一种交流接地检测及零火线反接检测电路的制作方法

专利2026-02-03  5


本技术涉及检测电路,更具体地说,涉及一种交流电接地检测及零火线反接检测电路。


背景技术:

1、在民用电器领域中,随着用电环境日渐复杂,接地异常、零火线反接等情况经常出现,这种情况下一旦发生漏电现象就可能导致机壳带电,最终可能会造成安全事故;目前通常采用相互独立的接地异常检测电路与零火线反接检测电路来分别检测接地异常和零火线反接,但是两种检测电路仅能单独判断接地异常或零火线反接,从而使得检测电路结构复杂且占用微控制单元引脚资源。

2、因此,如何利用较少的微控制单元引脚资源实现接地异常检测和零火线反接检测是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、有鉴于此,为解决上述问题,本实用新型提供一种交流接地检测及零火线反接检测电路,能够利用较少的微控制单元引脚资源实现接地异常检测和零火线反接检测,其技术方案如下:

2、本技术提供一种交流接地检测及零火线反接检测电路,所述交流接地检测及零火线反接检测电路包括:火线连接端、零线连接端、地线连接端、光电耦合器、开关模块及微控制单元;

3、所述火线连接端依次通过第一电子元件和第二电子元件与所述光电耦合器的初级侧的第一端连接,所述火线连接端还依次通过第三电子元件和第四电子元件与所述开关模块的控制端连接;

4、所述零线连接端通过第五电子元件与第一连接节点连接,所述第一连接节点为所述第一电子元件和所述第二电子元件的连接节点,所述零线连接端还与所述开关模块的第一端连接;

5、所述地线连接端通过第六电子元件与所述光电耦合器的初级侧的第二端连接,所述地线连接端还通过第七电子元件与第二连接节点连接,所述第二连接节点为所述第三电子元件与所述第四电子元件的连接节点;

6、所述开关模块的第二端通过第八电子元件与所述光电耦合器的初级侧的第二端连接;

7、所述光电耦合器的次级侧的第一端与电压端连接,所述光电耦合器的次级侧的第二端通过第九电子元件接地,且所述光电耦合器的次级侧的第二端还与所述微控制单元连接;

8、其中,所述开关模块的控制端接收的第一电压信号大于所述开关模块的第一端接收的第二电压信号时,处于导通状态;基于所述微控制单元接收到的信号在一个工频交流电周期的上升沿脉冲的个数或下降沿脉冲的个数,对待检测电路的连接状态进行判断。

9、优选的,在上述交流接地检测及零火线反接检测电路中,所述交流接地检测及零火线反接检测电路还包括:第一二极管;

10、所述第一二极管的阳极与第三连接节点连接,所述第三连接节点为所述第六电子元件与所述光电耦合器的初级侧的第二端的连接节点;

11、所述第一二极管的阴极与所述第一连接节点连接。

12、优选的,在上述交流接地检测及零火线反接检测电路中,所述交流接地检测及零火线反接检测电路还包括:第二二极管和第一电阻;

13、所述第二二极管的阳极与所述开关模块的第一端连接,所述第二二极管的阴极与所述开关模块的控制端连接;

14、所述第一电阻与所述第二二极管并联连接。

15、优选的,在上述交流接地检测及零火线反接检测电路中,所述交流接地检测及零火线反接检测电路还包括:滤波模块;

16、所述光电耦合器的次级侧的第二端通过所述滤波模块与所述微控制单元连接,且所述滤波模块接地。

17、优选的,在上述交流接地检测及零火线反接检测电路中,所述滤波模块包括:第二电阻和第一电容,所述第九电子元件包括第三电阻;

18、所述第二电阻的第一端与所述光电耦合器的次级侧的第二端连接,所述第二电阻的第二端与所述微控制单元连接;

19、所述第三电阻的第一端与所述第二电阻的第一端连接,所述第一电容的第一端与所述第二电阻的第二端连接;

20、所述第三电阻的第二端与所述第一电容的第二端连接,且所述第三电阻和所述第一电容的连接节点接地。

21、优选的,在上述交流接地检测及零火线反接检测电路中,所述第一电子元件包括第三二极管和第四电阻,所述第二电子元件包括第五电阻;

22、所述第三二极管的阳极与所述火线连接端连接,所述第三二极管的阴极与所述第四电阻的第一端连接,所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端连接,所述第五电阻的第二端与所述光电耦合器的初级侧的第一端连接;

23、其中,所述第四电阻和所述第五电阻的连接节点为所述第一连接节点。

24、优选的,在上述交流接地检测及零火线反接检测电路中,所述第五电子元件包括第一齐纳二极管;

25、所述第一齐纳二极管的阳极与所述零线连接端连接,所述第一齐纳二极管的阴极与所述第一连接节点连接。

26、优选的,在上述交流接地检测及零火线反接检测电路中,所述第三电子元件包括第六电阻,所述第四电子元件包括第七电阻和第二齐纳二极管;

27、所述第六电阻的第一端与所述火线连接端连接,所述第六电阻的第二端与所述第七电阻的第一端连接,所述第七电阻的第二端与所述第二齐纳二极管的阴极连接,所述第二齐纳二极管的阳极与所述开关模块的控制端连接;

28、其中,所述第六电阻和所述第七电阻的连接节点为所述第二连接节点。

29、优选的,在上述交流接地检测及零火线反接检测电路中,所述第六电子元件包括第八电阻,所述第七电子元件包括第二电容,所述第八电子元件包括第四二极管;

30、所述第八电阻的第一端与所述地线连接端连接,所述第八电阻的第二端与所述光电耦合器的初级侧的第二端连接;

31、所述第二电容的第一端与所述地线连接端连接,所述第二电容的第二端与所述第二连接节点连接;

32、所述第四二极管的阳极与所述光电耦合器的初级侧的第二端连接,所述第四二极管的阴极与所述开关模块的第二端连接。

33、优选的,在上述交流接地检测及零火线反接检测电路中,所述开关模块为npn型三极管;

34、所述npn型三极管的基极为所述开关模块的控制端,所述npn型三极管的发射极为所述开关模块的第一端,所述npn型三极管的集电极为所述开关模块的第二端。

35、相较于现有技术,本实用新型实现的有益效果为:

36、本实用新型提供的一种交流接地检测及零火线反接检测电路,所述交流接地检测及零火线反接检测电路包括:火线连接端、零线连接端、地线连接端、光电耦合器、开关模块及微控制单元;当火线连接端、零线连接端和地线连接端都连接正常时,基于火线连接端、零线连接端、地线连接端和光电耦合器的连接回路,使得光电耦合器的初级侧在工频交流电周期的正半周和负半周均不导通,光电耦合器的次级侧处于关断状态,微控制单元的引脚接地,始终输入低电平;当地线连接端连接正常,且火线连接端和零线连接端反接时,基于火线连接端、零线连接端、地线连接端和光电耦合器的连接回路,使得光电耦合器的初级侧在工频交流电周期的正半周和负半周都可以导通,光电耦合器的次级侧处于导通状态,微控制单元的引脚连接电压端,在一个工频交流电周期中可以检测到两个上升沿脉冲或两个下降沿脉冲;当地线连接端连接异常,且火线连接端和零线连接端连接正常时,基于火线连接端、零线连接端、地线连接端和光电耦合器的连接回路,使得光电耦合器的初级侧在工频交流电周期的正半周处于导通状态,在工频交流电周期的负半周处于关断状态,光电耦合器的次级侧在工频交流电周期的正半周处于导通状态,在工频交流电周期的负半周处于关断状态,以使得微控制单元在一个工频交流电周期中检测到一个上升沿脉冲或一个下降沿脉冲;同理,当地线连接端连接异常,且火线连接端和零线连接端反接时,基于火线连接端、零线连接端、地线连接端和光电耦合器的连接回路,使得光电耦合器的初级侧在工频交流电周期的正半周处于关断状态,在工频交流电周期的负半周处于导通状态,光电耦合器的次级侧在工频交流电周期的正半周处于关断状态,在工频交流电周期的负半周处于导通状态,以使得微控制单元在一个工频交流电周期中检测到一个上升沿脉冲或一个下降沿脉冲;本实用新型通过采用一个微控制单元,可以实现接地异常与零火线反接的集中检测,占用微控制单元引脚资源少;并且微控制单元通过检测在一个工频交流电周期的上升沿脉冲的个数或下降沿脉冲的个数可以判断地线连接端异常以及零火线反接,并且本实用新型不会受温度的影响,抗干扰能力强。


技术特征:

1.一种交流接地检测及零火线反接检测电路,其特征在于,所述交流接地检测及零火线反接检测电路包括:火线连接端、零线连接端、地线连接端、光电耦合器、开关模块及微控制单元;

2.根据权利要求1所述的交流接地检测及零火线反接检测电路,其特征在于,所述交流接地检测及零火线反接检测电路还包括:第一二极管;

3.根据权利要求1所述的交流接地检测及零火线反接检测电路,其特征在于,所述交流接地检测及零火线反接检测电路还包括:第二二极管和第一电阻;

4.根据权利要求1所述的交流接地检测及零火线反接检测电路,其特征在于,所述交流接地检测及零火线反接检测电路还包括:滤波模块;

5.根据权利要求4所述的交流接地检测及零火线反接检测电路,其特征在于,所述滤波模块包括:第二电阻和第一电容,所述第九电子元件包括第三电阻;

6.根据权利要求1所述的交流接地检测及零火线反接检测电路,其特征在于,所述第一电子元件包括第三二极管和第四电阻,所述第二电子元件包括第五电阻;

7.根据权利要求1所述的交流接地检测及零火线反接检测电路,其特征在于,所述第五电子元件包括第一齐纳二极管;

8.根据权利要求1所述的交流接地检测及零火线反接检测电路,其特征在于,所述第三电子元件包括第六电阻,所述第四电子元件包括第七电阻和第二齐纳二极管;

9.根据权利要求1所述的交流接地检测及零火线反接检测电路,其特征在于,所述第六电子元件包括第八电阻,所述第七电子元件包括第二电容,所述第八电子元件包括第四二极管;

10.根据权利要求1所述的交流接地检测及零火线反接检测电路,其特征在于,所述开关模块为npn型三极管;


技术总结
本技术提供了一种交流接地检测及零火线反接检测电路,包括:火线连接端、零线连接端、地线连接端、光电耦合器、开关模块及微控制单元;基于火线连接端、零线连接端、地线连接端和光电耦合器的连接回路,使得光电耦合器处于导通状态或关断状态,光电耦合器处于导通状态时微控制单元与电压端连接,光电耦合器处于关断状态时微控制单元接地,基于微控制单元接收到的信号在一个工频交流电周期的上升沿脉冲的个数或下降沿脉冲的个数,对待检测电路的连接状态进行判断;通过采用一个微控制单元,可以实现接地异常与零火线反接的集中检测,占用微控制单元引脚资源少。

技术研发人员:王晗旸,李森,计雪峰,于士友,杨永佳
受保护的技术使用者:青岛海汇德电气有限公司
技术研发日:20231122
技术公布日:2024/6/26
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