[实用新型]一种剩余电流检测装置

说明书

本实用新型属于电气测量领域，适用于电动汽车充电枪、用电系统保护等场景，是一种剩余电流检测装置。包括用作传感器的磁通门探头，控制系统工作、产生激励信号、产生模拟电压信号及数据处理的STM32单片机，为激励信号和参考信号提供电压放大的电压放大器，为信号提供带载能力的功率放大器，测量绕组电流的电流检测模块，以及测量装置封装后的各功能引脚。系统可以检测直流、交流以及其他复杂波形的剩余电流，带宽可达1000Hz，提供自检及自校正功能，防止长时间使用后出现偏置误差，使用逻辑简单，工作稳定可靠。

技术领域

本实用新型涉及一种基于磁通门技术和STM32控制器的剩余电流检测装置，尤其适用于电动汽车充电保护及家用电保护系统的一种剩余电流检测装置。

背景技术

剩余电流是指输电线路中所有传输线电流矢量和不为零的部分，也叫做漏电流。用电设备的使用及电力传输过程中由于绝缘层老化等因素，可能造成相线与设备外壳间绝缘电阻变小，产生剩余电流，一般来讲，剩余电流数值较小，断路器往往无法察觉，但其对电力设备及人身安全的损害巨大，因此需要高灵敏度的剩余电流检测装置保障电力系统安全运行。传统的剩余电流检测装置只能检测工频交流和五次谐波之内频率的剩余电流、部分还可以检测直流剩余电流，随着电力电子技术的不断进步，开关器件逐渐向小型化、高频化的趋势发展，所产生的剩余电流波形也变得越来越复杂，频率范围也逐渐变大，现有的剩余电流检测装置已无法满足需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种剩余电流检测装置，使用简单，保证用电设备及人员安全。

本实用新型是这样实现的，

一种剩余电流检测装置，包括：

磁通门探头，由磁环磁芯和一组铜绕组构成，磁环为钴基非晶软磁性材料，型号为VITROVAC 6025Z，铜绕组线径0.1mm，匝数200，绕组激励信号为施加其上的电压信号，输出信号为绕组中电流信号；

STM32控制器，其内部包括了PWM信号发生模块、DAC模块以及ADC 模块；

信号放大器，为两个，分别将STM32控制器中通过PWM信号发生模块以及DAC模块输出的信号进行幅值放大；

功率放大器，为两个，分别将信号放大器输出的信号进行功率放大，使其具有更高的带载能力；

电流检测器，检测磁通门探头绕组中的电流输出；

所述磁通门探头两个引出端分别接在经过功率放大器放大的激励方波信号输出和参考电压输出信号上。

进一步地，所述STM32控制器分别产生1.5kHz，0-3.3V的方波原始激励信号和1.65V的直流参考电压信号分别通过PWM信号发生模块、DAC模块输出。

进一步地，磁通门绕组负端串接一个分压电阻，用于测量电流。

进一步地，所述电流检测器检测出分压电阻两端电压，并通过差分放大器进行差分放大得到输出电压，返回到所述STM32控制器的ADC模块中。

进一步地，PWM信号发生模块和DAC模块，分别产生1.5kHz，0-3.3V的方波原始激励信号和1.65V的直流参考电压信号。

进一步地，STM32控制器采用STM32F051C8T6控制器。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型可最多可以检测频率高至1000Hz的剩余电流，包括并不局限于直流、交流、脉动直流等剩余电流波形。

附图说明

图1是本实用新型系统内部框架图；

图2是本实用新型结构示意图；

图3是本系统电路原理图。

具体实施方式