專利名稱：具有自檢功能的電接線保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用電安全保護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及具有輸入端與輸出端之間的分?jǐn)嗵匦缘碾娊泳€保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
為避免家用電器的漏電流對(duì)使用者造成傷害，通常在家用電器，諸如電熱水器、冰箱等，的電源輸入側(cè)安裝具有漏電流保護(hù)功能的電接線保護(hù)裝置，或稱接地故障斷路器，例如漏電保護(hù)插頭。目前，大多數(shù)的接地故障斷路器(GFCI)都只具有漏電保護(hù)功能，對(duì)接地故障斷路器的漏電保護(hù)功能是否正常，往往需要通過手動(dòng)按下試驗(yàn)按鈕來判斷。如果使用者沒有定期用試驗(yàn)按鈕來檢驗(yàn)保護(hù)裝置的漏電保護(hù)功能是否正常，或者在使用過程中因?yàn)閮?nèi)部元件失效而導(dǎo)致斷路器失效、無法斷開輸入端與輸出端的連接，當(dāng)接地故障保護(hù)功能失效后，容易發(fā)生用電安全事故，例如使用者觸電傷害或者家用電器損壞引發(fā)火災(zāi)等。也有少數(shù)接地故障保護(hù)裝置有自動(dòng)檢測(cè)保護(hù)功能是否正常，定時(shí)輸出脈沖自檢信號(hào)，在電源正弦交流電火線上產(chǎn)生模擬接地故障電流，通過是否有接地故障檢測(cè)電路反饋信號(hào)，來判斷漏電保護(hù)功能是否正常。例如中國專利200510083979. 4，在電源正弦交流電的正半周下降沿140° 150°處發(fā)出自檢信號(hào)，由于可控硅陰、陽極在電源信號(hào)過零點(diǎn)將自動(dòng)關(guān)閉。這種自檢方式不僅會(huì)影響正常的接地故障電流檢測(cè)，還會(huì)引起接地故障保護(hù)裝置誤脫扣。再例如HiAbell的美國授權(quán)專利US7443309、Pass&Seymour公司的美國專利申請(qǐng) US20090251148、以及中國專利2006100078M. 8，這些專利或申請(qǐng)中的接地故障斷路器中可控硅器件均在正弦交流電的正半周導(dǎo)通，利用正弦交流電的負(fù)半周發(fā)出自檢信號(hào)來完成自檢。這種方式雖然不會(huì)誤脫扣，但是自檢時(shí)如有外加接地故障電流時(shí)，自檢信號(hào)引起的模擬接地故障電流會(huì)疊加在真正的接地故障電流上，從而影響負(fù)半周的接地故障電流檢測(cè)。此外，由于可控硅器件在正弦交流電的負(fù)半周不導(dǎo)通，從而延長了從負(fù)半周開始發(fā)生的接地故障電流時(shí)產(chǎn)品的脫扣反應(yīng)時(shí)間。為此需要有一種新穎的電接線保護(hù)裝置，既能完成漏電保護(hù)功能的自檢，又不影響正常接地故障脫扣功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)主要目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種具有狀態(tài)自檢功能的電接線保護(hù)裝置，且不影響正常的接地故障檢測(cè)功能。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種電接線保護(hù)裝置，包括相線通路、零線通路；錯(cuò)誤檢測(cè)電路，耦合到所述相線通路和零線通路，配置為至少響應(yīng)于所述相線通路和零線通路的錯(cuò)誤而產(chǎn)生錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)；信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路，耦合到所述錯(cuò)誤檢測(cè)電路，配置為響應(yīng)于所述錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)；脫扣組件，耦合到所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路，配置為當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)超過預(yù)定值時(shí)斷開所述相線通路、零線通路的連接；自檢電路，耦合到所述錯(cuò)誤檢測(cè)電路、信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路，配置為根據(jù)預(yù)定周期在交流電過零時(shí)產(chǎn)生自檢信號(hào)，并響應(yīng)于所述自檢信號(hào)以及對(duì)應(yīng)于所述自檢信號(hào)的錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)的反饋以產(chǎn)生評(píng)估結(jié)果，并根據(jù)表明存在電路異常的評(píng)估結(jié)果提供至少一種故障信號(hào)；狀態(tài)顯示電路，耦合到所述自檢電路，配置為根據(jù)所述至少一種故障信號(hào)提供至少一種指示信號(hào)。該實(shí)施例中的電接線保護(hù)裝置具有狀態(tài)自檢功能，且自檢信號(hào)產(chǎn)生于交流信號(hào)過零點(diǎn)，不影響正常的接地故障檢測(cè)功能。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電接線保護(hù)裝置中的所述自檢電路包括零點(diǎn)取樣電路，耦合到所述相線通路和零線通路，用于在交流電過零點(diǎn)附近時(shí)產(chǎn)生電源零點(diǎn)信號(hào)；自檢信號(hào)處理系統(tǒng)，耦合到所述零點(diǎn)取樣電路、錯(cuò)誤檢測(cè)電路，用于響應(yīng)于所述電源零點(diǎn)信號(hào)、 根據(jù)預(yù)定周期的檢測(cè)方案產(chǎn)生自檢信號(hào)，并響應(yīng)于所述自檢信號(hào)以及對(duì)應(yīng)于所述自檢信號(hào)的錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)的反饋以產(chǎn)生評(píng)估結(jié)果，并根據(jù)表明存在電路異常的評(píng)估結(jié)果提供至少一種故障信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電接線保護(hù)裝置中的所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路包括可控硅器件，其控制極耦合到所述錯(cuò)誤檢測(cè)電路的，響應(yīng)于所述錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電接線保護(hù)裝置中的所述自檢電路還包括可控硅狀態(tài)取樣電路，耦合到所述可控硅器件、以及自檢信號(hào)處理系統(tǒng)，用于響應(yīng)于對(duì)應(yīng)于所述自檢信號(hào)的錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)而產(chǎn)生作用于所述自檢信號(hào)處理系統(tǒng)的反饋信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電接線保護(hù)裝置中的所述可控硅狀態(tài)取樣電路包括一個(gè)耦合器件，該耦合器件的初級(jí)耦合到所述可控硅器件，其次級(jí)耦合到所述錯(cuò)誤檢測(cè)電路以及自檢信號(hào)處理系統(tǒng)，該耦合器件用于響應(yīng)于對(duì)應(yīng)于所述自檢信號(hào)的錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)而產(chǎn)生作用于所述自檢信號(hào)處理系統(tǒng)的反饋信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電接線保護(hù)裝置中的所述耦合器件的初級(jí)經(jīng)過一條阻性支路分別連接到所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路的直流偏置端以及所述可控硅器件的陽極，該阻性支路配置為使得流過的電流小于所述可控硅器件的維持電流。當(dāng)自檢信號(hào)引起的可控硅器件控制極的觸發(fā)信號(hào)消失后，可控硅器件會(huì)因?yàn)榱鬟^的電流小于維持電流而斷開，從而不會(huì)造成電接線保護(hù)裝置的誤脫扣。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電接線保護(hù)裝置中的所述錯(cuò)誤檢測(cè)電路包括以所述相線通路和零線通路為第一初級(jí)繞組的電流互感器，配置為至少響應(yīng)于所述第一初級(jí)繞組的錯(cuò)誤而產(chǎn)生錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)；所述電流互感器還包括一個(gè)耦合到所述自檢信號(hào)處理系統(tǒng)的第二初級(jí)繞組，還響應(yīng)于所述自檢信號(hào)而產(chǎn)生錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)；所述自檢信號(hào)為高頻脈沖信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電接線保護(hù)裝置中電流互感器的所述第二初級(jí)繞組為多匝。這樣可以降低自檢信號(hào)所需要的強(qiáng)度，從而降低電接線保護(hù)裝置的功耗。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電接線保護(hù)裝置還包括一個(gè)全波整流橋，所述可控硅器件的陽極可連接到所述全波整流橋，由直流電提供偏置。這樣，可控硅器件在正弦交流電的正負(fù)半周均可導(dǎo)通；無論接地故障發(fā)生于交流電的正半周還是負(fù)半周，接線保護(hù)裝置均可即時(shí)反應(yīng)而脫扣，降低了平均脫扣反應(yīng)時(shí)間。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電接線保護(hù)裝置中的所述狀態(tài)顯示電路包括發(fā)光二極管或蜂鳴器。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以準(zhǔn)確地區(qū)分具有漏電保護(hù)功能的電接線保護(hù)裝置(接地故障斷路器)的保護(hù)功能是否正常，而不影響正常的接地故障電流檢測(cè)動(dòng)作功能。當(dāng)具有漏電保護(hù)功能的電接線保護(hù)裝置失去保護(hù)功能時(shí)，通過狀態(tài)顯示電路可以清楚地告訴使用者，提醒用戶及時(shí)更換，有效地保護(hù)人身安全和電器設(shè)備的安全。


通過閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加明顯圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電接線保護(hù)裝置的電路示意圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的電接線保護(hù)裝置的電路示意圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電源脈動(dòng)信號(hào)和自檢信號(hào)的示意圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的自檢脈沖信號(hào)的示意圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的可控硅控制極兩類觸發(fā)信號(hào)的示意圖；在圖中，貫穿不同的示圖，相同或類似的附圖標(biāo)記表示對(duì)應(yīng)的特征。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電接線保護(hù)裝置的電路示意圖。如圖所示，該實(shí)施例中的電接線保護(hù)裝置包括相線通路10、零線通路20、錯(cuò)誤檢測(cè)電路30、信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路40、脫扣組件50、自檢電路60、以及狀態(tài)顯示電路70。相線通路10包括輸入接線端11、輸出接線端12、連接輸入端輸出端的開關(guān)SW4。 零線通路20包括輸入接線端21、輸出接線端22、連接輸入端輸出端的開關(guān)SW6。開關(guān)SW3 用于連接相線輸出接線端12和輸出插座，開關(guān)SW5用于連接零線輸出接線端22和輸出插座。錯(cuò)誤檢測(cè)電路30耦合到相線通路10和零線通路20，配置為至少響應(yīng)于相線通路 10和零線通路20的錯(cuò)誤而產(chǎn)生錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)。具體地，錯(cuò)誤檢測(cè)電路30包括電流互感檢測(cè)環(huán)31和32、以及接地故障斷路器控制芯片U2。檢測(cè)環(huán)31和32用于檢測(cè)相線通路10和零線通路20上的電流不平衡，并經(jīng)過運(yùn)算放大等處理，在芯片U2的一個(gè)引腳產(chǎn)生錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)。信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路40耦合到錯(cuò)誤檢測(cè)電路30，配置為響應(yīng)于所述錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。具體地，信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路40包括全波整流橋Bi、可控硅元件SCR。所述可控硅器件的陰極接地，陽極可連接到所述全波整流橋Bi，由直流電提供偏置?？煽毓鑃CR的控制極連接到芯片U2輸出錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)的引腳。當(dāng)錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)觸發(fā)可控硅SCR導(dǎo)通，在可控硅 SCR及整流橋Bl均會(huì)流過大電流信號(hào)，亦即驅(qū)動(dòng)信號(hào)。脫扣組件50耦合到信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路40，配置為當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)超過預(yù)定值時(shí)斷開相線通路10、零線通路20的連接。具體地，脫扣組件50包括螺線圈SOL、開關(guān)SW3、Sff4, Sff5, SW6。電接線保護(hù)裝置可以處于脫扣狀態(tài)(或稱斷路狀態(tài))和復(fù)位狀態(tài)(或稱通路狀態(tài))。在脫扣狀態(tài)下，開關(guān)SWl至SW6均斷開。當(dāng)按下復(fù)位按鈕，通過與復(fù)位按鈕連接的復(fù)位銷等其他部件的傳動(dòng)，開關(guān)SW2被迫使閉合，可控硅SCR導(dǎo)通，螺線圈SOL流過大電流，其中的鐵芯產(chǎn)生動(dòng)作擊發(fā)一個(gè)鎖扣使得該鎖扣與復(fù)位銷嚙合。去掉對(duì)復(fù)位按鈕的壓迫，復(fù)位銷將帶動(dòng)鎖扣反向運(yùn)動(dòng)，從而使得開關(guān)SW1、Sff3, Sff4, Sff5, SW6閉合，開關(guān)SW2斷開，電接線保護(hù)裝置進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)(通路狀態(tài))。當(dāng)可控硅SCR受錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)觸發(fā)而導(dǎo)通，螺線管SOL中會(huì)流過大電流信號(hào)，亦即驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)超過預(yù)定值時(shí)，鐵芯產(chǎn)生動(dòng)作擊發(fā)鎖扣，復(fù)位銷與鎖扣脫開，開關(guān)SW1、SW3、SW4、SW5、SW6均斷開，電接線保護(hù)裝置恢復(fù)脫扣狀態(tài)。因?yàn)榭煽毓鑃CR由直流電提供偏置，在正弦交流電的正負(fù)半周均可導(dǎo)通。無論接地故障發(fā)生于交流電的正半周還是負(fù)半周，接線保護(hù)裝置均可即時(shí)反應(yīng)而脫扣，降低了平均脫扣反應(yīng)時(shí)間。自檢電路60耦合到錯(cuò)誤檢測(cè)電路30、信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路40，配置為根據(jù)預(yù)定周期在交流電過零時(shí)產(chǎn)生自檢信號(hào)，并響應(yīng)于所述自檢信號(hào)以及對(duì)應(yīng)于所述自檢信號(hào)的錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)的反饋以產(chǎn)生評(píng)估結(jié)果，并根據(jù)表明存在電路異常的評(píng)估結(jié)果提供至少一種故障信號(hào)。具體地，自檢電路60包括零點(diǎn)取樣電路61、自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62、可控硅狀態(tài)取樣電路63。零點(diǎn)取樣電路61包括電阻R15和R16。經(jīng)電阻分壓得到與電源同步的脈動(dòng)信號(hào)， 為自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62提供電源零點(diǎn)取樣。自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62包括微處理芯片U3和三極管Q1、等。芯片U3的直流電壓偏置由自檢電源模塊提供，自檢電源模塊包括電阻R8、穩(wěn)壓二極管Z1、穩(wěn)壓芯片U1、電容C8和 C10、等，電源通過電阻R8從可控硅SCR的陽極引入。芯片U3檢測(cè)到交流電源的過零點(diǎn)，并根據(jù)預(yù)定周期在過零點(diǎn)輸出自檢信號(hào)至三極管Ql的基極。圖3示出了該實(shí)施例中電源脈動(dòng)信號(hào)和自檢信號(hào)的示意圖。如圖所示，自檢信號(hào)的持續(xù)時(shí)間為D，重復(fù)周期為T。通常，市電頻率為50Hz或60Hz，周期約為20ms ；例如但不限于，自檢信號(hào)持續(xù)時(shí)間D可以設(shè)置為Ims ； 重復(fù)周期T通常設(shè)置為市電周期的整數(shù)倍，例如但不限于1分鐘。圖4示出了該實(shí)施例中的自檢脈沖信號(hào)的示意圖。如圖所示，自檢信號(hào)是一個(gè)高頻脈沖信號(hào)。檢測(cè)環(huán)31的一個(gè)第二初級(jí)繞組連接到三極管Ql的集電極。芯片U3輸出的高頻自檢脈沖信號(hào)經(jīng)三極管Ql放大后，在檢測(cè)環(huán)31中引起磁通變化，從而在錯(cuò)誤檢測(cè)電路30產(chǎn)生錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)。第二初級(jí)繞組可以是多匝，從而可以降低自檢信號(hào)所需要的強(qiáng)度，從而降低電接線保護(hù)裝置的功耗?？煽毓枞与娐?3耦合到可控硅器件SCR、以及自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62，用于響應(yīng)于對(duì)應(yīng)于所述自檢信號(hào)的錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)而產(chǎn)生作用于自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62的反饋信號(hào)。具體地，可控硅取樣電路63包括一個(gè)耦合器件U4,該耦合器件U4的初級(jí)耦合到可控硅器件SCR，其次級(jí)耦合到錯(cuò)誤檢測(cè)電路30以及自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62，該耦合器件U4用于響應(yīng)于對(duì)應(yīng)于所述自檢信號(hào)的錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)而產(chǎn)生作用于所述自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62的反饋信號(hào)。耦合器件U4通?？梢圆捎霉怦钇骷?。耦合器件U4的初級(jí)經(jīng)過一條阻性支路，該實(shí)施例中也就是電阻R6，分別連接到所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路40的直流偏置端以及所述可控硅器件SCR的陽極，該阻性支路配置為使得流過的電流小于所述可控硅器件SCR的維持電流。狀態(tài)顯示電路70耦合到所述自檢電路60，配置為根據(jù)所述至少一種故障信號(hào)提供至少一種指示信號(hào)。該實(shí)施例中，狀態(tài)顯示電路70包括發(fā)光二極管71。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解，狀態(tài)顯示電路70可以采用聲、光、電等各種指示方式，例如，還可以包括蜂鳴器、 液晶顯示電路等。電接線保護(hù)裝置正常工作時(shí)，電容Cl上提供直流電壓偏置，可控硅SCR的陽極通過開關(guān)SWl接入與交流電源同步的直流脈動(dòng)電壓。錯(cuò)誤檢測(cè)電路30會(huì)響應(yīng)于自檢信號(hào)產(chǎn)生錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)，以觸發(fā)可控硅SCR導(dǎo)通，這一錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)的持續(xù)時(shí)間與自檢信號(hào)的持續(xù)時(shí)間D基本相同，也處于交流信號(hào)的過零點(diǎn)。在交流信號(hào)過零點(diǎn)時(shí)，可控硅SCR陽極的直流脈動(dòng)信號(hào)電壓處于波谷，二極管D7的負(fù)極電壓低于正極電壓，從而使得電流可以從電容 Cl經(jīng)過電阻R6、耦合器件U4的初級(jí)、二極管D7而流過可控硅SCR。電阻R6的阻值設(shè)置為使得流過的電流小于可控硅器件SCR的維持電流。則自檢信號(hào)消失后，響應(yīng)于自檢信號(hào)的錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)也會(huì)消失，可控硅SCR因流過的電流小于維持電流電流而關(guān)斷，螺線圈SOL中流過的電流小于預(yù)定值而不足以使得鐵芯產(chǎn)生動(dòng)作。因此，自檢信號(hào)不會(huì)造成電接線保護(hù)裝置的誤脫扣。圖5示出了該實(shí)施例中可控硅控制極兩類觸發(fā)信號(hào)的示意圖。如圖所示， 第一類觸發(fā)信號(hào)即為自檢信號(hào)的反饋信號(hào)，其發(fā)生于交流信號(hào)的過零點(diǎn)，持續(xù)時(shí)間基本與自檢信號(hào)的持續(xù)時(shí)間D相同；第二類觸發(fā)信號(hào)即為接地故障的反饋信號(hào)，起始時(shí)間和持續(xù)時(shí)間均不確定。該實(shí)施例中的電接線保護(hù)裝置可能的電路狀態(tài)變化如下當(dāng)輸入接線端11、21接通電源，電接線保護(hù)裝置處于脫扣狀態(tài)，可控硅SCR陽極尚無直流偏置，芯片U3還沒有電源供應(yīng)，沒有自檢信號(hào)輸出、發(fā)光二極管71不亮。按下復(fù)位按鈕后，電接線保護(hù)裝置進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，芯片U3得到電源供應(yīng)，自檢電路60開始工作。正常狀態(tài)下，發(fā)光二極管71亮起。自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62檢測(cè)零點(diǎn)取樣電路61的信號(hào)。如果沒有正弦脈動(dòng)信號(hào)，則電路存在故障，自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62產(chǎn)生第一種故障信號(hào)，發(fā)光二極管71產(chǎn)生相應(yīng)的指示信號(hào)。產(chǎn)生該故障的原因包括螺線圈SOL開路，整流橋Bl開路，分壓電阻R15、R17存在故障。如果零點(diǎn)取樣電路61有正弦脈動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生，則自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62產(chǎn)生預(yù)定周期為T、脈寬為D的高頻自檢脈沖信號(hào)。自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62檢測(cè)連接到電阻R12的引腳有沒有高頻自檢脈沖信號(hào)產(chǎn)生，如果沒有高頻自檢脈沖信號(hào)產(chǎn)生，自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62產(chǎn)生第二種故障信號(hào)，發(fā)光二極管71產(chǎn)生相應(yīng)的指示信號(hào)。產(chǎn)生該故障的原因包括自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62內(nèi)部的故障。如果高頻自檢脈沖信號(hào)輸出正常，其反饋信號(hào)通過耦合器件U4的次級(jí)并從電阻 R5和R7的中點(diǎn)反饋到自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62。正常的反饋信號(hào)應(yīng)該是與自檢信號(hào)同頻同相的脈沖信號(hào)。如果在自檢信號(hào)的脈沖處于高電平期間檢測(cè)不到反饋信號(hào)，則自檢信號(hào)處理系統(tǒng) 62產(chǎn)生第三種故障信號(hào)，發(fā)光二極管71產(chǎn)生相應(yīng)的指示信號(hào)。產(chǎn)生該故障的原因包括錯(cuò)誤檢測(cè)電路30的故障。如果在自檢信號(hào)的脈沖處于低電平期間檢測(cè)到反饋信號(hào)，表明自檢信號(hào)期間有接地故障發(fā)生，自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62停止輸出自檢脈沖并等待一段時(shí)間，例如5秒鐘。然后， 如果自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62仍能檢測(cè)到來自零點(diǎn)取樣電路61的正弦脈動(dòng)信號(hào)，則自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62產(chǎn)生第四種故障信號(hào)，發(fā)光二極管71產(chǎn)生相應(yīng)的指示信號(hào)。產(chǎn)生該故障的原因包括脫扣組件50的故障，導(dǎo)致電接線保護(hù)裝置無法從復(fù)位狀態(tài)恢復(fù)到脫扣狀態(tài)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解，上述四種故障信號(hào)和相應(yīng)的指示信號(hào)可以相同，也可以不同。例如，四種故障信號(hào)均為停止向狀態(tài)顯示線路70供電，相應(yīng)的指示信號(hào)為發(fā)光二極管71不亮。又例如，四種故障信號(hào)分別為不同頻率的故障信號(hào)，相應(yīng)的指示信號(hào)為不同頻率的閃爍。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電接線保護(hù)裝置的電路示意圖。如圖所示，該實(shí)施例中的電接線保護(hù)裝置包括相線通路10、零線通路20、錯(cuò)誤檢測(cè)電路30、信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路40、脫扣組件50、自檢電路60、以及狀態(tài)顯示電路70。該實(shí)施例中的電接線保護(hù)裝置與圖1所示實(shí)施例的主要區(qū)別在于自檢電路60。在該實(shí)施例中，自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62 (包括芯片U3)的直流電壓偏置由自檢電源模塊提供，自檢電源模塊包括二極管D8、電阻R8、穩(wěn)壓二極管Z1、穩(wěn)壓芯片U1、電容C8和 C10、等，電源通過二極管D8和限流電阻R8從相線引入。另外，自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62還通過三極管Q2經(jīng)電阻R18從錯(cuò)誤檢測(cè)電路30中的芯片U2引入一個(gè)觸發(fā)信號(hào)。該實(shí)施例中的電接線保護(hù)裝置可能的電路狀態(tài)變化如下當(dāng)輸入接線端11、21接通電源，電接線保護(hù)裝置處于脫扣狀態(tài)，自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62獲得電源供應(yīng)，而錯(cuò)誤檢測(cè)電路30尚未開始工作，三極管Q2不產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62還未開啟自檢功能，沒有自檢信號(hào)輸出。正常狀態(tài)下，發(fā)光二極管71亮起。按下復(fù)位按鈕后，電接線保護(hù)裝置進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，錯(cuò)誤檢測(cè)電路30開始工作，可控硅SCR陽極獲得直流電壓偏置。自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62檢測(cè)零點(diǎn)取樣電路61的信號(hào)。如果沒有正弦脈動(dòng)信號(hào)，則電路存在故障，自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62產(chǎn)生第一種故障信號(hào)，發(fā)光二極管71產(chǎn)生相應(yīng)的指示信號(hào)。產(chǎn)生該故障的原因包括螺線圈SOL開路，整流橋Bl開路，分壓電阻R15、R17存在故障。如果零點(diǎn)取樣電路61有正弦脈動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生，因?yàn)殄e(cuò)誤檢測(cè)電路30開始工作，三極管Q2將產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62開啟自檢功能，開始輸出預(yù)定周期為T、脈寬為 D的高頻自檢脈沖信號(hào)。自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62檢測(cè)連接到電阻R12的引腳有沒有高頻自檢脈沖信號(hào)產(chǎn)生，如果沒有高頻自檢脈沖信號(hào)產(chǎn)生，自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62產(chǎn)生第二種故障信號(hào)，發(fā)光二極管71產(chǎn)生相應(yīng)的指示信號(hào)。產(chǎn)生該故障的原因包括自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62內(nèi)部的故障。如果高頻自檢脈沖信號(hào)輸出正常，其反饋信號(hào)通過耦合器件U4的次級(jí)并從電阻 R5和R7的中點(diǎn)反饋到自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62。正常的反饋信號(hào)應(yīng)該是與自檢信號(hào)同頻同相的脈沖信號(hào)。如果在自檢信號(hào)的脈沖處于高電平期間檢測(cè)不到反饋信號(hào)，則自檢信號(hào)處理系統(tǒng) 62產(chǎn)生第三種故障信號(hào)，發(fā)光二極管71產(chǎn)生相應(yīng)的指示信號(hào)。產(chǎn)生該故障的原因包括錯(cuò)誤檢測(cè)電路30的故障。如果在自檢信號(hào)的脈沖處于低電平期間檢測(cè)到反饋信號(hào)，說明自檢信號(hào)期間有接地故障發(fā)生，自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62停止輸出自檢脈沖并等待一段時(shí)間，例如5秒鐘。然后， 如果自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62仍能檢測(cè)到來自零點(diǎn)取樣電路61的正弦脈動(dòng)信號(hào)，則自檢信號(hào)處理系統(tǒng)62產(chǎn)生第四種故障信號(hào)，發(fā)光二極管71產(chǎn)生相應(yīng)的指示信號(hào)。產(chǎn)生該故障的原因包括脫扣組件50的故障，導(dǎo)致電接線保護(hù)裝置無法從復(fù)位狀態(tài)恢復(fù)到脫扣狀態(tài)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解，上述四種故障信號(hào)和相應(yīng)的指示信號(hào)可以相同，也可以不同。例如，四種故障信號(hào)均為停止向狀態(tài)顯示線路70供電，相應(yīng)的指示信號(hào)為發(fā)光二極管71不亮。又例如，四種故障信號(hào)分別為不同頻率的故障信號(hào)，相應(yīng)的指示信號(hào)為不同頻率的閃爍。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解，上述實(shí)施例均是示例性而非限制性的。在不同實(shí)施例中出現(xiàn)的不同技術(shù)特征可以進(jìn)行組合，以取得有益效果。本領(lǐng)域技術(shù)人員在研究附圖、說明書及權(quán)利要求書的基礎(chǔ)上，應(yīng)能理解并實(shí)現(xiàn)所揭示的實(shí)施例的其他變化的實(shí)施例。在權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”并不排除其他裝置或步驟；不定冠詞“一個(gè)”不排除多個(gè)；術(shù)語“第一”、“第二”用于標(biāo)示名稱而非用于表示任何特定的順序。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記均不應(yīng)被理解為對(duì)保護(hù)范圍的限制。權(quán)利要求中出現(xiàn)的多個(gè)部分的功能可以由一個(gè)單獨(dú)的硬件或軟件模塊來實(shí)現(xiàn)。某些技術(shù)特征出現(xiàn)在不同的從屬權(quán)利要求中并不意味著不能將這些技術(shù)特征進(jìn)行組合以取得有益效果。
權(quán)利要求
1.一種電接線保護(hù)裝置，包括 相線通路(10)、零線通路(20)；錯(cuò)誤檢測(cè)電路(30)，耦合到所述相線通路和零線通路，配置為至少響應(yīng)于所述相線通路和零線通路的錯(cuò)誤而產(chǎn)生錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)；信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路(40)，耦合到所述錯(cuò)誤檢測(cè)電路，配置為響應(yīng)于所述錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)；脫扣組件(50)，耦合到所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路，配置為當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)超過預(yù)定值時(shí)斷開所述相線通路、零線通路的連接；自檢電路(60)，耦合到所述錯(cuò)誤檢測(cè)電路、信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路，配置為根據(jù)預(yù)定周期在交流電過零時(shí)產(chǎn)生自檢信號(hào)，并響應(yīng)于所述自檢信號(hào)以及對(duì)應(yīng)于所述自檢信號(hào)的錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)的反饋以產(chǎn)生評(píng)估結(jié)果，并根據(jù)表明存在電路異常的評(píng)估結(jié)果提供至少一種故障信號(hào)；狀態(tài)顯示電路(70)，耦合到所述自檢電路，配置為根據(jù)所述至少一種故障信號(hào)提供至少一種指示信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電接線保護(hù)裝置，其特征在于，所述自檢電路包括 零點(diǎn)取樣電路(61)，耦合到所述相線通路和零線通路，用于在交流電過零點(diǎn)附近時(shí)產(chǎn)生電源零點(diǎn)信號(hào)；自檢信號(hào)處理系統(tǒng)(62)，耦合到所述零點(diǎn)取樣電路、錯(cuò)誤檢測(cè)電路，用于響應(yīng)于所述電源零點(diǎn)信號(hào)、根據(jù)預(yù)定周期的檢測(cè)方案產(chǎn)生自檢信號(hào)，并響應(yīng)于所述自檢信號(hào)以及對(duì)應(yīng)于所述自檢信號(hào)的錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)的反饋以產(chǎn)生評(píng)估結(jié)果，并根據(jù)表明存在電路異常的評(píng)估結(jié)果提供至少一種故障信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電接線保護(hù)裝置，其特征在于，所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路包括可控硅器件，其控制極耦合到所述錯(cuò)誤檢測(cè)電路的，響應(yīng)于所述錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電接線保護(hù)裝置，其特征在于，所述自檢電路還包括可控硅狀態(tài)取樣電路(63)，耦合到所述可控硅器件、以及自檢信號(hào)處理系統(tǒng)，用于響應(yīng)于對(duì)應(yīng)于所述自檢信號(hào)的錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)而產(chǎn)生作用于所述自檢信號(hào)處理系統(tǒng)的反饋信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電接線保護(hù)裝置，其特征在于，所述可控硅狀態(tài)取樣電路包括一個(gè)耦合器件，該耦合器件的初級(jí)耦合到所述可控硅器件，其次級(jí)耦合到所述錯(cuò)誤檢測(cè)電路以及自檢信號(hào)處理系統(tǒng)，該耦合器件用于響應(yīng)于對(duì)應(yīng)于所述自檢信號(hào)的錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)而產(chǎn)生作用于所述自檢信號(hào)處理系統(tǒng)的反饋信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電接線保護(hù)裝置，其特征在于，所述耦合器件的初級(jí)經(jīng)過一條阻性支路分別連接到所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路的直流偏置端以及所述可控硅器件的陽極，該阻性支路配置為使得流過的電流小于所述可控硅器件的維持電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的電接線保護(hù)裝置，其特征在于，所述錯(cuò)誤檢測(cè)電路包括以所述相線通路和零線通路為第一初級(jí)繞組的電流互感器， 配置為至少響應(yīng)于所述第一初級(jí)繞組的錯(cuò)誤而產(chǎn)生錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)；所述電流互感器還包括一個(gè)耦合到所述自檢信號(hào)處理系統(tǒng)的第二初級(jí)繞組，還響應(yīng)于所述自檢信號(hào)而產(chǎn)生錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)； 所述自檢信號(hào)為高頻脈沖信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電接線保護(hù)裝置，其特征在于，所述第二初級(jí)繞組為多匝。
9.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的電接線保護(hù)裝置，其特征在于，還包括一個(gè)全波整流橋，所述可控硅器件的陽極可連接到所述全波整流橋，由直流電提供偏置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電接線保護(hù)裝置，其特征在于，所述狀態(tài)顯示電路包括發(fā)光二極管或蜂鳴器。
全文摘要
本發(fā)明提供具有狀態(tài)自檢功能的電接線保護(hù)裝置。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電接線保護(hù)裝置包括相線通路(10)、零線通路(20)；錯(cuò)誤檢測(cè)電路(30)，配置為至少響應(yīng)于相線通路和零線通路的錯(cuò)誤而產(chǎn)生錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)；信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路(40)，配置為響應(yīng)于錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)；脫扣組件(50)，配置為當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)超過預(yù)定值時(shí)斷開相線通路、零線通路的連接；自檢電路(60)，配置為根據(jù)預(yù)定周期在交流電過零時(shí)產(chǎn)生自檢信號(hào)，并響應(yīng)于自檢信號(hào)以及對(duì)應(yīng)于所述自檢信號(hào)的錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)的反饋以產(chǎn)生評(píng)估結(jié)果，并根據(jù)表明存在電路異常的評(píng)估結(jié)果提供至少一種故障信號(hào)；狀態(tài)顯示電路(70)，配置為根據(jù)所述至少一種故障信號(hào)提供至少一種指示信號(hào)。
文檔編號(hào)H02H3/32GK102315621SQ201010220820
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者岳國蘭, 李成力 申請(qǐng)人:益而益(集團(tuán))有限公司