便携式双线漏电保护装置的制作方法

本发明涉及居民安全用电技术领域，更具体的说是涉及一种便携式双线漏电保护装置。

背景技术：

目前，我国的国家标准要求居民用电实行220v单相三线制，也就是一根零线、一根火线再加一根地线。根据这一要求，凡是有金属外壳的用电设备，外壳都会直接与地线连接，配合漏电保护装置，在用电设备漏电时可以自动跳闸，保护人身安全。但在现实生活中，由于我国的实际情况，很多家庭(特别是城乡结合部等区域)还大量存在不规范的一零一火的双线供电方式，这种供电方式下的插座不仅没有接地线，而且还存在零火线乱接的问题，在这种环境下使用带金属外壳的电器，比如给新能源汽车或者摩托车充电，若车辆发生漏电问题，线路将无法自动保护，严重时甚至会引发触电事故，危害人民群众的生命安全。特别是随着国家对新能源汽车的大力推广，新能源汽车的销量逐年增大，越来越多的人开始购买和使用新能源电动汽车或者电动摩托车等，让这种风险逐年增大。

因此，如何实现单相两线供电环境下自动漏电保护是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种便携式双线漏电保护装置，包括采用阻燃材料压制成的外壳，外壳内设置的功能电路板，外壳一侧设置有电源输入插头，另一侧设置有输出插座，功能电路板包括自动零火线切换电路、智能地线模块和漏电保护模块，不明线序的交流供电由左边的电源输入插头接入，经过自动零火切换电路后保持为固定的零火线线序；漏电保护模块连接在自动零火线切换电路之后，漏电保护模块之后连接输出插座，漏电保护模块在零火线电流差异大于或等于30ma时，立即切断与输出插座的电路连接，实现单相漏电保护；在电源输入插头与输出插座的地线之间设置智能地线模块，能够自动识别电源输入插头是否具备正常地线，如果未检测到地线，即自动启动自动零火切换电路输出零线做应急接地线使用。从而实现居民家用电器、新能源电动汽车、电动摩托车等用电安全保护。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种便携式双线漏电保护装置，包括：外壳和设置于所述外壳内的功能电路板；所述外壳一侧设置有电源输入插头，另一侧设置有输出插座；所述功能电路板包括自动零火线切换电路、智能地线模块和漏电保护模块；所述自动零火线切换电路连接所述电源输入插头、所述智能地线模块和所述漏电保护模块；所述输出插座连接所述智能地线模块和所述漏电保护模块。

优选的，所述电源输入插头设置有连接外接电源的交流输入in1、in2和地线输入g-in。

优选的，所述自动零火线切换电路设置有触摸点t1，当所述自动零火线切换电路输入端ac220a和ac220b分别连接所述电源输入插头的所述交流输入，用户触摸所述触摸点t1；

如果所述ac220a连接火线，所述ac220b连接零线，则有电流依次通过触摸点t1、电阻r4、三极管q4和所述ac220a形成的回路，此时所述三极管q4导通，光电耦合器u1的发光二极管点亮，所述光电耦合器u1的三极管导通，拉低控制器mcu的1脚，同时三极管q2不能导通，光电耦合器u2不导通，所述控制器mcu的8脚为高电平；所述控制器mcu检测到所述1脚低和所述8脚高之后，确定所述ac220a连接火线，所述ac220b连接零线，所述控制器mcu的7脚输出低电平，点亮线序指示灯ledl，同时5脚输出低电平继电器j1吸合，此时所述输出插座的输出端口ac_ol为火线，输出端口ac_on为零线；

如果所述ac220b为火线，所述ac220a为零线，则有电流依次通过所述触摸点t1、电阻r1、三极管q2和所述ac220b形成的回路，此时所述三极管q2通，所述光电耦合器u2发光二极管点亮，所述光电耦合器u2三极管导通，拉低所述控制器mcu的所述8脚，同时三极管q1不能导通，所述光电耦合器u1不导通，所述控制器mcu的所述1脚为高电平；所述控制器mcu检测到所述8脚低和所述1脚高之后，确定所述ac220b连接火线，所述ac220a连接零线，所述控制器mcu的6脚输出低电平，点亮线序指示灯ledn，同时所述5脚输出高电平，所述继电器j1不吸合，此时输出插座的所述输出端口ac_ol为火线，所述输出端口ac_on为零线。

优选的，智能地线模块在默认情况下，继电器j2不动作，所述电源输入插头的输入地线gnd和所述输出插座的ac_gnd直接连通；

当所述控制器mcu自动切换零火线序后：

如果所述输入地线gnd接入所述地线输入，则由所述自动零火线切换电路输出的火线依次经由光电耦合器u4发光二极管、电阻r9和所述输入地线gnd形成电流回路，此时所述光电耦合器u4的次级三极管导通，将所述控制器mcu的3脚拉低，所述控制器mcu检测到所述3脚的低电平后，判定所述输入地线gnd端有地线，由所述控制器mcu的4脚输出高电平，所述继电器j2保持不动作，所述输入地线gnd和所述ac_gnd直接连接；

如果所述输入地线gnd端没有所述地线，则所述自动零火线切换电路输出的所述火线依次通过所述光电耦合器u4、所述电阻r9和所述输入地线gnd无法形成电流回路，所述光电耦合器u4不导通，所述控制器mcu的所述3脚为高电平，所述控制器mcu检测到所述3脚的高电平后，判定所述输入地线gnd缺少接入所述地线，由所述控制器mcu的4脚输出低电平，所述继电器j2吸合，所述ac_gnd与所述自动零火线切换电路输出的所述零线接通，用零线应急替代地线。

优选的，所述外壳采用铝壳。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种便携式双线漏电保护装置，在一零一火双线路供电状态下实现线序转换和漏电自动保护，假设输入端没有地线，智能地线模块将自动启用应急接地模式，将自动零火线切换电路输出端的零线作为应急接地线使用，如果输出插座连接的设备外壳漏电，则漏电的电流将会通过设备外壳经由输出插座的地线，绕过漏电保护模块回流到自动零火线切换电路输出端的零线，将会导致漏电保护模块内部两条电线的电流不相同，一旦这个差值达到国家规定的30ma以上时，漏电保护模块将动作，切断对输出插座的电路连接，从而关闭设备的供电，起到漏电保护的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的便携式双线漏电保护装置模块结构图；

图2附图为本发明提供的便携式双线漏电保护装置电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种便携式双线漏电保护装置，包括：外壳和设置于外壳内的功能电路板；外壳一侧设置有电源输入插头，另一侧设置有输出插座；功能电路板包括自动零火线切换电路、智能地线模块和漏电保护模块；自动零火线切换电路连接电源输入插头、智能地线模块和漏电保护模块；输出插座连接智能地线模块和漏电保护模块。

为了进一步优化上述技术方案，电源输入插头设置有连接外接电源的交流输入in1、in2和地线输入g-in。

为了进一步优化上述技术方案，自动零火线切换电路设置有触摸点t1，当自动零火线切换电路输入端ac220a和ac220b分别连接电源输入插头的交流输入，用户触摸触摸点t1；

如果ac220a连接火线，ac220b连接零线，则有电流依次通过触摸点t1、电阻r4、三极管q4和ac220a形成的回路，此时三极管q4导通，光电耦合器u1的发光二极管点亮，光电耦合器u1的三极管导通，拉低控制器mcu的1脚，同时三极管q2不能导通，光电耦合器u2不导通，控制器mcu的8脚为高电平；控制器mcu检测到1脚低和8脚高之后，确定ac220a连接火线，ac220b连接零线，控制器mcu的7脚输出低电平，点亮线序指示灯ledl，同时5脚输出低电平继电器j1吸合，此时输出插座的输出端口ac_ol为火线，输出端口ac_on为零线；

如果ac220b为火线，ac220a为零线，则有电流依次通过触摸点t1、电阻r1、三极管q2和ac220b形成的回路，此时三极管q2通，光电耦合器u2发光二极管点亮，光电耦合器u2三极管导通，拉低控制器mcu的8脚，同时三极管q1不能导通，光电耦合器u1不导通，控制器mcu的1脚为高电平；控制器mcu检测到8脚低和1脚高之后，确定ac220b连接火线，ac220a连接零线，控制器mcu的6脚输出低电平，点亮线序指示灯ledn，同时5脚输出高电平，继电器j1不吸合，此时输出插座的输出端口ac_ol为火线，输出端口ac_on为零线。

为了进一步优化上述技术方案，智能地线模块在默认情况下，继电器j2不动作，电源输入插头的输入地线gnd和输出插座的ac_gnd直接连通；

当控制器mcu自动切换零火线序后：

如果输入地线gnd接入地线输入，则由自动零火线切换电路输出的火线依次经由光电耦合器u4发光二极管、电阻r9和输入地线gnd形成电流回路，此时光电耦合器u4的次级三极管导通，将控制器mcu的3脚拉低，控制器mcu检测到3脚的低电平后，判定输入地线gnd端有地线，由控制器mcu的4脚输出高电平，继电器j2保持不动作，输入地线gnd和ac_gnd直接连接；

如果输入地线gnd端没有地线，则自动零火线切换电路输出的火线依次通过光电耦合器u4、电阻r9和输入地线gnd无法形成电流回路，光电耦合器u4不导通，控制器mcu的3脚为高电平，控制器mcu检测到3脚的高电平后，判定输入地线gnd缺少接入地线，由控制器mcu的4脚输出低电平，继电器j2吸合，ac_gnd与自动零火线切换电路输出的零线接通，用零线应急替代地线。

为了进一步优化上述技术方案，漏电保护模块为现有常规漏电保护器。

为了进一步优化上述技术方案，外壳采用铝壳，结构坚固可靠，质量轻。

实施例

便携式双线漏电保护装置的电源输入插头包括交流输入端口in1和in2、地线输入端口g-in，输出插座包括零线输出端口n-out、火线输出端口l-out和地线gnd。

自动零火线切换模块的两个输入端包括ac220a和ac220b，以及触摸点t1；其电路元器件包括电阻r1-r7，电容c1、c3、c4，二极管d2-d4，三极管q2、q4，光电耦合器u1、u2，线序指示灯ledl、ledn，继电器j1和控制器mcu；ac220a经过串联的d2和r2连接u2的发光二极管的阳极并且ac220a连接q4的发射极和j1的一个引脚，ac220b经过串联的d3和r3连接u1的发光二极管的阳极，并且ac220b连接q2的发射极和一个引脚；t1经过r1连接q2的基极，经过r4连接q4的基极；u2的三极管的集电极连接mcu的8脚、c1和r5的一端，c1的另一端接地和发射极，r5的另一端接+5v电源；u1的三极管的集电极连接mcu的1脚、c3和r6的一端，c3的另一端接地和发射极，r6的另一端接+5v电源；mcu的7脚连接ledl阴极，6脚连接ledn阴极，ledl和ledn的阳极通过r7连接+5v电源；mcu的5脚连接j1的电源负极脚，d4和c4并联连接在5脚与+5v电源之间，+5v电源连接j1的电源正极脚；

j1中与ac220a连接的一组开关中的另两个引脚分别连接漏电保护模块的1脚和2脚，ac220a连接的一组开关中是另两个引脚分别连接漏电保护模块的2脚和1脚；漏电保护模块的3脚连接n-out，4脚连接l-out；

智能地线模块包括电阻r9、r10，电容c2，光电耦合器u4和继电器j2；地线输入端口g-in通过r9连接u4的发光二极管阴极，以及j2的4脚；u4的发光二极管的阳极连接漏电保护模块的1脚；u4的三极管的集电极连接mcu的3脚、c2和r10的一端，c2的另一端接地和发射极，r10的另一端接+5v电源；j2的电源负极2脚连接mcu的4脚，电源正极5脚连接+5v电源，4脚连接g-in，1脚连接gnd，2脚连接漏电保护模块的2脚。

本发明的使用无需事先检测供电插座的零线和火线，使用者无需人工识别零线和火线，具有智能识别零线和火线并进行自动切换固定零线和火线线序的作用，保证输出插座保持为国家标准的左零右火；同时在供电线路没有正常接地情况下，只要连接本发明充电的用电设备外壳漏电达到国家规定的保护电流范围(≥30ma)，即实现在国家规定的时间内(≤0.1秒)切断输出供电，实现双线供电的漏电自动保护，保证用户的人身安全。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。