一种智能防漏电安全处理器的制作方法

1.本发明涉及安全控制技术领域，更具体地说，涉及一种智能防漏电安全处理器。


背景技术：

2.电气线路或设备绝缘损伤后，在一定的环境下，对靠近物质(穿线金属管、电气装置金属外壳、潮湿木材等)会发生漏电，就象水管漏水使局部物质受潮或水渍一样，漏电可使局部物质带电，会给人们造成严重的或致命的触电或产生火花、电弧、过热高温等而造成火灾。目前，在低压配电系统中多采用接零保护(接地保护)及过流保护装置(熔断器等)来防止严重的漏电短路的情况发生。
3.但是，现有的安全处理器，功能一般比较单一，防漏电安全措施不佳，时有安全隐患。
4.因此，现有技术亟待有很大的进步。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题在于现有的安全处理器，功能一般比较单一，防漏电安全措施不佳，时有安全隐患，针对现有技术的上述的缺陷，提供一种智能防漏电安全处理器，包括：
6.包括：通过电气连接的电源板主控ic、显示板主控ic和通信模块，还包括12864点阵显示屏、按键、led指示灯、蜂鸣器，所述12864点阵显示屏、按键、led指示灯、蜂鸣器均与所述显示板主控ic通过电气连接，还包括继电器电子开关、输入电压检测电路、漏电流检测电路、火线电流检测电路、输出电压检测电路、漏电流测试电路、零线电流检测电路、温度检测电路，断电检测电路，所述继电器电子开关、输入电压检测电路、漏电流检测电路、火线电流检测电路、输出电压检测电路、漏电流测试电路、零线电流检测电路、温度检测电路，断电检测电路均与所述电源板主控ic通过电气连接。
7.进一步的，所述继电器电子开关包括：继电器和与所述继电器通过电气连接的继电器驱动芯片ic1。
8.进一步的，所述输入电压检测电路包括：
9.瞬态抑制二极管tvs13的一端分别与电阻r73的一端、电阻r74的一端、电容c53的一端连接，瞬态抑制二极管tvs13的另一端分别与电阻r73的另一端、电阻r42的一端连接，电阻r74与电阻r75、电阻r76、电阻r77、电阻r72串联。
10.进一步的，所述漏电流检测电路包括：
11.电阻r18的一端分别与电容c37的一端、瞬态抑制二极管tvs14的一端、运放芯片hlw8112的引脚3连接，电阻r18的另一端与电阻r19的一端连接，电阻r19的另一端与电阻r20的一端连接，电阻r20的另一端分别与瞬态抑制二极管tvs14的另一端、电容c41的一端、运放芯片hlw8112的引脚4连接，c37的另一端和电容c41的另一端均接地，运放芯片hlw8112的引脚16分别与瞬态抑制二极管tvs5的一端、电容c15的一端连接，瞬态抑制二极管tvs5的
另一端与电容c15的另一端连接且接地。
12.进一步的，所述火线电流检测电路包括：
13.瞬态抑制二极管tvs12的一端分别与电阻r15的一端、电容c16的一端连接，瞬态抑制二极管tvs12的另一端分别与电阻r17的一端、电容c34的一端连接，电容c16的另一端接地。
14.进一步的，所述输出电压检测电路包括：
15.互感器t8的引脚1与电阻r61的一端连接，电阻r61的另一端与电阻r60、电阻r64、电阻r66、电阻r65串联，互感器t8的引脚4分别与电阻r63的一端、电阻r62的一端连接，电阻r63的另一端分别与互感器t8的引脚3、电容c47的一端连接且接地，电阻r62的另一端分别与电容c47的另一端、瞬态抑制二极管tvs18的一端、运放芯片u3的引脚5连接，瞬态抑制二极管tvs18的另一端接地。
16.进一步的，所述漏电流测试电路包括：
17.瞬态抑制二极管tvs15的一端分别与电容c42的一端、电阻r28的一端连接，瞬态抑制二极管tvs15的另一端分别与电容c43的一端、电阻r30的一端连接，电阻r30的另一端分别与电阻r29的一端、线圈l2的1脚连接，电阻r29的另一端分别与线圈l2的2脚、电阻r28的另一端连接，线圈l2的3脚与电阻r21的一端连接，电阻r21的另一端与mos场效应管q1连接。
18.进一步的，所述零线电流检测电路包括：
19.瞬态抑制二极管tvs16的一端分别与电容c44的一端、电阻r32的一端连接，瞬态抑制二极管tvs16的另一端分别与电容c45的一端、电阻r47的一端连接，电阻r47的另一端分别与电阻r34的一端、线圈l3的1脚连接，电阻r34的另一端分别与线圈l3的2脚、电阻r32的另一端连接。
20.进一步的，所述温度检测电路包括：
21.可变电阻rt1的一端分别与电阻r1的一端、电阻r10的一端连接，电阻r1的另一端分别与电容c38的一端、运放芯片ic3的引脚1连接，运放芯片ic3的引脚5分别与电容c13的一端、电阻r14的一端连接，运放芯片ic3的引脚4分别与电阻r89的一端、电阻r90的一端连接，电阻r90的另一端分别与电阻r88的一端、运放芯片ic3的引脚3连接。
22.实施本发明的智能防漏电安全处理器，具有以下有益效果：通过控制继电器通电达到导通/断开电源开关的目的，可以取代传统空气开关；此开关能开关的工作状态有合闸、开闸，能显示工作电压、电流、温度，功能齐全，控制灵活，具备过流，过压，欠压，过温等保护功能，并能设置其保护值和保护延时时间，可普遍适用于各种领域电气电路中。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
24.图1是本发明智能防漏电安全处理器的结构示意图；
25.图2是本技术中继电器电路图；
26.图3是本技术中继电器驱动芯片电路图；
27.图4是本技术中输入电压检测电路图；
28.图5是本技术中隔离电子开关u11电路图；
29.图6是本技术中隔离电子开关u17电路图；
30.图7是本技术中漏电流检测电路图；
31.图8是本技术中运放hlw8112电路图；
32.图9是火线电流检测电路图；
33.图10是本技术中输出电压检测电路图；
34.图11是本技术的漏电流测试电路图；
35.图12是本技术的零线电流检测电路；
36.图13是本技术的温度检测电路；
37.图14是本技术的显示板主控ic电路。
38.图15是本技术的4g模块电路。
39.图16是本技术的显示板状态指示灯和按键模拟电路图。
40.图17是本技术的端子排线模拟电路。
41.图18是本技术的背光控制电路。
42.图19是本技术的液晶显示屏12864控制原理图。
43.图20是本技术的sim卡座连接原理图。
44.图21是本技术的dc-dc降压电路。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
47.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
48.请参阅图1，为本发明智能防漏电安全处理器的结构示意图。如图1所示，在本发明第一实施例提供的智能防漏电安全处理器中，至少包括：
49.通过电气连接的电源板主控ic、显示板主控ic和通信模块，还包括12864点阵显示屏、按键、led指示灯、蜂鸣器，12864点阵显示屏、按键、led指示灯、蜂鸣器均与显示板主控ic通过电气连接，还包括继电器电子开关、输入电压检测电路、漏电流检测电路、火线电流
检测电路、输出电压检测电路、漏电流测试电路、零线电流检测电路、温度检测电路，断电检测电路，继电器电子开关、输入电压检测电路、漏电流检测电路、火线电流检测电路、输出电压检测电路、漏电流测试电路、零线电流检测电路、温度检测电路，断电检测电路均与电源板主控ic通过电气连接。
50.图2是本技术中继电器电路图，图3是本技术中继电器驱动芯片电路图。如图2、图3所示，继电器电子开关包括：继电器和与继电器通过电气连接的继电器驱动芯片ic1。连接电源板主控ic的pin13输出高电平，pin14输出低电平，继电器j1、j2闭合，合闸状态，输出导通；电源板pin13输出低电平，pin14输出高电平，继电器j1、j2断开，开闸状态。
51.图4是本技术中输入电压检测电路图。如图4所示，输入电压检测电路包括：瞬态抑制二极管tvs13的一端分别与电阻r73的一端、电阻r74的一端、电容c53的一端连接，瞬态抑制二极管tvs13的另一端分别与电阻r73的另一端、电阻r42的一端连接，电阻r74与电阻r75、电阻r76、电阻r77、电阻r72串联。
52.acl与acn电压信号电阻分压(将信号缩小1001倍)输入值运放芯片hlw8112，通过运放芯片hlw8112检测、处理数据后，发送信号至电源板主控ic,从而计算出输入端的电压值。
53.图5是本技术中隔离电子开关u11电路图。如图5所示，隔离电子开关u11的引脚1与电容c35的一端连接，电容c35的另一端接地。隔离电子开关u11的引脚8与电容c36的一端连接，电容c36的另一端与隔离电子开关u11的引脚5连接且接地。
54.图6是本技术中隔离电子开关u17电路图。如图6所示，隔离电子开关u17的引脚1与电容c39的一端连接，电容c39的另一端接地。隔离电子开关u17的引脚8与电容c40的一端连接，电容c40的另一端与隔离电子开关u17的引脚5连接且接地。
55.图7是本技术中漏电流检测电路图，图8是本技术中运放hlw8112电路图。如图7、图8所示，漏电流检测电路包括：
56.电阻r18的一端分别与电容c37的一端、瞬态抑制二极管tvs14的一端、运放芯片hlw8112的引脚3连接，电阻r18的另一端与电阻r19的一端连接，电阻r19的另一端与电阻r20的一端连接，电阻r20的另一端分别与瞬态抑制二极管tvs14的另一端、电容c41的一端、运放芯片hlw8112的引脚4连接，c37的另一端和电容c41的另一端均接地，运放芯片hlw8112的引脚16分别与瞬态抑制二极管tvs5的一端、电容c15的一端连接，瞬态抑制二极管tvs5的另一端与电容c15的另一端连接且接地。
57.电流互感器的线圈同时有acl和acn穿过,检测acl和acn两条线路的电量差异，正常状态下，acl电流＝acn电流。当两者电流大小不同时，则表示出现漏电现象，同时信号传至运放ic，通过运放hlw8112检测、处理数据后，发送至电源板主控ic,从而计算出漏电流的数值。
58.图9是火线(acl)电流检测电路图。如图9所示，火线电流检测电路包括：
59.瞬态抑制二极管tvs12的一端分别与电阻r15的一端、电容c16的一端连接，瞬态抑制二极管tvs12的另一端分别与电阻r17的一端、电容c34的一端连接，电容c16的另一端接地。
60.输入输出状态检测电路，检测1mr内阻线路的电流，数据需通过运放hlw8112放大处理发送至电源板主控ic。
61.图10是本技术中输出电压检测电路图。如图10所示，输出电压检测电路包括：
62.互感器t8的引脚1与电阻r61的一端连接，电阻r61的另一端与电阻r60、电阻r64、电阻r66、电阻r65串联，互感器t8的引脚4分别与电阻r63的一端、电阻r62的一端连接，电阻r63的另一端分别与互感器t8的引脚3、电容c47的一端连接且接地，电阻r62的另一端分别与电容c47的另一端、瞬态抑制二极管tvs18的一端、运放芯片u3的引脚5连接，瞬态抑制二极管tvs18的另一端接地。
63.u3位hlw8112的pin8和pin9连接电源板主控ic的pin31和pin32。数据都通过u3位hlw8112放大运算处理发送至电源板主控ic。输出端acl1与acn1间串20k*5＝1000k电组通过互感器2ma:2ma,检测通过电阻的电流，换算成电压数据。
64.图11是本技术的漏电流测试电路图。如图11所示漏电流测试电路包括：
65.瞬态抑制二极管tvs15的一端分别与电容c42的一端、电阻r28的一端连接，瞬态抑制二极管tvs15的另一端分别与电容c43的一端、电阻r30的一端连接，电阻r30的另一端分别与电阻r29的一端、线圈l2的1脚连接，电阻r29的另一端分别与线圈l2的2脚、电阻r28的另一端连接，线圈l2的3脚与电阻r21的一端连接，电阻r21的另一端与mos场效应管q1连接。
66.零线电流检测电路包括：
67.瞬态抑制二极管tvs16的一端分别与电容c44的一端、电阻r32的一端连接，瞬态抑制二极管tvs16的另一端分别与电容c45的一端、电阻r47的一端连接，电阻r47的另一端分别与电阻r34的一端、线圈l3的1脚连接，电阻r34的另一端分别与线圈l3的2脚、电阻r32的另一端连接。
68.正常运行状态下，acl和acn两根线的电流大小相等，方向相反，互感线圈感应电流数据为0，当按下漏电流测试按键，电源板主控ic控制mos管q1导通，则dc9v与gnd形成100r电阻串接电路，导致互感线圈内电流失衡，漏电流检测数据不为0，则触发漏电保护，此电路模块带模拟测试功能，也与漏电流检测电路一起形成双保护。
69.图12是本技术的温度检测电路。如图12所示，温度检测电路包括：
70.可变电阻rt1的一端分别与电阻r1的一端、电阻r10的一端连接，电阻r1的另一端分别与电容c38的一端、运放芯片ic3的引脚1连接，运放芯片ic3的引脚5分别与电容c13的一端、电阻r14的一端连接，运放芯片ic3的引脚4分别与电阻r89的一端、电阻r90的一端连接，电阻r90的另一端分别与电阻r88的一端、运放芯片ic3的引脚3连接。
71.温度传感器采用100k
±
％1，b＝3950电阻，通过检测温度传感器电阻根据温度的变化，通过运放ic3位置的lm321放大发送至电源板主控ic，通过软件运算处理，计算出实际温度。
72.图13是本技术的零线电流检测电路。如图13所示，当通过互感线圈的零线(acn)有电流通过，互感线圈感应电流数据。
73.图14是本技术的显示板主控ic电路。如图14所示，ic通过控制自身引脚pin,达到控制外部模块的功能。例如：bz引脚pin16输出高电平，则蜂鸣器响，反之输出低电平停止。
74.图15是本技术的4g模块电路(主控 外围辅助元器件)。如图15所示，通过天线j1与上位机传输数据，通过pin17和pin18脚与显示板主控传输数据
75.图16是本技术的显示板状态指示灯和按键模拟电路图。如图16所示，按键功能和相应的指示灯由显示板主控ic控制，附上详细功能标识的图片
76.图17是本技术的端子排线模拟电路。如图17所示，与电源主板连接，sda,scl,int为数据传输线，dc9v,gnd为电源连接线
77.图18是本技术的背光控制电路。如图18所示，显示板主控ic控制mo的高低电平，当mo为高电平mos管q3导通，背光bl1点亮，当mo为低电平mos管q3断开，背光bl1熄灭。
78.图19是本技术的液晶显示屏12864控制原理图(屏内部采用st7567驱动芯片)。如图19所示，cs0,rst,a0,scl0,sda0为控制引脚，由显示板主控ic控制，c16和c60位旁路电容，vdd,gnd是电源供电引脚。
79.图20是本技术的sim卡座连接原理图。如图20所示，通过此电路与4g模块主控ic连接，互相传输数据。
80.图21是本技术的dc-dc降压电路。如图21所示，输入dc9v输出降压至3.3v/1a，为4g模块供电。
81.显示控制板主控ic的pin5、pin6、pin7通过p1连接器与电源控制板主控ic连接，采用i2c方式进行数据传输，显示板通过电源主控ic传输数据，显示实时工作状态，例如温度、电压、电流等，当工作状态出现异常保护时，数据也会从电源板主控ic传输至显示板主控ic，并报告异常参数，显示板通过数据处理在屏幕上显示出来。
82.通信模块，本实施例中选择4g模块，4g模块与显示控制板的主控ic通过串口tx,rx进行数据传输。后台程序(微信小程序)通过4g模块相互传输数据(数据包括工作状态，是否有异常情况，是否需要语音电话通知用户等)，4g模块通过tx,rx串口模式与显示板主控ic之间互相传输数据，保证此设备的工作状态能实时转达至后台程序(微信小程序)。同样，后台程序界面上的操作也通过4g模块转达至显示板主控ic，达到对下位机的控制。
83.本发明通过以上实施例的设计，其有益效果是：通过控制继电器通电达到导通/断开电源开关的目的，可以取代传统空气开关；此开关能开关的工作状态有合闸、开闸，能显示工作电压、电流、温度，功能齐全，控制灵活，具备过流，过压，欠压，过温等保护功能，并能设置其保护值和保护延时时间，可普遍适用于各种领域电气电路中。
84.本发明是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本发明范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本发明技术的特定场合，可对本发明进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本发明并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。