用电检测装置的制作方法

本公开涉及家用电路领域，具体地，涉及一种用电检测装置以及具有该用电检测装置的电连接设备。

背景技术：

随着人们物质生活水平的不断提高和电器产品使用的日益普及，人们对电器的使用安全也越来越重视。因此带有保护功能的漏电检测装置应运而生。当前，已经设计出一种同时具备漏电检测和自检功能的继电器式的用电检测装置。

技术实现要素：

在这种同时具备漏电检测和自检功能的用电检测装置中，自检信号会对真实的漏电信号产生干扰和影响。例如，自检信号会与真实的漏电信号叠加或者抵消。为了避免这种现象，本公开提供了一种用电检测装置和具有该用电检测装置的电连接设备。该用电检测装置能够使得漏电检测功能和自检功能互不干扰。

为实现上述目的，本公开的第一方面提供了一种周电检测装置，包括：自检单元，用于激活模拟漏电信号；漏电故障检测单元，用于检测所述模拟漏电信号和真实漏电信号，在所述模拟漏电信号和所述真实漏电信号中的至少一个存在的情况下，所述漏电故障检测单元激活触发信号，在所述模拟漏电信号和所述真实漏电信号都不存在的情况下，所述漏电故障检测单元使所述触发信号处于非激活状态；自检反馈关闭单元，用于检测所述触发信号，在检测到所述触发信号情况下，所述自检反馈关闭单元在预定时刻之前使所述模拟漏电信号处于非激活状态；以及电源断开单元，用于在所述预定时刻之后检测所述触发信号，在检测到所述触发信号的情况下，所述电源断开单元断开电源。

通过上述方式，能够在使模拟漏电信号处于非激活状态之后才检测是否存在真实漏电信号并且据此选择是否断开电源。因此，模拟漏电信号不会干扰和影响真实漏电信号，这提高了用电安全性。

在依据本公开的用电检测装置的一种实施方式中，所述自检单元周期性地激活所述模拟漏电信号。通过上述方式实现了周期性的电路自检。

在依据本公开的用电检测装置的一种实施方式中，所述自检单元包括：参考电压生成子单元，用于生成参考电压；周期电压生成子单元，用于生成周期变化的电压，所述周期变化的电压在所述周期的不同阶段分别大于和小于所述参考电压；比较器，用于比较所述参考电压和所述周期变化的电压；以及第一晶体管，用于根据所述比较的结果产生所述模拟漏电信号。

在依据本公开的用电检测装置的一种实施方式中，所述周期电压生成子单元包括串联连接的第一电阻和第一电容器。

在依据本公开的用电检测装置的一种实施方式中，所述自检反馈关闭单元包括第二晶体管，所述第二晶体管的控制极与所述漏电故障检测单元相连接，并且第二晶体管通过其正极和负极与所述第一电容器并联连接。通过上述方式，通过第二晶体管的闭合来使模拟漏电信号处于非激活状态。

在依据本公开的用电检测装置的一种实施方式中，所述自检单元还包括自检故障激活子单元，其用于在发生自检故障的情况下激活自检故障信号；所述电源断开单元根据所述自检故障信号断开电源。通过上述方式，能够在发生自检故障时及时断开电源。

在依据本公开的用电检测装置的一种实施方式中，所述漏电故障检测单元包括：检测线圈，用于检测所述模拟漏电信号和所述真实漏电信号；以及处理器，用于根据所述检测线圈的检测结果激活所述触发信号或者使所述触发信号处于非激活状态。

在依据本公开的用电检测装置的一种实施方式中，所述电源断开单元包括延迟子单元，其使得所述电源断开单元在所述预定时刻之后才检测所述触发信号。通过上述方式，电源断开单元对触发信号的检测是经过延迟的，从而在该检测之前有足够的时间使模拟漏电信号处于非激活状态。

在依据本公开的用电检测装置的一种实施方式中，所述延迟子单元被实施为rc电路。通过上述方式，以简单的方式实现延迟功能。

在依据本公开的用电检测装置的一种实施方式中，所述电源断开单元包括脱扣线圈或继电器。

在依据本公开的用电检测装置的一种实施方式中，所述电源断开单元包括至少一个晶体管，以激活所述脱扣线圈或所述继电器或者使所述脱扣线圈或所述继电器处于非激活状态。

此外，本公开的第二方面提供了一种电连接设备，其具有根据本公开所述的用电检测装置。

综上，本公开通过将自检功能和漏电检测功能在时间上进行隔离，避免了模拟漏电信号对真实漏电信号的干扰和影响。因此，用电检测装置能够准确地检测真实漏电信号，这提高了用电安全性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中：

图1示出了根据本公开的用电检测装置的示意性的结构框图；

图2示出了根据本公开的用电检测装置的第一实施例的电路结构示意图；

图3示出了根据本公开的用电检测装置的第二实施例的电路结构示意图；以及

图4示出了根据本公开的用电检测装置的第三实施例的电路结构示意图。

贯穿所有附图，相同或者相似的附图元素以相同或者相似的附图标记表示。

具体实施方式

现在将参照附图中所示的各种示例性实施例对本公开的原理进行说明。应当理解，这些实施例的描述仅仅为了使得本领域的技术人员能够更好地理解并进一步实现本公开，而并不意在以任何方式限制本公开的范围。应当注意的是，在可行情况下可以在图中使用类似或相同的附图标记，并且类似或相同的附图标记可以表示类似或相同的功能。本领域的技术人员将容易地认识到，从下面的描述中，本文中所说明的结构和方法的替代实施例可以被采用而不脱离通过本文描述的本公开的原理。

图1示出了根据本公开的用电检测装置的示意性的结构框图。

如图1所示，用电检测装置包括电源单元1、电源断开单元2、漏电故障检测单元3、自检单元4和自检反馈关闭单元5。

自检单元4激活模拟漏电信号。

漏电故障检测单元3检测模拟漏电信号和真实漏电信号，在此，在模拟漏电信号和真实漏电信号中的至少一个存在的情况下，漏电故障检测单元3激活触发信号，在模拟漏电信号和真实漏电信号都不存在的情况下，漏电故障检测单元3使该触发信号处于非激活状态。

自检反馈关闭单元5检测触发信号，在检测到触发信号的情况下，自检反馈关闭单元5在预定时刻之前使模拟漏电信号处于非激活状态。

电源断开单元2在该预定时刻之后检测触发信号，并且在检测到触发信号的情况下断开电源。

图2示出了根据本公开的用电检测装置的第一实施例的电路结构示意图。

如图2所示，电源断开单元2包括：脱扣线圈sol、电源开关sw1、可控硅元件q1和q2、电阻r4和r14、发光二极管led1。能够理解的是，可控硅元件q1也能够用其它具备开关功能的元件代替，例如mos管。在此，通过两个可控硅元件q1和q2的冗余设置来确保脱扣线圈sol的激活和电源开关sw1的关断。然而，其他数量的可控硅元件也在本公开的保护范围之内。

漏电故障检测单元3包括：检测线圈zct1、二极管d5以及处理器ic1等元件。

自检单元4包括：参考电压生成子单元、周期电压生成子单元、比较器ic2和第一晶体管q4。其中，参考电压生成子单元用于生成参考电压；周期电压生成子单元用于生成周期变化的电压，该周期变化的电压在周期的不同阶段分别大于和小于参考电压；比较器，用于比较参考电压和周期变化的电压；以及第一晶体管q4，用于根据比较的结果产生模拟漏电信号。在图1中，参考电压生成子单元由r7和r8构成的分压电路形成。周期电压生成子单元由串联连接的第一电阻r9和第一电容器c10形成。模拟漏电信号为在零线n上的大于漏电阈值的漏电流。

自检反馈关闭单元5包括：第二晶体管q3和与该第二晶体管q3的控制极相连接的电阻r15。第二晶体管q3的控制极通过电阻r15与漏电故障检测单元3相连接，并且第二晶体管q3通过其正极和负极与第一电容器c10并联连接。

在图1中，检测线圈zct1的两端耦接至处理器ic1的引脚1和4，当检测线圈zct1输出的电压变化大于阈值时，处理器ic1的引脚5输出高电平，否则，输出低电平。桥式电路d1-d4分别耦接至火线l、n线，并通过电阻r1耦接至处理器ic1的引脚6，以在交流电压的正负半周均能为处理器ic1提供工作电源。

在本公开的一些实施例中，该用电检测装置还能够包括电源单元1，其用于为该用电检测装置供电。该电源单元1包括桥式电路d1-d4。

在本公开的一些实施例中，自检单元4还包括自检故障激活子单元，自检故障激活子单元例如包括电阻r12和电容c11。在发生自检故障，通过电阻r12向电容c11持续充电，以激活自检故障信号。而电源断开单元2能够根据该自检故障信号断开电源。

在本公开的一些实施例中，电源断开单元2包括延迟子单元，其例如被实施为包括电阻r14和电容c5的rc电路。

当复位开关reset复位后，l、n供电线将上电，在l线和n线之间的交流电波形为正弦波。

下面对电源断开单元2、漏电故障检测单元3、自检单元4和自检反馈关闭单元5的工作原理进行阐述。

在正常情况下电路中不会产生真实漏电信号。此时，当电源开关sw1闭合，输入line与负载load导通。电源供电时，在自检单元4中通过第一电阻r9对第一电容器c10充电，当电位充到高于比较器ic2的负极预设定值时，比较器ic2翻转并且输出高电位，使第一晶体管q4导通，第一晶体管q4导通后给检测线圈zct1提供了模拟的漏电电流，处理器ic1的引脚5输出触发信号。在此，晶体管q1、q2和q3都会得到触发信号。然而，第二晶体管q3会首先导通，而晶体管q1和q2由于电阻r14和电容c5的限会滞后导通。第二晶体管q3导通后，短路了第一电容器c10，从而使第一电容器c10上的电位迅速降低，比较器ic2的正极电位降低，比较器ic2关闭，第一晶体管q4关闭，从而停止给漏电故障检测单元3提供模拟的自检信号，当比较器ic2关闭时，处理器ic1的引脚5也停止触发信号的激活，从而第二晶体管q3断开。自检电路4中的第一电阻r9又开始对第一电容器c10充电，从而实现下一周期自检。

当出现漏电情况时，检测线圈zct1检测到漏电电流，处理器ic1的引脚5输出触发信号。此时，第二晶体管q3先于晶体管q1和q2导通。因此，在同时出现模拟漏电电流和真实漏电电流的情况下，由于第二晶体管q3先导通，比较器ic2会关闭，从而避免模拟漏电电流对真实漏电电流的影响。在模拟漏电电流处于非激活状态之后，晶体管q1和q2才导通，从而脱扣线圈sol得电，电源开关sw1断开，以断开输入line和负载load，从而保护人身或财产安全。

而当出现自检故障时，例如电容c1或检测线圈zct1短路时，如果通过第一电阻r9给第一电容器c10充电，充到高于比较器ic2的负端电位时，比较器ic2会输出高电位，使第一晶体管q4导通。然而，由于电容c1或检测线圈zct1短路，检测线圈zct1检测不到模拟漏电电流，因此处理器ic1的引脚5是低电位的，从而不能使第二晶体管q3导通，第一电容器c10是的电位始终高于比较器ic2的负端，比较器ic2长期输出高电位。此时，电阻r12给电容c11充电，二极管d7导通后触发晶体管q1、q2导通，脱扣线圈sol得电，电源开关sw1断开，从而断开了输入line与负载load。

图3示出了根据本公开的用电检测装置的第二实施例的电路结构示意图。图3与图2的主要区别在于使用继电器relay来替代脱扣线圈sol，以及采用了两个检测线圈ring1和ring2。通过采用两个检测线圈使得对漏电电流的检测更为精确。

图4示出了根据本公开的用电检测装置的第三实施例的电路结构示意图。图4与图3的主要区别在于增加了手动复位电路。从而，当由于自检故障或漏电故障而导致电源断开时，能够通过手动闭合复位按钮reset来使电流重新工作。

虽然在本申请中权利要求书已针对特征的特定组合而制定，但是应当理解，本公开的范围还包括本文所公开的明确或隐含或对其任何概括的任何新颖特征或特征的任何新颖的组合，不论它是否涉及目前所要求保护的任何权利要求中的相同方案。申请人据此告知，新的权利要求可以在本申请的审查过程中或由其衍生的任何进一步的申请中被制定成这些特征和/或这些特征的组合。