本發明屬于電子線路技術領域,尤其涉及到一種短路、漏電檢測裝置及其檢測方法。
背景技術:
現有的電子設備或者電力設備在使用時均無使用前檢測步驟,而很多情況下,如果設備存在短路或者漏電的情況,直接開啟設備進行使用將是十分危險的。
如果能提供一種檢測電路,該檢測電路在給設備供電前先進行短路或者漏電檢測,若有短路、漏電情況,即刻提示并不給設備提供電力,直到故障排除后再次進行檢測,檢測通過后才可以啟動設備,則可以很好的保護設備從而避免由于疏忽導致的短路、漏電情況出現。
技術實現要素:
為解決上述問題,本發明提供了一種短路、漏電檢測裝置及其檢測方法。所述裝置包括恒流子電路,提示子電路,電力切換子電路、第一電磁繼電器、第二電磁繼電器、第三電磁繼電器、第四電磁繼電器。
恒流子電路包括第一電阻、第二可調電阻、第一運算放大器,第一場效應管、第四非極性電容;各個零部件的連接關系為:第一電阻一端連接輔助電源高電勢端,另一端連接第二可調電阻一個固定端,第二精密電阻另一固定端連接到地,其可調端連接到第一運算放大器的同相輸入端,第一運算放大器的輸出端連接到第一場效應管的柵極;第一場效應管的漏極連接到輔助電源的高電勢端,源極連接到第一運算放大器的反相輸入端及第一繼電器的公共端,柵極連接到第四非極性電容一端,所述第四非極性電容的另一端連接到第一場效應管的源極。
提示子電路包括第四電阻、第四三極管、報警設備;各個零部件的連接關系為:第一繼電器的常開端連接第四電阻一端及第四三極管的基極;第四三極管的發射極接地,且集電極與報警設備連接后連接到輔助電源高電勢。
電力切換子電路包括第三電阻、第一電磁繼電器、第二運算放大器、第六非極性電容、第三場效應管、第二電磁繼電器、第三電磁繼電器、第四電磁繼電器、第二場效應管、第五非極性電容、第三運算放大器、第二接線端子、第三接線端子;各個零部件的連接關系為:第三電阻一端連接到第一電磁繼電器的常閉端,另一端接第二電磁繼電器的常閉端;第二運算放大器的反向輸入端連接到第一電磁繼電器的常閉端,正向輸入端連接到第一電磁繼電器的常閉端,輸出端連接到第六非極性電容一端及第三場效應管的柵極;第六非極性電容的另一端計第三場效應管的源極接地;第三場效應管的漏極連接到第一電磁繼電器的一個驅動端,所述第一電磁繼電器的另一個驅動端則連接到輔助電源高電勢;第二電磁繼電器的公共端連接到第二接線端子的一端,常開端則連接到第四電磁繼電器的公共端;第三電磁繼電器的公共端連接到第二接線端子的另一端,常閉端連接到地,常開端連接到設備供電線的零線或負極;第四電磁繼電器的公共端連接到第三接線端子的一端,常開端連接到設備供電的火線或正極,常閉端連接到設備供電的零線或負極;第三運算放大器的同相端連接到第二電磁繼電器的常閉端,第三運算放大器的反相端連接到地。
第二電磁繼電器的一個驅動端連接到輔助電源高電勢,另一個驅動端連接到第三電磁繼電器的一個驅動端,第三電磁繼電器的另一個驅動端連接到第四電磁繼電器的一個驅動端,第四電磁繼電器的另一個驅動端連接到第二場效應管的漏極,第二場效應管的源極接到地,柵極連接到第五非極性電容一端,所述第五非極性電容的另一端則接地。
進一步的,本發明還包括輔助電源子電路,所述輔助電源子電路包括第一接線端子、第一整流橋電路、第一極性電容、第二極性電容、第三非極性電容;所述第一極性電容、第二極性電容、第三非極性電容并聯構成整流濾波電路。且并聯電路的兩個并聯點與第一整流橋電路的兩個輸出端連接。第一接線端子則與第一整流橋電路的兩個輸入端連接。
進一步的,第三電阻阻值小于被測設備電阻阻值。
進一步的,各個三極管為NPN三極管。
進一步的,第一接線端子的輸入電壓不超過5V。
進一步的,所述報警設備為蜂鳴器。
進一步的,所述報警設備為發光二極管。
進一步的,所述報警設備為蜂鳴器與發光二極管,所述蜂鳴器一端連接第四三極管,另一端連接發光二極管一端,所述發光二極管的另一端則連接到輔助電源高電勢。
上述短路、漏電檢測裝置的檢測方法包括如下步驟:
步驟一:確定一個提供檢測電流的恒流源,并與本裝置連接;
步驟二:檢測電流通過第一電磁繼電器的常閉端和第二電磁繼電器的常閉端進入被測設備端口一端,將被測設備串聯進以后通過第三及第四電磁繼電器接入電力供應,如果被測設備有短路和/或漏電情況則執行步驟三,如沒有短路和/或漏電情況執行步驟四;
步驟三:電流在第三電阻上形成電勢差,第二運算放大器輸出高電平,第三場效應管導通,第一電磁繼電器的開關由常閉端調整到常開端,報警裝置工作;且第二場效應管不導通,第二電磁繼電器、第三電磁繼電器、第四電磁繼電器均不動作,被測設備不工作;
步驟四:第三場效應管不導通,第一電磁繼電器不動作,報警裝置不工作;第二場效應管導通,第二電磁繼電器、第三電磁繼電器、第四電磁繼電器均動作,被測設備被供電,開始工作。
進一步的,步驟一中能夠通過調整第二電阻來調整檢測電流大小。
本發明的有益效果為:
本發明可應用于各種設備的供電前檢測,能及時檢測出設備的漏電、短路情況,即刻提示并不給設備提供電力,直到故障排除后再次進行檢測,檢測通過后才可以啟動設備,可以很好的保護設備,避免由于疏忽導致的短路、漏電情況出現,保障工作人員安全及設備的安全運行。
附圖說明
圖1為本發明電路示意圖。
具體實施方式
以下各個元器件的序號與附圖中的阿拉伯數字對應。如第一電阻對應于R1,第一運算放大器對應于A1,第一場效應管對應于Q1。
如圖1所示,本發明所述電路包括恒流子電路,提示子電路,電力切換子電路。
恒流子電路包括第一電阻、第二可調電阻、第一運算放大器,第一場效應管、第四非極性電容。各個零部件的連接關系為:第一電阻一端連接輔助電源高電勢端(VCC),另一端連接第二可調電阻一個固定端,第二精密電阻另一固定端連接到地,其可調端連接到第一運算放大器的同相端,第一運算放大器的輸出端連接到第一場效應管的柵極。第一場效應管的漏極連接到輔助電源的高電勢端(VCC),源極連接到第一運算放大器的反相輸入端及第一繼電器的公共端,柵極連接到第四非極性電容一端,所述第四非極性電容的另一端連接到第一場效應管的源極。本子電路的工作原理為:第一電阻與第二可調電阻串聯構成分壓結構給運放同相端,由第一場效應管與設備構成串聯結構,考慮設備內阻,所以此時運放反相輸入端有一定電壓,與反相輸入端進行比較,構成電壓比較器,控制運放輸出電壓從而控制場效應管輸出,達到恒流輸出目的。
提示子電路包括第四電阻、第四三極管(本發明所述的各個三極管為NPN型三極管)、報警設備。各個零部件的連接關系為:第一繼電器的常開端連接第四電阻一端及第四三極管的基極。第四三極管的發射極接地,且集電極與報警設備連接后連接到輔助電源高電勢(VCC)。本子電路的工作原理為:當短路時電流通過第四電阻到地,在第四電阻上形成電壓,給第四三極管提供了到導通電壓,驅動報警設備工作。所述報警設備可以為發光二極管(即圖中的LED0)或者蜂鳴器(即圖中的Bell)或者發光二極管與蜂鳴器的組合。當為發光二極管與蜂鳴器的組合時,所述蜂鳴器一端連接第四三極管,另一端連接發光二極管一端,所述發光二極管的另一端則連接到輔助電源高電勢。
電力切換子電路包括第三電阻、第一電磁繼電器、第二運算放大器、第六非極性電容、第三場效應管、第二電磁繼電器、第三電磁繼電器、第四電磁繼電器、第二場效應管、第五非極性電容、第三運算放大器、第二接線端子、第三接線端子。各個零部件的連接關系為:第三電阻一端連接到第一電磁繼電器的常閉端,另一端接第二電磁繼電器的常閉端。第二運算放大器的反向輸入端連接到第一電磁繼電器的常閉端,正向輸入端連接到第一電磁繼電器的常閉端,輸出端連接到第六非極性電容一端及第三場效應管的柵極。第六非極性電容的另一端計第三場效應管的源極接地。第三場效應管的漏極連接到第一電磁繼電器的一個驅動端,所述第一電磁繼電器的另一個驅動端則連接到輔助電源高電勢(VCC)。第二電磁繼電器的公共端連接到第二接線端子的一端,常開端則連接到第四電磁繼電器的公共端。第三電磁繼電器的公共端連接到第二接線端子的另一端,常閉端連接到地,常開端連接到設備供電線的零線或負極。第四電磁繼電器的公共端連接到第三接線端子的一端,常開端連接到設備供電的火線(或正極),常閉端連接到設備供電的零線(或負極)。第三運算放大器的同相端連接到第二電磁繼電器的常閉端,第三運算放大器的反相輸入端連接到地。
第二電磁繼電器的一個驅動端連接到輔助電源高電勢,另一個驅動端連接到第三電磁繼電器的一個驅動端,第三電磁繼電器的另一個驅動端連接到第四電磁繼電器的一個驅動端,第四電磁繼電器的另一個驅動端連接到第二場效應管的漏極,第二場效應管的源極接到地,柵極連接到第五非極性電容一端,所述第五非極性電容的另一端則接地。
電力切換子電路的工作原理為:當檢測無誤后,由于設備無短路、漏電現象,所以會在第三電阻處形成電勢,所以對于第三運算放大器而言,同相端電勢高與反相輸入端,所以輸出高電平,使第二場效應管打開,使得第二電磁繼電器,第三電磁繼電器,第四電磁繼電器工作,使之打到常開端,給設備供電,第三接線端子為設備供電輸入接口,第二接線端子為設備接入接口。
優選的,本發明還包括輔助電源子電路,包括第一接線端子、第一整流橋電路、第一極性電容、第二極性電容、第三非極性電容。所述第一極性電容、第二極性電容、第三非極性電容并聯構成整流濾波電路。且并聯電路的兩個并聯點與第一整流橋電路的兩個輸出端連接。第一接線端子則與第一整流橋電路的兩個輸入端連接,為輔助電源子電路提供輸入電壓。由于考慮到設備輸入為交流電,所以需要將第一接線端子的輸入電壓規定不得超過五伏。
其主要思想為在給設備供電前采用小電流進行貫通,若導通即設備有短路、漏電情況發生,若不導通,即設備無短路、漏電。
本發明適用于純阻型設備檢測步驟具體為:
步驟一:采用恒流源提供微檢測電流,可根據被測設備情況自行調整檢測電流的大小,調整檢測電流大小可通過調整第二電阻實現。
步驟二:檢測電流通過第一電磁繼電器的常閉端和第二電磁繼電器的常閉端進入設備端口一端,將設備串聯進以后通過第三及第四電磁繼電器接入電力供應,恒流源供給小電流,通過設備時,如果設備有短路、漏電情況則執行步驟三,否則執行步驟四。
步驟三:檢測電流通過第三電阻接入低電勢,檢測電流在第三電阻上形成電勢差,此時電勢差在第二運算放大器器構成的電壓比較器上形成同相端高于反相端的情況,此時運放輸出高電平,使得第三場效應管導通,第一電磁繼電器的開關由常閉端調整到常開端,使得檢測電流能夠控制第四三極管,導通蜂鳴器和LED燈,發出聲光報警;同時由于第三運算放大器的同相端與反相端均為低電勢,則第二場效應管不打開,則第二電磁繼電器、第三電磁繼電器、第四電磁繼電器均不動作,那么此時不會對被測設備進行供電操作,從而保護被測設備。
步驟四:視被測設備為阻性元件,此時在第三電阻上形成很小的電勢差,此時第二運算放大器不會輸出高電平,所以第三場效應管不會導通,呈現截止狀態,所以第一電磁繼電器不動作,檢測電流不能夠控制第四三極管,則不能導通蜂鳴器和LED燈,不發出聲光報警;同時由于第三運算放大器的同相端高電勢高于反相端低電勢,則第二場效應管導通,則第二電磁繼電器、第三電磁繼電器、第四電磁繼電器均動作,此時對被測設備進行供電操作,使得被測設備能夠開始工作。
在本發明中,可根據被測設備實際情況更改第三電阻大小,務必使得第三電阻阻值小于被測設備電阻。