中性線斷線檢測電路、方法及相應(yīng)剩余電流斷路器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種中性線斷線檢測電路，該電路包括：分別與相線輸入、中性線輸入保護地輸入對應(yīng)的直流電源輸入端；電壓檢測電路，耦合到所述輸入端，用于檢測與中性線輸入對應(yīng)的第一直流電源負向端的第一電壓相對于一個參考點的參考電壓的相對關(guān)系，其中所述參考點耦合到與保護地輸入對應(yīng)的第二直流電源負向端，所述電壓檢測電路設(shè)計成在所述中性線斷線情況下所述第一電壓與所述參考電壓的相對關(guān)系發(fā)生變化；控制電路，耦合到所述電壓檢測電路，在所述第一電壓與所述參考電壓的相對關(guān)系發(fā)生變化時驅(qū)動一個脫扣單元執(zhí)行脫扣動作，以切斷來自供電線路的供電連接。
【專利說明】中性線斷線檢測電路、方法及相應(yīng)剩余電流斷路器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種剩余電流斷路器，尤其涉及一種具有中性線斷線保護功能的剩余電流斷路器。

【背景技術(shù)】
[0002]圖1示例性地示出了一種典型的三相四線配電系統(tǒng)。如圖1所示，三相四線配電系統(tǒng)中，供電線路包括三個相線L1、L2和L3、中性線N以及保護地PE。其中，中性線N和保護地PE均連接到地。圖1中還示出了單獨耦合到不同相線的剩余電流斷路器RCCB1、RCCB2和RCCB3。每個剩余電流斷路器RCCB —端耦合到一相線(例如LI)，另一端耦合到中性線N。負載LOAD耦合到RCCB。剩余電流斷路器RCCB能夠判斷線路上是否出現(xiàn)漏電，如果發(fā)現(xiàn)漏電則切斷送往負載LOAD的供電連接。圖1中保護地PE連接到RCCB和負載LOAD的外殼上，以起到保護目的。在正常工作情況下，如圖1中虛線所示，電流從例如相線LI流出，經(jīng)過RCCBl送向負載L0AD1，且流經(jīng)負載LOADl的電流再經(jīng)過RCCBl流回到中性線N。由此形成的電流回路可以給負載LOADl提供電能，使其正常工作。
[0003]然而，當(dāng)圖1所示的配電系統(tǒng)出現(xiàn)中性線斷線時，原先單獨耦合到各個相線上的負載LOAD變成兩兩串聯(lián)在相線之間的線電壓(380V)下。例如，如圖2中虛線所示，在中性線N斷線情況下，例如來自相線LI的電流經(jīng)過負載LOADl，沿著配電側(cè)的中性線N送入負載L0AD2，再沿耦合到相線L2的電路徑回到L2。由此，LOADl和L0AD2串聯(lián)在相線LI和L2之間且須耐受高達例如380V的電壓。同理，負載L0AD2和L0AD3串聯(lián)在L2和L3之間，負載LOADl和L0AD3串聯(lián)在LI和L3之間。如果負載LOADl與負載L0AD2的阻抗相差懸殊，在阻抗較大的負載上負載電壓可能高達接近線電壓380V的程度。如果此時沒有相應(yīng)的線路保護斷路器，此相上用電設(shè)備很快將會燒毀。
[0004]為了解決圖2示出的中性線斷線問題，現(xiàn)有技術(shù)中提出在剩余電流斷路器中增加一個過壓檢測電路，以在檢測到電壓大于例如280V認(rèn)為出現(xiàn)了故障，從而執(zhí)行保護動作。
[0005]圖3示例性地示出了具有過壓保護的剩余電流斷路器的結(jié)構(gòu)框圖。圖3中的剩余電流斷路器包括整流電路310、剩余電流檢測電路320、過壓檢測電路330以及脫扣單元340。具體地，如圖3所示，相線L (可以代表相線LI?L3中任意一個)和中性線N輸入到整流電路310進行整流。整流電路310的直流輸出(DC+、DC_)送入過壓檢測電路330。過壓檢測電路330判斷整流后的輸入電壓是否高于一個預(yù)定的閾值，如果高出閾值，則驅(qū)動脫扣單元340執(zhí)行脫扣動作，即斷開線路L和N上的開關(guān)以切斷供電連接。剩余電流檢測電路320 —方面從直流輸出獲得電能，一方面檢測來自電流互感線圈的感測信號，以判斷是否出現(xiàn)漏電。如果出現(xiàn)漏電，則剩余電流檢測電路320驅(qū)動脫扣單元340執(zhí)行脫扣動作，同樣切斷L和N上的連接。
[0006]圖3所示的電路能夠在檢測到電壓超過閾值時進行保護動作。但是，如果中性線斷線后，相電壓增大，且大于額定電壓但未超過過壓檢測電路的閾值，那么負載設(shè)備就要長期承受此過電壓，這有可能對負載設(shè)備(用電設(shè)備)造成損壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個目的在于提供一種中性線斷線檢測電路，使得能夠較為及時地發(fā)現(xiàn)中性線斷線并執(zhí)行相應(yīng)的保護動作。本發(fā)明的另一個目的在于使得該中性線斷線檢測電路的結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)且成本低廉。本發(fā)明的又一個目的在于提供一種具有上述中性線斷線保護功能的剩余電流斷路器。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種中性線斷線檢測電路，耦合到一個整流電路和一個脫扣單元，該中性線斷線檢測電路包括:
[0009]直流電源輸入端，其包括直流電源正向端、第一直流電源負向端以及第二直流電源負向端，用于接收來自一個整流電路的輸入，其中所述直流電源正向端與所述整流電路的相線輸入對應(yīng)，所述第一直流電源負向端與所述整流電路的中性線輸入對應(yīng)，所述第二直流電源負向端與所述整流電路的所述保護地輸入對應(yīng)；
[0010]電壓檢測電路，耦合到所述整流電路的輸出端，用于檢測所述第一直流電源負向端的第一電壓相對于一個參考點的參考電壓的相對關(guān)系，其中所述參考點耦合到所述與保護地輸入對應(yīng)的第二直流電源負向端，所述電壓檢測電路設(shè)計成在所述中性線斷線情況下所述第一電壓與所述參考電壓的相對關(guān)系發(fā)生變化；
[0011]控制電路，耦合到所述電壓檢測電路，在所述第一電壓與所述參考電壓的相對關(guān)系發(fā)生變化時驅(qū)動一個脫扣單元執(zhí)行脫扣動作，以切斷來自供電線路的供電連接。
[0012]根據(jù)本發(fā)明另一個實施例，所述電壓檢測電路耦合在直流電源正向端與第二直流電源負向端之間；且所述電壓檢測電路包括串聯(lián)分壓電路，且所述串聯(lián)分壓電路中的分壓點短接到所述第一直流電源負向端。優(yōu)選地，所述電壓檢測電路包括串聯(lián)的第一電阻和第二阻抗元件，所述第二阻抗元件一端耦合到所述第一電阻，另一端耦合到所述參考點。更為優(yōu)選地，所述第二阻抗元件包括電阻?？蛇x地，所述第二阻抗元件包括第一二極管，且該第一二極管的陽極耦合到所述參考點，其陰極耦合到所述第一直流電源負向端。優(yōu)選地，所述第二阻抗元件還包括與所述第一二極管并聯(lián)的電容。
[0013]在本發(fā)明另一個實施例中，所述控制電路包括:判斷電路，用于判斷所述電壓檢測電路的輸出是否大于一個預(yù)定的閾值；驅(qū)動電路，用于在所述電壓檢測電路的輸出是否大于一個預(yù)定的閾值時發(fā)出脫扣指令，驅(qū)動所述脫扣單元執(zhí)行脫扣動作。優(yōu)選地，所述判斷電路包括一個穩(wěn)壓二極管，其陰極耦合到所述第一直流電源負向端，其陽極耦合到所述驅(qū)動電路，所述穩(wěn)壓二極管的反向擊穿電壓為所述預(yù)定閾值。優(yōu)選地，所述驅(qū)動電路包括第二二極管和負載，其中所述第二二極管的陽極耦合到所述穩(wěn)壓二極管的陽極，所述負載耦合在所述第二二極管的陰極和所述參考點之間。
[0014]根據(jù)本發(fā)明另一個方面，本發(fā)明還提出了一種剩余電流斷路器，其包括:相線輸入端，連接到供電線路的一根相線，以接收電能；中性線輸入端，連接到供電線路的中性線；保護地輸入端，連接到保護地；整流電路，耦合到所述相線輸入端、中性線輸入端和所述保護地輸入端，用于輸出整流后的直流電源，其輸出端包括與所述相線輸入端對應(yīng)的直流電源正向端、與所述中性線輸入端對應(yīng)的第一直流電源負向端、與所述保護地輸入端對應(yīng)的第二直流電源負向端；剩余電流檢測電路，耦合到所述整流電路，用于檢測是否存在剩余電流；脫扣單元，耦合到所述整流電路，且所述剩余電流檢測電路在檢測到存在剩余電流時被所述剩余電流檢測電路觸發(fā)脫扣；如上所述的中性線斷線檢測電路，耦合到所述整流電路用于檢測到供電線路中的中性線出現(xiàn)斷線時驅(qū)動所述脫扣單元執(zhí)行脫扣動作。
[0015]根據(jù)本發(fā)明另一個方面，本發(fā)明還提出了一種用于檢測中性線斷線的方法，包括:檢測整流后的與中性線對應(yīng)的第一直流電源負向端的第一電壓；獲取中性線正常時所述第一電壓與一個參考點的參考電壓之間的相對關(guān)系，其中所述參考點耦合到與第二直流電源負向端，該第二直流電源負向端對應(yīng)于保護地；監(jiān)控所述第一電壓與所述參考電壓之間的相對關(guān)系；在檢測到所述第一電壓與所述參考電壓之間的相對關(guān)系發(fā)生變化時，驅(qū)動脫扣單元執(zhí)行脫扣動作。
[0016]采用本發(fā)明提出上述中性線斷線檢測電路及具有中性線斷線保護功能的剩余電流斷路器，能夠在中性線斷線時，及時發(fā)現(xiàn)并立即脫扣。這樣，中性點就完全沒有電位漂移的可能，相電壓就沒有可能因為中性點的漂移而變大，負載LOAD (用電設(shè)備)就不會面臨因中性線斷線而引起的過電壓工作的情況。如果采用現(xiàn)有過電壓保護的斷路器，當(dāng)中性線斷線時，如果相電壓增大，大于額定電壓但未超過過電壓保護器的閾值，那么用電設(shè)備就要長期承受此過電壓，有可能對用電設(shè)備造成損壞。同時，由于本發(fā)明提出的中性線斷線檢測方法能夠在中性線斷線時立即脫扣，因而幾乎不存在系統(tǒng)維修人員觸電的可能。再者，相比于現(xiàn)有的過壓檢測的方案，本發(fā)明提出的方案元器件更少，成本更低。另外，本發(fā)明提出的方案中利用一個電阻和二極管的串聯(lián)電路來檢測中性線斷線狀態(tài)，二極管的使用不僅能夠保證準(zhǔn)確檢測出斷線狀態(tài)，還對后續(xù)電路沒有負面影響。此外，在一個優(yōu)選實施例中，還將一個電容充電與該二極管并聯(lián)，由此在中性線斷線時通過檢測該電容是否被充電到超過一個閾值來判斷是否出現(xiàn)中性線斷線。電容的使用避免了不必要的誤報，提高了整個剩余電流斷路器的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中，
[0018]圖1示出現(xiàn)有三相四線配電系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下各個剩余電流斷路器與負載的連接關(guān)系；
[0019]圖2示出現(xiàn)有三相四線配電系統(tǒng)中出現(xiàn)中性線斷線時各個剩余電流斷路器與負載的連接關(guān)系；
[0020]圖3示出現(xiàn)有技術(shù)中帶有過壓保護功能的剩余電流斷路器的示意圖；
[0021]圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有中性線斷線保護的剩余電流斷路器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5A-5B是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的中性線斷線檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6A-6C是根據(jù)本發(fā)明實施例的中性線斷線檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記列表
[0025]L1、L2、L3 相線；N 中性線；
[0026]PE保護地；RCCB剩余電流斷路器；
[0027]LOAD負載(用電設(shè)備)；
[0028]310整流電路；320 剩余電流檢測電路；
[0029]330過壓檢測電路340 脫扣單元
[0030]410整流電路(包含保護地PE) 430 中性線斷線檢測電路；
[0031]530中性線斷線檢測電路；531 電壓檢測檢測電路
[0032]532控制電路632 控制電路

【具體實施方式】
[0033]圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有中性線斷線保護功能的剩余電流斷路器400。與圖3不同，圖4中的剩余電流斷路器具有三個輸入端(L、N和PE)，而且圖4中的電路430為中性線斷線檢測電路，而非圖3中的過壓檢測電路。此外，在圖4中與圖3相同的元件采用了與圖3相同的附圖標(biāo)記，且其具體功能這里不再贅述。
[0034]如圖4所示，除了與圖3相同的相線L、中性線N之外，剩余電流斷路器400的輸入端還包括保護地PE。由此，整流電路410亦與圖3有所區(qū)別。整流電路410具有三個輸入端，即相線輸入L、中性線輸入N和保護地輸入PE。整流電路410對交流輸入進行整流后輸出直流電源DC。整流電路410具三個直流電源輸出端，即，與相線輸入L對應(yīng)的直流電源正向端DC+、與中性線輸入N對應(yīng)的第一直流電源負向端DC-(I)以及與保護地輸入PE對應(yīng)的第二直流電源負向端DC-(2)。這里，在中性線正常運行時，第一和第二直流電源負向端的地電位基本相同，且剩余電流斷路器400的電流回流到作為地的DC-(I)，從而流回中性線N。在中性線斷線時，中性線輸入N開路，剩余電流斷路器400以與保護地PE對應(yīng)的DC-(2)為地。
[0035]中性線檢測電路430耦合到整流電路410的三個直流端，用于判斷是否出現(xiàn)中性線斷線，且在判斷出中性線斷線時向脫扣單元340發(fā)出脫扣指令，以使得線路L和N上的開關(guān)及時斷開。在圖4所示的實施例中，剩余電流檢測電路320連接成中性線檢測電路430的負載。在其他應(yīng)用中,剩余電流檢測電路320也可以與中性線檢測電路430并聯(lián)。
[0036]圖5A和圖5B示例性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的中性線檢測電路530的具體結(jié)構(gòu)?？傮w而言，如圖5所示，中性線檢測電路530包括電壓檢測電路531和控制電路532。電壓檢測電路531耦合到整流電路410的三個直流端，用于檢測第一直流電源負向端DC-(I)的電壓，即a點電壓Va相對于一個參考點b的參考電壓Vb的相對關(guān)系。其中，所述參考點b耦合到與保護地輸入PE對應(yīng)的第二直流電源負向端DC-(2)。這里，電壓檢測電路531設(shè)計成在中性線斷線情況下電壓Va與參考電壓Vb的相對關(guān)系會發(fā)生變化?？刂齐娐?32耦合到電壓檢測電路，且在Va與參考電壓Vb的相對關(guān)系發(fā)生變化時向脫扣單元340發(fā)出脫扣指令，以執(zhí)行脫扣動作，并進而斷開供電線路L和N上的開關(guān)。
[0037]具體而言，在圖5所示的例子中，電壓檢測電路531設(shè)計成包括串聯(lián)的電阻Rl和阻抗元件Z2，該串聯(lián)電路耦合在直流電源正向端DC+和第二直流電源負向端DC-(2)之間。電阻Rl和阻抗元件Z2之間的耦合點a進而耦合到第一直流電源負向輸出端DC-(I)。參考點b耦合到第二直流電源負向端DC-(2)。
[0038]圖5A示出了中性線正常工作時的電流流向，如圖中虛線箭頭所示。在中性線正常工作時，a點電壓為低,且由于電流的流向，a點的電壓Va小于b點的電壓Vb。電壓檢測電路531的輸出Va為一個低電平，以表示中性線工作正常。圖5B示出了中性線斷線時的電流流向。在中性線斷線時，第一直流電源負向端DC-(I)浮置，電流流過串聯(lián)電路531后流入與保護地輸入PE對應(yīng)的第二直流電源負向端DC_(2)。此時，a點的電壓Va大于b點的電壓Vb。電壓檢測電路531輸出一個高電平信號，以表示中性線出現(xiàn)斷線?？刂齐娐?32根據(jù)來自電壓檢測電路的電平高、低，判斷是否需要向脫扣單元340發(fā)出脫扣指令。
[0039]圖6A?圖6C分別示出了三種具體的電流檢測電路。在這三幅圖中，控制電路632是相同的。控制電路632包括判斷電路和驅(qū)動電路。判斷電路例如判斷電壓Va與參考電壓Vb的相對關(guān)系是否發(fā)生變化，即電壓檢測電路的輸出電平是否高于一個預(yù)定的閾值。驅(qū)動電路用于在第一電壓Va與參考電壓Vb的相對關(guān)系發(fā)生變化,例如電壓檢測電路的輸出電平高于一個預(yù)定的閾值時，向脫扣單元340發(fā)出脫扣指令。具體地，在圖6中，控制電路632包括一個穩(wěn)壓二極管D2，其陰極耦合到電壓檢測電路的輸出端，即a點，其陽極經(jīng)由一個二極管D3耦合到負載該穩(wěn)壓二極管的反向擊穿電壓為所述預(yù)定閾值。負載&例如可以是如圖4所示的剩余電流檢測電路320。
[0040]如圖6A所示，電流檢測電路可以包括串聯(lián)在DC+和DC-(2)之間的第一電阻Rl和第二電阻R2。在圖6A中，在中性線正常工作時，a點電壓為低，電流從b點流向a點，電壓Va小于電壓Vb。電壓檢測電路531輸出一個低電平信號，以表示中性線工作正常。由此，控制電路中的D2截止，控制電路的輸出信號Staip為無效的低電平。在中性線斷線時，DC- (I)浮置，電流流過串聯(lián)的電阻Rl和電阻R2，再流入DC-(2)。此時，a點的電壓Va大于b點的電壓Vb。電壓檢測電路531輸出一個高電平信號，以表示中性線出現(xiàn)斷線。如果a點電平大于D2的反向擊穿電壓則穩(wěn)壓管D2導(dǎo)通,從而控制電路632的輸出信號StHp為有效的高電平。
[0041]圖6B中，電流檢測電路還可以包括串聯(lián)在DC+和DC-(2)之間的第一電阻Rl和二極管Dl。Dl的陽極耦合到參考點b，Dl的陰極耦合到DC-(l)，即a點。在圖6B中，控制電路632與圖6A相同。在中性線正常工作時，a點電壓為低，二極管Dl導(dǎo)通，回流電流從b點流向a點。由于二極管Dl導(dǎo)通壓降的存在，電壓Va小于電壓Vb。為此，電壓檢測電路531輸出一個低電平信號，以表示中性線工作正常。在中性線斷線時，DC-(I)浮置，電阻Rl和二極管Dl串聯(lián)在DC+和DC-⑵之間，且Dl截止，由此a點的電壓Va大于b點的電壓Vb。電壓檢測電路531輸出一個高電平信號，以表示中性線出現(xiàn)斷線。
[0042]圖6C中，電流檢測電路還可以包括串聯(lián)在DC+和DC-(2)之間的第一電阻Rl和一個并聯(lián)支路，該并聯(lián)支路包括并聯(lián)的二極管Dl和電容Cl，Dl的陽極耦合到參考點b，Dl的陰極耦合到DC-(l)，即a點。電容Cl與二極管Dl并聯(lián)。在圖6C中，控制電路632與圖6A相同。在中性線正常工作時，與圖6B類似，a點電壓為低，二極管Dl導(dǎo)通，回流電流從b點流向a點。由于二極管Dl導(dǎo)通壓降的存在，電壓Va小于電壓Vb。為此，電壓檢測電路531輸出一個低電平信號Va，以表示中性線工作正常。在中性線斷線時，DC-(I)浮置，電阻Rl和由二極管Dl和電容Cl構(gòu)成的并聯(lián)支路串聯(lián)在DC+和DC-(2)之間。這時，Dl截止，電容Cl充電，由此a點的電壓Va大于b點的電壓Vb。由此，電壓檢測電路531輸出一個逐漸增高的電平信號Va。當(dāng)電容Cl上的電壓Va超出穩(wěn)壓二極管D2的反向擊穿電壓時，穩(wěn)壓二極管D2導(dǎo)通，從而輸出一個有效的高電平脫扣指令SMP。
[0043]如上所述，本發(fā)明提出的中性線斷線檢測電路實際上是依照如下方法進行中性線檢測。該方法包括:
[0044]步驟1:檢測整流后的與中性線N對應(yīng)的第一直流電源負向端DC-(I)的第一電壓(Va)；
[0045]步驟2:獲取中性線正常時第一電壓Va與一個參考點b的參考電壓Vb之間的相對關(guān)系，其中參考點b耦合到第二直流電源負向端DC-(2)，該第二直流電源負向端DC-(2)對應(yīng)于保護地輸入PE ；
[0046]步驟3:監(jiān)控第一電壓Va與參考電壓b之間的相對關(guān)系；
[0047]步驟4:在檢測到第一電壓Va與參考電壓Vb之間的相對關(guān)系發(fā)生變化時，發(fā)出有效的脫扣指令，以驅(qū)動脫扣單元執(zhí)行脫扣動作。
[0048]采用本發(fā)明提出上述中性線斷線檢測電路及具有中性線斷線保護功能的剩余電流斷路器，能夠在中性線斷線時，及時發(fā)現(xiàn)并立即脫扣。這樣，中性點就完全沒有電位漂移的可能，相電壓就沒有可能因為中性點的漂移而變大，負載LOAD (用電設(shè)備)就不會面臨因中性線斷線而引起的過電壓工作的情況。如果采用現(xiàn)有過電壓保護的斷路器，當(dāng)中性線斷線時，如果相電壓增大，大于額定電壓但未超過過電壓保護器的閾值，那么用電設(shè)備就要長期承受此過電壓，有可能對用電設(shè)備造成損壞。同時，由于本發(fā)明提出的中性線斷線檢測方法能夠在中性線斷線時立即脫扣，因而幾乎不存在系統(tǒng)維修人員觸電的可能。再者，相比于現(xiàn)有的過壓檢測的方案，本發(fā)明提出的方案元器件更少，成本更低。另外，本發(fā)明提出的方案中利用一個電阻和二極管的串聯(lián)電路來檢測中性線斷線狀態(tài)，二極管的使用不僅能夠保證準(zhǔn)確檢測出斷線狀態(tài)，還對后續(xù)電路沒有負面影響。此外，在一個優(yōu)選實施例中，還將一個電容充電與該二極管并聯(lián)，由此在中性線斷線時通過檢測該電容是否被充電到超過一個閾值來判斷是否出現(xiàn)中性線斷線。電容的使用避免了不必要的誤報，提高了整個剩余電流斷路器的可靠性。
[0049]應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書是按照各個實施例描述的，但并非每個實施例僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
[0050]以上所述僅為本發(fā)明示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化、修改與結(jié)合，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種中性線斷線檢測電路(430、530)，耦合到一個整流電路(410)和一個脫扣單元(340)包括: 直流電源輸入端，其包括直流電源正向端(DC+)、第一直流電源負向端(DC-(I))以及第二直流電源負向端(DC-(2))，用于接收來自所述整流電路(410)的輸入，其中所述直流電源正向端(DC+)與所述整流電路的相線輸入(L)對應(yīng)，所述第一直流電源負向端(DC-(I))與所述整流電路的中性線輸入(N)對應(yīng)，所述第二直流電源負向端(DC-(2))與所述整流電路的所述保護地輸入(PE)對應(yīng)； 電壓檢測電路(531)，耦合到所述直流電源輸入端，用于檢測所述第一直流電源負向端(DC-(I))的第一電壓(Va)相對于一個參考點(b)的參考電壓(Vb)的相對關(guān)系，其中所述參考點(b)耦合到與第二直流電源負向端(DC-(2))，所述電壓檢測電路(430，530)設(shè)計成在所述中性線斷線情況下所述第一電壓(Va)與所述參考電壓(Vb)的相對關(guān)系發(fā)生變化； 控制電路(532)，耦合到所述電壓檢測電路(531)，在所述第一電壓(Va)與所述參考電壓(Vb)的相對關(guān)系發(fā)生變化時發(fā)出脫扣指令，以驅(qū)動所述脫扣單元執(zhí)行脫扣動作，從而切斷來自供電線路的供電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中性線斷線檢測電路，其中，所述電壓檢測電路(531)稱合在直流電源正向端(DC+)與第二直流電源負向端(DC-(2))之間； 所述電壓檢測電路(531)包括串聯(lián)分壓電路，且所述串聯(lián)分壓電路中的分壓點(a)短接到所述第一直流電源負向端(DC-(I))。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中性線斷線檢測電路，其中，所述電壓檢測電路包括串聯(lián)的第一電阻(Rl)和第二阻抗元件(Z2)，所述第二阻抗元件(Z2) —端耦合到所述第一電阻(Rl)，另一端耦合到所述參考點(b)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中性線斷線檢測電路，其中，所述第二阻抗元件(Z2)包括電阻(R2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中性線斷線檢測電路，其中，所述第二阻抗元件(Z2)包括第一二極管(Dl)，且該第一二極管的陽極耦合到所述參考點(b)，其陰極耦合到所述第一直流電源負向端(DC-(I))。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的中性線斷線檢測電路，其中，所述第二阻抗元件(Z2)還包括與所述第一二極管(Dl)并聯(lián)的電容(Cl)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中性線斷線檢測電路，其中，所述控制電路(532)包括: 判斷電路(D2)，用于判斷所述電壓檢測電路的輸出是否大于一個預(yù)定的閾值； 驅(qū)動電路(D3、，用于在所述電壓檢測電路的輸出是否大于一個預(yù)定的閾值時發(fā)出脫扣指令，驅(qū)動所述脫扣單元執(zhí)行脫扣動作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的中性線斷線檢測電路，其中，所述判斷電路包括一個穩(wěn)壓二極管(D2)，其陰極耦合到所述第一直流電源負向端(DC-(l))，其陽極耦合到所述驅(qū)動電路，所述穩(wěn)壓二極管的反向擊穿電壓為所述預(yù)定閾值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的中性線斷線檢測電路，其中，所述驅(qū)動電路包括第二二極管(D3)和負載(?)，其中所述第二二極管的陽極耦合到所述穩(wěn)壓二極管(D2)的陽極，所述負載耦合在所述第二二極管的陰極和所述參考點(b)之間。
10.一種剩余電流斷路器，包括: 相線輸入端(L)，連接到供電線路的一根相線(L1、L2、L3)，以接收電能； 中性線輸入端(N)，連接到供電線路的中性線(N); 保護地輸入端(PE)，連接到保護地(PE)； 整流電路(410)，耦合到所述相線輸入端(L)、中性線輸入端(N)和所述保護地輸入端(PE)，用于輸出整流后的直流電源，其輸出端包括與所述相線輸入端(L)對應(yīng)的直流電源正向端(DC+)、與所述中性線輸入端(N)對應(yīng)的第一直流電源負向端(DC-(I))、與所述保護地輸入端(PE)對應(yīng)的第二直流電源負向端(DC-(2))； 剩余電流檢測電路(320 )，耦合到所述整流電路，用于檢測是否存在漏電流； 脫扣單元(340)，耦合到所述整流電路(410)，且所述剩余電流檢測電路在檢測到存在剩余電流時被所述剩余電流檢測電路觸發(fā)脫扣； 如權(quán)利要求1-9中任意一個所述的中性線斷線檢測電路(430)，耦合到所述整流電路(410)用于檢測到供電線路中的中性線出現(xiàn)斷線時驅(qū)動所述脫扣單元執(zhí)行脫扣動作。
11.一種用于檢測中性線斷線的方法，包括: 檢測整流后的與中性線(N)對應(yīng)的第一直流電源負向端(DC-(I))的第一電壓(Vl)；獲取中性線正常時所述第一電壓(Vl)與一個參考點(R)的參考電壓之間的相對關(guān)系，其中所述參考點(R)耦合到與第二直流電源負向端(DC-(2))，該第二直流電源負向端(DC-(2))對應(yīng)于保護地(PE)； 監(jiān)控所述第一電壓(Va)與所述參考電壓(Vb)之間的相對關(guān)系； 在檢測到所述第一電壓(Va)與所述參考電壓(Vb)之間的相對關(guān)系發(fā)生變化時，發(fā)出脫扣指令以驅(qū)動脫扣單元執(zhí)行脫扣動作。
【文檔編號】G01R31/02GK104426128SQ201310400423
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】徐首旗, 楊林, 陳嘉 申請人:西門子公司