漏电检测集成电路芯片、漏电检测保护电路及电器设备制造技术

本发明专利技术公开一种漏电检测集成电路芯片、漏电检测保护电路及电器设备，该芯片包括依次与电流互感器连接的信号转换电路、数字滤波器、检测控制电路及可控硅驱动控制电路；其中，信号转换电路将接收到电流互感器输出的模拟电流检测信号进行放大处理，并转换为数字电流检测信号后输出；数字滤波器对数字电流检测信号进行滤波处理；可控硅驱动控制电路，用于在接收到检测控制电路输出表征电流检测信号为漏电流信号的控制信号时，驱动可控硅导通，以控制脱扣器进行脱扣动作。本发明专利技术解决了漏电检测保护芯片抗干扰能力差，易触发误保护动作的问题。

Leakage Detection IC Chip, Leakage Detection Protection Circuit and Electrical Equipment

The invention discloses a leakage detection integrated circuit chip, leakage detection protection circuit and electrical equipment, which includes signal conversion circuit, digital filter, detection control circuit and thyristor drive control circuit connected with current transformer sequentially, in which the signal conversion circuit amplifies and processes the analog current detection signal received from current transformer and converts it to other circuits. The digital current detection signal is replaced by the digital current detection signal, the digital filter filters the digital current detection signal, and the thyristor driving control circuit drives the thyristor to turn on when the detection and control circuit receives the control signal which represents the leakage current signal, so as to control the tripper to release. The invention solves the problem that the leakage detection and protection chip has poor anti-interference ability and is easy to trigger wrong protection action.

【技术实现步骤摘要】
漏电检测集成电路芯片、漏电检测保护电路及电器设备
本专利技术涉及电子电路
，特别涉及一种漏电检测集成电路芯片、漏电检测保护电路及电器设备。
技术介绍
随着家用电器的普及应用，对于人体触电保护的标准日趋严格，目前保险商实验室(UL)的漏电保护标准UL943定义的最小保护动作电流仅有5毫安，要求漏电电流在4毫安及以下不许存在误动作，同时当漏电电流大于等于6mA是必须进行保护动作。目前，由于人体触电保护的标准日趋严格，漏电检测保护芯片对外围器件的产品参数要求较高。当前标准要求对漏电流进行精准的判断，目前的漏电流检测电路容易在检测漏电电流时，受到外界的干扰信号，导致出现触发错误的保护动作。为了解决抗干扰的问题，在现有的一些实施例中，例如在其中美国仙童公司的漏电保护检测芯片RV4010/RV4141/RV4145/RV4146/RV4149系列，均采用了基于双极集成电路工艺，利用双极工艺的低噪声特性来制作高性能的运算放大器对漏电信号进行放大，再使用模拟比较器进行幅度的比较判决，在后续的系列芯片中增加了延迟控制逻辑以提升抗干扰能力。从该系列芯片的演进中可以看出由于新一代的人体触电保护标准制定的比较严格，沿袭以往原理和方法的电路设计的难度较大，芯片在面积和成本方面付出了较大的代价。另外，复旦微电子所生产的VG54123A是另外一类芯片的代表。该芯片延续了54123系列芯片的早期原理和结构，但是采用了CMOS工艺来进行电路实现。由于CMOS半导体工艺的成本优势，该芯片的成本控制方面较为优秀。但是由于该芯片方案还是沿袭了先前的电路原理和检测方法，在抗干扰能力方面性能较差。另外，CMOS半导体工艺本身的较大噪声恶化了该系列芯片的抗干扰能力。而在中国专利(专利号CN105186448A)给出了一种增强54123漏电保护检测芯片的干扰能力的电路原理。通过使用额外的电阻电容所构成的滤波网络，可以在一定程度上提高漏电检测保护芯片的抗干扰能力。但是额外的电阻电容器件会增加成本和生产流程，而且受限于成本和设计，不可能实现高阶滤波网络，因此对于干扰信号的滤除和抑制也存在一定的限制。另一中国专利(CN201781262U)给出了一个采用数字式方法来实现漏电保护的方法。在该专利的方法中，通过漏电采样回路、模拟数字(A/D)转换器、MCU(微控制器)共同组成了一个漏电检测的完整电路。美国专利技术专利(US7193827B2)中也提到了一个相似的方法，通过使用电流互感器、前置放大电路、模拟数字转换器、微处理器共同构成了一个漏电检测的完整电路。在美国专利技术专利(US20090108967A1)和美国专利技术专利(US9048656B2)中也提到了类似的电路结构和方法。上述方法通过使用模拟数字转换器和微控制器，使用数字方法进行漏电判决，可以更加灵活方便的进行漏电检测。但是这些电路和方法均是在电路板级实现，如果将其直接集成到芯片内部，额外的微处理器或者微控制器会导致芯片成本急剧增加。同时，根据UL943标准，内部包含有微代码通过编程实现的漏电保护，需要进行额外的标准认证。这将会增加产品的设计周期和设计成本。另外，由于微控制器或微处理器的性能限制，难以实现复杂的数字信号处理方法，因此在最终的检测和判决性能上，也受到较大的限制。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种漏电检测集成电路芯片、漏电检测保护电路及电器设备，旨在解决现有的漏电检测保护芯片抗干扰能力差，易触发误保护动作的问题。为实现上述目的，本专利技术提出一种漏电检测集成电路芯片，应用于漏电检测保护电路中，所述漏电检测保护电路包括电流互感器、可控硅及脱扣器；所述漏电检测集成电路芯片包括信号转换电路、数字滤波器、检测控制电路及可控硅驱动控制电路，所述信号转换电路的输入端与所述电流互感器的输出端连接，所述信号转换电路的输出端依次与所述数字滤波器、所述检测控制电路及所述可控硅驱动控制电路连接；所述可控硅驱动控制电路还与所述可控硅连接；其中，所述信号转换电路，用于将接收到所述电流互感器输出的模拟电流检测信号进行放大处理，并转换为数字电流检测信号后输出；所述数字滤波器，用于对所述数字电流检测信号进行滤波处理；所述检测控制电路，用于根据所述数字滤波器输出的所述数字电流检测信号，输出相应的控制信号；所述可控硅驱动控制电路，用于在接收到所述检测控制电路输出表征电流检测信号为漏电流信号的控制信号时，驱动所述可控硅导通，以控制所述脱扣器进行脱扣动作。可选地，所述漏电检测集成电路芯片还包括串联逻辑电路，所述串联逻辑电路的第一输入端与所述检测控制电路的输出端连接，所述串联逻辑电路的第二输入端与外部漏电检测集成电路芯片的可控硅驱动控制电路的输出端连接；所述串联逻辑电路，用于在接收到所述接收到所述检测控制电路输出表征电流检测信号为漏电流信号的控制信号，和/或，所述外部漏电检测集成电路芯片的可控硅驱动控制电路输出的驱动信号时，触发所述可控硅导通，以控制所述脱扣器进行脱扣动作。可选地，所述信号转换电路包括可编程增益放大器和A/D转换器，所述可编程增益放大器的输入端为所述信号转换电路的输入端，所述可编程增益放大器的输出端与所述A/D转换器的输入端连接，所述A/D转换器的输出端为所述信号转换电路的输出端。可选地，所述漏电检测集成电路芯片还包括参考源电路，所述参考源电路的输入端用于接入供电电源，所述参考源电路的输出端与所述A/D转换器连接；所述参考源电路，用于为所述A/D转换器提供的参考电源。可选地，所述数字滤波器包括与所述信号转换电路依次连接的增益调整模块、降采样滤波器、降采样模块及带通滤波器。可选地，检测控制电路包括依次与所述数字滤波器连接的信号检测模块及延迟控制模块；其中，所述信号检测模块，用于检测所述数字滤波器输出的所述数字电流检测信号，并在检测到所述电流检测信号的电流值大于预设电流阈值时，则输出漏电检测信号；所述延迟控制模块，用于在接收到所述漏电检测信号的持续时间达到预设时间，或者根据接收到所述漏电检测信号频率，生成漏电保护动作信号，以触发所述可控硅导通，以控制所述脱扣器进行脱扣动作。可选地，所述漏电检测集成电路芯片还包括时钟生成电路，所述时钟电路的输出端与数字滤波器及检测控制电路连接；所述时钟生成电路，用于为所述至数字滤波器及检测控制电路提供时钟信号。可选地，所述漏电检测集成电路芯片还包括存储器，所述存储器分别与所述信号转换电路、所述数字滤波器、所述检测控制电路；所述存储器，用于存储所述信号转换电路、所述数字滤波器、所述检测控制电路对应的参数配置。本专利技术通过设置信号转换电路，以将接收到所述电流互感器输出的模拟电流检测信号进行预放大处理，并转换为数字电流检测信号后输出至数字滤波器，对所述数字电流检测信号进行滤波处理后输出至检测控制电路，以使检测控制电路根据所述数字滤波器输出的所述数字检测信号，输出相应的控制信号，进而使可控硅驱动控制电路在接收到所述检测控制电路输出表征检测信号为漏电流信号的控制信号时，驱动所述可控硅导通，以控制所述脱扣器进行脱扣动作。本专利技术漏电检测保护芯片提高了电器设备的抗干扰能力，本专利技术解决了漏电检测保护芯片在检测到的短暂的漏电流信号为干扰信号时，易触发误保护动作而控制电器设备断电停止工作，导致漏电保护装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种漏电检测集成电路芯片，应用于漏电检测保护电路中，所述漏电检测保护电路包括电流互感器、可控硅及脱扣器；其特征在于，所述漏电检测集成电路芯片包括信号转换电路、数字滤波器、检测控制电路及可控硅驱动控制电路，所述信号转换电路的输入端与所述电流互感器的输出端连接，所述信号转换电路的输出端依次与所述数字滤波器、所述检测控制电路及所述可控硅驱动控制电路连接；所述可控硅驱动控制电路还与所述可控硅连接；其中，所述信号转换电路，用于将接收到所述电流互感器输出的模拟电流检测信号进行放大处理，并转换为数字电流检测信号后输出；所述数字滤波器，用于对所述数字电流检测信号进行滤波处理；所述检测控制电路，用于根据所述数字滤波器输出的所述数字电流检测信号，输出相应的控制信号；所述可控硅驱动控制电路，用于在接收到所述检测控制电路输出表征电流检测信号为漏电流信号的控制信号时，驱动所述可控硅导通，以控制所述脱扣器进行脱扣动作。

【技术特征摘要】
1.一种漏电检测集成电路芯片，应用于漏电检测保护电路中，所述漏电检测保护电路包括电流互感器、可控硅及脱扣器；其特征在于，所述漏电检测集成电路芯片包括信号转换电路、数字滤波器、检测控制电路及可控硅驱动控制电路，所述信号转换电路的输入端与所述电流互感器的输出端连接，所述信号转换电路的输出端依次与所述数字滤波器、所述检测控制电路及所述可控硅驱动控制电路连接；所述可控硅驱动控制电路还与所述可控硅连接；其中，所述信号转换电路，用于将接收到所述电流互感器输出的模拟电流检测信号进行放大处理，并转换为数字电流检测信号后输出；所述数字滤波器，用于对所述数字电流检测信号进行滤波处理；所述检测控制电路，用于根据所述数字滤波器输出的所述数字电流检测信号，输出相应的控制信号；所述可控硅驱动控制电路，用于在接收到所述检测控制电路输出表征电流检测信号为漏电流信号的控制信号时，驱动所述可控硅导通，以控制所述脱扣器进行脱扣动作。2.如权利要求1所述的漏电检测集成电路芯片，其特征在于，所述漏电检测集成电路芯片还包括串联逻辑电路，所述串联逻辑电路的第一输入端与所述检测控制电路的输出端连接，所述串联逻辑电路的第二输入端与外部漏电检测集成电路芯片的可控硅驱动控制电路的输出端连接；所述串联逻辑电路，用于在接收到所述接收到所述检测控制电路输出表征电流检测信号为漏电流信号的控制信号，和/或，所述外部漏电检测集成电路芯片的可控硅驱动控制电路输出的驱动信号时，触发所述可控硅导通，以控制所述脱扣器进行脱扣动作。3.如权利要求1所述的漏电检测集成电路芯片，其特征在于，所述信号转换电路包括可编程增益放大器和A/D转换器，所述可编程增益放大器的输入端为所述信号转换电路的输入端，所述可编程增益放大器的输出端与所述A/D转换器的输入端连接，所述A/D转换器的输出端为所述信号转换电路的输出端。4.如权利要求3所述的漏电检测集成电路芯片，其特征在于，所述漏电检测集成电路芯片还包括参考源电路，所述参考源电路的输入端用于接入供电电源，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高东兴，
申请(专利权)人：深圳市晶扬电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44