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申请/专利权人：上海谷为电子科技有限公司

摘要：本发明提供了一种用于剩余电流检测的高压供电系统，包括整流电路、高压启动电路、检测电路以及驱动电路，整流电路输入端接入AC电压并对AC电压整流，整流电路输出端连接高压启动电路；高压启动电路对整流电路整流后的高压稳压，形成稳定电压，并提供稳定电压给检测电路和驱动电路。本发明结构精巧、设计合理且成本较低；本发明适用范围广、直接通过高压提供给启动电路，启动电路产生稳定电压，大大降低了系统功耗；本发明通过耗尽型NMOSFET晶体管M1进行直接供电，通过LDO实现对内部检测电路的稳定供电。

主权项：1.一种用于剩余电流检测的高压供电系统，其特征在于，包括整流电路、高压启动电路、检测电路以及驱动电路，其中：整流电路输入端接入AC电压并对AC电压整流，整流电路输出端连接高压启动电路；高压启动电路对整流电路整流后的高压稳压，形成稳定电压，并提供稳定电压给检测电路和驱动电路；所述高压启动电路包括耗尽型NMOSFET晶体管M1、检测电阻R1、检测电阻R2、控制电路以及线性稳压器，其中：耗尽型NMOSFET晶体管M1漏极接入整流电路输出端，耗尽型NMOSFET晶体管M1栅极连接控制电路输出端，耗尽型NMOSFET晶体管M1源极连接检测电阻R1一端和线性稳压器输入端；检测电阻R1另一端连接检测电阻R2一端，检测电阻R2另一端接地；检测电阻R1和检测电阻R2之间的节点连接控制电路输入端；所述检测电路包括内部检测电路和外部检测电路，内部检测电路连接外部检测电路，外部检测电路包括剩余电流互感器、二极管D6、二极管D7、电阻RX、电阻RIN以及电容CIN，其中：AC电路贯穿剩余电流互感器；剩余电流互感器一端连接电阻RIN一端、电阻RX一端、二极管D6负极以及二极管D7正极；剩余电流互感器另一端连接电容CIN一端、电阻RX另一端、二极管D6正极以及二极管D7负极；电容CIN另一端连接电阻RIN另一端。

全文数据：用于剩余电流检测的高压供电系统技术领域[0001]本发明涉及电路检测领域，具体地，涉及用于剩余电流检测的高压供电系统。背景技术[0002]在传统剩余电流检测应用中，检测电路的供电方式通常是AC电压经过全波或者半波整流桥以后，通过一个高压启动电阻，滤波电容以及稳压钳位电路构成供电系统，给检测电路提供一个稳定的电源。但是传统结构存在的一个主要问题是，在不同的应用场合AC电压有效值）范围从36V-300V，这样对于启动电阻和稳压电路的设计具有较高的要求：电阻过大，会导致在较低AC电压下，稳压电路无法提供足够的电压而导致检测电路不能正常工作；电阻过小，会导致在较高的AC电压下，启动电阻不仅会消耗多过的功率，同时还会导致启动电阻和稳压电路温度过高引发可靠性问题。同时稳压电路和启动电阻通常需要大量分离元件，导致系统成本和体积上升。发明内容[0003]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于剩余电流检测的高压供电系统。[0004]根据本发明提供的一种用于剩余电流检测的高压供电系统，包括整流电路、高压启动电路、检测电路以及驱动电路，其中：[0005]整流电路输入端接入AC电压并对AC电压整流，整流电路输出端连接高压启动电路；[0006]高压启动电路对整流电路整流后的高压稳压，形成稳定电压，并提供稳定电压给检测电路和驱动电路。[0007]优选地，所述整流电路包括整流桥。[0008]优选地，所述整流桥的两个之间输入端接有压敏电阻。[0009]优选地，所述高压启动电路包括耗尽型NM0SFET晶体管Ml、检测电阻Rl、检测电阻R2、控制电路以及线性稳压器，其中：[0010]耗尽型NMOSroT晶体管Ml漏极接入整流电路输出端，耗尽型NM0SFET晶体管Ml栅极连接控制电路输出端，耗尽型NM0SFET晶体管Ml源极连接检测电阻Rl—端和线性稳压器输入端；[0011]检测电阻Rl另一端连接检测电阻R2—端，检测电阻R2另一端接地；[0012]检测电阻Rl和检测电阻R2之间的节点连接控制电路输入端。[0013]优选地，所述控制电路包括放大器。[0014]优选地，所述检测电路内部检测电路和外部检测电路，内部检测电路连接外部检测电路，外部检测电路包括剩余电流互感器、二极管D6、二极管D7、电阻RX、电阻Rin以及电容Cin，其中：[0015]AC电路贯穿剩余电流互感器；[0016]剩余电流互感器一端连接电阻R1N—端、电阻Rx—端、二极管D6负极以及二极管D7正极；[0017]剩余电流互感器另一端连接电容C1N—端、电阻Rx另一端、二极管D6正极以及二极管D7负极；[0018]电容Cin另一端连接电阻Rin另一端。[0019]优选地，还包括可控娃D5和电容Cos，其中：[0020]可控硅D5正极连接整流电路输出端，可控硅D5负极接地，可控硅控制端连接电容Cos的一端和驱动电路，电容Cos的另一端接地。[0021]优选地，还包括脱扣线圈，所述脱扣线圈设置于AC电路和整流电路之间，脱扣线圈用于控制AC电路的通断。[0022]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：[0023]1、本发明结构精巧、设计合理且成本较低；[0024]2、本发明适用范围广、直接通过高压提供给启动电路，启动电路产生稳定电压，大大降低了系统功耗；[0025]3、本发明通过耗尽型NMOSroT晶体管Ml进行直接供电，通过LDO实现对内部检测电路的稳定供电。附图说明[0026]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：[0027]图1为传统剩余电流检测电路供电系统图；[0028]图2为本发明提供的用于剩余电流检测的高压供电系统的电路图；[0029]图3为本发明提供的用于剩余电流检测的高压供电系统的启动电路的电路图；[0030]图4为本发明提供的用于剩余电流检测的高压供电系统的启动电路的具体实施电路图。具体实施方式[0031]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。[0032]在传统剩余电流检测应用中，检测电路的供电方式通常是AC电压经过全波或者半波整流桥以后，通过一个高压启动电阻，滤波电容以及稳压钳位电路构成供电系统，给检测电路提供一个稳定的电源，如图1所示。但是传统结构存在的一个主要问题是，在不同的应用场合AC电压有效值范围从36V-300V，这样对于启动电阻和稳压电路的设计具有较高的要求:电阻过大，会导致在较低AC电压下，稳压电路无法提供足够的电压而导致检测电路不能正常工作；电阻过小，会导致在较高的AC电压下，启动电阻不仅会消耗多过的功率，同时还会导致启动电阻和稳压电路温度过高引发可靠性问题。同时稳压电路和启动电阻通常需要大量分离元件，导致系统成本和体积上升。[0033]因此，本发明提供了一种新的用于剩余电流检测的高压供电系统，如图2至图4所示，去掉传统方法中的钳位稳压电路以及相应的外围原件。AC电压经过整流后直接提供给不经过任何外围原件，直接通过高压IO提供给高压启动电路，高压启动电路通过耗尽型NM0SFET晶体管Ml产生一个稳定的电压提供给内部检测电路和驱动电路，从而在最大程度上降低系统功耗和成本。本发明的高压供电系统的具体结构如下：[0034]本发明包括整流电路、集成芯片以及外部检测电路，整流电路接入集成芯片，集成芯片连接外部检测电路，所述集成芯片包括高压启动电路、驱动电路以及内部检测电路，所述高压启动电路输入端连接整流电路，高压启动电路输出端连接驱动电路和内部检测电路，内部检测电路连接外部检测电路，驱动电路外接有电容和二极管，由于内部检测电路和驱动电路为本领域常规电路，本专利不再具体展开。[0035]进一步的，所述整流电路为整流桥结构，通过二极管D1-D4组成如图2所示的整流桥，整流桥的输入端接入AC电路，整流桥的输出端连接高压启动电路，更具体的，整流桥的两个输入端之间接有压敏电阻M0V，用于保护整流桥，整流桥通过脱扣线圈Ll控制其通断。[0036]更为详细的，所述高压启动电路包括耗尽型NM0SFET晶体管Ml、检测电阻Rl、检测电阻R2、控制电路以及线性稳压器LD0,其中：检测电阻RU检测电阻R2用于监测输出电压VDDH，并把检测结果Vsense送到控制电路中，控制电路会根据监测到的Vsense电压和参考电压Vref之间的关系，产生控制Ml的栅极电压Vgate，其中：栅极电压Vgate和输出电压VDDH之间的压差控制Vsense最终稳定电压等于参考电压Vref;耗尽型NMOSroT晶体管Ml漏极接入整流电路输出端，耗尽型NM0SFET晶体管M1栅极连接控制电路输出端，耗尽型NMOSroT晶体管Ml源极连接检测电阻Rl—端和线性稳压器LDO输入端;检测电阻Rl另一端连接检测电阻R2—端，检测电阻R2另一端接地;检测电阻Rl和检测电阻R2之间的节点连接控制电路输入端，所述控制电路包括放大器。[0037]更进一步的，所述外部检测电路包括剩余电流互感器ZCT、二极管D6、二极管D7、电阻Rx、电阻R1n以及电容Cin，其中：AC电路贯穿剩余电流互感器;剩余电流互感器ZCT—端连接电阻Rm—端、电阻Rx—端、二极管D6负极以及二极管D7正极;剩余电流互感器ZCT另一端连接电容Cin—端、电阻Rx另一端、二极管D6正极以及二极管D7负极；电容Cin另一端连接电阻Rin另一端，电阻Rin另一端、电阻Rx另一端分别接入内部检测电路。[0038]更为详细的，还包括可控硅D5和电容Cos，可控硅D5正极连接整流电路输出端，可控硅D5负极接地，可控硅控制端连接电容Cos的一端和驱动电路，电容Cos的另一端接地。[0039]根据本发明的具体实施例，如图4所示，本发明的耗尽型NM0SFET晶体管Ml的耐压为700V，三极管M2的耐压为12V，电阻网络R3和R4用于设定闭关耗尽型匪OSFET晶体管Ml的阈值电压。通过耗尽型NMOSroT晶体管Ml的漏级直接连接高压，通过控制电路产生一个电压控制耗尽型MOSroT的栅极，产生一个稳定的电压12V。由于整流桥后没有电容，因此在M波谷底时会出现整流后电压低于12V的情况，会造成12V在谷底时产生波动，因此在增加一级LDO把12V转换到5V，这个5V电压是稳定的工作，并且提供给内部检测电路供电。这样通过两级LDO结构提供一个稳定的5V电压给内部检测电路。[0040]当Vsense高于Vref时，代表VDDH高于设定值，比较器的输出为高，三极管M2开启三极管M2为耐压12V的普通NM0S，Vgate电压低于耗尽型NM0SFET晶体管Ml的阈值电压控制Ml闭关，Vgate电压通过R3和R4的比值设定。反之，当Vsense低于Vref，耗尽型NMOSroT晶体管Ml开启。这样最终稳态时，VDDH接近设定值。其中：VDDH为：[0042]本发明通过耗尽型NM0SFET晶体管Ml进行直接供电，通过LDO实现对内部检测电路的稳定供电。需要注意的是，本发明提供的12V和5V为具体实施数据，实际应用中包括并不限定于具体电压。[0043]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

权利要求：1.一种用于剩余电流检测的高压供电系统，其特征在于，包括整流电路、高压启动电路、检测电路以及驱动电路，其中：整流电路输入端接入AC电压并对AC电压整流，整流电路输出端连接高压启动电路；高压启动电路对整流电路整流后的高压稳压，形成稳定电压，并提供稳定电压给检测电路和驱动电路。2.根据权利要求1所述的用于剩余电流检测的高压供电系统，其特征在于，所述整流电路包括整流桥。3.根据权利要求1所述的用于剩余电流检测的高压供电系统，其特征在于，所述整流桥的两个之间输入端接有压敏电阻。4.根据权利要求1所述的用于剩余电流检测的高压供电系统，其特征在于，所述高压启动电路包括耗尽型NMOSroT晶体管Ml、检测电阻Rl、检测电阻R2、控制电路以及线性稳压器，其中：耗尽型匪OSFET晶体管Ml漏极接入整流电路输出端，耗尽型NMOSroT晶体管Ml栅极连接控制电路输出端，耗尽型NMOSroT晶体管Ml源极连接检测电阻Rl—端和线性稳压器输入端；检测电阻Rl另一端连接检测电阻R2—端，检测电阻R2另一端接地；检测电阻Rl和检测电阻R2之间的节点连接控制电路输入端。5.根据权利要求4所述的用于剩余电流检测的高压供电系统，其特征在于，所述控制电路包括放大器。6.根据权利要求1所述的用于剩余电流检测的高压供电系统，其特征在于，所述检测电路内部检测电路和外部检测电路，内部检测电路连接外部检测电路，外部检测电路包括剩余电流互感器、二极管D6、二极管D7、电阻Rx、电阻Rin以及电容Cin，其中：AC电路贯穿剩余电流互感器；剩余电流互感器一端连接电阻Rin—端、电阻Rx—端、二极管D6负极以及二极管D7正极；剩余电流互感器另一端连接电容Cin—端、电阻Rx另一端、二极管D6正极以及二极管D7负极；电容Cin另一端连接电阻Rin另一端。7.根据权利要求1所述的用于剩余电流检测的高压供电系统，其特征在于，还包括可控硅D5和电容Cos，其中：可控硅D5正极连接整流电路输出端，可控硅D5负极接地，可控硅控制端连接电容Cos的一端和驱动电路，电容Cos的另一端接地。8.根据权利要求1所述的用于剩余电流检测的高压供电系统，其特征在于，还包括脱扣线圈，所述脱扣线圈设置于AC电路和整流电路之间，脱扣线圈用于控制AC电路的通断。

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