一种自动校准的漏电检测保护电路及方法技术

一种自动校准的漏电检测保护电路及方法，电路包括：MCU主控单元，用于在路灯上电时输出预定频率的方波，以驱动自动校准单元的漏电模拟回路产生标准的定量漏电流；漏电流检测转换单元，用于将标准的定量漏电流转换成相对应的电压信号；基准电压单元，用于产生一个基准电压提供给电压放大单元做基准；电压放大单元，用于根据基准电压将电压信号做比例放大后送至MCU主控单元的AD采样端口；MCU主控单元，还用于根据放大后的电压信号计算实时漏电流数值、定量偏差系数，并向上位机实时上传。无需人员定期去按测试按钮即可定期自动实现漏电检测电路自我校准、漏电流实时检测与保护，可靠性高、结构简单、使用方便，利于实现路灯智慧化管控。管控。管控。

【技术实现步骤摘要】
一种自动校准的漏电检测保护电路及方法


[0001]本专利技术涉及漏电检测及保护控制
，尤其涉及用于路灯控制器的一种自动校准的漏电检测保护电路及方法。

技术介绍

[0002]随着城市化建设的加快，城市路灯照明用电安全一直是路灯运维的重中之重，目前路灯上最常用的漏电保护器为电子式剩余电流动作断路器，当出现漏电时内部互感器副边产生感应电动势，使内部电磁铁去磁，开关断开；但是这种剩余电流动作断路器，都是定值动作，不能实时采集漏电电流、不能对漏电检测进行自动校准以及自动测试其是否能正常工作的测试电路，使得交流接入设备始终存在安全隐患。尽管目前专用的漏电保护开关中设置有人工测试电路，按下测试按键，就能测试保护开关中的漏电保护电路是否正常，但是，在实际使用过程中，很少有路灯运维人员在规定时间内通过内部的测试电路去检查漏电开关是否能正常工作。现有的漏电保护开关已经不能满足现阶段对路灯智慧照明控制的实际需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术主要针对上述相关现有技术的不足与缺陷，提供一种自动校准的漏电检测保护电路及方法，无需人员定期去按测试按钮即可定期自动实现漏电检测电路自我校准、漏电流实时检测与保护，可靠性高、结构简单、使用方便，利于实现路灯智慧化管控。
[0004]为了实现本专利技术的目的，拟采用以下方案：一种自动校准的漏电检测保护电路，包括：MCU主控单元、自动校准单元、漏电流检测转换单元、电压放大单元、基准电压单元；MCU主控单元连接自动校准单元，自动校准单元连接漏电流检测转换单元，漏电流检测转换单元连接电压放大单元，电压放大单元连接基准电压单元和MCU主控单元；MCU主控单元，用于在路灯上电时使用内部定时器模拟输出一个预定频率的方波，以驱动自动校准单元的漏电模拟回路产生一个标准的定量漏电流；漏电流检测转换单元，用于将所述标准的定量漏电流转换成相对应的电压信号；基准电压单元，用于产生一个基准电压提供给电压放大单元做基准；电压放大单元，用于根据所述基准电压将所述电压信号做比例放大后送至MCU主控单元的AD采样端口；MCU主控单元，还用于根据放大后的电压信号计算实时漏电流数值、定量偏差系数，并向上位机实时上传。
[0005]一种自动校准的漏电检测保护方法，包括步骤：通过MCU主控单元对路灯上电时使用内部定时器模拟输出一个预定频率的方波，以驱动自动校准单元的漏电模拟回路产生一个标准的定量漏电流；通过漏电流检测转换单元将所述标准的定量漏电流转换成相对应的电压信号；
通过基准电压单元产生一个基准电压提供给电压放大单元做基准；通过电压放大单元根据所述基准电压将所述电压信号做比例放大后送至MCU主控单元的AD采样端口；通过MCU主控单元根据放大后的电压信号计算实时漏电流数值、定量偏差系数，并向上位机实时上传。
[0006]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：在每次路灯上电时MCU使用内部定时器模拟输出一个50Hz方波，驱动自动校准单元的漏电模拟回路产生一个标准的定量漏电流，并经漏电流检测转换单元、电压放大单元，送到MCU内部AD量化标定漏电流，计算定量偏差系数，最后计算出与标准定量漏电流一致的结果，从而实现漏电流检测误差精度控制在0.1级以内，同时还兼顾对漏电检测转换单元的故障监测，当MCU内部AD值为零时，则可以认定漏电流检测转换单元存在故障。
附图说明
[0007]图1为本申请实施例的结构框图。
[0008]图2为本申请实施例的电路图。
具体实施方式
[0009]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术的实施方式进行详细说明，但本专利技术所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0010]本申请实施例提供一种自动校准的漏电检测保护电路，用于LED路灯控制器，如图1所示，包括：MCU主控单元、自动校准单元、漏电流检测转换单元、电压放大单元、基准电压单元。MCU主控单元连接自动校准单元，自动校准单元连接漏电流检测转换单元，漏电流检测转换单元连接电压放大单元，电压放大单元连接基准电压单元和MCU主控单元。
[0011]其中，MCU主控单元用于在路灯上电时使用内部定时器模拟输出一个50Hz的方波，以驱动自动校准单元的漏电模拟回路产生一个标准的定量漏电流，即漏电校准电流；漏电流检测转换单元用于将所述漏电校准电流转换成相对应的电压信号；基准电压单元用于产生一个基准电压提供给电压放大单元做基准；电压放大单元用于根据所述基准电压将所述电压信号做比例放大后送至MCU主控单元的AD采样端口；MCU主控单元还用于根据放大后的电压信号计算实时漏电流数值、定量偏差系数，同时也可作为判断剩余电量互感器CT2好坏的一个判定条件。
[0012]作为本实施例的具体实施方案之一，如图2所示：MCU主控单元包括MCU芯片U1，工作频率在4MHz~64MHz之间，采用STM32型芯片，MCU芯片U1的AD采样端口与电压放大单元连接，包括端口PB0、端口PB1、端口PB2，MCU芯片U1通过端口PB6、端口PB7进行外部串口连接以实现与上位机通信，MCU芯片U1通过端口PA8向自动校准单元输出一个预定频率的方波。
[0013]自动校准单元包括电阻R24、电阻R25、NPN型三极管Q2、剩余电量互感器线圈CT2，其中，电阻R24一端与MCU主控单元连接，另一端与三级管Q2基极相连接，三极管Q2的发射极接地，集电极与剩余电量互感器CT2的1脚相连接；电阻R25一端与3.3V电源相接，另一端与
剩余电量互感器CT2的2脚相连接。
[0014]漏电流检测转换单元包括剩余电量互感器CT2、负载电阻R26、滤波电容C24，其中，剩余电量互感器CT2的检测线圈3脚与4脚分别与电阻R26、电容C24并联。
[0015]具体的，剩余电量互感器线圈是由磁芯、绕于磁芯的漏电流检测线圈和自检标定线圈组成，其中漏电检测线圈的接线端3脚和4脚连接电阻R26、电容C24两端，自检标定线圈的接线端1脚和2脚分别连接于自动校准单元的电阻R25和三极管Q2的集电极，磁芯中心穿过交流电源的L线和N线。
[0016]基准电压单元包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C13、电容C14、电容C15和稳压芯片U6，其中，电阻R12一端与电容C15一端、3.3V电源相连，电容C15另一端接地，电阻R12另一端与稳压芯片U6的阴极、电阻R13一端、电容C13一端、电容C14一端、运放U7A同相输入端3脚相连，电容C13另一端、电容C14另一端接地，电阻R13另一端与稳压芯片U6的控制级、电阻R14一端相连接，电阻R14另一端与稳压芯片U6的阳极连接后又与地相连接。基准电压单元通过上述元件的联合作用，通过电阻R13一端、电阻R12另一端、稳压芯片U6的阴极、电容C13一端、电容C14一端共同连接的一端向电压放大单元提供1.65V基准电压。
[0017]电压放大单元包括集运算放大器U7A、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电容C25，其中，集成运算放大器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动校准的漏电检测保护电路，其特征在于，包括：MCU主控单元、自动校准单元、漏电流检测转换单元、电压放大单元、基准电压单元；MCU主控单元连接自动校准单元，自动校准单元连接漏电流检测转换单元，漏电流检测转换单元连接电压放大单元，电压放大单元连接基准电压单元和MCU主控单元；MCU主控单元，用于在路灯上电时使用内部定时器模拟输出一个预定频率的方波，以驱动自动校准单元的漏电模拟回路产生一个标准的定量漏电流；漏电流检测转换单元，用于将所述标准的定量漏电流转换成相对应的电压信号；基准电压单元，用于产生一个基准电压提供给电压放大单元做基准；电压放大单元，用于根据所述基准电压将所述电压信号做比例放大后送至MCU主控单元的AD采样端口；MCU主控单元，还用于根据放大后的电压信号计算实时漏电流数值、定量偏差系数，并向上位机实时上传。2.根据权利要求1所述的自动校准的漏电检测保护电路，其特征在于，自动校准单元包括：电阻R24、电阻R25、NPN型三极管Q2、剩余电量互感器线圈CT2，其中，电阻R24一端与MCU主控单元连接，另一端与三级管Q2基极相连接，三极管Q2的发射极接地，集电极与剩余电量互感器CT2的1脚相连接；电阻R25一端与电源相接，另一端与剩余电量互感器CT2的2脚相连接。3.根据权利要求2所述的自动校准的漏电检测保护电路，其特征在于，漏电流检测转换单元包括剩余电量互感器CT2、负载电阻R26、滤波电容C24，其中，剩余电量互感器CT2的检测线圈3脚与4脚分别与电阻R26、电容C24并联。4.根据权利要求3所述的自动校准的漏电检测保护电路，其特征在于，剩余电量互感器线圈的磁芯中心穿过交流电源的L线和N线。5.根据权利要求3所述的自动校准的漏电检测保护电路，其特征在于，电压放大单元包括集运算放大器U7A、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电容C25，其中，集成运算放大器U7A的同相输入端3脚与基准电压单元的基准电压提供端、剩余电量互感器的检测线圈4脚相连接，集运算放大器U7A的反相输入端2脚通过电阻R27连接剩余电量互感器的检测线圈3脚，电阻R28连接在集运算放大器U7...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑道昌，
申请(专利权)人：四川力士达智慧照明科技有限公司，
类型：发明
国别省市：