一种漏电保护、接电保护的安全保护装置的制作方法

本发明涉及安全保护技术领域，具体涉及一种漏电保护、接电保护的安全保护装置。

背景技术：

现有家用电路的安全保护，主要依靠空气开关和漏电保护器。空气开关安装在电路母线上，当流过空气开关的电流达到该开关的最大值后，空气开关自动断开，图中的空气开关最大允许32a电流通过。

显而易见，空气开关的缺点在于不能分电器保护。所有的电器都并联在一起再经过空气开关，保护电流会比较大，有局部过流的风险。如果把空气开关的允许电流设定的比较小，就会无法正常使用。充电器之类的小负荷，短路电流也就几安培，空气开关不会动作，还是有烧坏火灾的风险。

漏电保护器同样安装在电路母线的零线和火线上。漏电保护器不断的测量流出开关的电流和流回开关的电流。当这两个电流的差值大于一个数值后，漏电保护器自动切断电路。这个电流一般是30ma。当然流过开关的电流大于允许的最大值后也和空气开关一样，漏电保护器也会切断电路。零线和火线电流相差过大时，说明一部分电流没有流回电源，而是发生了泄露，这种情况要么是系统漏电，要么是有人触电。

现代的开关电源电路，例如笔记本电脑，液晶电视等，一般都有x电容和y电容。这两个电容会直接和地线连接，用来释放电路中的干扰电波。也就是说会对接地产生微弱的电流。大量的这种电器加起来会有比较大的电流。也就是说会干扰漏电保护器的判断，用于总电路的漏电保护器都需要设置比较大的漏电电流，这个电流一般设定成30ma，实际安全性并不算特别理想。人体安全电压是36v，安全电流为10ma。电击对人体的危害程度，主要取决于通过人体电流的大小和通电时间长短。电流强度越大，致命危险越大；持续时间越长，死亡的可能性越大。能引起人感觉到的最小电流值称为感知电流，交流为1ma，直流为5ma；人触电后能自己摆脱的最大电流称为摆脱电流，交流为10ma，直流为50ma。按照30ma的漏电电流设定，仍旧不算特别安全。

日常生活用电一般来自86型插座面板。家庭中或者办公室的墙壁上，都安装了很多86型开关面板。一般来说，每个面板只会连接一个用电器，或者需要同时工作的一组电器，例如电脑主机和显示器。如果把安全保护装置设计在家庭和办公常用的86型插座面板上。在插座面板中设置漏电保护、过流保护和接地保护就可以得到一个可靠的分布安全用电系统。基于此，本发明设计了一种漏电保护、接电保护的安全保护装置，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种漏电保护、接电保护的安全保护装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种漏电保护、接电保护的安全保护装置，包括底盒和开关面板，所述开关面板的底部与所述底盒的顶部卡合，所述底盒中设有隔离保护电源、漏电保护、过流保护、接地保护、固体继电器、控制电路和霍尔传感器，所述开关面板上设有oled显示屏、五孔插座、参数设置及复位旋钮和显示翻页按钮，所述控制电路中包含一个微控制器，所述微控制器不断读取测量电路的测出的电流值和电压值；

漏电保护，所述隔离保护电源的输入回路和输出回路之间没有直接的电气连接，输入和输出之间是绝缘的高阻态，没有电流回路，低压输出和交流电输入没有直接连接，确保开关本身不会漏电，所述隔离保护电源的输入回路和输出回路利用电磁感应原理，通过磁场传输电能，不仅能提高安全性还提高了抗干扰性；

过流保护，所述霍尔传感器设计测量火线电流和零线电流，利用所述霍尔传感器测量通电导线周围的磁场，磁场越强，电流越大，在霍尔芯片内部有一根导线，就是ip+，ip-；vout用于测量输出磁场的模拟量，这个模拟量和电流大小成正比，将测量磁场的强度转成测量电流的强度，所述微控制器不停地计算火线电流和零线电流之间的差值，如果发现这两个电流差值过大就立刻切断电路；

接地保护，所述霍尔传感器设计测量火线到零线电压及火线到地线电压，如果没有漏电或者触电现象发生，则这两部分电压要相等，但如果这两个电压不同，就说明地线断了，或者是接地电阻太大，此时所述微控制器也会切断电源。

优选的，所述固体继电器是一个隔离电路，和普通小电流控制大电流的继电器不同，所述固体继电器使用光信号隔离，在物理电路上没有直接连接，系统推动所述oled显示屏发光的时候交流电路接通，反之断开，不但起到控制电路切断闭合的作用，还可以防止系统从继电器漏电造成危险。

优选的，所述控制电路中设计高灵敏度的交流电流测量电路、接地检测电路和隔离电子开关。

优选的，所述交流电流测量电路准确测量流过零线和火线的电流和电压。

优选的，所述隔离电子开关采用光耦驱动的双相可控硅电路，控制信号通过有光和无光来控制，实现了安全隔离。

优选的，所述参数设置及复位旋钮通过参数设置和复位旋钮同时作为复位按钮，用于退出保护状态。

优选的，所述显示翻页按钮按翻页键，所述oled显示屏依次显示当前电流、电压、功率及电流设置，指示当前的工作状态是否处于安全保护状态，在电流设置界面可以设置允许通过的最大电流，所述参数设置及复位旋钮可以设置具体的最大电流值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过将主体部分都集成在86型开关面板和86型底盒之内，可以直接替代家庭和办公室中的普通86型插座面板，霍尔传感器通过测量磁场强度从而测量电流及电压大小用于触电、漏电保护，从开关面板上进行触电、漏电保护得到一个可靠的分布安全用电系统，有小型oled显示屏，用于指示当前的工作状态是否处于安全保护状态，参数设置及复位旋钮可以设置具体的最大电流值，微控制器不断读取测量电路的测出的电流值和电压值，如果总电流超过设定值、零线和火线电流相差过大、火线到零线电压及火线到地线电压不相等就立刻切断电路，只有重新按复位键后电路才能再次接通。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明开关面板结构示意图。

图3为本发明控制电路图。

图4为本发明基于霍尔传感器的电流电压测量电路图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-底盒，2-开关面板，3-隔离保护电源，4-漏电保护，5-过流保护，6-接地保护，7-固体继电器，8-控制电路，9-霍尔传感器，10-oled显示屏，11-五孔插座，12-参数设置及复位旋钮，13-显示翻页按钮。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种漏电保护、接电保护的安全保护装置，包括底盒1和开关面板2，开关面板2的底部与底盒1的顶部卡合，底盒1中设有隔离保护电源3、漏电保护4、过流保护5、接地保护6、固体继电器7、控制电路8和霍尔传感器9，控制电路8中包含一个微控制器，微控制器不断读取测量电路的测出的电流值和电压值，控制电路8中设计高灵敏度的交流电流测量电路、接地检测电路和隔离电子开关，交流电流测量电路准确测量流过零线和火线的电流和电压，在具体实现方法上采用霍尔传感器9测量电线周围的磁场，磁场越强，电流越大，隔离电子开关采用光耦驱动的双相可控硅电路，控制信号通过有光和无光来控制，实现了安全隔离，如果总电流超过设定值，就切断电路，如果零线和火线电流相差过大也切断电流，重新按复位键后电路才能再次接通；

开关面板2上设有oled显示屏10、五孔插座11、参数设置及复位旋钮12和显示翻页按钮13，参数设置及复位旋钮12通过参数设置和复位旋钮同时作为复位按钮，用于退出保护状态，显示翻页按钮13按翻页键，oled显示屏10依次显示当前电流、电压、功率及电流设置，指示当前的工作状态是否处于安全保护状态，在电流设置界面可以设置允许通过的最大电流，参数设置及复位旋钮12可以设置具体的最大电流值。

底盒1和开关面板2分别为86型底盒和86型开关面板，这些部分都集成在86型开关面板和86型底盒之内，可以直接替代家庭和办公室中的普通86型插座面板。

系统使用隔离保护电源3供电，确保开关本身不会漏电。隔离保护电源3隔离电路，是指和高压交流没有直接连接的电路，电路的能量通过磁场传递，防止发生触电事故。

工作时，交流测量电路采用霍尔传感器准确测量流过零线和火线的电流和及火线与零线、火线与接地线的电压。

漏电保护4，隔离保护电源3的输入回路和输出回路之间没有直接的电气连接，输入和输出之间是绝缘的高阻态，没有电流回路，低压输出和交流电输入没有直接连接，确保开关本身不会漏电，隔离保护电源3的输入回路和输出回路利用电磁感应原理，通过磁场传输电能，不仅能提高安全性还提高了抗干扰性；

过流保护5，霍尔传感器9设计测量火线电流和零线电流，利用霍尔传感器9测量通电导线周围的磁场，磁场越强，电流越大，在霍尔芯片内部有一根导线，就是ip+，ip-；vout用于测量输出磁场的模拟量，这个模拟量和电流大小成正比，将测量磁场的强度转成测量电流的强度，微控制器不停地计算火线电流和零线电流之间的差值，如果发现这两个电流差值过大就立刻切断电路；

接地保护6，霍尔传感器9设计测量火线到零线电压及火线到地线电压，如果没有漏电或者触电现象发生，则这两部分电压要相等，但如果这两个电压不同，就说明地线断了，或者是接地电阻太大，此时微控制器也会切断电源。

固体继电器7是一个隔离电路，和普通小电流控制大电流的继电器不同，固体继电器7使用光信号隔离，在物理电路上没有直接连接，系统推动oled显示屏10发光的时候交流电路接通，反之断开，不但起到控制电路切断闭合的作用，还可以防止系统从继电器漏电造成危险。

当出现漏电、欠压、过压、过流、接地不良的时候，系统会自动断开电源，并在oled显示屏10上显示具体故障原因，在排除故障后，可以按参数/复位旋钮重新送电。

本发明的控制方式是通过微控制器来自动控制，微控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选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方式。显然，根据本说明书的内容，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理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。