本發(fā)明涉及家用電路領(lǐng)域，具體地，涉及一種用電檢測(cè)裝置以及具有該用電檢測(cè)裝置的電連接設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高和電器產(chǎn)品使用的日益普及，人們對(duì)電器的使用安全也越來(lái)越重視。因此帶有漏電故障檢測(cè)電路的漏電檢測(cè)裝置應(yīng)運(yùn)而生。在當(dāng)前的用電檢測(cè)裝置中，通常是周期性地對(duì)用電檢測(cè)裝置本身進(jìn)行自檢的。

然而，這種周期性的自檢會(huì)導(dǎo)致在漏電檢測(cè)裝置上電后需要等待一個(gè)周期才進(jìn)行自檢。而在該周期中可能已經(jīng)發(fā)生危害用戶安全的情況。

此外，當(dāng)前的用電檢測(cè)裝置沒(méi)有放電電路。因此，在低電壓(低于產(chǎn)品額定電壓或更低)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)誤脫扣現(xiàn)象。

因此，亟需一種具有上電自檢功能和欠壓放電功能的用電檢測(cè)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用電檢測(cè)裝置和具有該用電檢測(cè)裝置的電連接設(shè)備。該用電檢測(cè)裝置能夠在上電時(shí)檢測(cè)漏電故障檢測(cè)電路的功能性，并且能夠避免在欠電情況下的誤脫扣現(xiàn)象。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供了一種用電檢測(cè)裝置，包括：自檢脈沖單元，用于在所述用電檢測(cè)裝置上電時(shí)產(chǎn)生脈沖觸發(fā)信號(hào)；自檢單元，用于周期性地產(chǎn)生模擬漏電信號(hào)，并且用于根據(jù)所述脈沖觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生所述模擬漏電信號(hào)；以及漏電故障檢測(cè)單元，用 于檢測(cè)所述模擬漏電信號(hào)和真實(shí)的漏電故障。通過(guò)上述方式，能夠通過(guò)使用自檢脈沖單元在用電檢測(cè)裝置上電時(shí)直接產(chǎn)生模擬漏電信號(hào)，從而避免在第一周期內(nèi)由于漏電故障檢測(cè)單元的故障而導(dǎo)致的觸電危險(xiǎn)。

在依據(jù)本發(fā)明的用電檢測(cè)裝置的一種實(shí)施方式中，所述自檢單元包括：參考電壓生成子單元，用于生成參考電壓；周期電壓生成子單元，用于生成周期變化的電壓，所述周期變化的電壓在所述周期的不同階段分別大于和小于所述參考電壓；比較器，用于比較所述參考電壓和所述周期變化的電壓；以及第一晶體管，用于根據(jù)所述比較的結(jié)果產(chǎn)生所述模擬漏電信號(hào)。通過(guò)這種方式，自檢單元能夠周期性地生成模擬漏電信號(hào)。

在依據(jù)本發(fā)明的用電檢測(cè)裝置的一種實(shí)施方式中，所述脈沖觸發(fā)信號(hào)為觸發(fā)電壓，所述自檢脈沖單元包括：第二晶體管，用于在所述用電檢測(cè)裝置上電時(shí)導(dǎo)通，以提供所述觸發(fā)電壓；以及第二電容器，用于在預(yù)先確定的充電時(shí)間后斷開所述第二晶體管；其中，所述比較器還用于，當(dāng)所述第二晶體管導(dǎo)通時(shí)，比較所述參考電壓和所述觸發(fā)電壓。通過(guò)這種方式，能夠通過(guò)調(diào)整第二電容器的參數(shù)來(lái)調(diào)整充電時(shí)間。

在依據(jù)本發(fā)明的用電檢測(cè)裝置的一種實(shí)施方式中，所述脈沖觸發(fā)信號(hào)為觸發(fā)電壓，所述自檢脈沖單元包括：第二晶體管，用于在所述用電檢測(cè)裝置上電時(shí)導(dǎo)通，以提供觸發(fā)電壓；以及微分電路，用于在預(yù)先確定的微分時(shí)間后斷開所述第二晶體管；其中，所述比較器還用于，當(dāng)所述第二晶體管導(dǎo)通時(shí)，比較所述參考電壓和所述觸發(fā)電壓。通過(guò)這種方式，能夠通過(guò)調(diào)整微分電路的參數(shù)來(lái)來(lái)調(diào)整微分時(shí)間。

在依據(jù)本發(fā)明的用電檢測(cè)裝置的一種實(shí)施方式中，所述脈沖觸發(fā)信號(hào)用于拉低所述參考電壓，所述自檢脈沖單元包括：第二晶體管，用于在所述用電檢測(cè)裝置上電時(shí)導(dǎo)通，以拉低所述參考電壓；以及微分電路，用于在預(yù)先確定的微分時(shí)間后斷開所述第二晶體管。

在依據(jù)本發(fā)明的用電檢測(cè)裝置的一種實(shí)施方式中，所述周期電 壓生成子單元包括串聯(lián)連接的第一電阻和第一電容器。

在依據(jù)本發(fā)明的用電檢測(cè)裝置的一種實(shí)施方式中，通過(guò)調(diào)整所述第一電阻與所述第一電容器的參數(shù)來(lái)調(diào)整所述周期。

在依據(jù)本發(fā)明的用電檢測(cè)裝置的一種實(shí)施方式中，所述第二晶體管為三極管、二極管或可控硅。

在依據(jù)本發(fā)明的用電檢測(cè)裝置的一種實(shí)施方式中，所述用電檢測(cè)裝置還包括：放電單元，用于在電源電壓低于電壓預(yù)設(shè)定值的情況下禁止所述自檢單元產(chǎn)生所述模擬漏電信號(hào)。通過(guò)上述方式，放電單元使得自檢單元在欠壓的情況下不工作。

在依據(jù)本發(fā)明的用電檢測(cè)裝置的一種實(shí)施方式中，所述放電單元包括第三晶體管，用于在所述電源電壓低于所述電壓預(yù)設(shè)定值的情況下，將所述周期電壓生成子單元的輸出端與地相連接，以使得所述周期變化的電壓為零。

在依據(jù)本發(fā)明的用電檢測(cè)裝置的一種實(shí)施方式中，所述漏電故障檢測(cè)單元還包括第一故障顯示單元，所述第一故障顯示單元用于顯示所述漏電故障。通過(guò)這種方式，能夠明確地向用戶和維護(hù)人員指示電路的漏電故障。

在依據(jù)本發(fā)明的用電檢測(cè)裝置的一種實(shí)施方式中，所述自檢單元還包括第二故障顯示單元，所述第二故障顯示單元用于顯示所述用電檢測(cè)裝置的故障。通過(guò)這種方式，能夠明確地向用戶和維護(hù)人員指示用電檢測(cè)裝置的故障。

此外，本發(fā)明的第二方面提供了一種電連接設(shè)備，其具有根據(jù)本發(fā)明所述的用電檢測(cè)裝置。

綜上，本發(fā)明通過(guò)增加自檢脈沖單元，在用電檢測(cè)裝置上電時(shí)就直接觸發(fā)自檢單元檢查用電檢測(cè)裝置自身的故障，從而在自檢單元還未進(jìn)行周期性自檢之前避免發(fā)生危害用戶安全的情況。此外，本發(fā)明通過(guò)增加放電單元，使得自檢電路在欠壓情況下不進(jìn)行自檢，并且避免了誤脫扣現(xiàn)象。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用電檢測(cè)裝置的第一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用電檢測(cè)裝置的第二實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用電檢測(cè)裝置的第三實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的用電檢測(cè)裝置的第四實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

在以下優(yōu)選的實(shí)施例的具體描述中，將參考構(gòu)成本發(fā)明一部分的所附的附圖。所附的附圖通過(guò)示例的方式示出了能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的特定的實(shí)施例。示例的實(shí)施例并不旨在窮盡根據(jù)本發(fā)明的所有實(shí)施例。可以理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的前提下，可以利用其他實(shí)施例，也可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)性或者邏輯性的修改。因此，以下的具體描述并非限制性的，且本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求進(jìn)行限定。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用電檢測(cè)裝置的第一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，用電檢測(cè)裝置包括：(1)自檢脈沖單元1，其用于在用電檢測(cè)裝置上電時(shí)產(chǎn)生脈沖觸發(fā)信號(hào)；(2)自檢單元，其用于周期性地產(chǎn)生模擬漏電信號(hào)，并且用于根據(jù)脈沖觸發(fā)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生模擬漏電信號(hào)；以及(3)漏電故障檢測(cè)單元，其用于檢測(cè)模擬漏電信號(hào)和真實(shí)的漏電故障。

漏電故障檢測(cè)單元包括：檢測(cè)線圈zct1、螺線管sol、可控硅元件q1、二極管d5以及處理器ic1等元件。能夠理解的是，可控硅元件q1也能夠用其它具備開關(guān)功能的元件代替，例如mos管。

自檢單元包括：參考電壓生成子單元、周期電壓生成子單元、比較器ic2和第一晶體管q2。其中，參考電壓生成子單元用于用于生成參考電壓；周期電壓生成子單元用于生成周期變化的電壓，該周期變化的電壓在周期的不同階段分別大于和小于參考電壓；比較器，用于比較參考電壓和周期變化的電壓；以及第一晶體管，用于根據(jù)比較的結(jié)果產(chǎn)生模擬漏電信號(hào)。在圖1中，參考電壓生成子單元由r7和r8構(gòu)成的分壓電路形成。周期電壓生成子單元由電阻r9和電容c10形成。模擬漏電信號(hào)為在零線n上的大于漏電閾值的漏電流。

自檢脈沖單元1包括：第二晶體管q3、電容c6、二極管d9和多個(gè)電阻r16、r17和r18。能夠理解的是，第二晶體管q3能夠是其他具備開關(guān)或選擇功能的元件，例如二極管、放大器、比較電路等。

檢測(cè)線圈zct1的兩端耦接至處理器ic1的引腳4和5，當(dāng)zct1輸出的電壓變化大于閾值時(shí)，ic1的引腳1輸出高電平，否則，輸出低電平。整流橋d1-d4分別耦接至火線l、n線，并通過(guò)電阻r1耦接至ic1的引腳3，以在交流電壓的正負(fù)半周均能為ic1提供工作電源。

當(dāng)復(fù)位開關(guān)reset復(fù)位后，l、n供電線將上電，在l線和n線之間的交流電波形為正弦波。

下面分別對(duì)漏電故障檢測(cè)單元、自檢單元和自檢脈沖單元1的工作情況進(jìn)行闡述。

(1)檢測(cè)漏電故障

當(dāng)reset閉合時(shí)，zct1檢測(cè)l、n線上是否有漏電流產(chǎn)生。

若此時(shí)沒(méi)有漏電流產(chǎn)生，則ic1在引腳1輸出低電平，可控硅q1無(wú)法導(dǎo)通，從而螺線管sol中的電流不會(huì)產(chǎn)生變化，從而不會(huì)使得開關(guān)reset斷開。

若此時(shí)有漏電流產(chǎn)生，則zct輸出感應(yīng)電壓至ic1的引腳4、5后，ic1在引腳1輸出高電平，從而導(dǎo)通可控硅q1。此時(shí)，螺線管sol中的電流將因?yàn)榭煽毓璧膶?dǎo)通而產(chǎn)生較大的變化，使得reset斷開，進(jìn)而切斷了l線至n線的電流通路。

當(dāng)供電通路保持供電狀態(tài)時(shí)，即螺線管中的電流未產(chǎn)生因可控硅q1導(dǎo)致的電流較大的變化時(shí)，耦接至螺線管的第一故障顯示單元(包括電阻r4和發(fā)光二極管led1)將一直發(fā)出顯示信號(hào)，以告知用戶此時(shí)reset開關(guān)閉合。當(dāng)可控硅q1導(dǎo)通后，復(fù)位開關(guān)reset將斷開，此時(shí)第一故障顯示單元將不再顯示，從而告知用戶此時(shí)供電通路已經(jīng)斷開。另外，當(dāng)螺線管sol損壞、即sol的線圈形成了斷路，此時(shí)第一故障顯示單元也不再顯示。

對(duì)于自檢單元，由于n線此時(shí)并未對(duì)其進(jìn)行供電，因此其不工作。

(2)電路自檢

類似的，當(dāng)reset均閉合時(shí)，zct檢測(cè)l、n線上的是否有漏電流產(chǎn)生。

自檢單元包括周期電壓生成子單元，該周期電壓生成子單元包括串聯(lián)連接的第一電阻r9和第一電容c10，周期電壓生成子單元還耦接至可控硅元件q1和比較器ic2的第一輸入端(正極)。顯然，當(dāng)可控硅q1導(dǎo)通時(shí)，其能夠提供第一電容c10上的電荷泄放的路徑，從而降低第一電容c10的電壓。

比較器的正極耦接至第一電阻r9和第一電容c10之間，用于接收電容c10上的電壓信號(hào)，比較器的負(fù)極耦接至包括電阻r7、r8的參考電壓生成子單元，用于接收參考電壓信號(hào)。因此，周期電壓生成子單元與參考電壓生成子單元均接收來(lái)自n線上的電壓信號(hào)

情形1：漏電故障檢測(cè)單元工作正常：

由于ic2正極上的第一電阻r9和第一電容c10通過(guò)電阻r5連接到n線，因此，通過(guò)接在ic2正極上的電阻r9給電容c10充電。當(dāng)c10上的電壓高于r7上的電壓(即ic2的負(fù)極)時(shí)，ic2的輸出端將反轉(zhuǎn)，ic2輸出端出現(xiàn)高電平。

ic2的輸出端通過(guò)電阻r11耦接至第一晶體管q2的基極，因此，一旦ic2的輸出端輸出高電平，q2便導(dǎo)通，進(jìn)而下拉電阻r13和q2之間的電位，而q2導(dǎo)通的時(shí)間則取決于ic2的輸出端的高電平維持時(shí)間。q2的導(dǎo)通，給zct1引入了預(yù)設(shè)定值電流ic，顯然，電流ic 應(yīng)大于或等于漏電故障檢測(cè)電流的閾值if，否則ic1無(wú)法將對(duì)應(yīng)于電流ic的zct的輸出信號(hào)識(shí)別為有效漏電信號(hào)。因此，通過(guò)第一晶體管q2和電阻r13引入了供zct1檢測(cè)的漏電流，從q2的發(fā)射極經(jīng)整流橋中的d2流至l線，以形成電流回路。

對(duì)于電流ic，ic1基于zct1的輸出信號(hào)，在引腳1上輸出高電平信號(hào)，從而使得可控硅q1導(dǎo)通。此時(shí)，q1導(dǎo)通則二極管d6也將導(dǎo)通，由于二極管d6與電容c10和ic2的正極相連接，因此電容c10將通過(guò)二極管d6、可控硅q1進(jìn)行放電，使得ic2的正極電壓迅速降低，進(jìn)而導(dǎo)致ic2輸出端反轉(zhuǎn)為低電平。

當(dāng)ic2正極電平低于負(fù)極電平時(shí)，ic2的輸出端輸出低電平，第一晶體管q2斷開。此時(shí)，由于停止給zct1提供電流(即電流ic并未產(chǎn)生)，zct1未檢測(cè)到漏電流，因此，ic1的引腳1和q1的控制極為零電平，可知，當(dāng)漏電故障檢測(cè)單元工作正常時(shí)，可控硅q1的導(dǎo)通取決于電容c10上的電位。由于電容c10上電荷被泄放，其電壓也將下降，從而無(wú)法達(dá)到可控硅q1和/或二極管d6導(dǎo)通的閾值電壓，因此，可控硅q1此時(shí)將斷開。

當(dāng)漏電故障檢測(cè)單元工作正常和預(yù)設(shè)定電流值if沒(méi)發(fā)生變化時(shí)，則重復(fù)如上的過(guò)程，并繼續(xù)為電容c10充電。能夠通過(guò)改變c10與r9的參數(shù)來(lái)調(diào)整檢測(cè)周期的長(zhǎng)短，該檢測(cè)周期能夠是交流電周期的整數(shù)倍。

情形2：漏電故障檢測(cè)單元工作不正常

此時(shí)，漏電故障檢測(cè)單元發(fā)生故障或預(yù)設(shè)定電流值if變大，例如電容斷路、ic1損壞等造成漏電故障檢測(cè)單元喪失漏電保護(hù)能力，或是預(yù)設(shè)定電流值if變大導(dǎo)致自檢單元產(chǎn)生的漏電流ic小于if，此時(shí)，ic1的引腳1將輸出低電平，即q1不導(dǎo)通。此時(shí)，電容c10沒(méi)有放電路，從而導(dǎo)致電容c10的電位始終高于ic2的負(fù)極端，即比較器ic2的輸出端持續(xù)輸出高電平，所以q2始終導(dǎo)通，led2持續(xù)亮起，以提示使用者該漏電保護(hù)器不能繼續(xù)使用。

如果此時(shí)可控硅q1、二極管d6和d7均沒(méi)有損壞，則比較器 ic2將通過(guò)電阻r12給電容c11充電，當(dāng)電位達(dá)到設(shè)定值時(shí)，二極管d7導(dǎo)通、q1導(dǎo)通。由于此時(shí)比較器ic2將持續(xù)輸出高電平，因此，可控硅q1的導(dǎo)通將使得螺線管sol中的電流瞬間增大，從而斷開復(fù)位開關(guān)reset，即斷開了輸入與輸出的電力連接，促使用戶不能使用。

(3)電路上電自檢

雖然通過(guò)上面描述的自檢單元已經(jīng)能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行周期性的自檢。然而如果自檢周期設(shè)置的時(shí)間較長(zhǎng)，在首次上電后的較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)都不會(huì)進(jìn)行自檢。因此，仍然需要自檢脈沖單元1在上電后立刻進(jìn)行自檢。

當(dāng)用電檢測(cè)裝置剛上電時(shí)，第二晶體管q3導(dǎo)通，電阻r17通過(guò)第二晶體管q3對(duì)電容c10充電，充電電壓達(dá)到比較器ic2的基準(zhǔn)預(yù)設(shè)定值時(shí)，比較器ic2輸出一次自檢脈沖使q2導(dǎo)通，q2導(dǎo)通給zct1一個(gè)模擬的漏電信號(hào)，ic1輸出一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)可控硅元件q1導(dǎo)通，二極管d6同時(shí)也導(dǎo)通，d6導(dǎo)通后電容c10上的電壓被瞬間放掉，ic2停止導(dǎo)通完成第一次自檢。在此過(guò)程中，同時(shí)通過(guò)電阻r16對(duì)電容c6充電，則第二晶體管q3基極電位升高從而導(dǎo)致其關(guān)斷。如裝置正常工作，則自檢脈沖單元1不再工作。之后的自檢由電阻r9和電容c10來(lái)完成。

優(yōu)選地，用電檢測(cè)裝置還包括：(4)放電單元，其用于在電源電壓低于電壓預(yù)設(shè)定值的情況下禁止自檢單元產(chǎn)生模擬漏電信號(hào)。如圖1所示，放電單元包括二極管d8、電容c12和電阻r14、r15。

當(dāng)加大負(fù)載load用電時(shí)由于電流較大電壓會(huì)變低，或者由于關(guān)機(jī)而導(dǎo)致電壓直線下降時(shí)，會(huì)導(dǎo)致二極管d8兩端的電壓發(fā)生變化，如d8正極電壓低于設(shè)定值，則d8導(dǎo)通，而電容c10上的電壓瞬間降低，從而阻止ic2不能發(fā)出自檢信號(hào)。而在正常工作時(shí)，d8正極的電壓比電容c10處的電壓高，從而d8不導(dǎo)通。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用電檢測(cè)裝置的第二實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖2與圖1的區(qū)別僅在于使用由電容c6和電阻r19構(gòu)成的微分電路來(lái)斷開第二晶體管q3。

具體地，自檢脈沖單元1包括：第二晶體管q3、微分電路c6和r19、二極管d10和多個(gè)電阻r16、r17、r18。當(dāng)剛上電時(shí)，c6、r19微分使第二晶體管q3導(dǎo)通，二極管d10給比較器ic2的電壓超過(guò)基準(zhǔn)預(yù)設(shè)定值時(shí)，ic2輸出一次自檢脈沖，使q2導(dǎo)通，q2導(dǎo)通給zct1一個(gè)模擬的漏電信號(hào)，ic1輸出驅(qū)動(dòng)可控硅q1的信號(hào)，完成一次自檢。c6、r19微分后，q3斷開。如裝置正常工作，則自檢脈沖單元1不再工作。之后的自檢由電阻r9和電容c10來(lái)完成。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用電檢測(cè)裝置的第三實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖3與圖2的區(qū)別僅在于，第二晶體管q3的導(dǎo)通是用于拉低比較器ic2的第二輸入端(負(fù)極)的電壓。

具體地，自檢脈沖單元1包括：第二晶體管q3、微分電路c6和r19以及電阻r16。當(dāng)剛上電時(shí)，c6、r19微分使第二晶體管q3導(dǎo)通，這會(huì)拉低比較器ic2的負(fù)極輸入端的電壓，從而ic2輸出一次自檢脈沖，使q2導(dǎo)通，q2導(dǎo)通給zct1一個(gè)模擬的漏電信號(hào)，ic1輸出驅(qū)動(dòng)可控硅q1的信號(hào)，完成一次自檢。c6、r19微分后，q3斷開。如裝置正常工作，則自檢脈沖單元1不再工作。之后的自檢由電阻r9和電容c10來(lái)完成。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的用電檢測(cè)裝置的第四實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖4所示，自檢脈沖單元1包括：第二晶體管q3、微分電路c6和r19以及電阻r10、r11。當(dāng)剛上電時(shí)，c6、r19微分使第二晶體管q3導(dǎo)通，q3導(dǎo)通會(huì)使第一晶體管q2導(dǎo)通，q2導(dǎo)通給zct1一個(gè)模擬的漏電信號(hào)，ic1輸出驅(qū)動(dòng)可控硅q1的信號(hào)，完成一次自檢。c6、r19微分后，q3斷開。如裝置正常工作，則自檢脈沖單元1不再工作。之后的自檢由電阻r9和電容c10來(lái)完成。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形和修改。