專利名稱：漏電檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及漏電檢測功能。
背景技術(shù)：
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，提案有漏電檢測功能通過對超過規(guī)定的正側(cè)閾值的電流和低于規(guī) 定的負(fù)側(cè)閾值的電流進(jìn)行多次檢測，從而檢測出有無漏電的技術(shù)，例如公開于專利文獻(xiàn)1。專利文獻(xiàn)1 (日本)特開2003-219552號公報(bào)本發(fā)明的目的、特征、局面及優(yōu)點(diǎn)通過以下的詳細(xì)說明和附圖將更明了。但是，在上述專利文獻(xiàn)1中公開的技術(shù)中，只要超過正側(cè)閾值的電流和低于負(fù)側(cè) 閾值的電流不能一起被檢測出多次，就不能被檢測為漏電，因此，存在不能迅速對應(yīng)的問 題。另外，例如在通過半導(dǎo)體開關(guān)元件(thyristor)等整流器將交流轉(zhuǎn)換成直流的情況下， 存在的問題是，由于負(fù)方向的電流不能流通，因此即使正方向的電流超過正側(cè)閾值也不能 檢測為漏電(參照圖9 說明本發(fā)明的課題的圖)。另外，在使用具有漏電檢測功能的集成電路的情況下，由于通過該集成電路的動 作而可能產(chǎn)生噪聲，因此，存在在漏電檢測功能的基礎(chǔ)上也必須一并設(shè)計(jì)解決噪聲的對策 的問題。另外，對于能夠在現(xiàn)有的設(shè)備中附加漏電檢測功能的技術(shù)的需求也在高漲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述課題而完成，其目的在于，提供一種不采用集成電路而在產(chǎn)生異 常的接地電流時能夠迅速應(yīng)對的技術(shù)。為了解決上述課題，第一發(fā)明為一種漏電檢測電路(100、100A)，其包括用于檢 測接地電流并輸出零相電流的零相變流器(102)；電容器(104)；和當(dāng)上述零相電流超過預(yù) 定的正側(cè)閾值時或者低于預(yù)定的負(fù)側(cè)閾值時進(jìn)行動作，并基于上述動作對上述電容器的充 電和放電進(jìn)行控制的電路(108)。第二發(fā)明在第一發(fā)明的基礎(chǔ)上，還包括高電位點(diǎn)(114、118)；和設(shè)置在上述高電 位點(diǎn)與上述電容器(104)之間的第一電阻(106)，上述電路(108)采用集電極開路輸出，上 述電路的輸出端與設(shè)置在上述第一電阻和上述電容器(104)之間的觸點(diǎn)(150)連接，上述 電容器(104)的一端與上述觸點(diǎn)連接并基于上述電路的輸出進(jìn)行充電和放電。第三發(fā)明在第二發(fā)明的基礎(chǔ)上，上述電路(108)為應(yīng)用當(dāng)上述零相電流超過預(yù) 定的正側(cè)閾值時或者低于預(yù)定的負(fù)側(cè)閾值時進(jìn)行動作的集電極開路輸出的放大器、或推挽 輸出的放大器的線或電路(110、112)；和連接在上述放大器的輸出側(cè)與上述觸點(diǎn)(150)之 間的第二電阻(128、130)。第四發(fā)明在第三發(fā)明的基礎(chǔ)上，上述電容器(104)的另一端連接在低電位點(diǎn) (132)，在上述觸點(diǎn)(150)與上述低電位點(diǎn)之間，與上述電容器并聯(lián)地連接有濾波電路 (142)。
根據(jù)第一方面，通過測定電容器的電壓，能夠判斷是否已檢測出接地電流，因此， 可以不設(shè)定解決噪聲的對策而以簡單且可后期附加安裝的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)漏電檢測。根據(jù)第二方面，通過電阻避免電壓的沖突，并且進(jìn)行電容的放電。根據(jù)第三方面，通過分別適當(dāng)?shù)卦O(shè)定第一及第二電阻的電阻值，即使在僅檢測出 超過正側(cè)閾值的零相電流或低于負(fù)側(cè)閾值的零相電流的任一個的情況下，也能夠迅速地檢 測漏電。根據(jù)第四方面，由于來自電容器的放電順暢，故而能夠避免或抑制誤動作。


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的漏電檢測電路的圖。圖2是說明漏電檢測功能的圖。圖3是表示漏電電流為1時的電容器的電壓的圖表。圖4是表示漏電電流為2時的電容器的電壓的圖表。圖5是表示漏電檢測的識別方法的流程圖。圖6是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的漏電檢測電路的圖。圖7是表示漏電電流為1時的電容器的電壓的圖表。圖8是表示漏電電流為2時的電容器的電壓的圖表。圖9是說明本發(fā)明的課題的圖。圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方式的變形的圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對本發(fā)明的最佳實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，以圖1為主的以下的圖 中僅表示與本發(fā)明相關(guān)的要素。(1.第一實(shí)施方式)(1. 1概略結(jié)構(gòu))圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的漏電檢測電路100的圖。漏電檢測電路100例 如設(shè)置于空調(diào)200內(nèi)，該空調(diào)200具備電源202、電動機(jī)(電力負(fù)荷)204、向電動機(jī)204輸 送電源電流的電路206、切換電路206的導(dǎo)通/非導(dǎo)通的電磁接觸器208、和具有使電磁接 觸器208動作的繼電器210的控制部212。(1.2電路結(jié)構(gòu))漏電檢測電路100具備在電路206中檢測接地電流并輸出零相電流的零相變 流器102、電容器104、在零相電流超過預(yù)定的正側(cè)閾值時或低于預(yù)定的負(fù)側(cè)閾值時進(jìn)行動 作，并且基于該動作控制電容器104的充電和放電的電路108。關(guān)于電路108在后文敘述。 另外，漏電檢測電路100具備高電位點(diǎn)114、118、和設(shè)置于高電位點(diǎn)114和電容器104之間 (具體而言是高電位點(diǎn)114和觸電150之間)的第一電阻(以下簡稱為“電阻”)106。電容器104 —端與觸點(diǎn)150連接并且基于電路108的輸出進(jìn)行充電和放電。具體 而言，當(dāng)零相電流超過預(yù)定的正側(cè)閾值時或者低于預(yù)定的負(fù)側(cè)閾值時進(jìn)行放電，除此之外 進(jìn)行充電。圖2是說明漏電檢測功能的圖。電路108采用集電極開路輸出，電路108的輸出端
4與設(shè)置于電阻106和電容器104之間的觸電150連接。具體而言，電路108以零相電流的 電壓超過預(yù)定的正側(cè)閾值TH1時進(jìn)行動作的正側(cè)放大器110、和零相電流的電壓低于預(yù)定 的負(fù)側(cè)閾值TH2( < TH1)時進(jìn)行動作的負(fù)側(cè)放大器112構(gòu)成集電極開路輸出的方式連接。 電路108具有在正側(cè)放大器110和負(fù)側(cè)放大器112的各自的輸出側(cè)與觸點(diǎn)150之間所連接 的第二電阻(下面簡稱為“電阻”)128、130。電路108除具有正側(cè)放大器110、負(fù)側(cè)放大器112、電阻128、130外，還具有作為正 側(cè)放大器110的電源的高電位點(diǎn)114和低電位點(diǎn)116、作為負(fù)側(cè)放大器112的電源的高電位 點(diǎn)118和低電位點(diǎn)120、電阻122、124、126。在電路206中檢測接地電流的零相變流器102向正側(cè)放大器110的非反轉(zhuǎn)輸入端 子和負(fù)側(cè)放大器112的反轉(zhuǎn)輸入端子分別傳輸零相電流。更具體而言，在電阻121中流通 零相電流，由電阻121的壓降決定的電位(以下臨時稱為“檢測電位”)被向正側(cè)放大器110 的反轉(zhuǎn)輸入端子和負(fù)側(cè)放大器112的非反轉(zhuǎn)輸入端子輸送。在正側(cè)放大器110的反轉(zhuǎn)輸入 端子和負(fù)側(cè)放大器112的非反轉(zhuǎn)輸入端子上經(jīng)由電阻122、124、126連接有高電位點(diǎn)114和 低電位點(diǎn)120，且被分別輸入閾值TH1、TH2。另外，將檢測電位和電壓閾值相比較，換言之能 夠掌握為零相電流和相當(dāng)于電壓閾值的電流的閾值的比較。另外，漏電檢測電路100將用于判斷零相變流器102所檢測到的接地電流是否為 泄漏電流的閾值Vref存儲于存儲單元134。電容器104在未輸出零相電流的情況下、和即使已輸出零相電流但檢測電位處于 正側(cè)閾值TH1和負(fù)側(cè)閾值TH2之間時被充電。例如，零相變流器102在檢測接地電流并輸出零相電流，而且產(chǎn)生圖2所示那樣的 描繪正弦波的檢測電位的情況下進(jìn)行如下動作。即，在該正弦波的電壓超過正側(cè)閾值TH1 時，正側(cè)放大器110動作，電容器104放電。另外，在該正弦波的電壓低于負(fù)側(cè)閾值TH2時， 負(fù)側(cè)放大器112動作，電容器104放電。當(dāng)電容器104的極板間電壓低于閾值Vref時，控 制單元134判斷為產(chǎn)生了漏電，并將該消息傳送到空調(diào)200的控制部212。如上所述，在電路206中安裝零相變流器102，并且在控制部212連接控制單元 134，因此，漏電檢測電路100可以后裝在現(xiàn)有的空調(diào)200中。(1. 3電阻值及電容的設(shè)定)在上述的結(jié)構(gòu)中，通過適當(dāng)設(shè)定電容器104的電容C1、電阻106的電阻值R1、電阻 128、130的電阻值R2、R3，在泄漏電流多時，漏電檢測電路100將例如在圖2所示的正弦波 中超過正側(cè)閾值TH1時檢測為漏電。電容C1有助于閾值Vref，電阻值R1有助于電容器104 的充電速度。另外，電阻值R2、R3有助于電容器104的放電速度。如果列舉具體例，則通過 在空調(diào)200中進(jìn)行如下設(shè)定，C1 N 數(shù)十 U F (例如 33 u F)R1 —數(shù) kQ (例如 4. 7kQ)R2=R3 —數(shù) kQ (例如 lk Q )由此能夠迅速地執(zhí)行漏電檢查。另外，電阻122、124、126的電阻值分別被設(shè)定為 2Q、1Q、2Q。圖3是表示泄漏電流處于第一狀況時的電容器104的電壓的圖表，圖4是表示泄 漏電流處于第二狀況時的電容器104的電壓的圖表。在此，“泄漏電流處于第一狀況”是指基于零相電流的檢測電位稍微超過正側(cè)閾值TH1或稍微低于負(fù)側(cè)閾值TH2時的泄漏電流， “泄漏電流處于第二狀況”是指檢測電位大幅超過正側(cè)閾值TH1或大幅低于負(fù)側(cè)閾值HT2時 的泄漏電流。
通過按照如上所述設(shè)定電容C1、電阻值Rl、R2、R3，當(dāng)泄漏電流處于第一狀況時， 直至控制單元134檢測出漏電需要75ms，與此相比，在泄漏電流處于第二狀況時用25ms就 能夠檢測出漏電。另外，在本實(shí)施方式中，將泄漏電流的頻率設(shè)定為50Hz，將閾值Vref設(shè)定 為1. 0V。這些值在漏電檢測電路100的安裝時，能夠參考所安裝的設(shè)備的特性等而適當(dāng)設(shè) 定。另外，可以調(diào)節(jié)電阻121的電阻值來調(diào)節(jié)檢測電位的靈敏度。通過構(gòu)成為這樣的結(jié)構(gòu)，在通過例如半導(dǎo)體開關(guān)元件等整流器將交流轉(zhuǎn)換成直流 的情況下，即即使負(fù)方向的電流不流通的情況下，在泄漏電流多時也能夠進(jìn)行檢測。(1. 4 動作)圖5是說明漏電檢測電路的動作的流程圖。漏電檢測電路100具備如上所述的結(jié) 構(gòu)，由此進(jìn)行以下的動作。另外，在本流程圖中，僅表示漏電檢測涉及的動作，對于其它的處 理動作省略圖示及說明。電容器104經(jīng)由電阻106被充電(步驟S101)，在電路108檢測到相當(dāng)于正側(cè)閾 值TH1以上的檢測電位的零相電流、或者電路108檢測到相當(dāng)于負(fù)側(cè)閾值TH2以下的檢測 電位的零相電流之前待機(jī)(步驟S102、S103 圖5中為簡單說明而以零相電流和閾值的比 較來表現(xiàn))。在電路108檢測到相當(dāng)于正側(cè)閾值TH1以上的檢測電位的零相電流、或者檢測 到相當(dāng)于負(fù)側(cè)閾值TH2以下的檢測電位的零相電流的情況下，在步驟S102或步驟S103中 選擇“是”，電容器104放電(步驟S104)。具體而言，若檢測電位為正側(cè)閾值TH1以上，則 電阻128和正側(cè)放大器110的開路集電極成為電容器104的放電路徑，若檢測電位為負(fù)側(cè) 閾值TH2以下，則電阻130和負(fù)側(cè)放大器112的開路集電極成為電容器104的放電路徑。不管步驟S104執(zhí)行與否，電容器104都經(jīng)由電阻106與高電位點(diǎn)114連接。但是， 上述放電路徑由于阻抗比電容器104低，故而電容器104不被充電而被放電。此時，由于電 阻106的存在，高電位點(diǎn)114不會經(jīng)由上述放電路徑與低電位點(diǎn)116、120短路。換言之，上 述放電路徑的高電位和低電位的沖突能夠通過電阻106被防止，同時電容器104的放電能 夠執(zhí)行。當(dāng)電容器104放電時，處理返回步驟S102，在步驟S102、S103通過電路108判斷 檢測電位是否未超過閾值。與電容器104的充放電并行，控制單元134監(jiān)視電容器104的極板間電壓是否不 足閾值Vref (步驟S105)，若該極板間電壓為閾值Vref以上且不能檢測出該零相電流，則選 擇“否”并重復(fù)步驟S105。另一方面，在該極板間電壓不足閾值Vref時，控制單元134判斷 為該零相電流漏電(步驟S106)，并將該消息向控制部212送出。接收到發(fā)生漏電的消息的 控制部212控制繼電器210，將電磁接觸器208切換為非導(dǎo)通狀態(tài)，停止壓縮機(jī)204 (步驟 S107)。(1. 5第一實(shí)施方式的效果)如上所述，漏電檢測電路100具備電路108，該電路108在基于零相電流而決定的 檢測電位超過正側(cè)閾值TH1時或低于負(fù)側(cè)閾值TH2時動作，并且基于該動作控制電容器104 的充電放電。因此，通過測定電容器104的電壓，能夠判斷接地電流是否已被檢測，因此，能夠不設(shè)置解決噪聲的對策，用簡單且可后期附加安裝的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)漏電檢測。另外，電路108采用集電極開路輸出且其輸出端連接于電容器104和電阻106之 間，因此，能夠通過電阻106避免電壓的沖突，同時進(jìn)行電容器104的放電。另外，通過分別適當(dāng)?shù)卦O(shè)定電阻128、130的電阻值R2、R3和電阻106的電阻值R1， 即使在僅檢測出超過正側(cè)閾值TH1的檢測電位或者低于負(fù)側(cè)閾值TH2的檢測電位的任一方 的情況下，也能夠迅速地檢測出漏電。(2.第二實(shí)施方式)在上述實(shí)施方式中，對在電路108的輸出端僅設(shè)置電容器104的方式進(jìn)行了說明， 但本發(fā)明不限于此。在此，作為本發(fā)明的第二實(shí)施方式，參照附圖對在電路108的輸出端具 備電容器104和濾波電路的方式進(jìn)行說明。另外，只要沒有預(yù)先說明，則對于具有與上述實(shí) 施方式相同的功能的要素標(biāo)注同一符號，省略其說明。(2. 1概略結(jié)構(gòu))圖6是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的漏電檢測電路100A的圖。漏電檢測電路100A， 與上述實(shí)施方式相同被設(shè)置于空調(diào)200內(nèi)。(2. 2電路結(jié)構(gòu))漏電檢測電路100A，在上述實(shí)施方式的漏電檢測電路100中追加了濾波電路142。 具體而言，如圖6所示，電容器104的另一端(未與電阻106連接的一側(cè))與低電位點(diǎn)132 連接，在觸點(diǎn)150和低電位點(diǎn)132之間，與電容器104并聯(lián)連接有濾波電路142。濾波電路142具有電阻136,138和電容器140。電阻136連接于觸點(diǎn)150和觸點(diǎn) 152之間，電阻138連接于觸點(diǎn)152和觸點(diǎn)154之間。電容器140經(jīng)由觸點(diǎn)156與觸點(diǎn)152 連接，電容器140的另一端與觸點(diǎn)154連接。另外，連接于觸點(diǎn)150的電容器104經(jīng)由觸點(diǎn) 154連接于低電位點(diǎn)132。而且，將觸點(diǎn)156與控制單元134連接。圖7是表示泄漏電流為1時的電容器104的電壓的圖表。由于具備濾波電路142， 從而如圖7所示，電容器104的壓降(放電)順暢，能夠抑制誤動作。(2. 3電阻值和電容的設(shè)定)在上述的結(jié)構(gòu)中，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定電容器104的電容C1 ；電阻106的電阻值R1 ； 電阻128、130的電阻值R2、R3 ；濾波電路142的電阻136、138的電阻值R4、R5 ；電容器140 的電容C2，能夠抑制誤動作，并且能夠在泄漏電流較多時迅速地進(jìn)行檢測。如果列舉具體 例，則在空調(diào)200中，通過進(jìn)行如下設(shè)定(1_數(shù)卩卩(例如4.71^)數(shù)十 kD (例如 82kQ)R2=R3 —數(shù) kQ (例如 lk Q )R4=R5 N 數(shù)十 kQ (例如 47k Q )C2 —數(shù)百 nF (例如 o. 47 u F)由此能夠迅速地執(zhí)行漏電檢測。另外，電阻122、124、126的電阻值分別設(shè)定為 2Q、1Q、2Q。圖8是表示泄漏電流為2時的電容器104的電壓的圖表。漏電檢測電路100A具 備濾波電路142，通過按照如上所述設(shè)定電容C1、C2、電阻值R1 R6，具有如下的優(yōu)點(diǎn)。例 如，在因噪聲等而誤檢測到5ms左右的高次諧波的情況下，在不具備濾波電路142時，電容器104的電壓立即降低到2. 5V左右而發(fā)生誤動作。但是，由于漏電檢測電路100A具備濾 波電路142，從而誤檢測到的高次諧波被除去，能夠抑制漏電檢測電路100A的誤動作。(2. 4 動作)對于本實(shí)施方式的動作，與上述實(shí)施方式大致相同，因此省略其說明。(2. 5第二實(shí)施方式的效果)如上所述，在觸點(diǎn)150和低電位點(diǎn)132之間與電容器104并聯(lián)地連接有濾波電路 142，因此，來自電容器104的放電順暢，能夠避免和抑制誤動作發(fā)生。另外，在上述實(shí)施方式中，作為正側(cè)放大器110和負(fù)側(cè)放大器112采用集電極開路 輸出的放大器，但作為實(shí)施方式的變形，也可以采用應(yīng)用了推挽輸出放大器的線或電路。圖10是以正側(cè)放大器110為例表示上述變形的圖。在正側(cè)放大器110的輸出端 配置串聯(lián)連接在高電位點(diǎn)114和低電位點(diǎn)116之間的兩個npn型晶體管110a、110b。S卩，將 晶體管110a的集電極與高電位點(diǎn)114連接，將其發(fā)射極與晶體管110b的集電極連接，將晶 體管110b的發(fā)射極與低電位點(diǎn)116連接。晶體管110a的發(fā)射極和晶體管110b的集電極 的連接點(diǎn)作為正側(cè)放大器110的輸出端起作用。在正側(cè)放大器110的輸出端和電阻128之 間插入二極管D，將其陰極與正側(cè)放大器110的輸出端連接，將其陽極與電阻128連接。像這樣，通過設(shè)置二極管D允許電流向正側(cè)放大器110的輸出端的流入，同時阻止 電流的流出，由此即使正側(cè)放大器110采用推挽輸出這樣的結(jié)構(gòu)，也能夠不進(jìn)行電容器104 的充電而使放電進(jìn)行。上述說明以正側(cè)放大器110為例，但對于負(fù)側(cè)放大器112也可以同樣地構(gòu)成。對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但上述說明的全部方面均是示例，本發(fā)明不限定于上 述示例。未示例的無數(shù)變形例被理解為不超出本發(fā)明的范圍而能夠想到的方式。
權(quán)利要求
一種漏電檢測電路(100、100A)，包括用于檢測接地電流并輸出零相電流的零相變流器(102)；電容器(104)；和當(dāng)所述零相電流超過預(yù)定的正側(cè)閾值時或者低于預(yù)定的負(fù)側(cè)閾值時進(jìn)行動作，并基于所述動作對所述電容器的充電和放電進(jìn)行控制的電路(108)。
2.如權(quán)利要求1所述的漏電檢測電路(100、100A)，其特征在于，還包括 高電位點(diǎn)(114、118)；和設(shè)置在所述高電位點(diǎn)與所述電容器(104)之間的第一電阻(106)， 所述電路(108)采用集電極開路輸出，所述電路的輸出端與設(shè)置在所述第一電阻和所 述電容器(104)之間的觸點(diǎn)(150)連接，所述電容器(104)的一端與所述觸點(diǎn)連接并基于所述電路的輸出進(jìn)行充電和放電。
3.如權(quán)利要求2所述的漏電檢測電路(100、100A)，其特征在于， 所述電路(108)為應(yīng)用當(dāng)所述零相電流超過預(yù)定的正側(cè)閾值時或者低于預(yù)定的負(fù)側(cè)閾值時進(jìn)行動作的 集電極開路輸出的放大器、或推挽輸出的放大器的線或電路(110、112)；和連接在所述放大器的輸出側(cè)與所述觸點(diǎn)(150)之間的第二電阻(128、130)。
4.如權(quán)利要求3所述的漏電檢測電路(100A)，其特征在于 所述電容器(104)的另一端連接在低電位點(diǎn)(132)，在所述觸點(diǎn)(150)與所述低電位點(diǎn)之間，與所述電容器并聯(lián)地連接有濾波電路(142)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種漏電檢測電路，通過零相變流器(102)檢測接地電流并輸出零相電流。在該零相電流的電壓超過正側(cè)閾值(TH1)或低于負(fù)側(cè)閾值(TH2)時，集電極開路輸出的電路(108)動作，從電容器(104)放電。當(dāng)電容器(104)的極板間電壓低于閾值電壓(Vref)時，控制裝置(134)檢測為漏電，將該消息輸出到空調(diào)(200)的控制部(212)。
文檔編號H02H3/16GK101803137SQ200880106718
公開日2010年8月11日 申請日期2008年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月30日
發(fā)明者堂前浩, 增田透, 鍵村紀(jì)雄 申請人:大金工業(yè)株式會社