具有自检功能的漏电断路器的制作方法

本实用新型涉及电器保护技术领域，尤其是一种具有自检功能的漏电断路器。

背景技术：

漏电断路器广泛应用在工业、商业、民用住宅等领域，当线路出现漏电、过载、短路时，漏电保护断路器能在规定的极短的时间内迅速切断故障电源、保护人身及用电设备的安全。

大部分的漏电断路器都有每月按一次TEST键的标志，只有小部分的人留意或者知道这个标志，然而仅有极小部分的人会偶尔测试一下。众所周知电子元件会因为使用环境的一些异常变化而减少寿命，现在的电网环境越来越复杂，我们的漏电断路器也面临着严峻的考验，大多数用户忽视定期监测，可能会带来极大的隐患。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种能定时检测漏电电路的功能是否完好的漏电断路器，防止漏电检测电路因老化或者部分元器件损坏而导致电路中的漏电流无法被检测出，从而不能及时断电而造成的损坏，如果存在异常则及时脱扣。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种具有自检功能的漏电断路器，包括零序互感器J2、整流滤波模块、降压稳压模块、漏电信号检测模块、漏电信号处理模块和脱扣模块，还包括自检模块，所述自检模块包括定时电路、计时电路和判断电路，所述定时电路包括555定时器U3、电阻R9、电阻R12和电容C13，电阻R9、电阻R12和电容C13串联后一端与电源VDD连接，另一端接地，所述555定时器U3的4脚与电源VDD连接，7脚连接在电阻R9和电阻R12的公共端上，6脚和2脚连接在电阻R12和电容C13的公共端上，所述计时电路包括加法计数器U2，所述判断电路包括异或门U4、异或门U5、可控硅VT2和电阻R10，异或门U4的1脚与加法计数器U2输出的ATRIP信号连接，异或门U4的2脚与漏电信号处理模块连接，漏电信号处理模块输出BTRIP信号，异或门U5的1脚上连接BTRIP信号，2脚上连接ATRIP信号，所述异或门U4的4脚与可控硅VT2的阳极连接，可控硅VT2的门极与异或门U5的3脚连接，其阴极接地，电阻R10的一端与异或门U4的4脚连接，另一端接地，异或门U5的4脚输出TRIP信号，TRIP信号连接在脱扣模块上。

作为本实用新型的进一步设置，所述计时电路还包括与门U002A，与门U002A的1脚与加法计数器U2的3脚连接，与门U002A的2脚与加法计数器U2的5脚连接，与门U002A的输出端3脚与异或门U4的1脚连接，加法计数器U2的3脚输出ATRIP信号。

上述技术方案中，与门U002A的作用是当加法计数器U2的3脚Q14为1的时候，等到5脚Q5也为1需要一点时间，所以其具有一定的延时功能。

作为本实用新型的进一步设置，所述计时电路还包括与门U002B和与门U002C,与门U002B的4脚和5脚分别与BTRIP信号和ATRIP信号连接，其输出端的6脚与与门U002C的9脚连接，与门U002C的10脚与异或门U4的4脚连接，其输出端8脚与加法计数器U2的11脚RESET连接。

上述技术方案中，与门U002B和与门U002C是电路判断正常时,具有使加法计数器U2复位的功能。

作为本实用新型的进一步设置，还包括报警模块，所述报警模块包括与门U7、双刀双掷模拟开关U8、开关S2、电阻R16、电容C15、电容16、磁保持继电器U9、电阻R20和发光二极管VD14，其中与门U7的1脚和2脚分别与ATRIP信号和TRIP信号连接，其3脚与可控硅VT2的门极连接，所述与门U7的5脚与电源VDD连接，开关S2的1脚与电源VDD连接，4脚与双刀双掷模拟开关U8的1脚连接，电阻R16的一端与开关S2的4脚连接，另一端接地，所述双刀双掷模拟开关U8的2脚与与门U7的4脚连接，3脚、5脚、8脚和9脚均接地，10脚和7脚与电源VDD连接，4脚和6脚与磁保持继电器U9的1脚和8脚连接，电容C16的一端与双刀双掷模拟开关U8的10脚连接，另一端接地，所述磁保持继电器U9的3脚与电阻R20连接，电阻R20的另一端与电源VDD连接，磁保持继电器U9的4脚与发光二极管VD14连接，发光二极管VD14的另一端接地。

上述技术方案中，当漏电部分检测电路发生故障时，发光二极管VD14发光提到提示作用，开关S2是复位作用，起到关闭发光二极管VD14的作用。

作为本实用新型的进一步设置，还包括开关模块，所述开关模块包括开关S1、继电器U6、二极管VD10、电阻R15、可控硅VT3和电阻R17，其中二极管VD10的两端连接在继电器U6的1脚和2脚上，继电器U6的1脚与电源VDD连接，继电器U6的3脚与电阻R15连接，电阻R15的另一端与火线A连接，继电器U6的4脚与火线C连接，开关S1的3脚与火线C连接，2脚上连接有电阻R1，电阻R1的另一端与火线A连接，可控硅VT3的阳极与ATRIP信号连接，阴极接地，门极与继电器U6的2脚连接，电阻R17的一端与可控硅VT3的阳极连接，另一端接地。

上述技术方案中，开关模块相当于现有的手动检测按钮。

作为本实用新型的进一步设置，所述脱扣模块包括可控硅Q1、电容C3和脱扣器J3，其中脱扣器J3一端与全波整流电路连接，另一端与可控硅Q1的阳极相连，可控硅Q1的阴极接地，可控硅Q1的控制极连接到异或门U5的4脚，电容C3的一端与可控硅Q1的控制极连接，另一端接地。

作为本实用新型的进一步设置，所述漏电信号处理模块包括漏电芯片U1、电容C6和电容C7，漏电芯片U1的8脚与电源VDD连接，电容C6的一端连接在漏电芯片U1 的7脚，另一端接地，电容C7的一端连接在漏电芯片U1 的6脚，另一端接地，漏电芯片U1的5脚输出BTRIP信号。

采用上述结构，可及时检测漏电电路是否完好，保证用电的安全性和可靠性。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

附图说明

附图1为本实用新型具体实施例漏电部分的电路图；

附图2为本实用新型具体实施例整流滤波模块和降压稳压模块的电路图；

附图3为本实用新型具体实施例漏电信号检测模块和漏电信号处理模块的电路图；

附图4为本实用新型具体实施例自检模块的电路图；

附图5为本实用新型具体实施例报警模块的电路图；

附图6为本实用新型具体实施例开关模块的电路图；

附图7为本实用新型具体实施例的流程框图。

具体实施方式

本实用新型的具体实施例如图1-7所示，一种具有自检功能的漏电断路器，包括零序互感器J2、整流滤波模块、降压稳压模块、漏电信号检测模块、漏电信号处理模块和脱扣模块，还包括自检模块，所述自检模块包括定时电路、计时电路和判断电路，所述定时电路包括555定时器U3、电阻R9、电阻R12和电容C13，电阻R9、电阻R12和电容C13串联后一端与电源VDD连接，另一端接地，所述555定时器U3的4脚与电源VDD连接，7脚连接在电阻R9和电阻R12的公共端上，6脚和2脚连接在电阻R12和电容C13的公共端上，所述计时电路包括加法计数器U2，所述判断电路包括异或门U4、异或门U5、可控硅VT2和电阻R10，异或门U4的1脚与加法计数器U2输出的ATRIP信号连接，异或门U4的2脚与漏电信号处理模块连接，漏电信号处理模块输出BTRIP信号，异或门U5的1脚上连接BTRIP信号，2脚上连接ATRIP信号，所述异或门U4的4脚与可控硅VT2的阳极连接，可控硅VT2的门极与异或门U5的3脚连接，其阴极接地，电阻R10的一端与异或门U4的4脚连接，另一端接地，异或门U5的4脚输出TRIP信号，TRIP信号连接在脱扣模块上。

上述计时电路还包括与门U002A，与门U002A的1脚与加法计数器U2的3脚连接，与门U002A的2脚与加法计数器U2的5脚连接，与门U002A的输出端3脚与异或门U4的1脚连接，加法计数器U2的3脚输出ATRIP信号。上述述计时电路还包括与门U002B和与门U002C,与门U002B的4脚和5脚分别与BTRIP信号和ATRIP信号连接，其输出端的6脚与与门U002C的9脚连接，与门U002C的10脚与异或门U4的4脚连接，其输出端8脚与加法计数器U2的11脚RESET连接。上述还包括报警模块，所述报警模块包括与门U7、双刀双掷模拟开关U8、开关S2、电阻R16、电容C15、电容16、磁保持继电器U9、电阻R20和发光二极管VD14，其中与门U7的1脚和2脚分别与ATRIP信号和TRIP信号连接，其3脚与可控硅VT2的门极连接，所述与门U7的5脚与电源VDD连接，开关S2的1脚与电源VDD连接，4脚与双刀双掷模拟开关U8的1脚连接，电阻R16的一端与开关S2的4脚连接，另一端接地，所述双刀双掷模拟开关U8的2脚与与门U7的4脚连接，3脚、5脚、8脚和9脚均接地，10脚和7脚与电源VDD连接，4脚和6脚与磁保持继电器U9的1脚和8脚连接，电容C16的一端与双刀双掷模拟开关U8的10脚连接，另一端接地，所述磁保持继电器U9的3脚与电阻R20连接，电阻R20的另一端与电源VDD连接，磁保持继电器U9的4脚与发光二极管VD14连接，发光二极管VD14的另一端接地。当漏电部分检测电路发生故障时，发光二极管VD14发光提到提示作用，开关S2是复位作用，起到关闭发光二极管VD14的作用。

上述还包括开关模块，所述开关模块包括开关S1、继电器U6、二极管VD10、电阻R15、可控硅VT3和电阻R17，其中二极管VD10的两端连接在继电器U6的1脚和2脚上，继电器U6的1脚与电源VDD连接，继电器U6的3脚与电阻R15连接，电阻R15的另一端与火线A连接，继电器U6的4脚与火线C连接，开关S1的3脚与火线C连接，2脚上连接有电阻R1，电阻R1的另一端与火线A连接，可控硅VT3的阳极与ATRIP信号连接，阴极接地，门极与继电器U6的2脚连接，电阻R17的一端与可控硅VT3的阳极连接，另一端接地。开关模块相当于现有的手动检测按钮。

上述整流滤波模块包括二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、二极管VD5、二极管VD6、二极管VD7和电容C2，其中二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、二极管VD5、二极管VD6和二极管VD7构成全波整流电路，电容C2连接在全波整流电路的两端。

上述脱扣模块包括可控硅Q1、电容C3和脱扣器J3，其中脱扣器J3一端与全波整流电路连接，另一端与可控硅Q1的阳极相连，可控硅Q1的阴极接地，可控硅Q1的控制极连接到异或门U5的4脚，电容C3的一端与可控硅Q1的控制极连接，另一端接地。

上述降压稳压模块包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和稳压二极管VD8，其中电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5串联后连接到稳压二极管VD8的阴极和漏电芯片U1的8脚，稳压二极管VD8的阳极接地，稳压二极管VD8上并联有二极管VD4。

上述漏电信号处理模块包括漏电芯片U1、电容C4、电容C5、电容C6和电容C7，漏电芯片U1的8脚与电源VDD连接，电容C6的一端连接在漏电芯片U1 的7脚，另一端接地，电容C7的一端连接在漏电芯片U1 的6脚，另一端接地，漏电芯片U1的5脚输出BTRIP信号。漏电芯片U1 的8脚上还连接有电容C4和电容C5，电容C4和电容C5的另一端接地。

上述漏电信号检测模块包括电容C8、钳位二极管VD9、电阻R6、电阻R7、滤波电容C10、滤波电容C11和电容C9，其中电容C8和钳位二极管VD9并联到零序互感器J2的两个输出端，滤波电容C10和滤波电容C11的一端分别连接在钳位二极管VD9的两端，滤波电容C10和滤波电容C11的另一端接地，所述电阻R6和电阻R7的输入端分别串联在钳位二极管VD9的两端，电阻R6和电阻R7的输出端分别连接在漏电芯片U1的2脚和3脚上，电容C9的两端分别连接在电阻R6和电阻R7的输出端。

原理：U3为555定时器可以通过更改电阻R9、电阻R12、电容C13的值来更改其输出脉冲波的周期T。

U2为加法计数器，当计时时间到达时，ATRIP输出高，可控硅VT3导通，继电器U6吸合，使得电阻R15导通，使得零序互感器J2检测到漏电电流。如果漏电信号检测模块检测到漏电电流，并且漏电芯片U1能够将BTRIP置位高的话，异或门U4输出高，使得可控硅VT2导通，此时G点通到地，异或门U5和与门U7开始工作。此时ATRIP和BTRIP同时为高，此时Trip为0，不输出脱扣信号，U002C输出加法计数器U2的复位信号。

故障：如果漏电信号检测模块发生故障，计数时间到时ATRIP输出高，输出漏电测试信号，而BTRIP在这之后的的时间内无法输出高，则异或门U4输出高，异或门U5输出高，脱扣器J3脱扣，同时U7输出高，磁保持继电器U9的3脚与4脚导通。当再次合闸时由于U9为磁保持继电器，所以发光二极管VD14处于导通状态，发光二极管VD14亮提示用户漏电电路部分损坏。

检测到漏电：检测到漏电信号BTRIP为高，异或门U4输出高，异或门U5输出TRIP信号,脱扣器J3工作，漏电断路器分闸。

计算：555定时器U3输出的脉冲周期为(R9+2R12)。例：电阻R9为50KΩ，电阻R12为30KΩ，电容C13为0.15UF，则T为1ms左右。

定时时间为,在把ATRIP信号连到加法计数器U2的Qn号脚情况下。例：在上面的情况下，TRIP连到加法计数器U2的3脚，则t为8.2s左右。ATRIP输出高之后的延时时间为，在把U002A的2脚连到U2的Qn号脚情况下。

例：在上面的情况下，U002A的2脚连到U2的Q5，则延时16ms左右。延时时间一定要大于漏电断路器本身漏电延时时间。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本实用新型公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本实用新型的，或者凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本实用新型的保护范围。