电流检测信号，第一阈值记为Vref2，第一阈值设置为合适的值，使得在输入端有无阻抗(即有无触电)的情况下，比较器comp2输出的电平状态是不相同的，结合图4，在输入端为交流的情况下，输入端有阻抗(即有人体触电)，检测到的电流检测信号较小(如图4b)，电流检测信号低于Vref2，表示存在漏电现象；输入端没有阻抗(即没有人体触电)，检测到的电流检测信号较大(如图4a)，电流检测信号高于Vref2，表示不存在漏电现象，图4a和图4b中的电流Id与电流检测信号对应，电流Id经过电阻后获得对应的检测电压信号，Idth与第一阈值Vref2对应。

在一个实施例中，漏电保护电路包括控制电路，控制电路控制第一开关的间歇导通，在所述第一开关导通期间，由检测电路检测流经所述第一开关的电流；若检测电路判断两个输入端存在漏电现象，则控制负载处于断开状态。参考图1和图2，这里，控制电路包括电压检测模块、驱动器以及逻辑电路等电路结构，电压检测模块提供脉冲信号给驱动器，驱动器根据脉冲信号控制第一开关M1间歇导通，电压检测模块包括电阻R3和电阻R4，电阻R3和电阻R4获得输入端的电压信号，根据电源信号与参考信号Vref1的比较获得脉冲信号，可通过比较器comp1实现。这里，脉冲信号还可以由其他合适的电路结构产生，例如根据短脉冲生成电路生成脉冲信号。检测电路产生的表征是否触电的检测结果传输给逻辑电路，逻辑电路根据检测结果输出第一逻辑信号以控制开关M1是否导通或关闭，这里，逻辑电路产生的第一逻辑信号通过驱动器转换为驱动信号后控制开关M1的开关状态。当检测电路输出的检测结果表征存在漏电时，则逻辑电路产生第一逻辑信号使得开关M1继续进行间歇导通以继续进行检测；或者是当检测电路输出的检测结果表征存在漏电时，则逻辑电路产生第一逻辑信号使得开关M1关断以等待下一个周期重新开始进行检测。当检测电路输出的检测结果表征不存在漏电时，则逻辑电路产生第一逻辑信号使得开关M1保持关断以停止进行漏电检测，节省能量，提高效率。

需要说明的是，驱动器通过对电压检测模块和逻辑电路的输出信号进行驱动转换，其通过转换后的信号对开关M1进行驱动，其可以是电平转换电路实现。逻辑电路产生的第一逻辑信号在不同的情况为不同逻辑的信号，其根据后续电路的需求调整。电压检测模块还可以包括开关电路，在漏电检测结束后，通过开关电路控制电压检测模块不工作，以提高系统效率。

在一个实施例中，照明驱动电路还包括门极驱动或使能输出电路、驱动电路。门极驱动或使能输出电路可以是由供电电压和开关管构成的电路，驱动电路可以是包括主功率开关管以及储能电容的开关电路，例如Buck开关电路、Boost开关电路等合适的驱动电路。检测电路产生的表征是否触电的检测结果传输给逻辑电路，逻辑电路根据检测结果输出第二逻辑信号传输给门极驱动或使能输出电路，以控制后级驱动电路是否正常运行，这里，逻辑电路产生的第二逻辑信号通过门极驱动或使能输出电路转换为驱动信号或使能信号后控制驱动电路的运行。当检测电路输出的检测结果表征存在漏电时，则逻辑电路产生第二逻辑信号使得门极驱动或使能输出电路输出不使能信号，以控制驱动电路不工作或驱动电路不使能，防止用户发生触电；当检测电路输出的检测结果表征不存在漏电时，则逻辑电路产生第二逻辑信号使得门极驱动或使能输出电路输出使能信号，以控制驱动电路正常驱动，给负载(如LED灯管)供电。这里，使能信号对驱动电路的控制，可以是控制驱动电路的主功率开关管是否正常运行、也可以是控制驱动电路中的其他电路器件如比较器是否正常运行，以及控制驱动电路的输出。

上述的漏电保护电路，在检测路径上由于电容的容性特征，对于脉冲信号产生电路的要求不高，脉冲信号的有效长短、时间间隔等要求均可根据需求调整，并且检测时间上会更灵活，在多灯并联场合效果更优异。

如图3所示为本发明的第三实施例的电路图，漏电保护电路的电路结构与图1均相同，工作原理也类似，所不同的是，在图3中，漏电保护电路的检测路径连接在一个输入端和一个电位端之间，输入端可以是交流输入端、整流电路的输入端或输出端，电位端可以是具有一定电压大小的端子，与系统的接地端可以是相同或不相同，系统接地端和整流电路等接地端相同，该电位端例如可以是接地端，可以是大于或小于接地端电压的某一电位端。

最后，本发明公开了一种漏电保护方法，用于对负载进行供电的开关电路中，所述开关电路包括接收外部信号的两个输入端，包括，

利用至少一个第一电容和第一开关串联连接在所述两个输入端之间以形成检测路径；控制所述第一开关的间歇导通，在所述第一开关导通期间，检测流经第一开关的电流，得到表征流经所述第一开关电流的电流检测信号，根据所述电流检测信号判断所述两个输入端是否存在漏电现象；若判断输入端存在漏电现象，则控制负载处于断开状态。

优选地，根据所述电流检测信号和第一阈值的比较结果判断所述两个输入端是否存在漏电现象。

优选地，所述检测路径还包括检测电阻，所述检测电阻和所述第一电容和第一开关串联连接在所述两个输入端之间以形成检测路径。

优选地，所述检测路径包括两个第一电容和第一开关，所述两个第一电容和第一开关串联连接在所述两个输入端之间以形成检测路径，且所述两个第一电容分别接在所述第一开关的两功率端。

优选地，当表征所述两个输入端是否漏电的检测结果表征存在漏电时，控制所述第一开关继续进行间歇导通以继续进行检测；或者是，当表征所述两个输入端是否漏电的检测结果表征存在漏电时，则控制所述第一开关关断以等待下一个周期重新开始进行检测；

当表征所述两个输入端是否漏电的检测结果表征不存在漏电时，则控制所述第一开关保持关断以停止进行漏电检测。

优选地，所述两个输入端一端连接在高电位端，另一端连接在低电位端，其中，所述低电位端为接地端或者是大于接地端电压的电位端。

本发明实施例的漏电保护电路、保护方法可应用双端灯管的LED驱动电路中，可防止一端灯管接入，另一端灯管裸露发生用户触碰的触电情况，可防止在有触电时，LED灯负载所在的电源回路不会发生通电，进行没有电流产生，不会有安全风险问题。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种漏电保护电路，包括接收外部信号的两个输入端，其特征在于，包括，

检测路径，包括至少一个第一电容和第一开关，所述第一电容和第一开关串联连接在所述两个输入端之间；

漏电检测电路，检测流经第一开关的电流，得到表征流经第一开关电流的电流检测信号，根据所述电流检测信号判断所述两个输入端是否存在漏电现象；

控制电路，当所述漏电检测电路判断所述两个输入端存在漏电现象，所述控制电路控制负载处于断开状态。

2.根据权利要求1所述的漏电保护电路，其特征在于，所述控制电路控制第一开关的间歇导通，在所述第一开关导通期间，由所述漏电检测电路检测流经所述第一开关的电流。

3.根据权利要求1所述的漏电保护电路，其特征在于，所述漏电检测电路根据所述电流检测信号和第一阈值的比较结果判断所述两个输入端是否存在漏电现象。

4.根据权利要求1所述的漏电保护电路，其特征在于，所述检测路径还包括检测电阻，所述检测电阻、所述第一电容和第一开关串联连接在所述两个输入端之间。

5.根据权利要求1所述的漏电保护电路，其特征在于，所述检测路径包括两个第一电容和第一开关，所述两个第一电容和第一开关串联连接在所述两个输入端之间，且所述两个第一电容分别接在所述第一开关的两功率端。

6.根据权利要求2所述的漏电保护电路，其特征在于，所述控制电路包括电压检测模块、驱动器和逻辑电路，

所述电压检测模块提供脉冲信号给所述驱动器，所述驱动器根据所述脉冲信号控制所述第一开关间歇导通，

所述漏电检测电路产生的表征所述两个输入端是否漏电的检测结果传输给所述逻辑电路，所述逻辑电路根据检测结果输出第一逻辑信号通过所述驱动器转换为驱动信号以控制所述第一开关的开关状态。

7.根据权利要求6所述的漏电保护电路，其特征在于，所述电压检测模块包括第一电阻和第二电阻，第一电阻和第二电阻获得两个输入端的电压信号，根据所述电压信号与参考信号的比较获得所述脉冲信号。

8.根据权利要求6所述的漏电保护电路，其特征在于，所述电压检测模块包括开关电路，在漏电检测结束后，通过所述开关电路控制所述电压检测模块不工作。

9.根据权利要求6所述的漏电保护电路，其特征在于，当所述漏电检测电路输出的检测结果表征存在漏电时，所述逻辑电路产生所述第一逻辑信号使得第一开关继续进行间歇导通以继续进行检测；或者是，当所述检测电路输出的检测结果表征存在漏电时，则所述逻辑电路产生第一逻辑信号使得第一开关关断以等待下一个周期重新开始进行检测；

当所述检测电路输出的检测结果表征不存在漏电时，则所述逻辑电路产生的第一逻辑信号使得第一开关保持关断以停止进行漏电检测。

10.根据权利要求1所述的漏电保护电路，其特征在于，所述两个输入端一端连接在高电位端，另一端连接在低电位端，

其中，所述低电位端为接地端或者是大于接地端电压的电位端。

11.一种漏电保护方法，用于对负载进行供电的开关电路中，所述开关电路包括接收外部信号的两个输入端，其特征在于，包括，

利用至少一个第一电容和第一开关串联连接在所述两个输入端之间以形成检测路径；

控制所述第一开关的间歇导通，在所述第一开关导通期间，检测流经第一开关的电流，得到表征流经所述第一开关电流的电流检测信号，根据所述电流检测信号判断所述两个输入端是否存在漏电现象；

若判断输入端存在漏电现象，则控制负载处于断开状态。

12.根据权利要求11所述的漏电保护方法，其特征在于，根据所述电流检测信号和第一阈值的比较结果判断所述两个输入端是否存在漏电现象。

13.根据权利要求11所述的漏电保护方法，其特征在于，所述检测路径还包括检测电阻，所述检测电阻和所述第一电容和第一开关串联连接在所述两个输入端之间以形成检测路径。

14.根据权利要求11所述的漏电保护方法，其特征在于，所述检测路径包括两个第一电容和第一开关，所述两个第一电容和第一开关串联连接在所述两个输入端之间以形成检测路径，且所述两个第一电容分别接在所述第一开关的两功率端。

15.根据权利要求11所述的漏电保护方法，其特征在于，当表征所述两个输入端是否漏电的检测结果表征存在漏电时，控制所述第一开关继续进行间歇导通以继续进行检测；或者是，当表征所述两个输入端是否漏电的检测结果表征存在漏电时，则控制所述第一开关关断以等待下一个周期重新开始进行检测；

当表征所述两个输入端是否漏电的检测结果表征不存在漏电时，则控制所述第一开关保持关断以停止进行漏电检测。

16.根据权利要求11所述的漏电保护方法，其特征在于，所述两个输入端一端连接在高电位端，另一端连接在低电位端，

其中，所述低电位端为接地端或者是大于接地端电压的电位端。

17.一种照明驱动电路，用于驱动照明负载，其特征在于，所述照明驱动电路包括整流电路、权利要求1-10任一所述的漏电保护电路和驱动电路，

所述整流电路接收外部驱动信号，以基于外部驱动信号产生整流信号；

所述漏电保护电路的两个输入端接收外部驱动信号或所述整流信号；

所述驱动电路根据所述整流信号和所述漏电保护电路的检测结果驱动照明负载。

18.根据权利要求17所述的照明驱动电路，其特征在于，当所述漏电保护电路的检测结果表征存在漏电时，则控制所述驱动电路不工作或驱动电路不使能；

当所述漏电保护电路的检测结果表征不存在漏电时，则控制驱动电路正常驱动，给所述照明负载供电。

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