零火线接反检测电路和充电桩的制作方法

本实用新型涉及一种电力技术领域，特别是涉及一种零火线接反检测电路和充电桩。

背景技术：

在交流电的应用场合中，例如，交流充电桩，工人在安装配电相关装置的时候，有可能将零线和火线接反。

举例来说，在只有1P断路器的交流电应用场合，由于火线上没有开关控制，而此时如果工人误将零线当作火线接入断路器,则在断电操作后，终端充电桩等装置还是带电的，这会危及到工人的生命。但此时，工人却并不知道终端充电桩等装置因其将零线与火线接反而带电。

因此，提供一种检测零线与火线接反的电路是亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是提供一种零火线接反检测电路和充电桩，以解决如何检测零线和火线接反的技术问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供以下技术方案：

一种零火线接反检测电路，其包括：电容、采样电阻和检测单元；

所述电容，其一端用于连接零线，另一端与所述采样电阻的一端相连；

所述采样电阻，其另一端接地；

所述检测单元，其与所述采样电阻并联，用于检测所述采样电阻的电压。

进一步地，所述电容为安规电容。

进一步地，所述电路还包括浪涌保护单元；所述浪涌保护单元与所述采样电阻并联。

进一步地，所述电路还包括第一滤波单元；所述第一滤波单元与所述浪涌保护单元并联。

进一步地，所述电路还包括报警单元；所述报警单元与所述检测单元相连，用于当所述检测单元检测到电压时进行报警。

进一步地，所述检测单元具体包括依次相连的整流单元、跟随器、第二滤波单元和采样单元；其中，所述整流单元的输入端与所述采样电阻未接地的一端相连。

进一步地，所述整流单元为二极管。

进一步地，所述采样单元为模数转换器。

进一步地，所述第二滤波单元为阻容滤波器。

为了实现上述目的，根据本实用新型的另一个方面，还提供以下技术方案：

一种充电桩，其包括如第一方面所述的零火线接反检测电路。

本实用新型实施例提供一种零火线接反检测电路和充电桩。其中，该零火线接反检测电路包括：电容、采样电阻和检测单元；其中，电容的一端用于连接零线，另一端与采样电阻的一端相连；采样电阻的另一端接地；检测单元与采样电阻并联，用于检测采样电阻的电压。本实用新型采取该技术方案，通过电容将由火线引入的信号接入检测电路中；然后，通过采样电阻对由火线引入的信号进行采样；最后，再利用检测单元对由该采样电阻采样的信号进行检测，从而根据检测单元的检测结果可以确定零火线是否接反，进而可以提醒现场工人进行返工纠正，避免了给现场工人或用户带来安全隐患。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为根据本实用新型一个实施例的零火线接反检测电路的结构示意图；

图2为根据本实用新型另一个实施例的零火线接反检测电路的结构示意图；

图3为根据本实用新型再一个实施例的零火线接反检测电路的结构示意图；

图4为根据本实用新型又一个实施例的零火线接反检测电路的结构示意图；

图5为根据本实用新型一个实施例的检测单元的结构示意图；

图6为根据本实用新型一个实施例的零火线接反检测电路的结构示意图；

图7为根据本实用新型一个实施例的由火线引入的交流电压信号示意图；

图8为根据本实用新型一个实施例的第四电阻上的电压信号幅值示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实施例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

为了解决如何检测零线和火线接反的技术问题，本实用新型实施例提供一种零火线接反检测电路。如图1所示，该检测电路主要包括：电容C、采样电阻R和检测单元10。其中，电容C的一端用于连接零线，另一端与采样电阻R的一端相连；采样电阻R的另一端接地；检测单元10与该采样电阻R并联，用于检测该采样电阻R的电压。

其中，电容优选为安规电容，例如，可以采用10nF的安规电容。这样，当安规电容失效后，不会导致被击穿，从而可以确保人身安全。

其中，采样电阻R例如可以采用5K欧姆的电阻。

在本实施例中，如果输入端接入零线，该零线与地之间没有电压，电容C视为开路；所以，没有电流流过该采样电阻R，该采样电阻R的两端没有电压；因此，与该采样电阻R并联的检测单元10检测到的电压为0(也就是该检测单元没有检测到电压)。此时，说明零线与火线没有接反。如果输入端接入火线，则该火线将市电或工业用电等交流电引进来。于是，该火线与地之间产生交流电压。根据电容特性，该电容C视为短路，火线引入的交流电流流经该采样电阻R，从而使得采样电阻R的两端产生交流电压；此时，与该采样电阻R相并联的检测单元10会检测到该交流电压。这说明，零线与火线接反了。

在一个可选的实施例中，在上述实施例的基础上，如图2所示，该检测电路还包括浪涌保护单元20；该浪涌保护单元20与采样电阻R并联。

其中，该浪涌保护单元20例如可以为双向瞬变抑制二极管、金属氧化物压敏电阻、气体放电管等。浪涌保护单元用于检测电路免受雷电电涌、操作电涌等的危害。其中，电涌是指瞬态电冲击，具体可以包括电压冲击、电流冲击、功率冲击。

本实施例通过浪涌保护单元20可以将串入检测电路的高压泄放入地，从而可以保护采样电阻R。

在一个可选的实施例中，在上述实施例的基础上，如图3所示，该检测电路进一步还包括第一滤波单元30；该第一滤波单元30与浪涌保护电路20并联。

在本实施例中，通过第一滤波单元30可以滤除谐波电流，从而可以避免零线零序电流过大。

在一个可选的实施例中，如图4所示，该检测电路还可以包括报警单元40；该报警单元40与该检测单元10相连，用于在该检测单元10检测到电压时，进行报警。

其中，报警单元40可以通过警示灯、蜂鸣声、语音等来进行报警。

在一个可选的实施例中，如图5所示，上述检测单元10具体包括：依次相连的整流单元11、跟随器12、第二滤波单元13和采样单元14。其中，该整流单元11的输入端与采样电阻R未接地的一端相连。

其中，整流单元11可以采用半波整流单元(例如，二极管)，也可以采用全波整流单元(例如，桥式整流器)。采样电阻R和电容C相连的一端与整流单元11的输入端相连。

其中，跟随器12可以基于放大倍数为1:1的同相运算放大器。该跟随器用于驱动采样单元14，同时还可以对其前后级电路进行信号隔离，以避免相互干扰。

其中，第二滤波单元13用于滤除跟随器12输出的振荡谐波等噪声，以消除跟随器12产生的振铃现象。

其中，采样单元14用于采集采样电阻R两端的电压。当该采样单元14采集到例如50赫兹交流电压信号时，表明电容接入了火线，即零线和火线接反了。

上述采样单元14可以根据实际情况进行确定，例如，在充电桩中，可以利用控制器中的模数转换器来接收第二滤波单元13的输出信号。

下面结合图6-8以具体实施例对本实用新型进行详细说明。

图6示例性示出了零火线接反检测电路的具体电路结构。

图7示例性示出了由火线引入的交流电压信号示意图。其中，A(纵轴)表示电压幅值，t(横轴)表示时间。

图8示例性示出了第四电阻上的电压信号幅值示意图。其中，A(纵轴)表示电压幅值，A’表示具体的电压值；t(横轴)表示时间。

在本实施例中，假设第一电容C1的容值为10nF,采样电阻R1的阻值为5K欧姆。

如图6所示，接线端与第一电容C1相连；第一电容C1与采样电阻R1串联；第二电容C2和双向浪涌抑制二极管D1分别与采样电阻R1并联；二极管D2与采样电阻R1未接地的一端相连；第二电阻R2的一端与二极管D2的阴极相连，另一端接地；二极管D2的阴极还与运算放大器U1的同相输入端相连；第三电阻R3连接在云端放大器的反向输入端与输出端之间；第四电阻R4的一端与运算放大器U1的输出端相连，另一端分别与第三电容C3的一端和模数转换器U2的输入端相连；第三电容C3的另一端接地；模数转换器的输出端与报警灯LED相连。当接线端接入火线后，即当第一电容C1用于连接零线的一端接入火线后，由该火线引入的220伏交流电压信号(见图7)流经第一电容C1和采样电阻R1，并在该采样电阻R1上产生交流电压。第二电容C2和双向浪涌抑制二极管D1对线路中的电涌和谐波进行滤波和抑制。采样电阻R1上产生的交流电压流经二极管D2后，流入运算放大器U1的同相输入端，其中，第二电阻R2和第三电阻R3与运算放大器构成跟随器。运算放大器U1的输出到的电压信号经过由第四电阻R4(该第四电阻R4上的电压信号的幅值参见图8，其中，电压最大值小于3V)和第三电容构成的滤波电路后进入模数转换器U2，该模数转换器U2对接收到的信号进行模数转换，然后将转换后的信号输入报警灯LED进行报警，以警示存在交流大电流，以提醒现场工人返工纠正，从而实现了对火线接入的交流电压的检测，进而可以判断出输入端误接了火线，避免了对现场人员或用户带来安全隐患。

基于上述零火线接反检测电路，本实用新型实施例还提供一种充电桩。该充电桩包括该零火线接反检测电路。

优选地，该充电桩为交流充电桩。

有关本实施例的详细说明可以参见前述零火线接反检测电路实施例中的相关说明，在此不再赘述。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其他任何变体旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括哪些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

需要说明的是，出于简要的考虑，本文通过相关的方式描述了实施例。在上述各个实施例中，省略了相同的内容，而详细描述了各个实施例间相区别的内容。本领域技术人员应能理解，上述各个实施例之间可以相互借鉴。

在说明书中描述的特征和优点并非囊括，并且具体而言，许多附加特征和优点将鉴于附图、说明书和权利要求而为本领域普通技术人员所清楚。另外应当注意，在说明书中使用的语言已经主要出于可读性和指导的目的而加以选择，并且可以未被选择用于界定或者限定实用新型主题内容。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。