一种基于单片机的漏电保护器的制作方法

1.本发明涉及漏电保护器技术领域，尤其涉及一种基于单片机的漏电保护器。


背景技术：

2.随着生活水平的提高，家用热水器的普及率也越来越高，使用热水器触电的事件也是屡见不鲜，因此热水器需要一个漏电保护器保护使用者的安全，而现有的漏电保护器都依赖专用的漏保芯片。
3.如中国发明cn3178492a所公开的具备地线带电保护的漏电保护装置，包括各带开关的相线l、零线n、地线e三极，穿过相线l、零线n的零序电流互感器、试验电路、脱扣器、整流电路、电源降压、可控硅，还设置一个电流检测器和双输入端放大器，电流检测器的初级线圈一端与地线e连接，电流检测器的初级线圈另一端串接大阻值限流降压电路后与零线n连接，电流检测器的次级线圈与双输入端放大器的一个输入端连接，双输入端放大器的二个输出端分别与二个可控硅的触发极连接，零序电流互感器的输出端接入双输入端放大器的另一个输入端；该发明虽然能同时检测零线、火线和地线是否漏电，但该发明依赖于漏保专用芯片，这种芯片只能应用于漏电保护器，因此厂家需要定制该芯片，提高了生产成本，并且该芯片专用性强，漏电保护器发展其他功能会受到该芯片性能的限制。


技术实现要素：

4.一、要解决的技术问题
5.针对现有技术所存在的上述缺陷，现有的漏电保护器都依赖专用的漏保芯片。
6.二、技术方案
7.为解决上述问题，特提供一种基于单片机的漏电保护器包括：
8.动作模块，动作模块用于断开或接通负载的零线和火线；
9.单片机，单片机用于控制动作模块断开或接通负载的零线和火线；
10.漏电检测模块，漏电检测模块用于检测火线和零线是否漏电，当检测到漏电时，漏电检测模块发出漏电模拟信号；
11.基准电源模块，基准电源模块用于提升漏电模拟信号的基准电压值；
12.单片机还用于接收漏电模拟信号，单片机接收到漏电模拟信号后，单片机控制动作模块断开负载的零线和火线。
13.其中，漏电保护器还包括电源模块，电源模块与市电电连接，电源模块用于为其他模块提供工作电压。
14.其中，单片机接收到漏电模拟信号后，将该模拟信号转换为数字信号。
15.其中，单片机包括模拟/数字转换器，模拟/数字转换器用于将模拟信号转换为数字信号。
16.其中，基准电源模块包括三端可调分流基准源tl431。
17.其中，基准电源模块将漏电模拟信号的基准电压值升高至大于等于1.5v，小于等
于36v。
18.其中，单片机接收到漏电模拟信号后，模拟/数字转换器将漏电模拟信号转换为数字信号，接着单片机将漏电检测模块检测到的漏电电压值与预设值比较，当漏电电压值大于预设值时，单片机控制动作模块断开负载的零线和火线。
19.其中，漏电检测模块还用于检测地线是否漏电，当检测到零线、火线或者地线漏电时，漏电检测模块发出漏电模拟信号。
20.其中，动作模块还用于断开或者接通负载的地线。
21.三、本发明的有益效果
22.与现有技术相比，本发明通过使用单片机取代漏保芯片，使得漏电保护器无需使用定制的漏保芯片，降低成本；
23.还通过tl431将基准电压升高至2.5v，使得模拟信号可直接输入单片机的模拟/数字转换器，省去了额外搭建模拟/数字转换器的成本。
附图说明
24.图1是本发明的实施例的主要模块连接关系图；
25.图2是本发明的实施例的动作模块的电路原理图；
26.图3是本发明的实施例的单片机的电路原理图；
27.图4是本发明的实施例的电源模块的电路原理图；
28.图5是本发明的实施例的基准电源模块和漏电检测模块的电路原理图；
29.图6是本发明的实施例的漏电模拟信号示意图1；
30.图7是本发明的实施例的漏电模拟信号示意图2。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
32.如图1至图5所示，上电后，电源模块为动作模块、漏电检测模块、基准电源模块和单片机u2提供工作电压。
33.在本实施例中，单片机u2的型号为jr103，单片机u2内设置有模拟/数字转换器，而模拟/数字转换器只能用于转换正电压的模拟信号，如果接入了包含负电压的模拟信号，就有损坏的风险。
34.当互感器zct1或者互感器zct2检测到漏电时，单片机u2通过采样电阻r35和采样电阻r36接收到漏电电压的模拟信号，即漏电模拟信号；
35.如图6所示，在不提升基准电压的电压值的情况下，漏电模拟信号包含负电压，使得单片机u2中的模拟/数字转换器无法正常工作。
36.如图7所示，基准电源模块将漏电模拟信号的基准电压值从0v提升为2.5v，使得该模拟信号不包含负电压；
37.基准电源模块包括三端可调分流基准源u3和电容c17，在本实施中，三端可调分流基准源u3的型号为tl431，本领域普通技术人员可根据实际需求，将漏电模拟信号的基准电压值调整至1.5～36v之间，本实施例以2.5v为例。
38.单片机u2接收到漏电模拟信号后，模拟/数字转换器将漏电模拟信号转换为数字信号，接着单片机u2将互感器zct1或者互感器zct2检测到的漏电电压值与预设值比较，当漏电电压值大于预设值时，单片机u2控制脱扣线圈rl2切断热水器的零线和火线，本领域普通技术人员可根据实际需求，在切断热水器零线和火线的同时，断开热水器的地线。
39.通过使用单片机取代漏保芯片，使得漏电保护器无需使用定制的漏保芯片，降低成本；
40.还通过tl431将基准电压升高至2.5v，使得模拟信号可直接输入单片机的模拟/数字转换器，省去了额外搭建模拟/数字转换器的成本。
41.以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。


技术特征：
1.一种基于单片机的漏电保护器，其特征在于，所述漏电保护器包括：动作模块，所述动作模块用于断开或接通负载的零线和火线；单片机，所述单片机用于控制所述动作模块断开或接通负载的零线和火线；漏电检测模块，所述漏电检测模块用于检测火线和零线是否漏电，当检测到漏电时，所述漏电检测模块发出漏电模拟信号；基准电源模块，所述基准电源模块用于提升漏电模拟信号的基准电压值；所述单片机还用于接收漏电模拟信号，所述单片机接收到漏电模拟信号后，所述单片机控制所述动作模块断开负载的零线和火线。2.如权利要求1所述的一种基于单片机的漏电保护器，其特征在于，所述漏电保护器还包括电源模块，所述电源模块与市电电连接，所述电源模块用于为其他模块提供工作电压。3.如权利要求1所述的一种基于单片机的漏电保护器，其特征在于，所述单片机接收到漏电模拟信号后，将该模拟信号转换为数字信号。4.如权利要求3所述的一种基于单片机的漏电保护器，其特征在于，所述单片机包括模拟/数字转换器，所述模拟/数字转换器用于将模拟信号转换为数字信号。5.如权利要求1所述的一种基于单片机的漏电保护器，其特征在于，所述基准电源模块包括三端可调分流基准源tl431。6.如权利要求1所述的一种基于单片机的漏电保护器，其特征在于，所述基准电源模块将漏电模拟信号的基准电压值升高至大于等于1.5v，小于等于36v。7.如权利要求4所述的一种基于单片机的漏电保护器，其特征在于，所述单片机接收到漏电模拟信号后，所述模拟/数字转换器将漏电模拟信号转换为数字信号，接着所述单片机将所述漏电检测模块检测到的漏电电压值与预设值比较，当漏电电压值大于预设值时，所述单片机控制所述动作模块断开负载的零线和火线。8.如权利要求1所述的一种基于单片机的漏电保护器，其特征在于，所述漏电检测模块还用于检测地线是否漏电，当检测到零线、火线或者地线漏电时，所述漏电检测模块发出漏电模拟信号。9.如权利要求1或8所述的一种基于单片机的漏电保护器，其特征在于，所述动作模块还用于断开或者接通负载的地线。

技术总结
本发明公开了一种基于单片机的漏电保护器，涉及电气安全领域，包括动作模块，动作模块用于断开或接通负载的零线和火线；单片机，单片机用于控制动作模块断开或接通负载的零线和火线；漏电检测模块，漏电检测模块用于检测火线和零线是否漏电，当检测到漏电时，漏电检测模块发出漏电模拟信号；基准电源模块，基准电源模块用于提升漏电模拟信号的基准电压值；单片机还用于接收漏电模拟信号，单片机接收到漏电模拟信号后，单片机控制动作模块断开负载的零线和火线；与现有技术相比，通过使用单片机取代漏保芯片，使得漏电保护器无需使用定制的漏保芯片，降低成本。降低成本。降低成本。


技术研发人员：钱加灿
受保护的技术使用者：余姚市嘉荣电子电器有限公司
技术研发日：2020.03.18
技术公布日：2021/10/11