本發(fā)明涉及一種PE地線的控制電路，特別是一種時序控制PE地線的電路及控制方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的地線可斷開的控制方式均采用漏電保護(hù)插頭為一體的斷開控制結(jié)構(gòu)組成，由于類似結(jié)構(gòu)均采用復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)及電路原理組成。復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)最大的潛在失效是機(jī)構(gòu)磨損或結(jié)構(gòu)卡滯，帶來的后果是漏電后無法正確脫扣而導(dǎo)致的不安全隱患。而電路采用的是電阻降壓來作整機(jī)供電，此供電方式最不利的后果是：持續(xù)通電，降壓電阻發(fā)熱，在已通電閉合的機(jī)械結(jié)構(gòu)狀態(tài)下，電阻開路后將導(dǎo)致整機(jī)無電源供電，漏電后將導(dǎo)致機(jī)械結(jié)構(gòu)不能斷開，從而引起觸電事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種地線繼電器要較零火線繼電器先閉合后斷電的電路及控制方法，即一種時序控制PE地線的電路及控制方法。

本發(fā)明技術(shù)解決的方案是：一種時序控制PE地線的電路，包括MCU(IC1)、與MCU連接的水流信號檢測模塊、連接于MCU(IC1)且由MCU(IC1)控制的漏電保護(hù)芯片(IC2)、零序互感器(ZCT1)、地線互感器(ZCT2)、連接于MCU(IC1)的顯示操控模塊(IC4)、E-N電壓檢測模塊、以及電源模塊(IC5)，還包括與MCU(IC1)連接的繼電器控制模塊(IC3)、連接于繼電器控制模塊(IC3)且接收繼電器控制模塊的時序控制信號的繼電器RL1、RL2、RL3，RL3是在RL1、RL2吸合前先行吸合；釋放時：RL3較RL1、RL2后釋放，RL1、RL2分別為零、火線繼電器，RL3為地線繼電器。

進(jìn)一步的，繼電器控制模塊(IC3)包括三個輸出端Ao、Bo、Co，輸出端Ao連接于繼電器RL1，輸出端Bo連接繼電器RL2,輸出端Co連接繼電器RL3，電源采用VCC供電，RL1、RL2、RL3分別與負(fù)載輸出端Lo、No、Eo連接，水流信號檢測模塊，水流信號檢測模塊輸出端連接至MCU(IC1)，水流信號檢測模塊與MCU(IC1)是有線連接或無線連接。

進(jìn)一步的，所述的漏電保護(hù)芯片(IC2)采用VCC供電，漏電保護(hù)芯片(IC2)與VCC之間串聯(lián)有電阻R1、并聯(lián)有復(fù)位用的Q1三極管和濾波電容CD,漏電輸出端連接到MCU。

進(jìn)一步的，所述的零序互感器(ZCT1)、地線互感器(ZCT2)分別連接漏電保護(hù)芯片的輸入端。

本發(fā)明還提供一種時序控制PE地線的控制方法：

通電時，

第一步，系統(tǒng)依約定程序或人為操作顯示操控模塊(IC4)使MCU(IC1)上電；

第二步，MCU(IC1)輸出高電平且通過繼電器控制模塊控制繼電器RL3先行閉合，獲電閉合；

第三步，經(jīng)MCU(IC1)程序約定延時且同步輸出高電平，從而控制繼電器RL1、RL2獲電吸合；

當(dāng)因故障斷電或依程序約定以及人為操作顯示操控模塊(IC4)使控制負(fù)載釋放時，

第一步，MCU(IC1)輸出低電平，且MCU(IC1)控制繼電器RL1、RL2先進(jìn)行無電釋放；

第二步，MCU(IC1)同時依程序約定延時輸出低電平且控制繼電器RL3無電釋放。

進(jìn)一步的，所述通電時，MCU(IC1)控制延時的時間為3-8mS，當(dāng)因故障斷電或依程序約定以及人為操作顯示操控模塊(IC4)使控制負(fù)載釋放時，MCU(IC1)控制延時的時間為3-8ms。

進(jìn)一步的，所述的水流信號檢測模塊檢測到水流信號時且輸出信號到MCU(IC1)，MCU(IC1)經(jīng)判定有效后輸出低電平控制繼電器RL1、RL2無電釋放，同時，MCU(IC1)依程序約定延時時間控制繼電器RL3無電釋放，負(fù)載輸出端Lo、No、Eo無電輸出；當(dāng)水流信號檢測模塊檢測到無水流動時，水流信號檢測模塊輸出至MCU(IC1)，MCU(IC1)經(jīng)判定有效后輸出高電平控制繼電器RL3獲電吸合，同時，MCU(IC1)經(jīng)程序約定延時輸出高電平，控制繼電器RL1、RL2獲電吸合，負(fù)載輸出Lo、No、Eo獲電工作。

進(jìn)一步的，當(dāng)負(fù)載輸出端Lo或No對Eo產(chǎn)生漏電時，零序互感線圈(ZCT1)輸出感應(yīng)電壓到漏電保護(hù)芯片(IC2)，當(dāng)漏電強(qiáng)度滿足系統(tǒng)預(yù)設(shè)值時，漏電保護(hù)芯片(IC2)輸出控制信號到MCU(IC1)，經(jīng)MCU(IC1)判定有效后，控制繼電器RL1、RL2無電釋放，與此同時，MCU依程序約定延時控制繼電器RL3無電釋放，負(fù)載輸出端Lo、No、Eo無電輸出，MCU(IC1)控制對漏電保護(hù)芯片(IC2)電源進(jìn)行復(fù)位，重新建立器漏電檢測保護(hù)監(jiān)測。

進(jìn)一步的，工作狀態(tài)時，E-N之間到端電壓小于預(yù)設(shè)電壓時,此時E-N電壓檢測模塊輸出低電平至MCU(IC1)，MCU(IC1)經(jīng)判定有效后控制漏電保護(hù)芯片(IC2)的地線電流檢測控制腳短路；當(dāng)E-N之間到端電壓大于預(yù)設(shè)電壓時，E-N電壓檢測模塊輸出高電平至MCU(IC1)，MCU(IC1)經(jīng)判定有效后，控制漏電保護(hù)芯片(IC2)地線電流檢測控制取消，此時地線互感器(ZCT2)檢測到有漏電電流后傳送信號至漏電保護(hù)芯片(IC2)輸入端，經(jīng)漏電保護(hù)芯片(IC2)處理鎖定后，漏電保護(hù)芯片(IC2)輸出信號至MCU(IC1)，MCU(IC1)判定有效后控制繼電器RL1、RL2無電釋放，與此同時，MCU(IC1)依程序約定延時控制繼電器RL3無電釋放，負(fù)載輸出端Lo、No、Eo無電輸出；同時MCU(IC1)實(shí)現(xiàn)對IC2電源進(jìn)行復(fù)位，重新建立器漏電檢測保護(hù)監(jiān)測。

進(jìn)一步的，RL1與RL2并聯(lián)且接受MCU(IC1)控制

本發(fā)明提出的控制方式是地線繼電器，零火繼電器均采用MCU時序控制，其中，地線繼電器較零火線繼電器采用先吸合后釋放控制時序。本發(fā)明提出負(fù)載控制回路采用繼電器控制方式，其中地線繼電器采用先行閉合后斷開的時序控制模式。繼電器控制方式可以實(shí)現(xiàn)斷電跳閘也可以實(shí)現(xiàn)自動上電的控制方式，也實(shí)現(xiàn)了出水?dāng)嚯姷目刂乒δ芡瑫r沒有安全隱患。

本發(fā)明的有益效果是：

1、在電熱水器中，與現(xiàn)有PE可斷開的控制電路及方法相比：該控制方式采用時序控制，負(fù)載繼電器，只有繼電器持續(xù)通電才能持續(xù)吸合，失電自動釋放，無機(jī)械結(jié)構(gòu)磨損的不安全隱患；

2、控制方式采用隔離變壓器供電或開關(guān)電源供電，顯示操控部件無需隔離，能實(shí)現(xiàn)各種觸摸或按鍵操作，操作無安全限制；

3、控制器連接有水流信號采集端口連接水流傳感器可實(shí)現(xiàn)出水?dāng)嚯姽δ芸刂乒δ芑蜻B接無線模塊可實(shí)現(xiàn)無線出水?dāng)嚯娍刂乒δ堋?/p>

附圖說明

圖1為本發(fā)明創(chuàng)造電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為RL1與RL2并聯(lián)且接受MCU(IC1)控制的另一實(shí)施例的電路示意圖。

具體實(shí)施方式

一種應(yīng)用于電熱水器的時序控制PE地線可斷開的控制電路，電熱水器包括有：MCU(IC1)、繼電器控制模塊(IC3)、繼電器RL1、RL2、RL3、水流信號檢測模塊、漏電保護(hù)芯片(IC2)、零序互感器(ZCT1)、地線互感器(ZCT2)、E-N電壓檢測模塊、顯示操控模塊(IC4)、電源模塊(IC5)為主核心的單元組成。繼電器控制模塊(IC3)輸出端(Ao連接有RL1),輸出端(Bo連接有RL2),輸出端(Co連接有RL3)；IC3受控于IC1(A、B、C)時序控制，電源采用VCC供電。繼電器RL1、RL2、RL3，分別受IC1輸出的A、B、C管腳,是時序控制。水流信號檢測模塊，水流信號檢測模塊輸出端連接IC1-F、F1腳，水流信號檢測模塊可以是有線連接也可以是無線連接。漏電保護(hù)芯片(IC2),采用VCC供電，中間串有電阻R1、并接有復(fù)位用的Q1三極管和濾波電容CD,漏電輸出端連接到MCU的IC1-D腳?；ジ衅鱖CT1、ZCT2分別連接漏電保護(hù)芯片的輸入端。顯示操控模塊(IC4)，顯示操控模塊(IC4)包括顯示面板，顯示面板是觸摸顯示屏、LCD或LED顯示屏，面板上設(shè)有操作按鍵或觸摸按鍵，顯示操控模塊與IC1采用2根及以上的有線連接，分別是G、GN。E-N電壓檢測模塊，E-N模塊是并接在Ei-Ni中間，檢測輸出連接有MCU輸入端的IC1-E腳。電源模塊(IC5)，電源采用變壓器供電或開關(guān)電源供電，輸出有兩路及以上電壓,分別是：VCC,VDD。MCU輸出控制端：IC1-A、IC1-B、IC1-C分別依程序可控制繼電器RL1、RL2、RL3吸合與釋放的時機(jī)。進(jìn)一步，RL1、RL2、RL3受控于IC3端輸出端導(dǎo)通與截止，分別是Ao、Bo、Co。進(jìn)一步，RL3是在RL1、RL2吸合前先行吸合；釋放時：RL3較RL1、RL2后釋放。

繼電器吸合工作狀態(tài)：

通電狀態(tài)，系統(tǒng)依約定程序或人為操作(IC4)使控制器負(fù)載上電時，IC1-C腳輸出高電平，繼電器控制模塊(IC3)的IC3-Co腳輸出高電平，繼電器RL3獲電吸合，與此同時，IC1-A、B經(jīng)程序約定延時，在本實(shí)施方式中為5mS，同步輸出高電平，IC3-Ao、Bo腳輸出高電平，繼電器RL1、RL2獲電吸合，負(fù)載輸出Lo、No、Eo獲電工作。

繼電器釋放工作狀態(tài)：

工作狀態(tài)，因故障或依程序約定以及人為操作(IC4)使控制負(fù)載釋放時，IC1-A、B輸出低電平，IC3-Ao、Bo腳輸出低電平，繼電器RL1、RL2無電釋放，與此同時，MCU依程序約定延時在本實(shí)施方式中為5mS，并從IC1-C腳輸出低電平，IC3-Co腳輸出低電平，繼電器RL3無電釋放，負(fù)載輸出端Lo、No、Eo無電輸出。

自動出水?dāng)嚯姽ぷ鳡顟B(tài)：

水流信號檢測模塊檢測到水流信號時輸出信號到IC1-F、F1腳，MCU經(jīng)判定有效后從IC1-A、B輸出低電平，IC3-Ao、Bo腳輸出低電平，繼電器RL1、RL2無電釋放，與此同時，MCU依程序約定延時，在本實(shí)施方式中為5mS，并從IC1-C腳輸出低電平，IC3-Co腳輸出低電平，繼電器RL3無電釋放，負(fù)載輸出端Lo、No、Eo無電輸出。

自動上電工作狀態(tài)：

無水流動時，水流信號檢測模塊無信號輸出到IC1-F、F1，腳，MCU經(jīng)判定有效后從IC1-A、B輸出高電平IC3-Co腳輸出高電平，繼電器RL3獲電吸合，與此同時，IC1-A、B經(jīng)程序約定延時，在本實(shí)施方式中為5mS，同步輸出高電平，IC3-Ao、Bo腳輸出高電平，繼電器RL1、RL2獲電吸合，負(fù)載輸出Lo、No、Eo獲電工作。

零序漏電保護(hù)工作狀態(tài)：

工作時，負(fù)載輸出端Lo或No對Eo產(chǎn)生漏電時，零序互感線圈(ZCT1)輸出感應(yīng)電壓到IC2漏電保護(hù)芯片，當(dāng)漏電強(qiáng)度滿足系統(tǒng)預(yù)設(shè)值時，IC2輸出控制信號到IC1-D腳，經(jīng)MCU判定有效后，從IC1-A、B輸出低電平，IC3-Ao、Bo腳輸出低電平，繼電器RL1、RL2無電釋放，與此同時，MCU依程序約定延時，本實(shí)施方式中為5ms，并從IC1-C腳輸出低電平，IC3-Co腳輸出低電平，繼電器RL3無電釋放，負(fù)載輸出端Lo、No、Eo無電輸出。與此同時，IC1-H輸出1次高電平脈沖經(jīng)Q1，Q1導(dǎo)通后引起CD電容(接IC2電源腳)變?yōu)榈碗娖?次，IC2因無電電源供電而停止輸出，此過程實(shí)現(xiàn)對IC2電源進(jìn)行復(fù)位。重新建立器漏電檢測保護(hù)監(jiān)測。

地線漏電保護(hù)工作狀態(tài)：

工作狀態(tài)時，E-N之間到端電壓小于預(yù)設(shè)電壓時，在本實(shí)施方式中為24V,此時E-N電壓檢測模塊輸出低電平到IC1-E腳，MCU經(jīng)判定有效后，從IC1-J腳輸出低電平強(qiáng)迫使IC2地線電流檢測控制腳短路，從而形成E-N低壓狀態(tài)時IPE電流不參與保護(hù)實(shí)現(xiàn)不同用電情況使用；當(dāng)E-N之間到端電壓大于預(yù)設(shè)電壓時，E-N電壓檢測模塊輸出高電平到IC1-E腳，經(jīng)MCU判定有效后，從IC1-J腳輸出高電平，IC2地線電流檢測控制取消，若此時，地線電流ZCT2互感線圈檢測到有漏電電流時，該感應(yīng)電壓送到IC2輸入端，經(jīng)IC2處理鎖定后，IC2輸出信號送到IC1-D腳，經(jīng)MCU判定有效后，從IC1-A、B輸出低電平，IC3-Ao、Bo腳輸出低電平，繼電器RL1、RL2無電釋放，與此同時，MCU依程序約定延時(如：5mS)并從IC1-C腳輸出低電平，IC3-Co腳輸出低電平，繼電器RL3無電釋放，負(fù)載輸出端Lo、No、Eo無電輸出。與此同時，IC1-H輸出1次高電平脈沖經(jīng)Q1，Q1導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)對IC2電源進(jìn)行復(fù)位。重新建立器漏電檢測保護(hù)監(jiān)測。

如圖2所示，為為RL1與RL2控制并聯(lián)且接受MCU(IC1)控制的另一實(shí)施例。

在本說明書的描述中，術(shù)語“一個實(shí)施例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或?qū)嵗?。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點(diǎn)可以在任何的一個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。