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漏電保護(hù)裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種漏電保護(hù)裝置，用于開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的漏電保護(hù)，包括用于檢測(cè)漏電電流的檢測(cè)電路、用于比較判斷的比較電路和信號(hào)處理電路；檢測(cè)電路的一端連接至直流母線，檢測(cè)電路的另一端依次連接比較電路、信號(hào)處理電路和開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器；檢測(cè)電路將直流母線的漏電電流傳送至比較電路，比較電路將漏電電流形成的漏電電壓與預(yù)設(shè)的電壓參考值進(jìn)行比較，信號(hào)處理電路根據(jù)比較電路的輸出控制開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行。本發(fā)明還涉及一種漏電保護(hù)方法。本發(fā)明的漏電保護(hù)裝置及方法，防止了漏電故障對(duì)操作人員造成傷害。而且，該漏電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可行，檢測(cè)的范圍較廣，靈敏度高。
【專利說明】漏電保護(hù)裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及漏電保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種漏電保護(hù)裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器存在漏電時(shí)，會(huì)造成使用該設(shè)備的操作人員觸電。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的在于提供一種漏電保護(hù)裝置及方法，當(dāng)存在 漏電故障時(shí)，控制開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器停止運(yùn)行，防止由于漏電故障對(duì)操作人員造成傷 害。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] -種漏電保護(hù)裝置，用于開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的漏電保護(hù)，
[0006] 包括用于檢測(cè)漏電電流的檢測(cè)電路、用于比較判斷的比較電路和信號(hào)處理電路； 所述檢測(cè)電路的一端連接至直流母線，所述檢測(cè)電路的另一端依次連接所述比較電路、所 述信號(hào)處理電路和所述開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器；
[0007] 所述檢測(cè)電路將所述直流母線的漏電電流傳送至所述比較電路，所述比較電路將 所述漏電電流形成的漏電電壓與預(yù)設(shè)的電壓參考值進(jìn)行比較，所述信號(hào)處理電路根據(jù)所述 比較電路的輸出控制所述開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行。
[0008] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述檢測(cè)電路包括用于檢測(cè)所述直流母線的漏電電流的霍 爾電流傳感器P1，所述直流母線穿過所述霍爾電流傳感器P1，所述霍爾電流傳感器P1的輸 出端連接所述比較電路。
[0009] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括報(bào)警電路，所述報(bào)警電路與所述信號(hào)處理電路的輸 出端相連接。
[0010] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述比較電路包括第一比較器P2和第二比較器P3，所述第 一比較器P2的供電電源和所述第二比較器P3的供電電源均為單電源；
[0011] 所述第一比較器P2的反相輸入端連接所述第二比較器P3的反相輸入端后連接至 所述霍爾電流傳感器P1的輸出端；所述第一比較器P2的正相輸入端用于輸入預(yù)設(shè)的第一 電壓參考值，所述第二比較器P3的正相輸入端用于輸入預(yù)設(shè)的第二電壓參考值，所述第一 比較器P2的輸出端連接所述第二比較器P3的輸出端后作為所述比較電路的輸出端。
[0012] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述比較電路還包括第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻 R3 ;所述第一電阻R1、所述第二電阻R2和所述第三電阻R3依次串聯(lián)后連接在第一供電電 源和地之間；
[0013] 所述第一比較器P2的正相輸入端連接至所述第一電阻R1和所述第二電阻R2的 相應(yīng)公共端，所述第二比較器P3的正相輸入端連接至所述第二電阻R2和所述第三電阻R3 的相應(yīng)公共端。
[0014] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述比較電路還包括第六電阻R6和第七電阻R7 ;
[0015] 所述第七電阻R7串聯(lián)在所述霍爾電流傳感器P1的輸出端和所述第二比較器P3 的反相輸入端之間，用于將漏電電流轉(zhuǎn)換為漏電電壓；
[0016] 所述第六電阻R6的一端連接第二供電電源，所述第六電阻R6的另一端連接至所 述第七電阻R7和所述第二比較器P3的反相輸入端的相應(yīng)公共端后接地，所述第六電阻R6 用于為所述漏電電壓提供正向偏置電壓。
[0017] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述比較電路還包括用于濾波的第一電容器C1和第二電 容器C2 ;
[0018] 所述第一電容器C1串聯(lián)在所述第一比較器P2的供電電源和地之間，所述第二電 容器C2串聯(lián)在所述第二比較器P3的供電電源和地之間。
[0019] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述比較電路還包括用于滯環(huán)比較的第五電阻R5和第九 電阻R9 ;
[0020] 所述第五電阻R5串聯(lián)在所述第一比較器P2的正相輸入端和輸出端之間；所述第 九電阻R9串聯(lián)在所述第二比較器P3的反相輸入端和輸出端之間。
[0021] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述比較電路還包括第十一電阻R11，所述第十一電阻串聯(lián) 在第三供電電源和所述第一比較器P2的輸出端之間。
[0022] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述比較電路包括用于將漏電電流轉(zhuǎn)換為漏電電壓的采樣 電路和用于比較判斷的CPU，所述采樣電路和所述CPU依次電連接。
[0023] 本發(fā)明還涉及一種漏電保護(hù)方法，用于上述的漏電保護(hù)裝置，包括如下步驟：
[0024] S1、預(yù)設(shè)CPU的電壓參考值，所述電壓參考值包括第一電壓參考值和第二電壓參 考值，且所述第一電壓參考值大于所述第二電壓參考值；
[0025] S2、霍爾電流傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)直流母線的漏電電流，并將檢測(cè)到所述直流母線的 漏電電流傳送至采樣電路；
[0026] S3、所述采樣電路將所述漏電電流轉(zhuǎn)換為漏電電壓后傳送至CPU ;
[0027] S4、所述CPU判斷所述漏電電壓是否超過所述第一電壓參考值或者所述漏電電壓 是否低于所述第二電壓參考值，若是，則所述CPU輸出高電平，信號(hào)處理電路控制開關(guān)磁阻 電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器停止運(yùn)行；若否，則所述CPU輸出低電平，所述信號(hào)處理電路控制所述開關(guān)磁 阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器繼續(xù)運(yùn)行。
[0028] 本發(fā)明的有益效果是：
[0029] 本發(fā)明的漏電保護(hù)裝置及方法，通過檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)漏電電流，并通過比較判 斷電路將漏電電流形成的漏電電壓與預(yù)設(shè)的電壓參考值進(jìn)行比較，信號(hào)處理電路根據(jù)比較 電路的輸出控制開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行，這樣，當(dāng)存在漏電故障時(shí)，信號(hào)處理電路根 據(jù)比較電路的輸出控制開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器停止運(yùn)行，防止了漏電故障對(duì)操作人員造成 傷害。當(dāng)不存在漏電故障時(shí)，信號(hào)處理電路根據(jù)比較電路的輸出控制開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng) 器繼續(xù)運(yùn)行。而且，該漏電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可行，檢測(cè)的范圍較廣，靈敏度高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 圖1為本發(fā)明的漏電保護(hù)裝置一實(shí)施例的系統(tǒng)框圖；
[0031] 圖2為本發(fā)明的漏電保護(hù)裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖3為本發(fā)明的漏電保護(hù)裝置另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖4為本發(fā)明的漏電保護(hù)方法一實(shí)施例的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034] 為了使本發(fā)明的技術(shù)方案更加清楚，以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的漏電保護(hù)裝置及 方法作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明并不用 于限定本發(fā)明。
[0035] 如圖1所示，本發(fā)明的漏電保護(hù)裝置，用于開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的漏電保護(hù)，包 括用于檢測(cè)漏電電流的檢測(cè)電路1、用于比較判斷的比較電路2和信號(hào)處理電路3。檢測(cè)電 路1的一端連接至直流母線，直流母線用于向開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器供電，檢測(cè)電路1的另 一端依次連接比較電路2、信號(hào)處理電路3和開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器。在本實(shí)施例中，直流 母線包括正向直流母線+DC BUS和負(fù)向直流母線-DC BUS。
[0036] 其中，檢測(cè)電路1將檢測(cè)到的直流母線的漏電電流傳送至比較電路2,比較電路2 將漏電電流形成的漏電電壓與預(yù)設(shè)的電壓參考值進(jìn)行比較，信號(hào)處理電路3根據(jù)比較電路 2的輸出控制開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行。在本實(shí)施例中，比較電路2的輸出為低電平或 高電平。
[0037] 當(dāng)漏電電壓超過預(yù)設(shè)的電壓參考值時(shí)，比較電路2輸出高電平，說明開關(guān)磁阻電 機(jī)的驅(qū)動(dòng)器存在漏電故障，信號(hào)處理電路3控制開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器停止運(yùn)行，防止了 漏電故障對(duì)操作人員造成傷害。當(dāng)漏電電壓未超過預(yù)設(shè)的電壓參考值，比較電路2輸出低 電平，說明開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器不存在漏電故障，信號(hào)處理電路3控制開關(guān)磁阻電機(jī)的 驅(qū)動(dòng)器繼續(xù)運(yùn)行。
[0038] 通過檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)漏電電流，并通過比較判斷電路將漏電電流形成的漏電電 壓與預(yù)設(shè)的電壓參考值進(jìn)行比較，根據(jù)比較電路的輸出控制開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的運(yùn) 行，這樣，當(dāng)存在漏電故障時(shí)，信號(hào)處理電路根據(jù)比較電路的輸出控制開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng) 器停止運(yùn)行，防止了漏電故障對(duì)操作人員造成傷害。當(dāng)不存在漏電故障時(shí)，信號(hào)處理電路根 據(jù)比較電路的輸出控制開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器繼續(xù)運(yùn)行。而且，該漏電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單可行，檢測(cè)的范圍較廣，靈敏度高。
[0039] 作為一種可實(shí)施方式，檢測(cè)電路1包括用于檢測(cè)直流母線的漏電電流的霍爾電流 傳感器P1，直流母線穿過霍爾電流傳感器P1，霍爾電流傳感器P1的輸出端連接比較電路2。 這樣，當(dāng)霍爾電流傳感器P1檢測(cè)到直流母線的漏電電流IN后，將該漏電電流IN傳送給比 較電路2,該漏電電流IN作為比較電路2的輸入。
[0040] 在本實(shí)施例中，信號(hào)處理電路3可以包括D/A轉(zhuǎn)換器、放大器等，用于對(duì)比較電路 輸出信號(hào)進(jìn)行處理，使其滿足開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)要求。D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端連接 比較電路2的輸出端，D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端連接放大器，放大器的輸出端連接開關(guān)磁阻電機(jī) 的驅(qū)動(dòng)器。這樣，信號(hào)處理電路3將比較電路2輸出的比較信號(hào)進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換及放大后輸 出，用于控制開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行。
[0041] 較優(yōu)地，漏電保護(hù)裝置還包括報(bào)警電路，報(bào)警電路與信號(hào)處理電路3的輸出端相 連接。這樣，當(dāng)直流母線存在漏電故障時(shí)，信號(hào)處理電路控制報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警。在本實(shí)施 例中，報(bào)警電路可以包括指示燈和蜂鳴器，當(dāng)比較電路2輸出高電平時(shí)，信號(hào)處理電路3控 制指示燈亮，蜂鳴器報(bào)警。這樣，為操作人員提供了視覺和聽覺的判斷，防止漏電對(duì)操作人 員造成傷害。在其他實(shí)施例中，報(bào)警電路還可以是其他。
[0042] 如圖2所示，作為一種可實(shí)施方式，比較電路2包括第一比較器P2和第二比較器 P3,且第一比較器P2的供電電源VDD4和第二比較器P3的供電電源VDD5均為單電源。這 樣，第一比較器P2的供電電源VDD4和第二比較器P3的供電電源VDD5無需采用雙電源，降 低了對(duì)供電電源的要求，節(jié)約了成本。其中，第一比較器P2的供電電源VDD4和第二比較器 P3的供電電源VDD5可以根據(jù)元件本身的特性進(jìn)行選擇，第一比較器P2的供電電源VDD4與 第二比較器P3的供電電源VDD5可以相同，也可以不同。應(yīng)當(dāng)清楚的是，第一比較器P2和 第二比較器P3可以是運(yùn)算放大器或其他具有比較功能的電路。
[0043] 第一比較器P2的反相輸入端連接第二比較器P3的反相輸入端后連接至霍爾電流 傳感器P1的輸出端；即霍爾電流傳感器P1檢測(cè)到的漏電電流IN作為第一比較器P2的反 相輸入端和第二比較器P3的反相輸入端的輸入信號(hào)。第一比較器P2的正相輸入端用于輸 入預(yù)設(shè)的第一電壓參考值VRF1，第二比較器P3的正相輸入端用于輸入預(yù)設(shè)的第二電壓參 考值VRF2,第一比較器P2的輸出端連接第二比較器P3的輸出端后作為比較電路2的輸出 端 OUT。
[0044] 在本實(shí)施例中，預(yù)設(shè)的第一電壓參考值VRF1和預(yù)設(shè)的第二電壓參考值VRF2采用 串聯(lián)電阻分壓的方法實(shí)現(xiàn)。在其他實(shí)施例中，預(yù)設(shè)的第一電壓參考值VRF1和預(yù)設(shè)的第二電 壓參考值VRF2可以直接連接電壓參考源實(shí)現(xiàn)。
[0045] 本實(shí)施例中，預(yù)設(shè)的第一電壓參考值和預(yù)設(shè)的第二電壓參考值形成比較電路的雙 門限比較。在本實(shí)施例中，預(yù)設(shè)的第一電壓參考值VRF1高于預(yù)設(shè)的第二電壓參考值VRF2。 當(dāng)檢測(cè)電路1檢測(cè)到漏電電流為直流母線的正向漏電電流時(shí)，即漏電電流是由正向直流母 線+DC BUS形成的，比較電路2將該正向漏電電流轉(zhuǎn)化為漏電電壓作為第一比較器P2和第 二比較器P3的反相輸入端的輸入電壓Vi2與預(yù)設(shè)的第一電壓參考值VRF1和預(yù)設(shè)的第二電 壓參考值VRF2進(jìn)行比較。當(dāng)漏電電壓Vi2大于預(yù)設(shè)的第一電壓參考值VRF1時(shí)，比較電路 2輸出高電平。此時(shí)，說明直流母線存在漏電故障，信號(hào)處理電路3根據(jù)比較電路2輸出的 高電平控制開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器停止運(yùn)行。當(dāng)漏電電壓Vi2小于預(yù)設(shè)的第二電壓參考值 VRF2或漏電電壓大于預(yù)設(shè)的第二電壓參考值VRF2且小于預(yù)設(shè)的第一電壓參考值VRF1時(shí)， 比較電路2輸出低電平，此時(shí)，說明直流母線不存在漏電故障，信號(hào)處理電路3根據(jù)比較電 路輸出的低電平控制開關(guān)磁阻電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行。
[0046] 當(dāng)檢測(cè)電路1檢測(cè)到漏電流為直流母線的負(fù)向漏電電流時(shí)，比較電路2將負(fù)向漏 電電流轉(zhuǎn)化為漏電電壓后與預(yù)設(shè)的第二電壓參考值VRF2進(jìn)行比較。當(dāng)漏電電壓小于預(yù)設(shè) 的第二電壓參考值VRF2時(shí)，比較電路2輸出高電平。此時(shí)，說明直流母線存在漏電故障，信 號(hào)處理電路3根據(jù)比較電路輸出的高電平控制開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器停止運(yùn)行。由于負(fù)向 漏電電流轉(zhuǎn)化的漏電電壓為負(fù)向的漏電電壓，所以當(dāng)漏電電壓小于預(yù)設(shè)的第二電壓參考值 VRF2時(shí)，說明漏電電壓的絕對(duì)值大于預(yù)設(shè)的第二電壓參考值的絕對(duì)值，存在漏電故障，比較 電路輸出高電平。
[0047] 當(dāng)漏電電壓大于預(yù)設(shè)的第二電壓參考值時(shí)，比較電路2輸出低電平。此時(shí)，說明直 流母線不存在漏電故障，信號(hào)處理電路3根據(jù)比較電路輸出的低電平控制開關(guān)磁阻電機(jī)的 驅(qū)動(dòng)器繼續(xù)運(yùn)行。
[0048] 較優(yōu)地，比較電路2還包括第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3 ;第一電阻R1、 第二電阻R2和第三電阻R3依次串聯(lián)后連接在第一供電電源VDD1和地之間；第一比較器P2 的正相輸入端連接至第一電阻R1和第二電阻R2的相應(yīng)公共端，即F1點(diǎn)的電壓值作為預(yù)設(shè) 的第一電壓參考值VRF1。第二比較器P3的正相輸入端連接至第二電阻R2和第三電阻R3 的相應(yīng)公共端，即F2點(diǎn)的電壓值作為預(yù)設(shè)的第二電壓參考值VRF2。
[0049] 在本實(shí)施例中，可以通過選擇第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3的阻值，實(shí) 現(xiàn)預(yù)設(shè)的第一電壓參考值VRF1 >預(yù)設(shè)的第二電壓參考值VRF2。而且，預(yù)設(shè)的第一電壓參考 值VRF1和預(yù)設(shè)的第二電壓參考值VRF2可以通過調(diào)節(jié)第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻 R3的阻值進(jìn)行靈活的選擇，這樣可以拓寬該比較電路的應(yīng)用范圍。
[0050] 較優(yōu)地，比較電路2還包括第六電阻R6和第七電阻R7 ;其中，第七電阻R7串聯(lián)在 霍爾電流傳感器P1的輸出端和第二比較器P3的反相輸入端之間，用于將漏電電流轉(zhuǎn)換為 漏電電壓。
[0051] 第六電阻R6的一端連接第二供電電源VDD2,第六電阻R6的另一端連接至第七電 阻R7和第二比較器P3的反相輸入端的相應(yīng)公共端后接地，第六電阻R6用于為漏電電壓提 供正的偏置電壓?；魻栯娏鱾鞲衅鱌1輸出的漏電電流經(jīng)過第七電阻R7轉(zhuǎn)換為漏電電壓， 當(dāng)漏電電流為直流母線的負(fù)向漏電電流時(shí)，該負(fù)向漏電電流經(jīng)過第七電阻R7轉(zhuǎn)化為負(fù)向 漏電電壓，由于第六電阻R6經(jīng)過第二供電電源VDD2將VI點(diǎn)的電壓抬高，使得第二比較器 P2的反相輸入端的電壓Vi2為正的電壓值。應(yīng)當(dāng)清楚的是，VI點(diǎn)處抬升的偏置電壓決定了 比較電路能夠檢測(cè)出負(fù)向漏電電流大小的最小值。
[0052] 在本實(shí)施例中，第六電阻R6的阻值可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)?？梢酝ㄟ^第六電 阻R6的阻值，使得VI點(diǎn)的電壓值等于第二電壓參考值VRF2。這樣，當(dāng)霍爾電流傳感器P1 檢測(cè)到的是直流母線的負(fù)向漏電電流時(shí)，可以通過比較第二比較器P3的反相輸入端的電 壓Vi2與VI處的正向偏置電壓進(jìn)行比較。當(dāng)Vi2的絕對(duì)值小于VI處的正向偏置電壓時(shí)，t匕 較電路輸出低電平。當(dāng)Vi2的絕對(duì)值大于VI處的正向偏置電壓時(shí)，比較電路輸出高電平。
[0053] 較優(yōu)地，比較電路2還包括用于濾波的第一電容器C1和第二電容器C2 ;第一電容 器C1串聯(lián)在所述第一比較器P2的供電電源VDD4和地之間，第二電容器C2串聯(lián)在第二比較 器P3的供電電源VDD5和地之間。第一電容器C1作為第一比較器P2的供電電源VDD4的 旁路電容器，用于濾除第一比較器P2的供電電源VDD4的干擾以及抑制第一比較器P2的供 電電源VDD4的電壓波動(dòng)。第二電容器C2作為第二比較器P3的供電電源VDD5的旁路電容 器，用于濾除第二比較器P3的供電電源VDD5的干擾以及抑制第三比較器的供電電源VDD5 的電壓波動(dòng)。
[0054] 較優(yōu)地，比較電路2還包括用于滯環(huán)比較的第五電阻R5和第九電阻R9 ;第五電阻 R5串聯(lián)在第一比較器P2的正相輸入端和輸出端之間；第九電阻R9串聯(lián)在第二比較器P3的 反相輸入端和輸出端之間。
[0055] 較優(yōu)地，比較電路2還包括第^^一電阻R11，第i^一電阻R11作為上拉電阻串聯(lián)在 第三供電電源VDD3和比較電路2的輸出端OUT之間。在本實(shí)施例中，比較電路的輸出端V2 處的電壓值由第一比較器P2的供電電源VDD4、第二比較器P3的供電電源VDD5和第i^一電 阻R11處的電壓共同決定，比較電路2的輸出端OUT輸出高電平或輸出低電平。
[0056] 在本實(shí)施例中，還包括第四電阻R4、第八電阻R8和第十電阻R10。其中，第四電阻 R4的一端連接至第一電阻R1和第二電阻R2的相應(yīng)公共端，第四電阻R4的另一端連接至第 一比較器P2的正相輸入端，為第一比較器P2提供偏置電壓。第八電阻R8串聯(lián)在第七電阻 R7和第二比較器P3的反相輸入端之間，為第二比較器P3提供偏置電壓。第十電阻R10的 一端連接至第二電阻R2和第三電阻R3的相應(yīng)公共端，第十電阻R10的另一端連接至第二 比較器P3的正相輸入端，用于為第二比較器P3提供偏置電壓。
[0057] 作為另一種可實(shí)施方式，如圖3所示，比較電路2包括用于將漏電電流轉(zhuǎn)換為漏電 電壓的采樣電路21和用于比較判斷的CPU(Central Processing Unit,中央處理器）22， 采樣電路21和CPU22依次電連接。在其他實(shí)施例中，CPU22也可以是MCU(Micro Control Unit，微控制器）。應(yīng)當(dāng)清楚的是，CPU22或者M(jìn)CU均可以使用ARM、DSP(Digital Signal Processor，數(shù)字信號(hào)處理器）、FPGA (Field-Programmable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編輯門陣 列）、CPLD(Complex Programmable Logic Device，復(fù)雜可編程邏輯器件）、MSP430 系列單 片機(jī)或C51系列單片機(jī)等。
[0058] 如圖4所示，本發(fā)明還涉及一種漏電保護(hù)方法，用于圖3所示的漏電保護(hù)裝置，包 括如下步驟：
[0059] S1、預(yù)設(shè)CPU的電壓參考值，且電壓參考值包括第一電壓參考值和第二電壓參考 值，第一電壓參考值大于第二電壓參考值；這樣形成雙門限比較判斷，提高了 CPU比較判斷 的準(zhǔn)確性。
[0060] S2、霍爾電流傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)直流母線的漏電電流，并將檢測(cè)到的直流母線的漏 電電流傳送至采樣電路；在本實(shí)施例中，直流母線的漏電電流可以是直流母線的正向漏電 電流和直流母線的負(fù)向漏電電流。
[0061] S3、采樣電路將直流母線的漏電電流轉(zhuǎn)換為漏電電壓后傳送至CPU ;
[0062] S4、CPU判斷漏電電壓是否超過第一電壓參考值或者CPU判斷漏電電壓是否低于 第二電壓參考值，若是，則CPU輸出高電平，信號(hào)處理電路控制開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器停止 運(yùn)行并報(bào)警；若否，則CPU輸出低電平，信號(hào)處理電路控制所述開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器繼續(xù) 運(yùn)行。
[0063] 在本實(shí)施例中，第一電壓參考值為正向電壓參考值，第二電壓參考值為負(fù)向電壓 參考值。當(dāng)霍爾電流傳感器檢測(cè)到直流母線的正向漏電電流時(shí)，采樣電路將該正向漏電電 流轉(zhuǎn)換為漏電電壓，CPU判斷漏電電壓是否超過第一電壓參考值，若是，CPU輸出高電平，說 明存在漏電故障，信號(hào)處理電路控制開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器停止運(yùn)行并報(bào)警，防止操作人 員觸電。當(dāng)漏電電壓小于第一電壓參考值時(shí)，CPU輸出低電平，開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器繼續(xù) 運(yùn)行。
[0064] 當(dāng)霍爾電流傳感器檢測(cè)到直流母線的負(fù)向漏電電流時(shí)，采樣電路將該負(fù)向漏電電 流轉(zhuǎn)換為漏電電壓，CPU判斷漏電電壓是否低于第二電壓參考值，若是，則CPU輸出高電平， 說明存在漏電故障，信號(hào)處理電路控制開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器停止運(yùn)行并報(bào)警，防止操作 人員觸電。當(dāng)漏電電壓小于第一電壓參考值時(shí)，CPU輸出低電平，開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器繼 續(xù)運(yùn)行。
[0065] 本發(fā)明的漏電保護(hù)裝置及方法，通過檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)漏電電流，并通過比較判 斷電路將漏電電流形成的漏電電壓與預(yù)設(shè)的電壓參考值進(jìn)行比較，根據(jù)比較電路的輸出控 制開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行，這樣，當(dāng)存在漏電故障時(shí)，信號(hào)處理電路根據(jù)比較電路的 輸出控制開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器停止運(yùn)行，防止了漏電故障對(duì)操作人員造成傷害。當(dāng)不存 在漏電故障時(shí)，信號(hào)處理電路根據(jù)比較電路的輸出控制開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器繼續(xù)運(yùn)行。 而且，該漏電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可行，檢測(cè)的范圍較廣，靈敏度高。
[0066] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種漏電保護(hù)裝置，用于開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的漏電保護(hù)，其特征在于： 包括用于檢測(cè)漏電電流的檢測(cè)電路、用于比較判斷的比較電路和信號(hào)處理電路；所述 檢測(cè)電路的一端連接至直流母線，所述檢測(cè)電路的另一端依次連接所述比較電路、所述信 號(hào)處理電路和所述開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器； 所述檢測(cè)電路將所述直流母線的漏電電流傳送至所述比較電路，所述比較電路將所述 漏電電流形成的漏電電壓與預(yù)設(shè)的電壓參考值進(jìn)行比較，所述信號(hào)處理電路根據(jù)所述比較 電路的輸出控制所述開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電保護(hù)裝置，其特征在于： 所述檢測(cè)電路包括用于檢測(cè)所述直流母線的漏電電流的霍爾電流傳感器P1，所述直流 母線穿過所述霍爾電流傳感器P1，所述霍爾電流傳感器P1的輸出端連接所述比較電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電保護(hù)裝置，其特征在于： 還包括報(bào)警電路，所述報(bào)警電路與所述信號(hào)處理電路的輸出端相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的漏電保護(hù)裝置，其特征在于： 所述比較電路包括第一比較器P2和第二比較器P3，所述第一比較器P2的供電電源和 所述第二比較器P3的供電電源均為單電源； 所述第一比較器P2的反相輸入端連接所述第二比較器P3的反相輸入端后連接至所述 霍爾電流傳感器P1的輸出端；所述第一比較器P2的正相輸入端用于輸入預(yù)設(shè)的第一電壓 參考值，所述第二比較器P3的正相輸入端用于輸入預(yù)設(shè)的第二電壓參考值，所述第一比較 器P2的輸出端連接所述第二比較器P3的輸出端后作為所述比較電路的輸出端。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的漏電保護(hù)裝置，其特征在于： 所述比較電路還包括第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3 ;所述第一電阻R1、所述 第二電阻R2和所述第三電阻R3依次串聯(lián)后連接在第一供電電源和地之間； 所述第一比較器P2的正相輸入端連接至所述第一電阻R1和所述第二電阻R2的相應(yīng) 公共端，所述第二比較器P3的正相輸入端連接至所述第二電阻R2和所述第三電阻R3的相 應(yīng)公共端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的漏電保護(hù)裝置，其特征在于： 所述比較電路還包括第六電阻R6和第七電阻R7 ; 所述第七電阻R7串聯(lián)在所述霍爾電流傳感器P1的輸出端和所述第二比較器P3的反 相輸入端之間，用于將漏電電流轉(zhuǎn)換為漏電電壓； 所述第六電阻R6的一端連接第二供電電源，所述第六電阻R6的另一端連接至所述第 七電阻R7和所述第二比較器P3的反相輸入端的相應(yīng)公共端后接地，所述第六電阻R6用于 為所述漏電電壓提供正向偏置電壓。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的漏電保護(hù)裝置，其特征在于： 所述比較電路還包括用于濾波的第一電容器C1和第二電容器C2 ; 所述第一電容器C1串聯(lián)在所述第一比較器P2的供電電源和地之間，所述第二電容器 C2串聯(lián)在所述第二比較器P3的供電電源和地之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的漏電保護(hù)裝置，其特征在于： 所述比較電路還包括用于滯環(huán)比較的第五電阻R5和第九電阻R9 ; 所述第五電阻R5串聯(lián)在所述第一比較器P2的正相輸入端和輸出端之間；所述第九電 阻R9串聯(lián)在所述第二比較器P3的反相輸入端和輸出端之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的漏電保護(hù)裝置，其特征在于： 所述比較電路還包括第十一電阻R11，所述第十一電阻串聯(lián)在第三供電電源和所述第 一比較器P2的輸出端之間。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的漏電保護(hù)裝置，其特征在于： 所述比較電路包括用于將漏電電流轉(zhuǎn)換為漏電電壓的采樣電路和用于比較判斷的 CPU，所述采樣電路和所述CPU依次電連接。
11. 一種漏電保護(hù)方法，用于權(quán)利要求10所述的漏電保護(hù)裝置，其特征在于，包括如下 步驟： 51、 預(yù)設(shè)CPU的電壓參考值，所述電壓參考值包括第一電壓參考值和第二電壓參考值， 且所述第一電壓參考值大于所述第二電壓參考值； 52、 霍爾電流傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)直流母線的漏電電流，并將檢測(cè)到所述直流母線的漏電 電流傳送至采樣電路； 53、 所述采樣電路將所述漏電電流轉(zhuǎn)換為漏電電壓后傳送至CPU ; 54、 所述CPU判斷所述漏電電壓是否超過所述第一電壓參考值或者所述漏電電壓是否 低于所述第二電壓參考值，若是，則所述CPU輸出高電平，信號(hào)處理電路控制開關(guān)磁阻電機(jī) 的驅(qū)動(dòng)器停止運(yùn)行；若否，則所述CPU輸出低電平，所述信號(hào)處理電路控制所述開關(guān)磁阻電 機(jī)的驅(qū)動(dòng)器繼續(xù)運(yùn)行。
【文檔編號(hào)】G01R31/02GK104113042SQ201410342819
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】孫鵬, 張馳, 蔣哲, 喬海, 楊桂林 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所