CN201018264Y - 具有寿命终止检测和显示功能的漏电保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有寿命终止检测和显示功能的漏电保护电路，其特征在于：它包括有一无需操作任何部件即可自动产生模拟漏电流的模拟漏电流产生电路。漏电保护插座电源输入端零线经与复位按钮联动的模拟漏电流开关、模拟漏电流限流电阻与电源输入端火线相连，构成该模拟漏电流产生电路。本实用新型在漏电保护插座表面的单相三线电源插孔火线、零线之间连有一个电源输出指示灯；在可控硅导通回路中串联有复位指示灯，用来表示漏电保护插座的寿命是否终止、是否有电源输出状态。本实用新型功能全、安全性好，可确实保证使用者的人身安全和电器安全。

Description

具有寿命终止检测和显示功能的漏电保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种应用于漏电保护插座内的具有漏电检测、保护功能的漏电保护电路，具体地说，本实用新型涉及一种当漏电保护插座电源输入端与墙壁内的电源线连接好后无需操作任何部件就可自动对漏电保护插座进行寿命终止检测并显示检测结果的漏电保护电路。该漏电保护电路还具有阻止反向接线错误的功能。

背景技术

随着漏电保护插座(简称GFCI)产业的不断发展，人们对漏电保护插座的使用安全性要求越来越高。希望在漏电保护插座的使用过程中，当它寿命终止时即其内部元器件失效丧失漏电保护功能时，能够及时提醒使用者，更换新产品。

然而，目前市场上常见的漏电保护插座其内部的漏电保护电路，不仅不具有寿命终止检测功能，而且，当其寿命终止时，对使用者来说没有任何的提示功能，其复位按钮仍然可以复位，漏电保护插座的负载输出端和插座表面的单相三线电源输出插孔仍有电源输出，误导使用者继续使用。当出现漏电现象时，由于该漏电保护插座起不到任何的保护作用，极易造成使用者触电身亡事故的发生。

另外，目前市场上常见的漏电保护插座其内部的漏电保护电路还不具有阻止反向接线错误的功能。当安装工人错误地将墙壁内的电源线与漏电保护插座的负载输出端相连时，在没有按压复位按钮的情况下，漏电保护插座表面的单相三线电源输出插孔即有电源输出。当用电器工作出现漏电现象时，由于漏电检测保护电路没有工作，所以，该漏电保护插座起不到任何的保护作用，极易造成使用者触电身亡事故的发生。

发明内容

鉴于上述原因，本实用新型的主要目的是提供一种应用于漏电保护插座内的、当漏电保护插座的电源输入端与墙壁内的电源线连接好后无需操作任何部件就可自动对漏电保护插座是否仍然具有漏电保护功能进行检测并显示检测结果的漏电保护电路。当漏电保护插座内部元件完好没有寿命终止时，该漏电保护电路可以使复位指示灯亮，表示能自动建立正确的复位机制使复位按钮可以复位，复位后，电源输出指示灯亮，说明漏电保护插座可以正常工作；当漏电保护插座内部元件开路或短路即寿命终止时，本实用新型漏电保护电路通过复位指示灯不亮来表示该漏电保护插座已经寿命终止，提醒使用者及时更换新的漏电保护插座。

本实用新型的另一目的是提供一种具有阻止反向接线错误功能的漏电保护电路，当安装工人错误地将墙壁内的电源线与漏电保护插座负载输出端相连时，该漏电保护电路不工作，漏电保护插座的电源输入端和插座表面的电源输出插孔均没有电源输出。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种具有寿命终止检测和显示功能的漏电保护电路，其特征在于：该漏电保护电路包括有一个无需操作任何部件即可自动产生模拟漏电流的模拟漏电流产生电路；

该模拟漏电流产生电路由与复位按钮联动的模拟漏电流开关、模拟漏电流限流电阻构成；

漏电保护插座电源输入端零线经与复位按钮联动的模拟漏电流开关、模拟漏电流限流电阻与电源输入端火线相连，构成该无需操作任何部件即可自动产生模拟漏电流的模拟漏电流产生电路；

当漏电保护插座的复位按钮处于脱扣状态时，所述模拟漏电流开关处于闭合状态；当复位按钮处于复位状态时，所述模拟漏电流开关处于断开状态。

该漏电保护电路还包括有用于表示漏电保护插座是否寿命终止的复位指示灯和用于表示漏电保护插座是否有电源输出的电源输出指示灯；

所述复位指示灯串联在漏电保护电路中；

所述电源输出指示灯连接在漏电保护插座表面的单相三线电源插孔的火线、零线之间。

该漏电保护电路由用于检测漏电流的差动微分变压器、控制芯片、内置有铁芯的脱扣线圈、可控硅、与复位按钮联动的串联在供电线路中的第一、第二、第三、第四开关、微动开关、组成；

漏电保护插座电源输入端的火线、零线穿过差动微分变压器后，通过与复位开关联动的第一、第二开关与漏电保护插座表面的单相三线电源插孔的火线、零线相连；漏电保护插座表面的单相三线电源插孔的火线、零线通过另一组与复位开关联动的第三、第四开关与漏电保护插座电源输出端的火线、零线相连；

差动微分变压器的漏电流检测信号输出端与控制芯片的信号输入端相连，控制芯片的控制信号输出端与可控硅的门极相连；可控硅的阴极与直流电源负极相连，可控硅的阳极经与复位按钮联动的微动开关、脱扣线圈与电源输入端火线相连；内置在脱扣线圈内的铁芯通过漏电保护插座内的机械脱扣装置使复位按钮复位/或脱扣。

所述复位指示灯的一端通过可控硅与直流电源负极相连，另一端通过电阻、脱扣线圈与电源输入端火线相连。

本实用新型具有功能全、安全性好，使用安全，可确保使用者人身安全的优点。

附图说明

图1为本实用新型漏电保护电路具体电路图。

具体实施方式

图1为本实用新型应用于漏电保护插座内的具有漏电检测、保护功能的漏电保护电路，该漏电保护电路与常见的漏电保护电路的区别在于：本实用新型公开的漏电保护电路具有当漏电保护插座电源输入端与墙壁内的电源线连接好后无需操作任何部件就可自动对漏电保护插座进行寿命终止检测并显示检测结果的功能；而且，还具有阻止反向接线错误的功能。

如图1所示，本实用新型公开的漏电保护电路主要由用于检测漏电流的差动微分变压器L1(200∶1)和L2(1000∶1)、控制芯片IC(LM1851/RV4145)、内置有铁芯的脱扣线圈26(SOL)、可控硅V5、与漏电保护插座复位按钮RESET联动的模拟漏电流开关KR-1、串联在供电线路中的开关KR-2-1、KR-2-2、KR-3-1、KR-3-2、微动开关KR-4、复位指示灯V6、电源输出指示灯V7和模拟漏电流限流电阻R88以及一些相关的二极管、电阻、电容等组成。

漏电保护插座电源输入端LINE的火线HOT、零线WHITE穿过差动微分变压器L1、L2后，通过与复位开关RESET联动的开关KR-2-1、KR-2-2与漏电保护插座表面的单相三线电源插孔相连。漏电保护插座表面的单相三线电源插孔的火线HOT、零线WHITE通过另一组与复位开关RESET联动的开关KR-3-1、KR-3-2与漏电保护插座电源输出端(负载连接端)LOAD的火线HOT、零线WHITE相连。

差动微分变压器L1、L2的漏电流检测信号输出端与控制芯片IC的信号输入端2、3、5、4相连，控制芯片IC的控制信号输出端1与可控硅V5的门极相连；可控硅V5的阴极与直流电源负极相连，可控硅V5的阳极经与复位按钮RESET联动的微动开关KR-4、脱扣线圈SOL与电源输入端火线HOT相连；内置在脱扣线圈SOL内的铁芯通过漏电保护插座内的机械脱扣装置使复位按钮RESET复位/或脱扣，使开关KR-2-1、KR-2-2、KR-3-1、KR-3-2闭合/或断开。

在漏电保护插座表面的单相三线电源插孔火线HOT、零线WHITE之间连有一个电源输出指示灯V7。在漏电保护插座表面的单相三线电源插孔有电源输出时，该电源输出指示灯V7亮。反之，电源输出指示灯V7不亮。

在控制可控硅V5导通的回路中串联有复位指示灯V6，复位指示灯V6的一端通过可控硅V5与直流电源负极相连，另一端通过电阻R4、脱扣线圈SOL与电源输入端火线相连。漏电保护电路工作正常，构成漏电保护电路的元件如可控硅V5、脱扣线圈SOL、差动微分变压器L1、L2完好时，可控硅V5完好可以正常导通时，复位指示灯V6亮，表明漏电保护插座具有漏电保护功能；反之，如果构成漏电保护电路的元件如可控硅V5、脱扣线圈SOL、差动微分变压器L1、L2之一发生故障，导致漏电保护电路寿命终止丧失漏电保护功能时，由于漏电保护电路无法形成回路，复位指示灯V6不亮，表明漏电保护电路已经寿命终止了，提醒使用者应及时更换新产品。

构成本实用新型漏电保护电路的电源输入端零线WHITE经与复位按钮RESET联动的模拟漏电流开关KR-1、模拟漏电流限流电阻R88、脱扣线圈26(SOL)与电源输入端火线HOT相连，构成无需操作任何部件即可自动产生一模拟漏电流的模拟漏电流产生电路。当复位按钮RESET处于脱扣状态时，即漏电保护插座处于初始状态，复位按钮RESET没有被按压，与复位按钮RESET联动的模拟漏电流开关KR-1处于闭合状态；当复位按钮RESET处于复位状态时，与复位按钮RESET联动的模拟漏电流开关KR-1处于断开状态。

故，当漏电保护插座的电源输入端与墙壁内的电源线连接好后，无需操作任何部件上述模拟漏电流产生电路即可自动产生一模拟漏电流。

当漏电保护插座的电源输入端与墙壁内的电源线连接好后复位按钮没有复位时，无需操作任何部件，由于KR-1处于闭合状态，上述模拟漏电流产生电路自动产生模拟漏电流。如果漏电保护插座没有寿命终止，漏电流流过差动微分变压器的检测线圈L2(1000∶1)，检测线圈L2感应出一电压信号，电压信号通过耦合电容C9、输入到控制芯片IC的信号输入端2、3，经过IC正反馈输出到5极、4极(公共极)，再通过C1、C2、L1(200∶1)馈送到L2(1000∶1)，由C9回送到IC的信号输入端3、2，信号被放大后，从IC的1脚输出高电平控制信号到可控硅V5的门极，可控硅V5被触发，可控硅V5的阳极与阴极导通，接于AB间的指示电路中的复位指示灯V6将会发光，表示漏电保护插座功能完好，具有漏电保护功能，复位按钮能够复位。反之，如果漏电保护插座已经寿命终止了，则复位指示灯V6不发光，复位按钮始终不能被复位，提示使用者应该更换漏电保护插座。

在漏电保护插座完好、没有寿命终止时，如图1所示，按下复位按钮，模拟漏电流开关KR-1尚未断开，开关KR-4闭合，此时由于KR-4的闭合使A点和B点短接，原AB两端的电压被加到脱扣线圈(SOL)26上，使脱扣线圈SOL有一定的电流流过而产生磁场，内部铁芯42运动，推动漏电保护插座内的机械跳闸装置动作，使复位按钮RESET可以复位；模拟漏电流开关KR-1断开，模拟漏电流消失，同时，由于开关KR-4闭合，所以接于A点、B点间的发光二极管V6处于截止状态，V6灯灭；复位按钮RESET复位后，开关KR2-1，KR2-2，KR3-1，KR3-2闭合，使接子插座负载输出端电源火线、零线之间的电源输出指示灯V7被点亮，表示插座表面的单相三线插孔和负载输出端均有电源输出。

如果漏电保护插座寿命终止了，脱扣线圈(SOL)26内始终没有大电流流过，无法产生磁场，其内置的活动铁芯42不动作，漏电保护插座内的机械跳闸装置也不动作，复位按钮RESET始终无法正常复位，漏电保护插座表面的单相三线插孔和负载输出端均没有电源输出，电源输出指示灯V7不亮；同时，由于漏电保护插座寿命终止了，其内部的漏电保护电路无法正常工作，可控硅V5无法正常工作，所以，复位指示灯V5也不亮。

当插座功能完好时，漏电保护插座正确接入电源后，按下复位按钮RESET后，负载端LOAD和插座表面的电源插孔有电力输出，插座正常工作。此时当供电线路内有漏电流产生时，由于电源火线HOT和零线WHITE是同时穿过所述漏电流检测线圈L1(200∶1)和L2(1000∶1)的，线路中两线穿过检测线圈的电流的矢量和不为零，检测线圈立刻感应出一定值的电压信号，电压信号通过耦合电容C9、输入到IC1的信号输入端2、3，经过IC后再由正反馈输出端5、4(公共极)通过C1、C2、L1(200∶1)馈送到L2(1000∶1)、通过C9回送到IC1的信号输入端3、2，信号放大，从IC的1脚输出脱扣控制信号到可控硅V5的门极，可控硅V5被触发，正极与负极导通，从而使可控硅V5的正极处B点为低电位，由于此时开关KR-4是闭合状态，A点和B点即为同一点，因线圈26的另一端与电源火线相连，线圈26的两端将获得一定值的电压，有一定的电流流过，产生磁场，其内部铁芯作冲击运动，使漏电保护插座内的机械跳闸装置动作，使复位按钮RESET脱扣，与之联动的开关KR-2-1、KR-2-2、KR-3-1、KR-3-2断开，切断电源的输出。

如图1所示，本实用新型还具有阻止反向接线错误的保护功能。如图所示，漏电保护插座负载输出端LOAD与插座表面的单相三线电源插孔之间通过与复位按钮RESET联动的开关KR-3-1、KR-3-2相连；漏电保护插座输入端LINE的火线、零线与插座表面的单相三线电源插孔的火线、零线之间也是通过与复位按钮RESET联动的开关KR-2-1、KR-2-2相连，所以，当安装工人错误地将墙壁内的电源线与漏电保护插座负载输出端LOAD相连时，本实用新型无需操作任何部件即可自动产生模拟漏电电流的电路(由模拟漏电流开关KR-1、电阻R88、脱扣线圈SOL构成)无法产生漏电流，控制芯片IC无法输出控制信号，可控硅V5不导通，脱扣线圈SOL内没有电流流过，无法产生磁场推动内置其中的铁芯动作，机械脱扣装置不动作，自动阻止复位按钮复位，与复位按钮RESET联动的开关KR-2-1、KR-2-2、KR-3-1、KR-3-2始终处于断开状态，无法闭合，漏电保护插座的输入端LINE和插座表面的电源插孔均无电源输出，复位指示灯V6和电源输出指示灯V7均不亮，表明接线错误。安装工只有接线正确后，复位指示灯V6才亮，复位按钮才能复位，电源输出指示灯V7才亮，漏电保护插座电源输出端才有电源输出。

以上各种情况，从IC的1脚输出的控制信号必须经过并接在可控硅的控制端与地之间的抗扰电容C7的滤波，来抑制误触发的产生。

综上所述，由于本实用新型采用以上技术方案，故本实用新型公开的漏电保护电路具有以下突出的优点：

(1)当漏电保护插座电源输入端与墙壁内的电源线连接好后，无需操作任何部件，就可自动产生模拟漏电流，检测漏电保护插座是否仍然具有漏电保护功能即是否寿命终止，并显示检测结果。

a.当构成漏电保护电路的元件完好、漏电保护电路没有寿命终止时，复位指示灯V6亮，表示能自动建立正确的复位机制使复位按钮可以复位，复位后，电源输出指示灯V7亮，说明漏电保护插座可以正常工作；

b.当构成漏电保护电路的元件开路或短路即寿命终止时，复位指示灯V6不亮，表示该漏电保护电路已经寿命终止了，并阻止复位按钮复位，使漏电保护插座的负载输出端和插座表面的单相三线电源输出插孔均没有电源输出。

(2)具有阻止反向接线错误的保护功能。

当安装工或电工错误地将墙壁内的电源线连接到漏电保护插座输出端上时，自动阻止复位按钮复位，插座无电源输出，复位指示灯V6不亮，表明接线错误。安装工只有接线正确后，复位指示灯V6才亮，复位按钮才能复位，漏电保护插座电源输出端才有电源输出。

总之，本实用新型具有功能全、安全性好，使用安全，可确保使用者人身安全的优点。

以上所述是本实用新型的具体实施例及所运用的技术原理，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有寿命终止检测和显示功能的漏电保护电路，其特征在于：该漏电保护电路包括有一个无需操作任何部件即可自动产生模拟漏电流的模拟漏电流产生电路；

该模拟漏电流产生电路由与复位按钮(RESET)联动的模拟漏电流开关(KR-1)、模拟漏电流限流电阻(R88)构成；

漏电保护插座电源输入端零线(WHITE)经与复位按钮(RESET)联动的模拟漏电流开关(KR-1)、模拟漏电流限流电阻(R88)与电源输入端火线(HOT)相连，构成该无需操作任何部件即可自动产生模拟漏电流的模拟漏电流产生电路；

当漏电保护插座的复位按钮(RESET)处于脱扣状态时，所述模拟漏电流开关(KR-1)处于闭合状态；当复位按钮(RESET)处于复位状态时，所述模拟漏电流开关(KR-1)处于断开状态。

2.根据权利要求1所述的一种具有寿命终止检测和显示功能的漏电保护电路，其特征在于：该漏电保护电路还包括有用于表示漏电保护插座是否寿命终止的复位指示灯(V6)和用于表示漏电保护插座是否有电源输出的电源输出指示灯(V7)；

所述复位指示灯(V6)串联在漏电保护电路中；

所述电源输出指示灯(V7)连接在漏电保护插座表面的单相三线电源插孔的火线(HOT)、零线(WHITE)之间。

3.根据权利要求2所述的一种具有寿命终止检测和显示功能的漏电保护电路，其特征在于：该漏电保护电路由用于检测漏电流的差动微分变压器、控制芯片、内置有铁芯的脱扣线圈、可控硅、与复位按钮联动的串联在供电线路中的第一、第二、第三、第四开关(KR-2-1、KR-2-2、KR-3-1、KR-3-2)、微动开关(KR-4)、组成；

漏电保护插座电源输入端(LINE)的火线(HOT)、零线(WHITE)穿过差动微分变压器(L1、L2)后，通过与复位开关(RESET)联动的第一、第二开关(KR-2-1、KR-2-2)与漏电保护插座表面的单相三线电源插孔的火线(HOT)、零线(WHITE)相连；漏电保护插座表面的单相三线电源插孔的火线(HOT)、零线(WHITE)通过另一组与复位开关(RESET)联动的第三、第四开关(KR-3-1、KR-3-2)与漏电保护插座电源输出端(LOAD)的火线(HOT)、零线(WHITE)相连；

差动微分变压器(L1、L2)的漏电流检测信号输出端与控制芯片(IC)的信号输入端(2、3、5、4)相连，控制芯片(IC)的控制信号输出端(1)与可控硅(V5)的门极相连；可控硅(V5)的阴极与直流电源负极相连，可控硅(V5)的阳极经与复位按钮(RESET)联动的微动开关(KR-4)、脱扣线圈(SOL)与电源输入端火线(HOT)相连；内置在脱扣线圈(SOL)内的铁芯通过漏电保护插座内的机械脱扣装置使复位按钮(RESET)复位/或脱扣。

4.根据权利要求3所述的一种具有寿命终止检测和显示功能的漏电保护电路，其特征在于：所述复位指示灯(V6)的一端通过可控硅(V5)与直流电源负极相连，另一端通过电阻(R4)、脱扣线圈(SOL)与电源输入端火线相连。

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