一种基于fpga的直流漏电报警电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于FPGA的直流漏电报警电路，包括控制电路、按键、报警器、2个采样电阻以及3条放大及A/D转换支路；2个采样电阻分别是R1和R2；所述的控制电路采用FPGA芯片，FPGA芯片上集成有第一减法器、第二减法器和比较器；第一放大及A/D转换支路和第二放大及A/D转换支路以及第一减法器用于检测R1上的电压降，第三放大及A/D转换支路用于检测R2上的电压降，两个电压降在第二减法器中相减，得到2个采样电阻上的电压降之差，再换算成电流就是漏电流的大小，如果超过预设值即启动报警。本实用新型的基于FPGA的直流漏电报警电路具有精确度高、可靠性高、抗干扰能力强等优点。
【专利说明】—种基于FPGA的直流漏电报警电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于FPGA的直流漏电报警电路。
【背景技术】
[0002]现有的直流漏电报警电路一般采用霍尔电流传感器进行直流漏电流检测，主要问题出在传感器受到了分布电容的影响、剩磁变化的影响、导线相对位置的影响、环境电磁干扰及被测直流电流中的纹波干扰等，从而影响检测的精度和稳定性，给现场测试带来极大的不便。
[0003]因此，有必要设计一种新型的基于FPGA的直流漏电报警电路。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于FPGA的直流漏电报警电路，该基于FPGA的直流漏电报警电路能实现漏电报警，可靠性高，抗干扰能力强。
[0005]实用新型的技术解决方案如下:
[0006]一种基于FPGA的直流漏电报警电路，包括控制电路、按键、报警器、2个采样电阻以及3条放大及A/D转换支路；按键与控制电路相连；
[0007]2个采样电阻分别是第一采样电阻Rl和第二采样电阻R2 ;第一采样电阻Rl串接在主电源与负载RL之间；第二米样电阻R2串接在负载RL与地之间；第一米样电阻Rl和第二采样电阻R2均为0.1欧姆；
[0008]所述的控制电路采用FPGA芯片，FPGA芯片上集成有第一减法器、第二减法器和比较器；
[0009]3条放大及A/D转换支路由第一放大及A/D转换支路、第二放大及A/D转换支路和第三放大及A/D转换支路组成；
[0010]第一放大及A/D转换支路接在主电源与第一减法器的第一输入端之间；
[0011]第二放大及A/D转换支路接在第一采样电阻Rl与负载RL的连接点与第一减法器的第二输入端之间；第一减法器的输出端接第二减法器的第一输入端；
[0012]第三放大及A/D转换支路接在第二采样电阻R2与负载RL的连接点与第二减法器的第二输入端之间；第二减法器的输出端接比较器的第一输入端；比较器的第二输入端接预设值；比较器的输出端接报警器；所述的报警器包括LED灯和蜂鸣器；
[0013]每一条放大及A/D转换支路均由放大器和A/D转换器依次串接而成；其中放大器的放大倍数为8倍，A/D转换器采用12位的A/D转换器。
[0014]有益效果:
[0015]本实用新型的基于FPGA的直流漏电报警电路，通过2个采样电阻配合3条放大及A/D转换支路直接获取电源输出电流和电源回流的电流，相比于采用霍尔传感器检测电流，其准确性和抗干扰性能更强。
[0016]本电路不涉及到CPU，因而也不涉及到程序，即采用全硬件的电路，这也是其可靠性高的原因之一。
[0017]另外，采用FPGA作为主控芯片，集成度高，而且是全硬件电路，响应速度快，结构紧凑，布线简单，成本低，易于实施。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为直流漏电流检测与保护电路的电路原理图；
【具体实施方式】
[0019]以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明:
[0020]实施例1:如图1，一种基于FPGA的直流漏电报警电路，包括控制电路、按键、报警器、2个采样电阻以及3条放大及A/D转换支路；按键与控制电路相连；
[0021]2个采样电阻分别是第一采样电阻Rl和第二采样电阻R2 ;第一采样电阻Rl串接在主电源与负载RL之间；第二米样电阻R2串接在负载RL与地之间；第一米样电阻Rl和第二采样电阻R2均为0.1欧姆；
[0022]所述的控制电路采用FPGA芯片，FPGA芯片上集成有第一减法器、第二减法器和比较器；
[0023]3条放大及A/D转换支路由第一放大及A/D转换支路、第二放大及A/D转换支路和第三放大及A/D转换支路组成；
[0024]第一放大及A/D转换支路接在主电源与第一减法器的第一输入端之间；
[0025]第二放大及A/D转换支路接在第一采样电阻Rl与负载RL的连接点与第一减法器的第二输入端之间；第一减法器的输出端接第二减法器的第一输入端；
[0026]第三放大及A/D转换支路接在第二采样电阻R2与负载RL的连接点与第二减法器的第二输入端之间；第二减法器的输出端接比较器的第一输入端；比较器的第二输入端接预设值；比较器的输出端接报警器；所述的报警器包括LED灯和蜂鸣器；
[0027]每一条放大及A/D转换支路均由放大器和A/D转换器依次串接而成；其中放大器的放大倍数为8倍，A/D转换器采用12位的A/D转换器。
[0028]工作过程说明:
[0029]第一放大及A/D转换支路和第二放大及A/D转换支路以及第一减法器用于检测Rl上的电压降，第三放大及A/D转换支路用于检测R2上的电压降，两个电压降在第二减法器中相减，得到2个采样电阻上的电压降之差，再换算成电流就是漏电流的大小，再将该漏电流与预设值比较，如果超过预设值即启动报警。预设值由按键设置，并存储在FPGA中集成才存储器(或存储单元)中。
[0030]按键用于设定预设值，如采用多个按键，I个按键对应预设值为100mA，一个按键对应预设值为30mA等。
【权利要求】
1.一种基于FPGA的直流漏电报警电路，其特征在于，包括控制电路、按键、报警器、2个采样电阻以及3条放大及A/D转换支路；按键与控制电路相连； 2个采样电阻分别是第一采样电阻Rl和第二采样电阻R2 ;第一采样电阻Rl串接在主电源与负载RL之间；第二采样电阻R2串接在负载RL与地之间；第一采样电阻Rl和第二采样电阻R2均为0.1欧姆； 所述的控制电路采用FPGA芯片，FPGA芯片上集成有第一减法器、第二减法器和比较器； 3条放大及A/D转换支路由第一放大及A/D转换支路、第二放大及A/D转换支路和第三放大及A/D转换支路组成； 第一放大及A/D转换支路接在主电源与第一减法器的第一输入端之间； 第二放大及A/D转换支路接在第一采样电阻Rl与负载RL的连接点与第一减法器的第二输入端之间；第一减法器的输出端接第二减法器的第一输入端； 第三放大及A/D转换支路接在第二采样电阻R2与负载RL的连接点与第二减法器的第二输入端之间；第二减法器的输出端接比较器的第一输入端；比较器的第二输入端接预设值；比较器的输出端接报警器；所述的报警器包括LED灯和蜂鸣器； 每一条放大及A/D转换支路均由放大器和A/D转换器依次串接而成；其中放大器的放大倍数为8倍，A/D转换器采用12位的A/D转换器。
【文档编号】G01R31/02GK203981810SQ201420123088
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2014年3月12日
【发明者】贺富朋, 李嘉红 申请人:湖南工程学院