[实用新型]一种充电漏电流检测和保护电路

说明书

本实用新型公开了一种充电漏电流检测和保护电路，包括：漏电流传感器、自激振荡模块、低通滤波模块、控制模块和开关模块。其中，漏电流传感器包括环形磁芯和检测绕组；漏电流传感器与自激振荡模块、低通滤波模块相连，输出经过处理的漏电流信号和振荡器频率信号，控制模块实时接收漏电流信号和振荡器频率信号并判断，输出包括漏电流异常状态的控制信号；开关模块接收控制信号，并判断是否启动电路保护功能。该控制信号还可以用于充电电路的漏电流报警和提示功能。使用本实用新型的充电漏电流检测和保护电路，可以检测单相交流电源、三相交流电源或直流电源的漏电流并实现电路的保护功能，工作范围广，准确性高。

技术领域

本实用新型涉及充电漏电流检测和保护电路。

背景技术

根据节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)的规划，到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆；到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆，燃料电池汽车、车用氢能源产业与国际同步发展。充电设施建设与新能源汽车产销规模相适应，根据“十三五”规划，预计到2020年，集中式充换电站将增长到1.2万座，分散式充电桩数量将增长100倍达到450万个。

漏电流保护，涉及到人身及财产安全，是充电桩的一个非常重要的功能。现在充电桩使用的漏电流保护采用AC型漏电流保护装置，主要是针对工频正弦交流漏电流来设计的，检测到足够大的正弦交流漏电流信号后切断电源，AC型充电桩漏电保护装置无法检测直流漏电流。由于电动汽车动力系统中，存在200V～750VDC的高压电池包，当该电池包对地或对电网侧绝缘产生损坏的情况下，该电池包产生的漏电流不再只是正弦波形的工频信号，可能出现直流漏电流；当直流漏电流产生时，AC型充电桩漏电流保护装置无法正确的检测，从而导致不能正确的保护，造成人身触电或电气火灾事故。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是现有AC型充电桩漏电流保护装置无法检测直流漏电流，当直流漏电流产生时，AC型充电桩漏电流保护装置无法进行正确的检测和保护，会有人身触电或电气火灾事故风险。

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种充电漏电流检测和保护电路，用于在通过功率电源线对负载进行充电时检测充电漏电流并提供保护功能，所述电路包括：所述电路包括：漏电流传感器、自激振荡模块、低通滤波模块、控制模块和开关模块。其中：漏电流传感器包括环形磁芯和检测绕组，被检测的功率电源线穿过环形磁芯，和缠绕在环形磁芯的检测绕组一起实现漏电流的检出功能；自激振荡模块，包括缠绕在环形磁芯上的检测绕组和自激振荡电路；该自激振荡模块一直振荡在设定的振荡频率范围内，当功率电源线上产生漏电流时，漏电流传感器在检测绕组端检出感应电流，感应电流通过自激振荡电路后输出两个信号：漏电流检出信号和振荡器频率信号，其中漏电流检出信号输出到低通滤波模块，振荡器频率信号输出到控制模块；低通滤波模块，接收自激振荡模块输出的漏电流检出信号，用于滤除高频激磁电流，得到检出的漏电流信号，并将该信号传给控制模块；控制模块，用于实时检测漏电流信号以及振荡器频率信号，并进行实时判断，根据判断结果输出控制信号；开关模块，接收控制模块输出的控制信号，根据控制信号状态执行操作：当控制信号为漏电流状态异常时，所述开关模块将切断电源与负载的连接，启动电路的保护功能；当控制信号为漏电流状态正常时，所述开关模块将保持电源与负载的连接，执行电路的充电功能。

根据本实用新型的一种具体实施例，所述自激振荡电路包括第一运算放大器、第二电阻、第三电阻和第四电阻；检测绕组的一端与第四电阻的一端、第一运算放大器的反向输入端和低通滤波模块相连，检测绕组的另一端与第三电阻的一端、第一运算放大器的输出端和控制模块相连；第二电阻的一端与第三电阻的另一端、第一运算放大器的正向输入端相连；第二电阻、第四电阻的另一端均与系统地相连。

根据本实用新型的一种具体实施例，所述低通滤波模块包括第一电阻和第一电容；第一电阻一端与自激振荡模块的输出端相连，另一端与第一电容的一端和控制模块相连；第一电容的另一端与系统地相连。