漏电保护器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种漏电保护器，包括：脱扣装置；开关电路，与所述脱扣装置串联连接；电流检测电路，被配置用于采集流经所述脱扣装置的电流，并将采集到的所述电流与预定阈值进行比较；驱动器电路，被配置用于响应于采集到的所述电流超过所述预定阈值而关断所述开关电路。
【专利说明】漏电保护器
【技术领域】
[0001]本公开的各实施方式涉及漏电保护【技术领域】，并且更具体地涉及一种漏电保护器。
【背景技术】
[0002]常规的漏电保护器通常采用晶闸管作为开关元件，其设置在脱扣回路(即脱扣装置所在的回路)中。当发生漏电故障时，驱动电路需要产生一个反向的电压去关断晶闸管，从而断开脱扣回路。采用晶闸管的常规漏电保护器的电路结构复杂，并且晶闸管的关断受晶闸管回路的电压控制，所以可能出现难以实时关断脱扣回路的问题。
[0003]此外，新的四相供电标准规定任意两相存在的情况下，必须保证漏电保护器能够正常工作，而常规的采用晶闸管作为开关元件的方案基本上都是用在两相的情况，用在四相下就会变得相当复杂。
实用新型内容
[0004]本公开的实施例旨在解决常规的漏电保护器在漏电故障发生时可能出现难以实时关断脱扣回路的问题。
[0005]为了解决上述问题，本公开的实施方式的目的之一在于提供一种漏电保护器，以至少部分解决上述问题。
[0006]根据本公开的一个方面，提供一种漏电保护器，包括:
[0007]脱扣装置；
[0008]开关电路，与所述脱扣装置串联连接；
[0009]电流检测电路，被配置用于采集流经所述脱扣装置的电流，并将采集到的所述电流与预定阈值进行比较；
[0010]驱动器电路，被配置用于响应于采集到的所述电流超过所述预定阈值而关断所述开关电路。
[0011]优选地，所开关电路包括IGBT或M0SFET。
[0012]优选地，所述电流检测电路包括用于采集流经所述脱扣装置的电流的采样电阻。
[0013]优选地，所述电流检测电路包括比较器，所述比较器被配置用于将采集到的所述电流与所述预定阈值进行比较。
[0014]优选地，所述比较器是电压比较器，所述电压比较器被配置用于将采集到的所述电流转换成电压后与阈值电压进行比较。
[0015]优选地，所述漏电保护器还包括用于连接四相交流电源的全桥整流电路。
[0016]优选地，所述漏电保护器还包括第一级降压电路和第二级降压电路。
[0017]优选地，所述第一级降压电路为所述驱动器电路提供电源，所述第二级降压电路为漏电保护开关芯片提供电源。
[0018]优选地，所述第一级降压电路输出15V电压，所述第二级降压电路输出5V电压。
[0019]优选地，所述漏电保护器还包括雷击保护电路。
[0020]在本公开的各个实施方式的技术方案中，由于设置了电流检测电路，在由电流检测电路采集到的电流超过预定阈值时驱动器电路控制关断开关电路，从而能够在发生漏电故障时实时地断开脱扣回路，提高了安全性。此外，根据本公开的各个实施方式的漏电保护器采用IGBT或MOSFET作为开关元件，可以用于四相供电电路，同时也可以用于两相供电电路。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]当结合附图阅读下文对示范性实施方式的详细描述时，这些以及其它目的、特征和优点将变得显而易见，在附图中:
[0022]图1是根据本公开的一个示例性实施方式的漏电保护器的结构框图；以及
[0023]图2a和图2b是根据本公开的一个示例性实施方式的漏电保护器的电路图。
【具体实施方式】
[0024]下面将参考附图中示出的若干示例性实施方式来描述本公开的原理和精神。应当理解，描述这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本公开，而并非以任何方式限制本公开的范围。
[0025]图1是根据本公开的一个示例性实施方式的漏电保护器的结构框图。图2a和图2b是根据本公开的一个示例性实施方式的漏电保护器的电路图。
[0026]如图1所示，作为一个示例性实施方式，漏电保护器可以包括:脱扣装置1、开关电路2、电流检测电路3以及驱动器电路4。脱扣装置I是常规漏电保护器中的通用部件，其工作原理为本领域技术人员所熟知，因此在本文中对其不再详述。开关电路2与脱扣装置I串联连接，以用于在发生漏电故障时能够关断，从而断开脱扣装置I所在的回路。电流检测电路3被配置用于采集流经脱扣装置I的电流，并将采集到的电流与预定阈值(即某一电流水平)进行比较，该预定阈值指示是否发生漏电故障，例如当采集到的电流(即脱扣回路的电流)大于预定阈值时，则可以认为发生了漏电故障，而当采集到的电流小于预定阈值时，则可以认为并未发生漏电故障，该预定阈值的大小可以根据需要进行设定。驱动器电路4被配置用于在由电流检测电路3采集到的电流超过预定阈值时，关闭由其输出的控制信号以关断开关电路2，从而断开脱扣回路，以免电路遭到破坏。
[0027]在各个实施方式中，开关电路2可以包括IGBT(绝缘栅双极型晶体管)或MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)。在图1中示出的开关电路2包括IGBT，该IGBT与脱扣装置I串联连接，并且其栅极由驱动器电路4输出的控制信号进行控制，当由电流检测电路3采集到的电流超过上述预定阈值时，关闭由驱动器电路4输出的控制信号以关断作为开关元件的IGBT，从而断开脱扣回路，以免电路遭到破坏。
[0028]在各个实施方式中，电流检测电路3包括用于采集流经脱扣装置I的电流的采样电阻31、以及用于将采集到的电流与预定阈值进行比较的比较器32。采样电阻31与脱扣装置I以及开关电路2 (如图1中所示的IGBT)串联连接。由采样电阻31所采集到的电流被输送至比较器32，并且比较器32可以将该电流与预定阈值进行比较。当所采集到的电流超过预定阈值时，驱动器电路4将关闭去往开关电路2的控制/[目号，以关断开关电路2 (例如IGBT)，从而断开脱扣装置I所在的回路。
[0029]在一个实施方式中，比较器32可以是电压比较器，该电压比较器将比较电压信号，而非直接对电流信号进行比较。例如，电流检测电路3可以首先例如通过电阻将采集到的电流转换成对应的电压，并且然后将生成的电压与阈值电压进行比较，以确定生成的电压是否超过预定的阈值电压。该阈值电压对应于在上文中所描述的预定阈值(即某一电流水平)。该阈值电压同样指示是否发生漏电故障，例如当经转换生成的电压大于阈值电压时，则可以认为发生了漏电故障，而经转换生成的电压小于阈值电压时，则可以认为并未发生漏电故障，该阈值电压的大小可以根据需要进行设定。驱动器电路4被配置用于在经转换生成的电压大于阈值电压时，关闭由其输出的控制信号以关断开关电路2，从而断开脱扣回路，以免电路遭到破坏。在图2b中具体示出了具有电压比较器的电流检测电路的一个【具体实施方式】。
[0030]在各个实施方式中，漏电保护器还包括用于连接四相交流电源8的全桥整流电路
6。全桥整流电路6可以对四相交流电源8进行整流，以输出直流电压。在各个实施方式中，可以对由全桥整流电路6输出的直流电压进行降压处理，以向漏电保护器中的相应部分提供电源。例如，如图1所示，在一个实施方式中，漏电保护器可以包括第一级降压电路51和第二级降压电路52。第一级降压电路51可以对由全桥整流电路6输出的电压进行降压(例如降至15V)，以用于向驱动器电路4提供电源。第二级降压电路52可以对由第一级降压电路51输出的电压进行二次降压(例如进一步降至5V)，以用于向漏电保护开关芯片7提供电源，漏电保护开关芯片7例如可以是施耐德电气有限公司的ASIC DDRB, M54123L、CS54123 和 XX54123 等产品。
[0031]在各个实施方式中，还包括如图2a中示出的雷击保护电路9，其用于使电路免遭雷击的损害。
[0032]下面将结合图2a和图2b来描述根据一个示例性实施方式的漏电保护器的具体电路。应当理解，为了示出清楚，在图2a和图2b这两幅图中示出了漏电保护器，但是不能将这两幅图理解为单独的图，而是两幅图中的相应节点是连接在一起的。
[0033]如图2a和图2b所示，根据本实施方式的漏电保护器可以包括全桥整流电路6、防雷击电路9、第一级降压电路51、第二级降压电路52、漏电保护开关芯片7、脱扣装置1、开关电路2、电流检测电路3以及驱动器电路4。
[0034]全桥整流电路6可以对四相交流电源8进行整流，以输出直流电压。在图2a中，全桥整流电路由四对二极管组成，其中每一对中的两个二极管串联连接，并且两个二极管之间的节点连接四相交流电源8中对应的一个相。
[0035]可以对由全桥整流电路6输出的直流电压进行降压处理，以向漏电保护器中的相应部分提供电源。例如，如图2a所示，漏电保护器可以包括连接在全桥整流电路6之后的第一级降压电路51和第二级降压电路52，第一级降压电路51和第二级降压电路52用于进行DC-DC电压变换。第一级降压电路51可以对由全桥整流电路6输出的电压进行降压(例如降至15V)，以用于向驱动器电路4提供电源。第二级降压电路52可以对由第一级降压电路51输出的电压进行二次降压(例如进一步降至5V)，以用于向漏电保护开关芯片7提供电源。第一级降压电路51和第二级降压电路52可以以多种方式由各种电子元器件组成，例如电阻、电容、M0SFET、稳压二极管等。在本文中对两级降压电路的【具体实施方式】并不进行限定，而是可以采用各种常规的DC-DC电压变换器配置。
[0036]如图2b所示，开关电路2与脱扣装置I串联连接，以用于在发生漏电故障时能够关断，从而断开脱扣装置I所在的回路。电流检测电路3被配置用于采集流经脱扣装置I的电流，并将采集到的电流与预定阈值(即某一电流水平)进行比较，该预定阈值指示是否发生漏电故障，例如当采集到的电流(即脱扣回路的电流)大于预定阈值时，则可以认为发生了漏电故障，而当采集到的电流小于预定阈值时，则可以认为并未发生漏电故障，该预定阈值的大小可以根据需要进行设定。驱动器电路4被配置用于在由电流检测电路3采集到的电流超过预定阈值时，关闭由其输出的控制信号以关断开关电路2，从而断开脱扣回路，以免电路遭到破坏。
[0037]如图2b所示，开关电路2可以包括IGBT)或M0SFET。在图2b中示出的开关电路2包括IGBT，该IGBT与脱扣装置I串联连接，并且其栅极由驱动器电路4输出的控制信号进行控制，当由电流检测电路3采集到的电流超过上述预定阈值时，关闭由驱动器电路4输出的控制信号以关断作为开关元件的IGBT，从而断开脱扣回路，以免电路遭到破坏。
[0038]如图2b所示，电流检测电路3包括用于采集流经脱扣装置I的电流的采样电阻31、以及用于将采集到的电流转换成电压后与阈值电压进行比较的电压比较器32。采样电阻31与脱扣装置I以及开关电路2 (如图1中所示的IGBT)串联连接。流检测电路3可以首先例如通过电阻将采集到的电流转换成对应的电压，并且然后将生成的电压与阈值电压进行比较，以确定生成的电压是否超过预定的阈值电压。
[0039]如图2b所示，驱动器电路4被配置用于在经转换生成的电压大于阈值电压时，关闭由其输出的控制信号以关断开关电路2，从而断开脱扣回路，以免电路遭到破坏。
[0040]在本公开的各个实施方式的技术方案中，由于设置了电流检测电路3，在由电流检测电路3采集到的电流超过预定阈值时驱动器电路3控制关断开关电路2，从而能够在发生漏电故障时实时地断开脱扣回路，提高了安全性。此外，根据本公开的各个实施方式的漏电保护器采用IGBT或MOSFET作为开关元件，可以用于四相供电电路，同时也可以用于两相供电电路。
[0041]已经出于示出和描述的目的给出了本公开的说明书，但是其并不意在是穷举的或者限制于所公开形式的实用新型。本领域技术人员可以想到很多修改和变体。因此，实施方式是为了更好地说明本公开的原理、实际应用以及使本领域技术人员中的其他人员能够理解以下内容而选择和描述的，即，在不脱离本公开精神的前提下，做出的所有修改和替换都将落入所附权利要求定义的本公开保护范围内。
【权利要求】
1.一种漏电保护器，其特征在于，包括: 脱扣装置⑴； 开关电路(2)，与所述脱扣装置⑴串联连接； 电流检测电路(3)，被配置用于采集流经所述脱扣装置(I)的电流，并将采集到的所述电流与预定阈值进行比较； 驱动器电路(4)，被配置用于响应于采集到的所述电流超过所述预定阈值而关断所述开关电路(2)。
2.根据权利要求1所述的漏电保护器，其特征在于，所开关电路(2)包括IGBT或MOSFET。
3.根据权利要求1所述的漏电保护器，其特征在于，所述电流检测电路(3)包括用于采集流经所述脱扣装置(I)的电流的采样电阻(31)。
4.根据权利要求1所述的漏电保护器，其特征在于，所述电流检测电路(3)包括比较器(32)，所述比较器(32)被配置用于将采集到的所述电流与所述预定阈值进行比较。
5.根据权利要求4所述的漏电保护器，其特征在于，所述比较器(32)是电压比较器，所述电压比较器被配置用于将采集到的所述电流转换成电压后与阈值电压进行比较。
6.根据权利要求1所述的漏电保护器，其特征在于，还包括用于连接四相交流电源(8)的全桥整流电路(6)。
7.根据权利要求1所述的漏电保护器，其特征在于，还包括第一级降压电路(51)和第二级降压电路(52)。
8.根据权利要求7所述的漏电保护器，其特征在于，所述第一级降压电路(51)为所述驱动器电路⑷提供电源，所述第二级降压电路(52)为漏电保护开关芯片(7)提供电源。
9.根据权利要求8所述的漏电保护器，其特征在于，所述第一级降压电路(51)输出15V电压，所述第二级降压电路(52)输出5V电压。
10.根据权利要求1所述的漏电保护器，其特征在于，还包括雷击保护电路(9)。
【文档编号】H02H3/08GK203967721SQ201420373165
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】孙伟, S·田, V·柏罗奎, 谢娟, 周磊, 马峰, 杜振明, 刘向东 申请人:施耐德电气工业公司