单相交流接地实时检测电路及其检测方法技术

本发明专利技术公开了一种单相交流接地实时检测电路，包括火线、零线和保护地，还包括整流滤波电路，火线和零线连接于整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端依次连接有第一电阻、第二电阻和第三电阻，第三电阻与第二电阻的公共端连接于单片机的AD口，第三电阻的另一端连接于保护地，且本单相交流接地实时检测电路与其所在控制系统的开关电源共用一个整流滤波电路，单片机为控制系统中的主控CPU。本发明专利技术能够简化接地检测电路的硬件，减少多器件带来的故障率增加，提高检测效率。

【技术实现步骤摘要】
单相交流接地实时检测电路及其检测方法
本专利技术涉及交流电接地检测
，具体涉及一种单相交流接地实时检测电路。
技术介绍
具有金属外壳的电气设备都需要安装可靠的安全保护接地，但是由于多种原因，安全保护接地的要求常常没达标，容易造成用电设备带电，造成用电设备损坏，甚至发生触电事故。对新能源纯电动汽车而言，因为充电不方便、私拉电线很普遍，只可保证能充电，对安全接地线更是能省则省。现有技术中，虽然存在各种接地检测电路或仪器，但由于造价较高、操作不便、安装麻烦等各种原因，无法满足各种应用情况，从而得不到推广。如图1所示，现有技术中常用的接地检测电路需把L线和N线经两路电阻分压后，分别接到两路光藕的二极管端，两个二极管提供光藕的二极管反向电压保护，两路光藕的输出接到检测电路的A点和B点，检测电路一般是单片机。目前的接地检测系统存在如下四种情况：1、L线接火线，N线接零线，PE接地：A点占空比约50％，频率50HZ，B点恒定为高电平；2、L线接零线，N线接火线，PE接地：B点占空比约50％，频率50HZ，A点恒定为高电平；3、L线接火线，N线接零线，PE悬空：A点和B点的占空比约50％，频率50HZ，且AB相位相反；4、L线接零线，N线接火线，PE悬空：A点和B点的占空比约50％，频率50HZ，且AB相位相反。单片机通过以上状态，分辨出PE是否有效接地，通过“输出驱动”去执行相应动作。但是上述检测电路存在一些缺点，例如：1、技术复杂,消耗单片机两个IO口，占用单片机内部资源CCP模块；，要测量占空比、频率和相位，通过这些信息进行计算才能确定状态；2、成本高,需两路光藕进行隔离等。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种单相交流接地实时检测电路。为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：一种单相交流接地实时检测电路，包括火线、零线和保护地，还包括整流滤波电路，所述火线和零线连接于所述整流滤波电路的输入端，所述整流滤波电路的输出端依次连接有第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第三电阻与第二电阻的公共端连接于单片机的AD口，所述第三电阻的另一端连接于所述保护地。在上述的单相交流接地实时检测电路中，所述整流滤波电路包括整流桥和滤波电容，所述火线和零线连接于所述整流桥的两个输入端，所述整流桥的两个输出端连接于滤波电容的两端，且整流桥的其中一个输出端连接于所述第一电阻。在上述的单相交流接地实时检测电路中，本单相交流接地实时检测电路与其所在控制系统的开关电源共用一个整流滤波电路。在上述的单相交流接地实时检测电路中，所述单片机为所述控制系统中的主控CPU。在上述的单相交流接地实时检测电路中，其特征在于，所述第一电阻的阻值大于或等于5000KΩ。在上述的单相交流接地实时检测电路中，所述第二电阻的阻值大于或等于5000KΩ。在上述的单相交流接地实时检测电路中，所述第三电阻的阻值根据阻值确定公式①选择：U11*R3/(R1+R2+R3)<U22①其中，R1，第一电阻阻值；R2，第二电阻阻值；R3第三电阻阻值；U11，最高输入电压；U22，AD口最高承受电压。一种单相交流接地实时检测电路的检测方法，包括：S1.获取脉冲电压平均值；S2.判断所述脉冲电压平均值是否小于阈值，若是，则判断为非正常接地，否则为正常接地。在上述的单相交流接地实时检测电路的检测方法中，在步骤S1中，通过以下步骤获取脉冲电压平均值：S11.每隔一段预设时间检测AD值，连续检测设定次数；S12.将设定次数内所有检测到AD值相加获得AD和值；S12.将AD和值除以设定次数，得到脉冲电压平均值。在上述的单相交流接地实时检测电路的检测方法中，在步骤S2中，所述阈值通过以下方式确定：中间值-30<＝阈值<＝中间值+30；所述中间值为正常接地时脉冲电压平均值与非正常接地时脉冲电压平均值之间的中间脉冲电压值。本专利技术的优点在于：1、简化接地检测电路的硬件，减少多器件带来的故障率增加；2、能够有效降低BOM成本，减小占用PCB面积，大幅降低检测电路对单片机内部资料的占用3、只需要在原有系统的基础上多使用一个的低速低分辨率AD口就能实现接地检测。附图说明图1现有技术的接地检测电路图；图2是本专利技术单相交流接地实时检测电路的电路连接图；图3是原有控制系统上开关电源的电路连接图；图4是单片机测量AD口的电压波形图；图5是本专利技术检测方法流程示意图。图中：火线L；零线N；保护地PE；第一电阻R1；第二电阻R2；第三电阻R3；单片机U1；整流桥DB1；波电容C1；整流滤波电路2。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图2所示，本单相交流接地实时检测电路包括火线L、零线N、保护地PE和整流滤波电路2，火线L和零线N连接于整流滤波电路2的输入端，整流滤波电路2的输出端依次连接有第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3，第三电阻R3与第二电阻R2的公共端连接于单片机U1的AD口A，第三电阻R3的另一端连接于保护地PE和单片机U1的接地端。电气设备本身具有自己的控制系统，如图2和图3所示，现有技术中，控制系统的开关电源部分包括有整流滤波电路2，整流滤波电路2包括整流桥DB1和滤波电容C1，其在开关电源中的作用是把AC220V交流电整流成300V直流电，供给由图2中开关管Q1和变压器T1及控制部分组成的反激电源，产生控制系统各路所需直流电源，需要注意的是，图3中的U4是反激电源芯片，内部集成有图2中的开关管Q1。此外，本实施例的单片机U1采用的是控制系统中的主控CPU。本单相交流接地实时检测电路与其所在控制系统的开关电源共用一个整流滤波电路，且单片机直接使用系统本身所有的主控CPU。节省了额外元器件的使用。具体将整流滤波电路2与主控CPU应用到本专利技术的方式为：火线L和零线N连接于整流桥DB1的两个输入端，整流桥DB1的两个输出端连接于滤波电容C1的两端，且整流桥DB1的其中一个输出端连接于第一电阻R1。这里的第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3均为高压大阻值电阻，形成分压后接到单片机U1，也就是主控CPU的AD口A。具体地，其中第一电阻R1和第二电阻R2均优选选择耐压1500VAC以上的电阻，功率2W以上，且第一电阻R1和第二电阻R2的阻值均大于或等于5000KΩ；第三电阻R3的阻值根据阻值确定公式①选择：U11*R3/R1+R2+R3；<U22①其中，R1，第一电阻阻值；R2，第二电阻阻值；R3第三电阻阻值；U11，最高输入电压；U22，AD口最高承受电压。一般情况下，主控CPU的AD口A最高承受电压是5V，所以，这里的U22可以为5V，输入电压一般为220V，但是输入电压通常会有上下波动，所以使用最高输入电压，最高输入电压为220V的1.3倍，即285VAC，对应的直流电压即285V，所以这里的U11可以为285V。当第一电阻R1和第二电阻R2均选择5000KΩ，第三电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单相交流接地实时检测电路，包括火线(L)、零线(N)和保护地(PE)，其特征在于，还包括整流滤波电路(2)，所述火线(L)和零线(N)连接于所述整流滤波电路(2)的输入端，所述整流滤波电路(2)的输出端依次连接有第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和第三电阻(R3)，所述第三电阻(R3)与第二电阻(R2)的公共端连接于单片机(U1)的AD口(A)，所述第三电阻(R3)的另一端连接于所述保护地(PE)。

【技术特征摘要】
1.一种单相交流接地实时检测电路，包括火线(L)、零线(N)和保护地(PE)，其特征在于，还包括整流滤波电路(2)，所述火线(L)和零线(N)连接于所述整流滤波电路(2)的输入端，所述整流滤波电路(2)的输出端依次连接有第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和第三电阻(R3)，所述第三电阻(R3)与第二电阻(R2)的公共端连接于单片机(U1)的AD口(A)，所述第三电阻(R3)的另一端连接于所述保护地(PE)。2.根据权利要求1所述的单相交流接地实时检测电路，其特征在于，所述整流滤波电路(2)包括整流桥(DB1)和滤波电容(C1)，所述火线(L)和零线(N)连接于所述整流桥(DB1)的两个输入端，所述整流桥(DB1)的两个输出端连接于滤波电容(C1)的两端，且整流桥(DB1)的其中一个输出端连接于所述第一电阻(R1)。3.根据权利要求2所述的单相交流接地实时检测电路，其特征在于，本单相交流接地实时检测电路与其所在控制系统的开关电源共用一个整流滤波电路(2)。4.根据权利要求3所述的单相交流接地实时检测电路，其特征在于，所述单片机(U1)为所述控制系统中的主控CPU。5.根据权利要求1所述的单相交流接地实时检测电路，其特征在于，所述第一电阻(R1)的阻值大于或等于5000kΩ。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：高长明，
申请(专利权)人：杭州可明电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33