漏电保护电路及驱动电路的制作方法

本文涉及电力电子相关领域，具体地，涉及漏电保护电路及驱动电路。

背景技术：

现有的日光灯灯管相对于以往的荧光灯管供电原理发生了变化，以前的荧光灯管端盖的两个电极分别为火线和零线，现在的日光灯管同一端的两个导电端子为同一电极，可以接火线或者零线，整个灯管的两端分为市电的火线和零线，这是与以往荧光灯的不同之处。

操作员在安装时如果忘记关闭电源，此时灯管的两端中，其中一端必为火线，在安装时如果先接入的一端是火线，则市电的电压通过内部电路会加载在灯管的另外一端的电极上，倘若此时我们不慎将手或者身体其他部位碰到这端的电极，则市电电压、日光灯驱动电路、人体和零线构成回路，相当于市电电压会加在人体上，轻则身体有麻痹感，重则会受到电击伤，因此在安装日光灯灯管时存在重大的安全隐患。

因此，期待进一步改进日光灯驱动电路，以避免人体因为在安装灯管中误接触而导致触电的问题。

技术实现要素：

鉴于上述内容，本发明的目的在于提供一种漏电保护电路及驱动电路，避免人体因为在安装负载中误接触而导致触电的问题，以提高负载拆装过程中的安全性。

根据本发明的第一方面，提供一种漏电保护电路，包括：

开关模块，串联连接在整流桥和负载之间，控制连接所述负载的电源回路的通断；

电流检测模块，与所述开关模块连接，检测流经所述开关模块的电流，得到表征流经所述开关模块电流的电流检测信号，根据所述电流检测信号判断是否存在漏电现象；

逻辑电路，与所述电流检测模块和所述开关模块的控制端连接，在不存在漏电现象时控制所述开关模块导通以对所述负载供电；

信号发生电路，与所述电流检测模块和所述开关模块的控制端连接，在存在漏电现象时控制所述开关模块间歇导通。

优选地，存在漏电现象时，所述逻辑电路处于高阻状态。

优选地，上电时，所述逻辑电路处于高阻状态，所述信号发生电路控制所述开关模块间歇导通。

优选地，所述开关模块包括第一开关和第一电阻，所述第一开关包括第一端、第二端和控制端，所述第一开关的第一端与整流桥的一个输出端连接，第二端与负载的一端连接；所述第一电阻连接在第一开关的第一端和控制端之间。

优选地，所述电流检测模块的一端采样流经所述开关模块的电流，另一端与所述逻辑电路连接；当流经所述开关模块的电流低于第二阈值时，则判断存在漏电现象；若流经所述开关模块的电流不低于第二阈值，则判断不存在漏电现象。

优选地，所述电流检测模块包括第二电阻和第二比较器，其中，所述第二电阻与所述开关模块串联连接在整流桥和所述负载之间；所述第二比较器的第一输入端与所述开关模块和所述第二电阻的公共端连接，第二输入端接收表征第二阈值的第二参考电压，输出端与所述逻辑电路连接。

优选地，所述信号发生电路包括电压检测模块和控制模块，其中，所述电压检测模块连接在所述整流桥和所述负载之间，并与所述控制模块连接，检测整流桥输出两端的电压，得到电压检测信号；所述控制模块在所述电压检测信号达到第一阈值时，控制所述开关模块间歇导通。

优选地，所述电压检测模块包括第三电阻、第四电阻和第一比较器，其中，所述第三电阻和第四电阻串联连接在所述整流桥和所述负载之间；所述第一比较器的第一输入端与所述第三电阻和第四电阻的公共端连接，第二输入端接收表征第一阈值的第一参考电压，输出端与所述控制模块连接。

优选地，所述控制模块包括脉冲发生单元和第五电阻，所述脉冲发生单元的第一端与电压检测模块电连接，第二端通过第五电阻与所述开关模块的控制端连接。

优选地，所述脉冲发生单元包括第六电阻、第七电阻、第一电容、二极管、第二开关和第三比较器，

其中，第六电阻连接在所述脉冲发生单元的第一端和第二端之间；

第二开关连接在所述脉冲发生单元的第二端和接地端之间；

第七电阻和二极管并联连接在脉冲发生单元的第一端和第三比较器的第一输入端；

第三比较器的第二输入端接收第三参考电压，输出端与第二开关的控制端连接。

根据本发明的另一方面，提供一种驱动电路，包括：整流桥，对交流输入电压进行整流；开关模块，串联连接在整流桥和负载之间，控制连接所述负载的电源回路的通断；电流检测模块，与所述开关模块连接，检测流经所述开关模块的电流，得到表征流经所述开关模块电流的电流检测信号，根据所述电流检测信号判断是否存在漏电现象；逻辑电路，与所述电流检测模块和所述开关模块的控制端连接，在不存在漏电现象时控制所述开关模块导通以对所述负载供电；信号发生电路，与所述电流检测模块和所述开关模块的控制端连接，在存在漏电现象时控制所述开关模块间歇导通。

优选地，存在漏电现象时，所述逻辑电路处于高阻状态。

优选地，上电时，所述逻辑电路处于高阻状态，所述信号发生电路控制所述开关模块间歇导通。

优选地，所述开关模块包括第一开关和第一电阻，所述第一开关包括第一端、第二端和控制端，所述第一开关的第一端与整流桥的一个输出端连接，第二端与负载的一端连接；所述第一电阻连接在第一开关的第一端和控制端之间。

优选地，所述电流检测模块的一端采样流经所述开关模块的电流，另一端与所述逻辑电路连接；当流经所述开关模块的电流低于第二阈值时，则判断存在漏电现象；若流经所述开关模块的电流不低于第二阈值，则判断不存在漏电现象。

优选地，所述电流检测模块包括第二电阻和第二比较器，其中，所述第二电阻与所述开关模块串联连接在整流桥和所述负载之间；所述第二比较器的第一输入端与所述开关模块和所述第二电阻的公共端连接，第二输入端接收表征第二阈值的第二参考电压，输出端与所述逻辑电路连接。

优选地，所述信号发生电路包括电压检测模块和控制模块，其中，所述电压检测模块连接在所述整流桥和所述负载之间，并与所述控制模块连接，检测整流桥输出两端的电压，得到电压检测信号；所述控制模块在所述电压检测信号达到第一阈值时，控制所述开关模块间歇导通。

优选地，所述电压检测模块包括第三电阻、第四电阻和第一比较器，其中，所述第三电阻和第四电阻串联连接在所述整流桥和所述负载之间；所述第一比较器的第一输入端与所述第三电阻和第四电阻的公共端连接，第二输入端接收表征第一阈值的第一参考电压，输出端与所述控制模块连接。

优选地，所述控制模块包括脉冲发生单元和第五电阻，所述脉冲发生单元的第一端与电压检测模块电连接，第二端通过第五电阻与所述开关模块的控制端连接。

优选地，所述脉冲发生单元包括第六电阻、第七电阻、第一电容、二极管、第二开关和第三比较器，

其中，第六电阻连接在所述脉冲发生单元的第一端和第二端之间；

第二开关连接在所述脉冲发生单元的第二端和接地端之间；

第七电阻和二极管并联连接在脉冲发生单元的第一端和第三比较器的第一输入端；

第三比较器的第二输入端接收第三参考电压，输出端与第二开关的控制端连接。

该漏电保护电路的第一开关间歇导通，并在其导通期间进行电流检测，根据正常情况下和漏电情况下的不同电流来判断是否存在漏电，并在漏电情况下进行漏电保护，以提高负载拆装过程中的安全性。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出应用本发明实施例的漏电保护电路的驱动电路的示意性电路图。

图2示出应用本发明实施例的漏电保护电路的驱动电路的电路图。

图3示出图2中脉冲发生单元的电路图。

图4示出图2中脉冲发生单元的信号波形图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

图1示出应用本发明实施例的漏电保护电路的驱动电路的示意性电路图；如图1所示，所述驱动电路包括整流桥110、漏电保护电路120。该驱动电路为负载130供电，其中，负载130是容性负载。

其中，整流桥110的第一输入端经由保险丝rfu连接至交流供电线的火线l，第二输入端连接至交流供电线的零线n，用于对交流输入电压进行整流。整流桥110的第一输出端经由漏电保护电路120以及负载连接至整流桥110的第二输出端。具体地，漏电保护电路120连接在整流桥110的第一输出端和负载130的第一端之间，负载130的第二端连接至整流桥110的第二输出端。人体发生触电现象等同于在交流供电线的火线l或零线n串联一电阻rb，一般人体电阻rb大于500欧姆。

在本实施例中，所述漏电保护电路120包括开关模块121、电流检测模块122、信号发生电路123和逻辑电路126。

其中，所述开关模块121，串联连接在整流桥110和负载130之间，用于控制连接所述负载130的电源回路的通断；开关模块121包括控制端，所述控制端与信号发生电路123和逻辑电路126连接。

电流检测模块122，用于检测流经开关模块121的电流，得到表征流经开关模块121电流的电流检测信号vcs，根据所述电流检测信号vcs判断输出端是否存在漏电现象。

信号发生电路123，与所述开关模块121的控制端连接，用于在电流检测模块122判断输出端不存在漏电现象时控制开关模块121间歇导通，在开关模块121导通时，电流检测模块122检测流经开关模块121的电流，以判断是否存在漏电现象。

逻辑电路126，与所述电流检测模块122以及所述开关模块121的控制端连接，用于在电流检测模块122判断输出端不存在漏电现象时控制所述开关模块121导通以对负载130供电。

在本实施例中，所述信号发生电路123在检测是否存在漏电过程中以及在电流检测模块122判断存在漏电现象时，控制开关模块121间歇导通。在电流检测模块122判断存在漏电现象时，所述逻辑电路126处于高阻状态。

上电时，所述逻辑电路126处于高阻状态，所述信号发生电路123控制开关模块121间歇导通。在开关模块121导通时，电流检测模块122检测是否存在漏电。存在漏电现象时，逻辑电路126依然处于高阻状态，信号发生电路123依然控制开关模块121间歇导通；不存在漏电现象时，逻辑电路126控制开关模块121导通对负载130供电。

图2示出应用本发明实施例的漏电保护电路的驱动电路的电路图。如图2所示，所述开关模块121包括第一开关q1和第一电阻r1。第一开关q1连接在整流桥110和负载130之间，用于控制连接负载130的电源回路的通断。具体地，第一开关q1的漏极和源极分别与整流桥110的第一输出端以及负载130的第一端连接。第一开关q1的控制端与信号发生电路123和逻辑电路126连接。第一开关q1的漏极经由第一电阻r1与第一开关q1的控制端连接。

信号发生电路123包括电压检测模块124和控制模块125，所述电压检测模块124连接在整流桥110和负载130之间，并与所述控制模块125连接，用于检测整流桥110输出两端的电压，得到电压检测信号vp。

在本实施例中，电压检测模块124包括第三电阻r3、第四电阻r4和第一比较器u1，其中，所述第三电阻r3和第四电阻r4串联连接在所述整流桥110和所述负载130之间；所述第一比较器u1的第一输入端与所述第三电阻r3和第四电阻r4的公共端连接，第二输入端接收表征第一阈值的第一参考电压vref1，输出端与所述控制模块125连接，输出第一电压信号v1。其中，第一比较器u1的第一输入端为正相输入端，第二输入端为反相输入端，但并不局限于此。当电压检测信号vp达到第一阈值vref1时，第一比较器u1翻转，控制模块125接收到第一比较器u1的输出信号v1，并发出脉冲，使得第一开关q1间歇导通，所述间歇导通是指，第一比较器u1每翻转一次，则发出至少一个脉冲，使得第一开关q1导通一小段时间，脉冲信号的频率与第一比较器u1的输出信号v1相关联。

控制模块125包括脉冲发生单元和第五电阻r5，其中，脉冲发生单元用于产生脉冲信号，进而控制第一开关q1间歇导通。具体的，在电流检测模块122判断存在漏电现象时，控制模块125控制第一开关q1间歇导通。

在本实施例中，脉冲发生单元和逻辑电路126均控制第一开关q1的导通与关断，为了避免两路信号对第一开关q1的相互影响，脉冲发生单元和第一开关的控制端q1之间连接有第五电阻r5。例如当脉冲发生电路输出的脉冲信号为低电平时，而逻辑电路126的输出为高电平，第五电阻r5可以防止脉冲发生单元的输出信号拉低逻辑电路126的输出电平。

电流检测模块122包括电流检测模块123。所述电流检测模块123的一端采样流经第一开关q1的电流，另一端与所述逻辑电路126连接；当流经所述第一开关q1的电流低于第二阈值时，则判断存在漏电现象；一段时间内，若流经所述第一开关q1的电流不低于第二阈值，则判断不存在漏电现象。

在本实施例中，电流检测模块123包括第二电阻r2和第二比较器u2，其中，所述第二电阻r2与所述第一开关q1串联连接在整流桥110和负载130之间；所述第二比较器u2的第一输入端与所述第一开关q1和所述第二电阻r2的公共端连接，第二输入端接收表征第二阈值的第二参考电压vref2，输出端与所述逻辑电路126连接。第二比较器u2的第一输入端为正相输入端，第二输入端为反相输入端，但并不局限于此。

逻辑电路126对第二比较器u2的输出信号进行信号处理，比如滤波延时，多次判断等等。具体地，对第二比较器u2的输出信号(方波或者低电平)做滤波延时，防止毛刺有误动作，或者多次判断第二比较器u2的输出信号，比如连续三次脉冲，才能认为不存在触电现象，逻辑电路126才能控制第一开关q1处于导通状态。

当电流检测信号vcs低于表征第二阈值的第二参考电压vref2时，表示存在漏电现象，此时，第二比较器u2的输出端发生电平翻转，此时经由控制模块125控制第一开关q1间歇导通，此时逻辑电路126处于高阻状态。一段时间内，当电流检测信号vcs始终未低于表征第二阈值的第二参考电压vref2时，则表示不存在漏电现象，此时经由逻辑电路126控制第一开关q1导通，从而对负载130供电。电流检测模块123在第一开关q1导通时进行电流检测，所得到的电流检测信号实际上表征了电路的内阻，由于漏电与否的内阻是不同的(即是否有人体阻抗rb接入)，若发生人体接入引起漏电情况，就能通过电流检测信号表征出来。

在一个优选的实施例中，负载130为至少包括一个电容的容性负载，比如可以是典型的π滤波器。此时，在漏电保护电路120和负载130之间串联连接隔直二极管d1，用于隔离直流信号。

如图2所示，由于负载130是容性负载，在第一开关q1导通瞬间，负载130可以认为是短路状态，在不触电的情况下，第三电阻r3和第四电阻r4很大，计算分压时，输入阻抗可以忽略不计，流经第一开关q1的电流为i1＝vin/rfu，vin＝vref1*(r3+r4)/r4，rfu为保险丝电阻，第二电阻r2上的采样电压vcs＝i1*r2；当发生触电时，流经第一开关q1的电流为i2＝vin/(rfu+rb)，vin＝vref1*(r3+r4)/r4，其中，rb为人体电阻，第二电阻r2上的第二电阻vcs＝i2*r2。由此可见，在第一开关q1导通瞬间，可以根据第二电阻r2上的采样电压的大小来判断是否发生漏电现象，此时电流路径是整流桥110、第一开关q1、隔直二极管d1和负载130。

图3示出图2中脉冲发生单元的电路图。图4示出图2中脉冲发生单元的信号波形图。如图3所示，所述脉冲发生单元包括第一端和第二端，其中，第一端与电压电流检测模块122123的第一比较器u1的输出端连接，接收第一电压信号v1，第二端输出第三电压信号v3。具体地，所述脉冲发生单元包括第六电阻r6、第七电阻r7、第一电容c1、二极管d2、第二开关q2和第三比较器u3，其中，第六电阻r6连接在第一端和第二端之间。第二开关q2连接在脉冲发生单元的第二端和接地端之间；第七电阻r7和二极管d2并联连接在脉冲发生单元的第一端和第三比较器u3的第一输入端之间，第三比较器u3的第二输入端接收第三参考电压vref3，第三比较器u3的输出端与第二开关q2的控制端连接。第一电容连接在第三比较器u3的第一输入端和接地端之间。第三比较器u3的第一输入端的电压信号为第二电压信号v2。第三比较器u3的第一输入端为正相输入端，第二输入端为反相输入端，但并不局限于此。

如图4所示，第一电压信号v1通过第七电阻r7和第一电容c1低通滤波后，产生第二电压信号v2，当v2＞vref3时，第三比较器u3反转，第二开关q2导通，窄脉冲发生单元输出的第三电压信号v3为低电平，当v2<vref3时，第三比较器u3反转，第二开关q2关断，窄脉冲发生单元输出的第三电压信号v3为高电平。通过调节第七电阻r7和第一电容c1的值，可以调节第三电压信号v3的导通宽度，第七电阻r7和第一电容c1的值越大，第三电压信号v3的导通宽度越大。

本发明实施例提供漏电保护电路及驱动电路，其中，漏电保护电路的第一开关间歇导通，并在其导通期间进行电流检测，根据正常情况下和漏电情况下的不同电流来判断是否存在漏电，并在漏电情况下进行漏电保护，避免人体因为在安装负载过程中误接触而导致触电的问题，以提高负载拆装过程中的安全性。

本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。