漏電保護(hù)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種漏電保護(hù)器，包括：脫扣裝置；開關(guān)電路，與所述脫扣裝置串聯(lián)連接；電流檢測電路，被配置用于采集流經(jīng)所述脫扣裝置的電流，并將采集到的所述電流與預(yù)定閾值進(jìn)行比較；驅(qū)動(dòng)器電路，被配置用于響應(yīng)于采集到的所述電流超過所述預(yù)定閾值而關(guān)斷所述開關(guān)電路。
【專利說明】漏電保護(hù)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開的各實(shí)施方式涉及漏電保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，并且更具體地涉及一種漏電保護(hù)器。

【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)的漏電保護(hù)器通常采用晶閘管作為開關(guān)元件，其設(shè)置在脫扣回路(即脫扣裝置所在的回路)中。當(dāng)發(fā)生漏電故障時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路需要產(chǎn)生一個(gè)反向的電壓去關(guān)斷晶閘管，從而斷開脫扣回路。采用晶閘管的常規(guī)漏電保護(hù)器的電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且晶閘管的關(guān)斷受晶閘管回路的電壓控制，所以可能出現(xiàn)難以實(shí)時(shí)關(guān)斷脫扣回路的問題。
[0003]此外，新的四相供電標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定任意兩相存在的情況下，必須保證漏電保護(hù)器能夠正常工作，而常規(guī)的采用晶閘管作為開關(guān)元件的方案基本上都是用在兩相的情況，用在四相下就會(huì)變得相當(dāng)復(fù)雜。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本公開的實(shí)施例旨在解決常規(guī)的漏電保護(hù)器在漏電故障發(fā)生時(shí)可能出現(xiàn)難以實(shí)時(shí)關(guān)斷脫扣回路的問題。
[0005]為了解決上述問題，本公開的實(shí)施方式的目的之一在于提供一種漏電保護(hù)器，以至少部分解決上述問題。
[0006]根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種漏電保護(hù)器，包括:
[0007]脫扣裝置；
[0008]開關(guān)電路，與所述脫扣裝置串聯(lián)連接；
[0009]電流檢測電路，被配置用于采集流經(jīng)所述脫扣裝置的電流，并將采集到的所述電流與預(yù)定閾值進(jìn)行比較；
[0010]驅(qū)動(dòng)器電路，被配置用于響應(yīng)于采集到的所述電流超過所述預(yù)定閾值而關(guān)斷所述開關(guān)電路。
[0011]優(yōu)選地，所開關(guān)電路包括IGBT或M0SFET。
[0012]優(yōu)選地，所述電流檢測電路包括用于采集流經(jīng)所述脫扣裝置的電流的采樣電阻。
[0013]優(yōu)選地，所述電流檢測電路包括比較器，所述比較器被配置用于將采集到的所述電流與所述預(yù)定閾值進(jìn)行比較。
[0014]優(yōu)選地，所述比較器是電壓比較器，所述電壓比較器被配置用于將采集到的所述電流轉(zhuǎn)換成電壓后與閾值電壓進(jìn)行比較。
[0015]優(yōu)選地，所述漏電保護(hù)器還包括用于連接四相交流電源的全橋整流電路。
[0016]優(yōu)選地，所述漏電保護(hù)器還包括第一級降壓電路和第二級降壓電路。
[0017]優(yōu)選地，所述第一級降壓電路為所述驅(qū)動(dòng)器電路提供電源，所述第二級降壓電路為漏電保護(hù)開關(guān)芯片提供電源。
[0018]優(yōu)選地，所述第一級降壓電路輸出15V電壓，所述第二級降壓電路輸出5V電壓。
[0019]優(yōu)選地，所述漏電保護(hù)器還包括雷擊保護(hù)電路。
[0020]在本公開的各個(gè)實(shí)施方式的技術(shù)方案中，由于設(shè)置了電流檢測電路，在由電流檢測電路采集到的電流超過預(yù)定閾值時(shí)驅(qū)動(dòng)器電路控制關(guān)斷開關(guān)電路，從而能夠在發(fā)生漏電故障時(shí)實(shí)時(shí)地?cái)嚅_脫扣回路，提高了安全性。此外，根據(jù)本公開的各個(gè)實(shí)施方式的漏電保護(hù)器采用IGBT或MOSFET作為開關(guān)元件，可以用于四相供電電路，同時(shí)也可以用于兩相供電電路。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]當(dāng)結(jié)合附圖閱讀下文對示范性實(shí)施方式的詳細(xì)描述時(shí)，這些以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，在附圖中:
[0022]圖1是根據(jù)本公開的一個(gè)示例性實(shí)施方式的漏電保護(hù)器的結(jié)構(gòu)框圖；以及
[0023]圖2a和圖2b是根據(jù)本公開的一個(gè)示例性實(shí)施方式的漏電保護(hù)器的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將參考附圖中示出的若干示例性實(shí)施方式來描述本公開的原理和精神。應(yīng)當(dāng)理解，描述這些實(shí)施方式僅僅是為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更好地理解進(jìn)而實(shí)現(xiàn)本公開，而并非以任何方式限制本公開的范圍。
[0025]圖1是根據(jù)本公開的一個(gè)示例性實(shí)施方式的漏電保護(hù)器的結(jié)構(gòu)框圖。圖2a和圖2b是根據(jù)本公開的一個(gè)示例性實(shí)施方式的漏電保護(hù)器的電路圖。
[0026]如圖1所示，作為一個(gè)示例性實(shí)施方式，漏電保護(hù)器可以包括:脫扣裝置1、開關(guān)電路2、電流檢測電路3以及驅(qū)動(dòng)器電路4。脫扣裝置I是常規(guī)漏電保護(hù)器中的通用部件，其工作原理為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，因此在本文中對其不再詳述。開關(guān)電路2與脫扣裝置I串聯(lián)連接，以用于在發(fā)生漏電故障時(shí)能夠關(guān)斷，從而斷開脫扣裝置I所在的回路。電流檢測電路3被配置用于采集流經(jīng)脫扣裝置I的電流，并將采集到的電流與預(yù)定閾值(即某一電流水平)進(jìn)行比較，該預(yù)定閾值指示是否發(fā)生漏電故障，例如當(dāng)采集到的電流(即脫扣回路的電流)大于預(yù)定閾值時(shí)，則可以認(rèn)為發(fā)生了漏電故障，而當(dāng)采集到的電流小于預(yù)定閾值時(shí)，則可以認(rèn)為并未發(fā)生漏電故障，該預(yù)定閾值的大小可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定。驅(qū)動(dòng)器電路4被配置用于在由電流檢測電路3采集到的電流超過預(yù)定閾值時(shí)，關(guān)閉由其輸出的控制信號以關(guān)斷開關(guān)電路2，從而斷開脫扣回路，以免電路遭到破壞。
[0027]在各個(gè)實(shí)施方式中，開關(guān)電路2可以包括IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)或MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)。在圖1中示出的開關(guān)電路2包括IGBT，該IGBT與脫扣裝置I串聯(lián)連接，并且其柵極由驅(qū)動(dòng)器電路4輸出的控制信號進(jìn)行控制，當(dāng)由電流檢測電路3采集到的電流超過上述預(yù)定閾值時(shí)，關(guān)閉由驅(qū)動(dòng)器電路4輸出的控制信號以關(guān)斷作為開關(guān)元件的IGBT，從而斷開脫扣回路，以免電路遭到破壞。
[0028]在各個(gè)實(shí)施方式中，電流檢測電路3包括用于采集流經(jīng)脫扣裝置I的電流的采樣電阻31、以及用于將采集到的電流與預(yù)定閾值進(jìn)行比較的比較器32。采樣電阻31與脫扣裝置I以及開關(guān)電路2 (如圖1中所示的IGBT)串聯(lián)連接。由采樣電阻31所采集到的電流被輸送至比較器32，并且比較器32可以將該電流與預(yù)定閾值進(jìn)行比較。當(dāng)所采集到的電流超過預(yù)定閾值時(shí)，驅(qū)動(dòng)器電路4將關(guān)閉去往開關(guān)電路2的控制/[目號，以關(guān)斷開關(guān)電路2 (例如IGBT)，從而斷開脫扣裝置I所在的回路。
[0029]在一個(gè)實(shí)施方式中，比較器32可以是電壓比較器，該電壓比較器將比較電壓信號，而非直接對電流信號進(jìn)行比較。例如，電流檢測電路3可以首先例如通過電阻將采集到的電流轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電壓，并且然后將生成的電壓與閾值電壓進(jìn)行比較，以確定生成的電壓是否超過預(yù)定的閾值電壓。該閾值電壓對應(yīng)于在上文中所描述的預(yù)定閾值(即某一電流水平)。該閾值電壓同樣指示是否發(fā)生漏電故障，例如當(dāng)經(jīng)轉(zhuǎn)換生成的電壓大于閾值電壓時(shí)，則可以認(rèn)為發(fā)生了漏電故障，而經(jīng)轉(zhuǎn)換生成的電壓小于閾值電壓時(shí)，則可以認(rèn)為并未發(fā)生漏電故障，該閾值電壓的大小可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定。驅(qū)動(dòng)器電路4被配置用于在經(jīng)轉(zhuǎn)換生成的電壓大于閾值電壓時(shí)，關(guān)閉由其輸出的控制信號以關(guān)斷開關(guān)電路2，從而斷開脫扣回路，以免電路遭到破壞。在圖2b中具體示出了具有電壓比較器的電流檢測電路的一個(gè)【具體實(shí)施方式】。
[0030]在各個(gè)實(shí)施方式中，漏電保護(hù)器還包括用于連接四相交流電源8的全橋整流電路
6。全橋整流電路6可以對四相交流電源8進(jìn)行整流，以輸出直流電壓。在各個(gè)實(shí)施方式中，可以對由全橋整流電路6輸出的直流電壓進(jìn)行降壓處理，以向漏電保護(hù)器中的相應(yīng)部分提供電源。例如，如圖1所示，在一個(gè)實(shí)施方式中，漏電保護(hù)器可以包括第一級降壓電路51和第二級降壓電路52。第一級降壓電路51可以對由全橋整流電路6輸出的電壓進(jìn)行降壓(例如降至15V)，以用于向驅(qū)動(dòng)器電路4提供電源。第二級降壓電路52可以對由第一級降壓電路51輸出的電壓進(jìn)行二次降壓(例如進(jìn)一步降至5V)，以用于向漏電保護(hù)開關(guān)芯片7提供電源，漏電保護(hù)開關(guān)芯片7例如可以是施耐德電氣有限公司的ASIC DDRB, M54123L、CS54123 和 XX54123 等產(chǎn)品。
[0031]在各個(gè)實(shí)施方式中，還包括如圖2a中示出的雷擊保護(hù)電路9，其用于使電路免遭雷擊的損害。
[0032]下面將結(jié)合圖2a和圖2b來描述根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式的漏電保護(hù)器的具體電路。應(yīng)當(dāng)理解，為了示出清楚，在圖2a和圖2b這兩幅圖中示出了漏電保護(hù)器，但是不能將這兩幅圖理解為單獨(dú)的圖，而是兩幅圖中的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)是連接在一起的。
[0033]如圖2a和圖2b所示，根據(jù)本實(shí)施方式的漏電保護(hù)器可以包括全橋整流電路6、防雷擊電路9、第一級降壓電路51、第二級降壓電路52、漏電保護(hù)開關(guān)芯片7、脫扣裝置1、開關(guān)電路2、電流檢測電路3以及驅(qū)動(dòng)器電路4。
[0034]全橋整流電路6可以對四相交流電源8進(jìn)行整流，以輸出直流電壓。在圖2a中，全橋整流電路由四對二極管組成，其中每一對中的兩個(gè)二極管串聯(lián)連接，并且兩個(gè)二極管之間的節(jié)點(diǎn)連接四相交流電源8中對應(yīng)的一個(gè)相。
[0035]可以對由全橋整流電路6輸出的直流電壓進(jìn)行降壓處理，以向漏電保護(hù)器中的相應(yīng)部分提供電源。例如，如圖2a所示，漏電保護(hù)器可以包括連接在全橋整流電路6之后的第一級降壓電路51和第二級降壓電路52，第一級降壓電路51和第二級降壓電路52用于進(jìn)行DC-DC電壓變換。第一級降壓電路51可以對由全橋整流電路6輸出的電壓進(jìn)行降壓(例如降至15V)，以用于向驅(qū)動(dòng)器電路4提供電源。第二級降壓電路52可以對由第一級降壓電路51輸出的電壓進(jìn)行二次降壓(例如進(jìn)一步降至5V)，以用于向漏電保護(hù)開關(guān)芯片7提供電源。第一級降壓電路51和第二級降壓電路52可以以多種方式由各種電子元器件組成，例如電阻、電容、M0SFET、穩(wěn)壓二極管等。在本文中對兩級降壓電路的【具體實(shí)施方式】并不進(jìn)行限定，而是可以采用各種常規(guī)的DC-DC電壓變換器配置。
[0036]如圖2b所示，開關(guān)電路2與脫扣裝置I串聯(lián)連接，以用于在發(fā)生漏電故障時(shí)能夠關(guān)斷，從而斷開脫扣裝置I所在的回路。電流檢測電路3被配置用于采集流經(jīng)脫扣裝置I的電流，并將采集到的電流與預(yù)定閾值(即某一電流水平)進(jìn)行比較，該預(yù)定閾值指示是否發(fā)生漏電故障，例如當(dāng)采集到的電流(即脫扣回路的電流)大于預(yù)定閾值時(shí)，則可以認(rèn)為發(fā)生了漏電故障，而當(dāng)采集到的電流小于預(yù)定閾值時(shí)，則可以認(rèn)為并未發(fā)生漏電故障，該預(yù)定閾值的大小可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定。驅(qū)動(dòng)器電路4被配置用于在由電流檢測電路3采集到的電流超過預(yù)定閾值時(shí)，關(guān)閉由其輸出的控制信號以關(guān)斷開關(guān)電路2，從而斷開脫扣回路，以免電路遭到破壞。
[0037]如圖2b所示，開關(guān)電路2可以包括IGBT)或M0SFET。在圖2b中示出的開關(guān)電路2包括IGBT，該IGBT與脫扣裝置I串聯(lián)連接，并且其柵極由驅(qū)動(dòng)器電路4輸出的控制信號進(jìn)行控制，當(dāng)由電流檢測電路3采集到的電流超過上述預(yù)定閾值時(shí)，關(guān)閉由驅(qū)動(dòng)器電路4輸出的控制信號以關(guān)斷作為開關(guān)元件的IGBT，從而斷開脫扣回路，以免電路遭到破壞。
[0038]如圖2b所示，電流檢測電路3包括用于采集流經(jīng)脫扣裝置I的電流的采樣電阻31、以及用于將采集到的電流轉(zhuǎn)換成電壓后與閾值電壓進(jìn)行比較的電壓比較器32。采樣電阻31與脫扣裝置I以及開關(guān)電路2 (如圖1中所示的IGBT)串聯(lián)連接。流檢測電路3可以首先例如通過電阻將采集到的電流轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電壓，并且然后將生成的電壓與閾值電壓進(jìn)行比較，以確定生成的電壓是否超過預(yù)定的閾值電壓。
[0039]如圖2b所示，驅(qū)動(dòng)器電路4被配置用于在經(jīng)轉(zhuǎn)換生成的電壓大于閾值電壓時(shí)，關(guān)閉由其輸出的控制信號以關(guān)斷開關(guān)電路2，從而斷開脫扣回路，以免電路遭到破壞。
[0040]在本公開的各個(gè)實(shí)施方式的技術(shù)方案中，由于設(shè)置了電流檢測電路3，在由電流檢測電路3采集到的電流超過預(yù)定閾值時(shí)驅(qū)動(dòng)器電路3控制關(guān)斷開關(guān)電路2，從而能夠在發(fā)生漏電故障時(shí)實(shí)時(shí)地?cái)嚅_脫扣回路，提高了安全性。此外，根據(jù)本公開的各個(gè)實(shí)施方式的漏電保護(hù)器采用IGBT或MOSFET作為開關(guān)元件，可以用于四相供電電路，同時(shí)也可以用于兩相供電電路。
[0041]已經(jīng)出于示出和描述的目的給出了本公開的說明書，但是其并不意在是窮舉的或者限制于所公開形式的實(shí)用新型。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到很多修改和變體。因此，實(shí)施方式是為了更好地說明本公開的原理、實(shí)際應(yīng)用以及使本領(lǐng)域技術(shù)人員中的其他人員能夠理解以下內(nèi)容而選擇和描述的，即，在不脫離本公開精神的前提下，做出的所有修改和替換都將落入所附權(quán)利要求定義的本公開保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種漏電保護(hù)器，其特征在于，包括: 脫扣裝置⑴； 開關(guān)電路(2)，與所述脫扣裝置⑴串聯(lián)連接； 電流檢測電路(3)，被配置用于采集流經(jīng)所述脫扣裝置(I)的電流，并將采集到的所述電流與預(yù)定閾值進(jìn)行比較； 驅(qū)動(dòng)器電路(4)，被配置用于響應(yīng)于采集到的所述電流超過所述預(yù)定閾值而關(guān)斷所述開關(guān)電路(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電保護(hù)器，其特征在于，所開關(guān)電路(2)包括IGBT或MOSFET。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電保護(hù)器，其特征在于，所述電流檢測電路(3)包括用于采集流經(jīng)所述脫扣裝置(I)的電流的采樣電阻(31)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電保護(hù)器，其特征在于，所述電流檢測電路(3)包括比較器(32)，所述比較器(32)被配置用于將采集到的所述電流與所述預(yù)定閾值進(jìn)行比較。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的漏電保護(hù)器，其特征在于，所述比較器(32)是電壓比較器，所述電壓比較器被配置用于將采集到的所述電流轉(zhuǎn)換成電壓后與閾值電壓進(jìn)行比較。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電保護(hù)器，其特征在于，還包括用于連接四相交流電源(8)的全橋整流電路(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電保護(hù)器，其特征在于，還包括第一級降壓電路(51)和第二級降壓電路(52)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的漏電保護(hù)器，其特征在于，所述第一級降壓電路(51)為所述驅(qū)動(dòng)器電路⑷提供電源，所述第二級降壓電路(52)為漏電保護(hù)開關(guān)芯片(7)提供電源。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的漏電保護(hù)器，其特征在于，所述第一級降壓電路(51)輸出15V電壓，所述第二級降壓電路(52)輸出5V電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電保護(hù)器，其特征在于，還包括雷擊保護(hù)電路(9)。
【文檔編號】H02H3/08GK203967721SQ201420373165
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月7日
【發(fā)明者】孫偉, S·田, V·柏羅奎, 謝娟, 周磊, 馬峰, 杜振明, 劉向東 申請人:施耐德電氣工業(yè)公司