一种用于航空飞机的漏电保护电路及其电源供电电路
技术领域
本申请涉及漏电保护技术领域，具体而言，涉及一种用于航空飞机的漏电保护电路及其电源供电电路。
背景技术
目前，航空飞机的电源供电电路一般都具有漏电保护电路，通过漏电保护电路使得在输电过程中存在漏电时及时切断电源供电，但当电源供电电路中的漏电保护电路故障时无法发现，从而存在安全性低的问题。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种用于航空飞机的漏电保护电路及其电源供电电路，用以解决现有的电源供电电路中的漏电保护电路故障时无法发现从而存在的安全性低的问题。
第一方面，本实用新型实施例提供一种用于航空飞机的漏电保护电路，所述漏电保护电路设置于电源与负载之间的零线和火线上，所述漏电保护电路包括：一电流检测单元，其输入端分别与所述零线和火线连接，以用于检测所述零线和火线之间的电流差值；一继电器以及第一开关单元，所述第一开关单元与所述继电器连接，所述继电器设置与所述火线和负载之间，所述第一开关单元用于接通所述继电器的供电或截断所述继电器的供电以使所述继电器在供电截断时接通所述火线和负载之间的连接或在供电导通时断开所述火线和负载之间的连接；一控制单元，其分别与所述电流检测单元和所述第一开关单元连接，以用于在所述电流检测单元传输的电流差值大于预设的第一电流值时控制所述第一开关单元导通以接通所述继电器的线圈供电，以使所述继电器断开所述火线和负载之间的连接；一第二开关单元，其输出端通过至少一个第一电阻分别与所述零线和火线连接，其输入端分别与第一供电电压和外部测试装置连接，以用于接收外部测试装置发出的测试信号，根据所述测试信号控制所述第二开关单元导通，以使所述至少一个第一电阻将所述零线和火线接通以使所述零线和火线之间的电流差值大于所述预设的第一电流值。
在上述设计的用于航空飞机的漏电保护电路中，通过第二开关单元接收测试信号进而使得第二开关单元输出端上的至少一个电阻连接于零线和火线之间进而使得零线和火线之间形成大于预设的第一电流值的电流差值，然后通过确定电流检测单元将检测的大于第一电流值的电流差值传输给控制单元之后，是否使得控制单元控制第一开关单元接通继电器的供电进而让继电器供电导通时断开火线和负载之间的连接以停止电源给负载供电来确定漏电保护电路是否出现故障，如果在测试情况下漏电保护电路没有切断电源给负载供电，那么说明漏电保护存在故障，以此来实现漏电保护的自检功能，进而解决现有的电源供电电路中的漏电保护电路故障时无法发现从而存在的安全性低的问题，使得供电线路的漏电保护故障时能够及时发现，进而提高供电线路的安全性。
在第一方面的可选实施方式中，所述第二开关单元包括封装四针型的光电继电器，所述封装四针型的光电继电器的输入端包括第一接线端子和第二接线端子，其输出端包括第三接线端子和第四接线端子，所述第一接线端子与第一供电电压连接，所述第二接线端子与所述外部测试装置连接，所述第三接线端子通过所述至少一个第一电阻与所述零线连接，所述第四接线端子与所述火线连接。
在第一方面的可选实施方式中，所述第一接线端子通过第二电阻与所述第一供电电压连接。
在第一方面的可选实施方式中，所述电流检测单元包括零序电流互感器，所述零序电流互感器的一次侧分别与所述零线和火线连接，所述零序电流互感器的二次侧与所述控制单元连接。
在第一方面的可选实施方式中，所述控制单元包括接地故障断路器控制器，所述接地故障断路器控制器的VFB引脚和VREF引脚分别与所述零序电流互感器的二次侧的两端连接，所述接地故障断路器控制器的AmpOut引脚与所述VFB引脚并联，所述接地故障断路器控制器的SCR引脚与所述第一开关单元连接，所述第一开关单元与所述接地故障断路器控制器的Neutral引脚连接后接地，所述接地故障断路器控制器的Line引脚与第二供电电压连接。
在第一方面的可选实施方式中，所述第一开关单元包括可控硅，所述可控硅的控制级与所述接地故障断路器控制器的SCR引脚连接，所述可控硅的阴极与所述接地故障断路器控制器的Neutral引脚连接后接地，所述可控硅的阳极与所述继电器连接。
在第一方面的可选实施方式中，所述继电器包括线圈以及触点组，所述触点组包括静触点、常闭动触点和常开动触点，所述线圈的一端与所述可控硅的阳极连接，所述线圈的另一端与第三供电电压连接，所述静触点与所述火线连接，所述常闭动触点与所述负载连接，所述常开动触点与地线连接。
第二方面，本实用新型实施例提供一种电源供电电路，所述电源供电电路包括如前述实施方式中任一项所述的漏电保护电路、滤波整流电路、功率因素校正电路以及逆变电路；所述滤波整流电路的火线输入端和零线输入端分别与所述电源连接，所述滤波整流电路的火线输出端与所述功率因素校正电路的火线输入端连接，所述滤波整流电路的零线输出端与所述功率因素校正电路的零线输入端连接，所述功率因素校正电路的火线输出端与所述逆变电路的火线输入端连接，所述功率因素校正电路的零线输出端与所述逆变电路的零线输入端连接，所述逆变电路的零线和火线输出端通过所述漏电保护电路中的电流检测单元和所述继电器与负载连接。
在第二方面的可选实施方式中，所述滤波整流电路包括滤波电路和桥式整流电路，所述滤波电路的火线输入端和零线输入端与所述电源连接，所述滤波电路与所述桥式整流电路连接，所述桥式整流电路的火线输出端与所述功率因素校正电路的火线输入端连接，所述桥式整流电路的零线输出端与所述功率因素校正电路的零线输入端连接。
在第二方面的可选实施方式中，所述电源供电电路还包括输出滤波电路，所述逆变电路的零线和火线输出端通过所述输出滤波电路、电流检测单元和所述继电器与负载连接。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的漏电保护电路的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的漏电保护电路的具体电路图；
图3为本申请实施例提供的电源供电电路的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的滤波整流电路的具体电路图。
图标：1-第一接线端子；2-第二接线端子；3-第三接线端子；4-第四接线端子；L-火线；N-零线；10-电流检测单元；101-零序电流互感器；20-继电器；201-线圈；2021-静触点；2022-常闭动触点；2023-常开动触点；30-第一开关单元；Q1-可控硅；40-控制单元；401-接地故障断路器控制器；50-第二开关单元；501-封装四针型的光电继电器；200-滤波整流电路；300-功率因素校正电路；400-逆变电路；500-输出滤波电路；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；C1-第一电容；C2-第二电容；C3-第三电容；C4-第四电容；C5-第五电容；C6-第六电容；C7-第七电容；C8-第八电容；C9-第九电容；C10-第十电容；C11-第十一电容；C12-第十二电容；C13-第十三电容；C14-第十四电容；L1-共模电感；L2-第一铁芯电感；L3-第二铁芯电感；D1-桥式整流器；Q2-三端双向可控硅；M1-直流传感器。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
第一实施例
如图1所示，本申请实施例提供一种用于航空飞机的漏电保护电路，该漏电保护电路具有自检功能，该漏电保护电路设置在电源与负载之间的零件和火线L上，例如，具体可设置于航空飞机上供电线路的零线N和火线上，以用于检测飞机的输电线路是否漏电，并且本申请设计的具有自检供能的漏电保护电路可使得工作人员自动发起对输电线路中的漏电保护电路进行检测，进而确定输电线路中的漏电保护电路是否处于正常工作。
本申请设计的用于航空飞机的漏电保护电路，包括电流检测单元10、继电器20、第一开关单元30、控制单元40以及第二开关单元50，该电流检测单元10的输入端分别与上述的零线N和火线L连接，该电流检测单元10的输出端与该控制单元40连接，该控制单元40还通过该第一开关单元30与该继电器20连接，该第二开关单元50的输出端通过至少一个第一电阻R1分别与该零线N和火线L连接，并且由图1可以看出，该第二开关单元50连接第一电阻R1的输出端与零线N的连接处是在电流检测单元10与零线N的连接处之前的，该第二开关单元50的另一输出端与火线L的连接处是在电流检测单元10与火线L的连接处之后的，第二开关单元50的输入端分别与第一供电电压和外部测试装置连接。
上述设计的用于航空飞机的漏电保护电路，在应用时，外部测试装置可向该第二开关单元50发送预设的测试信号，第二开关单元50在接收到预设的测试信号之后，该第二开关单元50的输出端闭合，使得第二开关单元50输出端上的至少一个第一电阻R1将该零线N和火线L连通，并且产生大于预设的第一电流值的电流差。具体的，可根据零线N和火线L之间的电压以及需要预设的第一电流值而对电阻的阻值大小进行适应性选择，以使得接入至少一个第一电阻R1之后零线N和火线L之间的电流差值大于需要预设的第一电流值。
在上述的前提下，如果漏电保护电路是正常工作的，电流检测单元10会检测与之连接的零线N和火线L之间的电流差值，然后将该电流差值通过线路传输给该控制单元40，控制单元40接收电流检测单元10传输的电流差值之后，将该电流差值与预设在控制单元40中的第一电流值进行比较，此时比较出肯定是电流差值大于第一电流值的，然后控制单元40控制该第一开关单元30导通使得继电器20的供电接通，继电器20的供电接通之后继电器20断开该火线L和负载之间的连接，使得电源的供电切断，以此达到漏电零线N和火线L之间电流差值过大(漏电)时进行保护的动作；如果漏电保护电路故障，那么负载和火线L之间的连接不会断开，漏电保护电路不会进行电源供电的切断操作。
上述设计的用于航空飞机的漏电保护电路，通过第二开关单元50接收测试信号进而使得第二开关单元50输出端上的至少一个电阻连接于零线N和火线L之间进而使得零线N和火线L之间形成大于预设的第一电流值的电流差值，然后通过确定电流检测单元10将检测的大于第一电流值的电流差值传输给控制单元之后，是否使得控制单元40控制第一开关单元30接通继电器20的供电进而让继电器20供电导通时断开火线L和负载之间的连接以停止电源给负载供电来确定漏电保护电路是否出现故障，如果在测试情况下漏电保护电路没有切断电源给负载供电，那么说明漏电保护存在故障，以此来实现漏电保护的自检功能，进而解决现有的电源供电电路中的漏电保护电路故障时无法发现从而存在的安全性低的问题，使得供电线路的漏电保护故障时能够及时发现，进而提高供电线路的安全性。
在本实施例的可选实施方式中，如图2所示，该第二开关单元50包括封装四针型的光电继电器501，该封装四针型的光电继电器501的输入端包括第一接线端子1、第二接线端子2、第三接线端子3以及第四接线端子4，其中第一接线端子1和第二接线端子2是该封装四针型的光电继电器501的输入端，该第三接线端子3和第四接线端子4是该封装四针型的光电继电器501的输出端，该第一接线端子1与第一供电电压连接，该第二接线端子2与该外部测试装置连接，该第三接线端子3通过该至少一个电阻R1与零线N连接，该第四接线端子4与火线L连接。另外，该第二开关单元50还可以包括第二电阻R2，该第二电阻R2设置与第一接线端子1和第一供电电压之间，以用于降低对封装四针型的光电继电器501的输入电压。具体的，该封装四针型的光电继电器501的型号可以为AQY214S的光电继电器；该第一供电电压的电压值可为5V，该至少一个电阻R1的数量可为三个，三个电阻R1的阻值可分别6.2KΩ，该第二电阻R2的电阻值可为1KΩ。
上述设计的封装四针型的光电继电器501输出端的第三接线端子3和第四接线端子4是常开设计，当该封装四针型的光电继电器501的第二接线端子2接收到外部测试装置发出的测试信号时，该封装四针型的光电继电器501中的发光二极管产生光能进而照在输出端上使得输出端的第三接线端子3和第四接线端子4接通，进而使得至少一个电阻R1连接于火线L和零线N之间。
在本实施例的可选实施方式中，如图2所示，该电流检测单元10可具体为零序电流互感器101，该零序电流互感器101的一次侧分别与该零线N和火线L连接，该零序电流互感器101的二次侧与该控制单元40连接。
如图2所示，该控制单元40可包括(Ground Fault Interrupter，GIF)接地故障断路器控制器401，该接地故障断路器控制器401包括VFB引脚、VREF引脚、AmpOut引脚、SCR引脚、Neutral引脚以及Line引脚，该VFB引脚和VREF引脚分别与零序电流互感器101的二次侧的两端连接，具体的，该VFB引脚可通过第三电阻R3与该零序电流互感器101的二次侧的一端连接；该GIF控制器的AmpOut引脚与VFB引脚并联，该GIF控制器的SCR引脚与第一开关单元30连接，该第一开关单元30与该GIF控制器的Neutral引脚连接后接地，该GIF控制器的Line引脚与第二供电电压连接；另外如图2所示，该SCR引脚和Neutral引脚之间可连接一第一电容C1，该Neutral引脚和Line引脚之间可连接一第二电容C2，该零序电流互感器101的二次侧的两端还可以连接一第三电容C3，该GIF控制器的Line引脚连接的第二供电电压具体可为12V。
上述设计的控制单元40，可提前在GIF控制器的AO引脚中预设的第一电流值，然后通过VFB引脚和VREF引脚接收零序电流互感器101传输的电流差值，进而通过与AO引脚中预设的第一电流值和VFB引脚和VREF引脚接收的电流差值进而控制SCR引脚的电平输出，例如，当电流差值大于该预设的第一电流值时，该SCR引脚驱动该第一开关单元30导通进而让继电器20供电导通时断开火线L和负载之间的连接以停止电源的供电输出。
在本实施例的可选实施方式中，如图2所示，该第一开关单元30可包括可控硅Q1，该继电器20包括线圈201以及触点组，该触点组包括静触点2021、常闭动触点2022以及常开动触点2023，该可控硅Q1的控制级与该接地故障断路器控制器401的SCR引脚连接，该可控硅Q1的阴极与接地故障断路器控制器401的Neutral引脚连接后接地，该可控硅Q1的阳极与该继电器20的线圈201的一端连接，该线圈201的另一端与第三供电电平连接，该静触点2021与火线L连接，该常闭动触点2022与负载连接，该常开动触点2023与地线连接。具体的，在通常情况下静触点2021是与常闭动触点2022连接的，在电流差值大于预设的第一电流值时，接地故障断路器控制器401的SCR引脚向可控硅Q1的控制级发送控制信号，进而控制可控硅Q1导通，可控硅Q1导通之后第三供电电平为继电器20的线圈201的供电导通，继电器20的线圈201工作，使得继电器20中相互的连接的静触点2021和常闭动触点2022断开，使得静触点2021与常开动触点2023连接，进而使得火线L与底线连接，从而使得火线L和零线N不同时与负载连接，以此来切断电源的供电输出。当然，继电器20的常闭动触点2022还可以与零线N连接，只需使得零线N和火线L不同时与负载连接即可。
第二实施例
本申请提供一种电源供电电路，该电源供电电路可为飞机的电源供电线路，如图3所示，该电源供电电路具体可包括第一实施例中的用于航空飞机的漏电保护电路、滤波整流电路200、功率因素校正电路300以及逆变电路400，滤波整流电路200的火线输入端和零线输入端分别与电源连接，滤波整流电路200的火线输出端与功率因素校正电路300的火线输入端连接，滤波整流电路200的零线输出端与功率因素校正电路300的零线输入端连接，功率因素校正电路300的火线输出端与逆变电路400的火线输入端连接，功率因素校正电路300的零线输出端与逆变电路400的零线输入端连接，逆变电路的零线和火线输出端通过漏电保护电路中的电流检测单元10和继电器20与负载连接。
具体的，上述设计的电源供电电路中的输入电源可为115V/400HZ的电源然后依次经过滤波整流电路200进行滤波，具体是采用浪涌抑制电路对输入功率信号进行滤波，吸收飞机安规范围以外的浪涌，保证后级电路的安全工作，取出线路杂讯与干扰。在滤波之后通过整流电路进行整流可变换出输出150V左右的直流电压，进而传递给功率因素校正电路300进行功率因素校正，实现对飞机用电的效益最大化，进而在功率因素校正电路300进行功率因素校正后输出190V的高压直流，然后190V的高压直流通过逆变电路400转换为110V/60HZ的交流电然后通过电流检测单元10和继电器20输出给负载，上述设计的电路，在整个过程中电流检测单元10都会检测逆变电路400输出端火线和零线之间的电流差值，然后传递给控制单元40进行控制，进而确定是否切断电源的输出，其中，漏电保护电路的自检与第一实施例中的自检过程一致，在这里不再赘述。
在本实施例的可选实施方式中，该电源供电电路还可以包括输出滤波电路500，该逆变电路400的零线和火线输出端通过该输出滤波电路500、电流检测单元10以及继电器20与负载连接。
在本实施例的可选实施方式中，该滤波整流电路200具体可包括滤波电路以及桥式整流电路，该滤波电路和桥式整流电路具体可为如图4所示的电路，该滤波电路包括第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13以及第十四电容C14，共模电感L1、第一铁芯电感L2、第二铁芯电感L3、桥式整流器D1、第四电阻R4、第五电阻R5、三端双向可控硅Q2以及直流传感器M1，如图可知，C4连接于输入零线和火线之间，该共模电感L1连接于C4的两端并与C5的第一端和C6的第一端连接，C5的第二端和C6的第二端串联并且C5和C6的第二端都接地，C7的第一端与C5的第一端连接，C7的第二端与C6的第一端连接，C8的第一端与C7的第一端连接，C8的第二端与C7的第二端连接，L2的第一端与C8的第一端连接，L2的第二端与C9的第一端连接，L3的第一端与C8的第二端连接，L3的第二端与C9的第二端连接，C9的第一端与C10的第一端连接，C10的第二端连接桥式整流器D1的第一端，桥式整流器D1的第二端与C10的第一端连接，桥式整流器D1的第三端为滤波整流电路200的火线输出端，桥式整流器D1的第四端为滤波整流电路200的零线输出端；该C9的第二端与三端双向可控硅Q2的第一接线端连接并通过第四电阻R4与三端双向可控硅Q2的第二接线端连接，该C10的第二端也与该三端双向可控硅Q2的第一接线端连接，该三端双向可控硅Q2的门通过第五电阻R5与C11的第二端连接，该三端双向可控硅Q2的第一接线端与C11的第一端连接，该C11的第一端与C12的第一端连接，该C11的第二端与该C12的第二端连接，该C12的第一端与该直流传感器M1的VO+引脚连接；C12的第二端与该直流传感器M1的VO-连接，该直流传感器M1的VIN+引脚与C13的第一端连接，该直流传感器M1的VIN-的引脚与C13的第二端连接，该C13的第一端与C14的第一端连接，该C13的第二端与该C14的第二端连接，该C14的第一端与一供电电压连接，该C14的第二端接地。
上述的滤波电路具有浪涌抑制功能能够对输入功率信号进行滤波，吸收安规范围以外的浪涌，保证后级电路安全工作，去除线路杂讯与干扰，该桥式整流电路则将交流转换为直流。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
需要说明的是，功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
