一种充电漏电流检测和保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种充电漏电流检测和保护电路，包括：漏电流传感器、自激振荡模块、低通滤波模块、控制模块和开关模块。其中，漏电流传感器包括环形磁芯和检测绕组；漏电流传感器与自激振荡模块、低通滤波模块相连，输出经过处理的漏电流信号和振荡器频率信号，控制模块实时接收漏电流信号和振荡器频率信号并判断，输出包括漏电流异常状态的控制信号；开关模块接收控制信号，并判断是否启动电路保护功能。该控制信号还可以用于充电电路的漏电流报警和提示功能。使用本实用新型专利技术的充电漏电流检测和保护电路，可以检测单相交流电源、三相交流电源或直流电源的漏电流并实现电路的保护功能，工作范围广，准确性高。

【技术实现步骤摘要】
一种充电漏电流检测和保护电路
本技术涉及充电漏电流检测和保护电路。
技术介绍
根据节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)的规划，到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆；到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆，燃料电池汽车、车用氢能源产业与国际同步发展。充电设施建设与新能源汽车产销规模相适应，根据“十三五”规划，预计到2020年，集中式充换电站将增长到1.2万座，分散式充电桩数量将增长100倍达到450万个。漏电流保护，涉及到人身及财产安全，是充电桩的一个非常重要的功能。现在充电桩使用的漏电流保护采用AC型漏电流保护装置，主要是针对工频正弦交流漏电流来设计的，检测到足够大的正弦交流漏电流信号后切断电源，AC型充电桩漏电保护装置无法检测直流漏电流。由于电动汽车动力系统中，存在200V～750VDC的高压电池包，当该电池包对地或对电网侧绝缘产生损坏的情况下，该电池包产生的漏电流不再只是正弦波形的工频信号，可能出现直流漏电流；当直流漏电流产生时，AC型充电桩漏电流保护装置无法正确的检测，从而导致不能正确的保护，造成人身触电或电气火灾事故。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是现有AC型充电桩漏电流保护装置无法检测直流漏电流，当直流漏电流产生时，AC型充电桩漏电流保护装置无法进行正确的检测和保护，会有人身触电或电气火灾事故风险。为解决上述技术问题，本技术提出一种充电漏电流检测和保护电路，用于在通过功率电源线对负载进行充电时检测充电漏电流并提供保护功能，所述电路包括：所述电路包括：漏电流传感器、自激振荡模块、低通滤波模块、控制模块和开关模块。其中：漏电流传感器包括环形磁芯和检测绕组，被检测的功率电源线穿过环形磁芯，和缠绕在环形磁芯的检测绕组一起实现漏电流的检出功能；自激振荡模块，包括缠绕在环形磁芯上的检测绕组和自激振荡电路；该自激振荡模块一直振荡在设定的振荡频率范围内，当功率电源线上产生漏电流时，漏电流传感器在检测绕组端检出感应电流，感应电流通过自激振荡电路后输出两个信号：漏电流检出信号和振荡器频率信号，其中漏电流检出信号输出到低通滤波模块，振荡器频率信号输出到控制模块；低通滤波模块，接收自激振荡模块输出的漏电流检出信号，用于滤除高频激磁电流，得到检出的漏电流信号，并将该信号传给控制模块；控制模块，用于实时检测漏电流信号以及振荡器频率信号，并进行实时判断，根据判断结果输出控制信号；开关模块，接收控制模块输出的控制信号，根据控制信号状态执行操作：当控制信号为漏电流状态异常时，所述开关模块将切断电源与负载的连接，启动电路的保护功能；当控制信号为漏电流状态正常时，所述开关模块将保持电源与负载的连接，执行电路的充电功能。根据本技术的一种具体实施例，所述自激振荡电路包括第一运算放大器、第二电阻、第三电阻和第四电阻；检测绕组的一端与第四电阻的一端、第一运算放大器的反向输入端和低通滤波模块相连，检测绕组的另一端与第三电阻的一端、第一运算放大器的输出端和控制模块相连；第二电阻的一端与第三电阻的另一端、第一运算放大器的正向输入端相连；第二电阻、第四电阻的另一端均与系统地相连。根据本技术的一种具体实施例，所述低通滤波模块包括第一电阻和第一电容；第一电阻一端与自激振荡模块的输出端相连，另一端与第一电容的一端和控制模块相连；第一电容的另一端与系统地相连。根据本技术的一种具体实施例，所述控制模块采用单片机、模拟电路或数字模拟混合电路实现功能。根据本技术的一种具体实施例，所述控制信号包括漏电流状态异常信号，所述漏电流状态异常是指漏电流信号超标、振荡器不振荡、振荡器频率超标中任何一个指标异常。根据本技术的一种具体实施例，所述开关模块采用接触器、继电器或机械开关器件实现功能。根据本技术的一种具体实施例，所述控制电路输出的控制信号还用于充电电路的漏电流报警和/或提示功能。依据上述实施例的一种充电漏电流检测和保护电路，能准确的检测到直流漏电流，也能准确的检测到交流漏电流，以及具有直流分量的交流漏电流，并能输出检测结果的异常信号，从而实现电路的开关保护功能。检测结果的异常信号还可用于充电电路的漏电流报警和提示功能，大大提升了人身及财产的安全。附图说明图1为一种实施例的充电漏电流检测和保护电路示意图；图2为一种实施例的直流漏电流检测电压波形图；图3为另一种实施例的交流漏电流检测电压波形图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本技术实施例中所采用的一种充电漏电流检测和保护电路参见图1。电路中包括：自激振荡模块103、低通滤波模块104、控制模块105和开关模块106，上述模块和功率电源线101、漏电流传感器102连接在一起形成电路，用于实现充电漏电流检测和保护功能。具体说明如下：功率电源线101，用于传输充电电流，实现电路的充电功能；同时，功率电源线中也可能会产生待检测的漏电流。通过该功率电源线的电流可以是单相交流电源、三相交流电源或直流电源。在本实施例中，图1中以直流、交流二线功率电源线为例说明。漏电流传感器102，用于检出功率电源线上产生的漏电流。漏电流传感器102可采用如图1所示的环形磁芯，环形磁芯上缠绕检测绕组121。功率电源线101从漏电流传感器102的空心部分穿过，通过漏电流传感器的磁芯实现功率电源线上的漏电流和检测绕组121之间的电磁耦合，实现漏电流的检出功能。在功率电源线上没有漏电流的状态下，漏电流传感器102中功率电源线101上通过的电流矢量和等于零，因此，功率电源线101上通过的电流在漏电流传感器102中产生磁通的矢量和等于零，这样在漏电流传感器的检测绕组121中没有感应电流产生，充电电路保持正常供电。当功率电源线101上产生漏电流时，通过漏电流传感器102的电流矢量和不等于零，因此在漏电流传感器中产生的磁通矢量也不为零，这时，在检测绕组121上会输出检出漏电流I。所述检出漏电流I包括功率电源线上的漏电流信号和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充电漏电流检测和保护电路，用于在通过功率电源线对负载进行充电时检测充电漏电流并提供保护功能，其特征在于，所述电路包括：漏电流传感器、自激振荡模块、低通滤波模块、控制模块和开关模块，其中：漏电流传感器包括环形磁芯和检测绕组，被检测的功率电源线穿过环形磁芯，和缠绕在环形磁芯的检测绕组一起实现漏电流的检出功能；自激振荡模块，包括缠绕在环形磁芯上的检测绕组和自激振荡电路；该自激振荡模块一直振荡在设定的振荡频率范围内，当功率电源线上产生漏电流时，漏电流传感器在检测绕组端检出感应电流，感应电流通过自激振荡电路后输出两个信号：漏电流检出信号和振荡器频率信号，其中漏电流检出信号输出到低通滤波模块，振荡器频率信号输出到控制模块；低通滤波模块，接收自激振荡模块输出的漏电流检出信号，用于滤除高频激磁电流，得到检出的漏电流信号，并将该信号传给控制模块；控制模块，用于实时检测漏电流信号以及振荡器频率信号，并进行实时判断，根据判断结果输出控制信号；开关模块，接收控制模块输出的控制信号，根据控制信号状态执行操作：当控制信号为漏电流状态异常时，所述开关模块将切断电源与负载的连接，启动电路的保护功能；当控制信号为漏电流状态正常时，所述开关模块将保持电源与负载的连接，执行电路的充电功能。...

【技术特征摘要】
1.一种充电漏电流检测和保护电路，用于在通过功率电源线对负载进行充电时检测充电漏电流并提供保护功能，其特征在于，所述电路包括：漏电流传感器、自激振荡模块、低通滤波模块、控制模块和开关模块，其中：漏电流传感器包括环形磁芯和检测绕组，被检测的功率电源线穿过环形磁芯，和缠绕在环形磁芯的检测绕组一起实现漏电流的检出功能；自激振荡模块，包括缠绕在环形磁芯上的检测绕组和自激振荡电路；该自激振荡模块一直振荡在设定的振荡频率范围内，当功率电源线上产生漏电流时，漏电流传感器在检测绕组端检出感应电流，感应电流通过自激振荡电路后输出两个信号：漏电流检出信号和振荡器频率信号，其中漏电流检出信号输出到低通滤波模块，振荡器频率信号输出到控制模块；低通滤波模块，接收自激振荡模块输出的漏电流检出信号，用于滤除高频激磁电流，得到检出的漏电流信号，并将该信号传给控制模块；控制模块，用于实时检测漏电流信号以及振荡器频率信号，并进行实时判断，根据判断结果输出控制信号；开关模块，接收控制模块输出的控制信号，根据控制信号状态执行操作：当控制信号为漏电流状态异常时，所述开关模块将切断电源与负载的连接，启动电路的保护功能；当控制信号为漏电流状态正常时，所述开关模块将保持电源与负载的连接，执行电路的充电功能。2.如权利要求1所述的充电漏...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴国峰，
申请(专利权)人：深圳驿普乐氏科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44