[发明专利]漏电脱扣电流值一致的A型漏电保护器

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，尤其涉及A型漏电脱扣电流值一致的A型漏电保护器。

背景技术

随着科学技术的进步和经济的不断发展，人们的生活水平有了很大提高，用电设备越来越复杂，尤其是带有大量电子元件的电气设备。如计算机、电子办公器具及家用电器等日益增多，电气线路中出现非正弦交流剩余电流也越来越多。传统的AC型剩余电流保护器只能对突然施加或缓慢上升的剩余正弦交流电流确保脱扣，因此普通的AC型剩余电流保护器已不能满足要求。

A型漏电保护器是对突然施加或缓慢上升的漏电正弦交流电流和脉动直流电流均能确保可靠脱扣的漏电保护器。它的检测原理与AC型一样，都采用漏电电流互感器来检测剩余电流，但对互感器的磁特性进行了改善，以提高对脉动直流电流的检测灵敏度。

直流脉动漏电引发的人体触电、用电设备损坏、电气火灾等时有发生，造成了本不该发生的人员伤亡及财产损失，已经引起了政府部门和业界人士的高度重视。大力推广使用A型漏电保护器势在必行。

公开号为CN102130440A的中国专利文献公开了A型漏电保护器专用集成电路芯片，该芯片对A型漏电种类的判断过于简单，并且不同种类的A型漏电脱扣电流值离散性较大，不能满足对脱扣电流值一致的现实要求，造成A型漏电保护器抗干扰能力弱，不适合投入市场应用。

发明内容

本发明提出了漏电脱扣电流值一致的A型漏电保护器。

漏电脱扣电流值一致的A型漏电保护器，其特征在于，包括集成于同一芯片的：

斩波稳零运算放大器，用于减小CMOS运算放大器的失调电压，放大A型漏电感应信号；

迟滞比较器模块，用于放大后的A型漏电信号和不同A型漏电信号比较电平作比较，产生相应的漏电比较脉冲；

数字处理模块，用于识别A型漏电信号，并产生跳闸信号；

具有尾电流源的环形振荡器，用于产生高频开关时钟，用于斩波稳零运算放大器的调制信号，经分频后作为数字部分时钟信号。

所述的A型漏电保护器对不同A型漏电电流脱扣电流值一致，即对电流滞后角±0°、±90°、±135°以及电流滞后角0°叠加6mA的平滑直流电以及AC型漏电，脱扣电流的有效值一致。

所述的A型漏电互感器感应出来的A型漏电感应信号微弱，电压幅度为10mV-20mV，适用于CMOS集成电路。

所述的A型漏电感应信号经所述斩波稳零运算放大器放大后的信号纹波为1-5mV。

所述的数字处理模块包括干扰滤除模块、A型漏电信号判别模块、输出缓冲模块。所述干扰滤除模块，用于滤除触发计数脉冲的抖动干扰；所述A型漏电信号判别模块，用于判别漏电信号的类别，产生跳闸信号；所述输出缓冲模块，用于驱动芯片外部的晶闸管，产生跳闸。

所述A型漏电信号判别模块对A型不同漏电电流类型的检测，是按照时间顺序依次检测的，预留给每种漏电电流类型的检测时间都是充足的，而且分别有各自的漏电检测电平，所以不存在互相干扰的问题。由于漏电信号是在时间段内检测，即使漏电波形不是标准形式，该A型漏电保护器也能在相应的时间段内进行漏电检测，提高了A型漏电保护器的抗干扰能力。

所述A型漏电信号判别模块对于放大后的+0°、+90°、+135°、+0°叠加上6mA的平滑直流电的A型漏电信号，经过与2.5V迟滞比较器比较产生计时触发脉冲，当开始计时3ms以内有漏电信号脉冲，则此漏电信号电流滞后角为+135°；当计时3-7ms以内有漏电信号脉冲，则此漏电信号电流滞后角为+90°；当计时7-12ms以内有漏电信号脉冲，则此漏电信号电流滞后角为+0°，也包括+0°叠加上6mA的平滑直流电；对于放大后的-0°、-90°、-135°、-0°叠加上6mA的平滑直流电的A型漏电信号，经过与2.3V迟滞比较器比较产生计时触发脉冲，当开始计时3ms以内有漏电信号脉冲，则此漏电信号电流滞后角为-135°；当计时3-7ms以内有漏电信号脉冲，则此漏电信号电流滞后角为-90°；当计时7-12ms以内有漏电信号脉冲，则此漏电信号电流滞后角为-0°，也包括-0°叠加上6mA的平滑直流电；对于AC型的判别，放大后的AC型漏电信号经过与2.3V迟滞比较器比较产生计时触发脉冲，在3-7ms和13-16ms内都有漏电脉冲，则此漏电信号为AC型漏电；16ms后，所述的数字处理模块复位，等待下一个周期的漏电检测。