一种具有漏电流检测及自我故障诊断功能的GFCI制造技术

本发明专利技术公开了一种具有漏电流检测及自我故障诊断功能的GFCI，其包括：火线、零线、脱扣中断线圈电路、复位线圈电路、漏电流检测电路、故障自我检测电路、测试电路、故障指示电路、工作指示电路和电源电路，其中，火线与零线之间连接有一交流电源及一负载，脱扣中断线圈与外部脱扣机构连接，复位线圈电路与外部复位机构连接，漏电流检测电路于检测火线与零线之间的漏电流，故障自我检测电路用于检测自身电路是否出现故障，测试电路用于测试电路能否正常工作，故障指示在电路出现故障时发出故障指示。本发明专利技术具有方便操作使用、性能稳定可靠以及安全性高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种具有漏电流检测及自我故障诊断功能的GFCI
本专利技术涉及一种接地故障电流漏电保护器，具体而言，涉及一种具有漏电流检测及自我故障诊断功能的接地故障电流漏电保护器。
技术介绍
接地故障电流漏电保护器(GFCI，GroundFaultCircuitInterrupter)用于检测接地故障电流以及零线误接地故障，当检测到接地故障电流或零线误接地故障时，接地故障电流漏电保护器中断交流电源系统中的电力，以避免人畜发生触电危险。当接地故障电流漏电保护器的接地故障保护功能失效时，会立即发出报警信号并切断电源。目前，市场上的类似产品虽具有接地故障保护功能，但往往不具有自动检测和报警功能，用户有可能在不知情的时候使用一个不具有接地故障保护功能的产品，因而存在安全隐患。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有漏电流检测及自我故障诊断功能的GFCI，用以在电源与负载回路中出现漏电流时中断负载回路中的电路，同时能够实时诊断自身电路中的故障。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种具有漏电流检测及自我故障诊断功能的GFCI，其包括：火线、零线、脱扣中断线圈电路、复位线圈电路、漏电流检测电路、故障自我检测电路、测试电路、故障指示电路、工作指示电路和电源电路，其中：所述火线与所述零线之间连接有一交流电源及一负载；所述脱扣中断线圈电路包括脱扣线圈L2、二极管D5、晶闸管Q2、电容C3和电阻R15，其中，脱扣线圈L2、二极管D5和晶闸管Q2依次串联连接，电容C3和电阻R15均与晶闸管Q2的栅极连接，脱扣线圈L2与外部脱扣机构连接；所述复位线圈电路包括复位线圈L1、晶闸管Q1、电容C1、电阻R1、电容C2、电阻R2、电阻R3和复位开关S1，复位线圈L1与晶闸管Q1串联连接，电阻R3和复位开关S1串联连接，电容C1与电阻R1并联后的其中一端连接至晶闸管Q1的栅极，电容C2与电阻R2并联后的其中一端连接至晶闸管Q1的栅极以及另一端连接至电阻R3，复位线圈L1与外部复位机构连接，复位开关S1接通时触发晶闸管Q1，复位线圈L1产生磁场并带动复位机构复位；所述漏电流检测电路包括环状线圈A2、电阻R7、电阻R9和集成电路IC1，所述火线和所述零线穿过所述环状线圈A2，集成电路IC1中设置有一第一预设电流差值，线圈A2用于检测火线与零线之间的漏电流并将漏电流的电流值发送至集成电路IC1，集成电路IC1将漏电流的电流值与所述第一预设电流差值相比较；所述故障自我检测电路包括集成电路IC2、电阻R12、电阻R11、电阻R10、二极管D6、电阻R14和三极管Q3，电阻R10与二极管D6并联且二极管D6的的正极与集成电路IC2，所述故障自我检测电路用于检测所述线圈A2、所述脱扣中断线圈电路和所述漏电流检测电路是否正常工作；所述测试电路包括电阻R4和测试开关S2，电阻R4与测试开关S2串联连接，当所述测试开关S2闭合时，火线与零线之间产生一电流值大于所述第一预设电流差值的漏电流，集成电路IC1输出控制信号触发晶闸管Q2，晶闸管Q2导通并输出一脱扣信号至脱扣线圈L2，脱扣线圈L2产生磁场并带动脱扣机构脱扣；所述故障指示电路包括发光二极管D7，当所述故障自我检测电路检测到所述线圈A2、所述脱扣中断线圈电路和所述漏电流检测电路其中任一个工作不正常时或集成电路IC1检测到火线与零线之间的漏电流的电流值大于所述第一预设电流差值时，所述集成电路IC2输出控制信号以驱动所述发光二极管D7闪烁以及触发晶闸管Q2，晶闸管Q2导通并输出一脱扣信号至脱扣线圈L2，脱扣线圈L2产生磁场并带动脱扣机构脱扣；所述工作指示电路包括电阻R13、二极管D1和发光二极管D2，电阻R13、二极管D1和发光二极管D2依次串联连接，正常工作时所述发光二极管D2发光；所述电源电路包括第一电源电路和第二电源电路，第一电源电路包括二极管桥接整流电路D3、电阻R5和电容C4，第二电源电路包括二极管D4、电阻R8和电容C7，所述第一电源电路用于为集成电路IC1供电，所述第二电源电路用于为集成电路IC2供电。在本专利技术的一实施例中，具有漏电流检测及自我故障诊断功能的GFCI还包括一中性故障检测电路，所述中性故障检测电路包括环状线圈A1、电容C5和电容C6，所述火线和所述零线穿过所述环状线圈A1，集成电路IC1中设置有一第二预设电流差值，线圈A1用于检测所述零线与地之间的漏电流并将漏电流的电流值发送至集成电路IC1，集成电路IC1将漏电流的电流值与所述第二预设电流差值相比较，当漏电流的电流值大于所述第二预设电流差值时，集成电路IC1输出控制信号以触发晶闸管Q2导通并输出一脱扣信号至脱扣线圈L2，脱扣线圈L2产生磁场并带动脱扣机构脱扣。在本专利技术的一实施例中，所述故障自我检测电路进行自我检测的步骤如下：S1：集成电路IC2判断电源当前是正本周还是负半周，同时集成电路IC2启动内部计数器进行延时计时；S2：在电源为正半周时，一第一输出电流经脱扣线圈L2、二极管D5和电阻R10流入集成电路IC2，集成电路IC2与电阻R10相连的管脚产生一第一电压，集成电路IC2根据第一电压判断脱扣线圈L2和二极管D5是否正常，当第一电压为低电平时，集成电路IC2判断脱扣线圈L2或二极管D5发生故障；S3：在电源为负半周时，一第二输出电流经脱扣线圈L2、二极管D5和电阻R10流入集成电路IC2，集成电路IC2与电阻R10相连的管脚产生一第二电压，集成电路IC2导通三极管Q3中的模拟漏电流，该模拟漏电流被漏电流检测电路检测到并触发晶闸管Q2导通，但是，由于二极管D5的存在，此时线圈L2中无电流流通故无法产生磁场；S4：集成电路IC2控制第二电压减小，集成电路IC2根据第二电压在电源负半周的变化判断漏电流检测电路工作是否正常，当第二电压为高电平时，集成电路IC2判断漏电流检测电路或电源电路发生故障；S5：如果漏电流检测电路或电源电路发生故障，集成电路IC2则输出控制信号以驱动所述发光二极管D7闪烁以及触发晶闸管Q2，脱扣线圈L2产生磁场并带动脱扣机构脱扣，如果漏电流检测电路工作正常，集成电路IC2在延时一定时间后将重复上述自我检测步骤。在本专利技术的一实施例中，有漏电流检测及自我故障诊断功能的GFCI还包括一外壳，所述外壳上设有一复位按键和一测试按键，所述复位按键和所述测试按键分别与复位开关S1和测试开关S2连接。在本专利技术的一实施例中，其中的电器元件均为贴片式电子元件。在本专利技术的一实施例中，所述IC1为GPG601，所述IC2为GPG602。在本专利技术的一实施例中，具有漏电流检测及自我故障诊断功能的GFCI还包括一中性故障检测电路，所述中性故障检测电路包括环状线圈A1、导线电阻RN和故障电阻RG，其中，导线电阻RN和故障电阻RG串联在火线和零线之间，当负载/零线与地之间发生故障时，负载/零线对地产生漏电流，环状线圈A1检测到该漏电流并与由环状线圈A1、线圈A2、地线、零线、导线电阻RN和故障电阻RG构成的正反馈回路相互耦合后产生一高频信号，该高频信号经集成电路IC1判断后输出控制信号触发晶闸管Q2脱扣。综上，本专利技术提供的具有漏电流检测及自我故障诊断功能的GFCI与现有产品相比，具有以下优点：(1)外壳上设有复位按键和测试按键，安装方便和操作。(2)采用贴片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有漏电流检测及自我故障诊断功能的GFCI，其特征在于，包括：火线、零线、脱扣中断线圈电路、复位线圈电路、漏电流检测电路、故障自我检测电路、测试电路、故障指示电路、工作指示电路和电源电路，其中：所述火线与所述零线之间连接有一交流电源及一负载；所述脱扣中断线圈电路包括脱扣线圈L2、二极管D5、晶闸管Q2、电容C3和电阻R15，其中，脱扣线圈L2、二极管D5和晶闸管Q2依次串联连接，电容C3和电阻R15均与晶闸管Q2的栅极连接，脱扣线圈L2与外部脱扣机构连接；所述复位线圈电路包括复位线圈L1、晶闸管Q1、电容C1、电阻R1、电容C2、电阻R2、电阻R3和复位开关S1，复位线圈L1与晶闸管Q1串联连接，电阻R3和复位开关S1串联连接，电容C1与电阻R1并联后的其中一端连接至晶闸管Q1的栅极，电容C2与电阻R2并联后的其中一端连接至晶闸管Q1的栅极以及另一端连接至电阻R3，复位线圈L1与外部复位机构连接，复位开关S1接通时触发晶闸管Q1，复位线圈L1产生磁场并带动复位机构复位；所述漏电流检测电路包括环状线圈A2、电阻R7、电阻R9和集成电路IC1，所述火线和所述零线穿过所述环状线圈A2，集成电路IC1中设置有一第一预设电流差值，线圈A2用于检测火线与零线之间的漏电流并将漏电流的电流值发送至集成电路IC1，集成电路IC1将漏电流的电流值与所述第一预设电流差值相比较；所述故障自我检测电路包括集成电路IC2、电阻R12、电阻R11、电阻R10、二极管D6、电阻R14和三极管Q3，电阻R10与二极管D6并联且二极管D6的的正极与集成电路IC2，所述故障自我检测电路用于检测所述线圈A2、所述脱扣中断线圈电路和所述漏电流检测电路是否正常工作；所述测试电路包括电阻R4和测试开关S2，电阻R4与测试开关S2串联连接，当所述测试开关S2闭合时，火线与零线之间产生一电流值大于所述第一预设电流差值的漏电流，集成电路IC1输出控制信号触发晶闸管Q2，晶闸管Q2导通并输出一脱扣信号至脱扣线圈L2，脱扣线圈L2产生磁场并带动脱扣机构脱扣；所述故障指示电路包括发光二极管D7，当所述故障自我检测电路检测到所述线圈A2、所述脱扣中断线圈电路和所述漏电流检测电路其中任一个工作不正常时或集成电路IC1检测到火线与零线之间的漏电流的电流值大于所述第一预设电流差值时，所述集成电路IC2输出控制信号以驱动所述发光二极管D7闪烁以及触发晶闸管Q2，晶闸管Q2导通并输出一脱扣信号至脱扣线圈L2，脱扣线圈L2产生磁场并带动脱扣机构脱扣；所述工作指示电路包括电阻R13、二极管D1和发光二极管D2，电阻R13、二极管D1和发光二极管D2依次串联连接，正常工作时所述发光二极管D2发光；所述电源电路包括第一电源电路和第二电源电路，第一电源电路包括二极管桥接整流电路D3、电阻R5和电容C4，第二电源电路包括二极管D4、电阻R8和电容C7，所述第一电源电路用于为集成电路IC1供电，所述第二电源电路用于为集成电路IC2供电。...

【技术特征摘要】
1.一种具有漏电流检测及自我故障诊断功能的GFCI，其特征在于，包括：火线、零线、脱扣中断线圈电路、复位线圈电路、漏电流检测电路、故障自我检测电路、测试电路、故障指示电路、工作指示电路和电源电路，其中：所述火线与所述零线之间连接有一交流电源及一负载；所述脱扣中断线圈电路包括脱扣线圈L2、二极管D5、晶闸管Q2、电容C3和电阻R15，其中，脱扣线圈L2、二极管D5和晶闸管Q2依次串联连接，电容C3和电阻R15均与晶闸管Q2的栅极连接，脱扣线圈L2与外部脱扣机构连接；所述复位线圈电路包括复位线圈L1、晶闸管Q1、电容C1、电阻R1、电容C2、电阻R2、电阻R3和复位开关S1，复位线圈L1与晶闸管Q1串联连接，电阻R3和复位开关S1串联连接，电容C1与电阻R1并联后的其中一端连接至晶闸管Q1的栅极，电容C2与电阻R2并联后的其中一端连接至晶闸管Q1的栅极以及另一端连接至电阻R3，复位线圈L1与外部复位机构连接，复位开关S1接通时触发晶闸管Q1，复位线圈L1产生磁场并带动复位机构复位；所述漏电流检测电路包括环状线圈A2、电阻R7、电阻R9和集成电路IC1，所述火线和所述零线穿过所述环状线圈A2，集成电路IC1中设置有一第一预设电流差值，线圈A2用于检测火线与零线之间的漏电流并将漏电流的电流值发送至集成电路IC1，集成电路IC1将漏电流的电流值与所述第一预设电流差值相比较；所述故障自我检测电路包括集成电路IC2、电阻R12、电阻R11、电阻R10、二极管D6、电阻R14和三极管Q3，电阻R10与二极管D6并联且二极管D6的的正极与集成电路IC2，所述故障自我检测电路用于检测所述线圈A2、所述脱扣中断线圈电路和所述漏电流检测电路是否正常工作；所述测试电路包括电阻R4和测试开关S2，电阻R4与测试开关S2串联连接，当所述测试开关S2闭合时，火线与零线之间产生一电流值大于所述第一预设电流差值的漏电流，集成电路IC1输出控制信号触发晶闸管Q2，晶闸管Q2导通并输出一脱扣信号至脱扣线圈L2，脱扣线圈L2产生磁场并带动脱扣机构脱扣；所述故障指示电路包括发光二极管D7，当所述故障自我检测电路检测到所述线圈A2、所述脱扣中断线圈电路和所述漏电流检测电路其中任一个工作不正常时或集成电路IC1检测到火线与零线之间的漏电流的电流值大于所述第一预设电流差值时，所述集成电路IC2输出控制信号以驱动所述发光二极管D7闪烁以及触发晶闸管Q2，晶闸管Q2导通并输出一脱扣信号至脱扣线圈L2，脱扣线圈L2产生磁场并带动脱扣机构脱扣；所述工作指示电路包括电阻R13、二极管D1和发光二极管D2，电阻R13、二极管D1和发光二极管D2依次串联连接，正常工作时所述发光二极管D2发光；所述电源电路包括第一电源电路和第二电源电路，第一电源电路包括二极管桥接整流电路D3、电阻R5和电容C4，第二电源电路包括二极管D4、电阻R8和电容C7，所述第一电源电路用于为集成电路IC1供电，所述第二电源电路用于为集成电路IC2供电。2.根据权利要求1所述的具有漏电流检测及自我故障诊断功能的GFCI，其特征在于，还包括一中性故障检测电路，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈恒，陈伍胜，戴勇，刑恩东，严华，
申请(专利权)人：江苏通领科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32