一種地線檢測裝置及一種檢知地線狀況的接線板的製作方法
2023-05-24 12:50:51
專利名稱：一種地線檢測裝置及一種檢知地線狀況的接線板的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種地線檢測裝置及一種檢知地線狀況的接線板。
背景技術：
一般電子或電器類商品，當其通電後均會產生60HZ極低頻的交流電磁波，又稱電磁輻射或低頻輻射。尤其是計算機，產生的電磁輻射除60HZ外，還涵蓋了60HZ～1000MHZ的各段。由於計算機是近距離、長時間使用的電子產品，為減小其產生的電磁輻射對人體造成的影響，計算機生產廠採用電磁屏蔽裝置來隔離，為此使用者必須將計算機殼體正確的搭接大地，使計算機屏蔽器吸收計算機輻射後，經機殼接地排除。因此現有接線板是否接地良好將直接影響到計算機屏蔽器能否發揮作用。
同時在很多使用接地線的場所，接地線與大地的連接是否可靠，往往不易為人所注意，尤其是在家居和商業辦公室的環境中，由於檢測地線的技術性因子，無法經常性的、方便的、對地線的可靠性進行確認，一旦接地不良未被察覺便存在著漏電觸電的隱憂。
實用新型內容本實用新型的目的就是為了克服現有技術的不足，提供可以檢測並顯示接線板地線接地狀況的一種地線檢測裝置及一種檢知地線狀況的接線板。
本實用新型實現上述目的方案是一種地線檢測裝置，包括直流電源迴路，輸出直流電源；地線檢測迴路，其電源輸入端接直流電源迴路的輸出端，檢測信號輸入端用於接地線和電源線；顯示迴路，其電源輸入端接直流電源迴路的輸出端，顯示信號輸入端與地線檢測迴路的檢測信號輸出端耦合。
還包括控制迴路，其電源輸入端接直流電源迴路的輸出端，控制信號輸出端接地線檢測迴路的控制信號輸入端，地線狀態輸入端接地線檢測迴路的檢測信號輸出端。
所述地線檢測迴路為開關電路，檢測到接線板地線接地，則地線檢測迴路導通。
所述地線檢測迴路包括光耦合器PH1、PH2和矽控開關SCR，光耦合器PH1中的二極體負極接地，光耦合器PH1中的二極體正極接控制迴路的控制信號輸出端，光耦合器PH1中的光敏三極體的集電極用於接交流電源，光耦合器PH1中的光敏三極體的發射極接矽控開關SCR的控制極，矽控開關SCR的正極用於接交流電源，矽控開關SCR的負極接光耦合器PH2中的二極體正極，光耦合器PH2中的二極體負極用於接地線，光耦合器PH2中的光敏三極體的集電極用於接直流電源迴路的輸出端，光耦合器PH2中的光敏三極體的發射極接控制迴路的地線狀態輸入端。
所述控制迴路包括延時器、脈衝發生器和開關電路，所述延時器的輸入接直流電源迴路的輸出端，延時器的輸出接脈衝發生器的控制端，脈衝發生器的輸出端接光耦合器PH1中的二極體正極，光耦合器PH2中的光敏三極體的發射極接控制迴路的開關電路輸入端，該開關電路的輸出端接顯示迴路的顯示信號輸入端。
所述顯示迴路包括發光二極體LDR、LDB，發光二極體LDR、LDB的正極接接直流電源迴路的輸出端，發光二極體LDR、LDB的負極分別接控制迴路的開關電路中地線障礙開關的輸出、地線接觸良好開關的輸出。
進一步，提出一種檢知地線狀況的接線板，包括接線板盒體和置於接線板盒體內部的地線端、火線端及零線端，所述接線板盒體內還包括如下電路直流電源轉換電路，所述直流電源轉換電路置於接線板盒體內，該直流電源轉換電路輸出直流電源；地線檢測迴路，其電源輸入端接直流電源迴路的輸出端，檢測信號輸入端一端接地線端，檢測信號輸入端另一端與火線端或零線端相連；顯示迴路，其電源輸入端接直流電源迴路的輸出端，顯示信號輸入端與地線檢測迴路的檢測信號輸出端耦合。還包括控制迴路，所述控制迴路包括延時器、脈衝發生器和開關電路，所述延時器的輸入接直流電源迴路的輸出端，延時器的輸出接脈衝發生器的控制端，脈衝發生器的輸出端接地線檢測迴路的控制信號輸入端，控制迴路的開關電路輸入端接地線檢測迴路的檢測信號輸出端，該開關電路的輸出端接顯示迴路的顯示信號輸入端。
所述地線檢測迴路包括光耦合器PH1、PH2和矽控開關SCR，光耦合器PH1中的二極體負極接地，光耦合器PH1中的二極體正極接控制迴路的控制信號輸出端，光耦合器PH1中的光敏三極體的集電極接火線端或零線端，光耦合器PH1中的光敏三極體的發射極接矽控開關SCR的控制極，矽控開關SCR的正極接火線端或零線端，矽控開關SCR的負極接光耦合器PH2中的二極體正極，光耦合器PH2中的二極體負極接地線端，光耦合器PH2中的光敏三極體的集電極接直流電源迴路的輸出端，光耦合器PH2中的光敏三極體的發射極接控制迴路的地線狀態輸入端。
所述顯示迴路包括發光二極體LDR、LDB，發光二極體LDR、LDB的發光燈置於接線板盒體上部透明光罩內，發光二極體LDR、LDB的正極接直流電源迴路的輸出端，發光二極體LDR、LDB的負極分別接控制迴路的開關電路中地線障礙開關的輸出、地線接觸良好開關的輸出。
採用以上方案的有益效果1、地線檢測裝置中的地線檢測迴路可以對電源線與地線之間的導電能力進行檢測，當電器需要檢知地線是否接地良好時，將地線的接地可靠性狀態通過顯示電路顯示，可以提醒使用者電器是否處於安全操作狀態。
2、控制迴路中的延時器起緩衝電源電流的作用，設定適當的延時時間，待接線板電路中的電流穩定後再對地線是否接地進行檢測；脈衝發生器用於給地線檢測迴路發送信號，不需要對檢知地線狀況的接線板的地線是否接地隨時進行檢測，只要在設定的時刻發送脈衝給地線檢測迴路進行檢測即可，其餘時間無須檢測。可以經常性的對地線的可靠性進行檢測，尤其是接線板接計算機的時候，可以判斷計算機的電磁屏蔽是否起作用，極大地提高計算機使用的安全性。
3、採用光耦合器作地線檢測迴路，結構簡單，靈敏性好，檢測結果準確，且檢知地線狀況的接線板的成本低。
下面通過具體的實施例並結合附圖對本實用新型作進一步詳細的描述。
圖1是本實用新型的原理圖一。
圖2是本實用新型實施例一的電路圖。
圖3是本實用新型實施例二的電路圖。
圖4是本實用新型的原理圖二。
圖5是本實用新型實施例三的電路圖。
圖6是控制晶片CTC的內部結構示意圖。
圖7是本實用新型接線板的示意圖。
具體實施方式
實施例一，如圖1、2、7所示，一種接線板，包括接線板盒體5、地線端、火線端及零線端和置於接線板盒體內部的地線檢測裝置，地線檢測裝置包括直流電源迴路1、地線檢測迴路2和顯示迴路3。
設計該接線板的原理如下直流電源迴路1，輸出直流電源以提供地線檢測迴路2和顯示迴路3的工作電流。可以直接採用電池等輸出直流電源的迴路，也可以將輸入的交流電源整流為直流電源，在本實施例中採用的是輸入的交流電源整流為直流電源的設計方案。
地線檢測迴路2對接入的電源線及接入的地線之間的導電能力進行檢測，並將檢測的結果信號輸出至顯示迴路3。
顯示迴路3接收地線檢測迴路2的檢測結果訊號，如果接線板地線接地良好則顯示迴路3燈亮，如果地線接地不良則燈不亮。
接線板盒體5將整個地線檢測裝置封裝在內，並在其外表設置一個透明光罩7，用於顯示迴路3中的燈發光顯示。
接線板的具體結構如下直流電源迴路1包括交連電容C1，放電電阻R1，二極體D1、D2、D3、D4和限壓積納二極體ZD1。二極體D1、D2、D3、D4組成二極體橋式整流電路。交流電源從接點N、L輸入，經交連電容器C1降壓及限流，經由二極體D1、D2、D3、D4構成的橋式整流迴路將交流電壓降壓並整流成全波直流電源，該全波直流電源再經濾波電容器C2濾波後成為小連波的直流電源，最後再經ZD1限定電壓並穩壓，用以供應整個地線檢測裝置的迴路電源。本實用新型中的直流電源迴路1可採用其它常見的直流電源迴路1替換。
地線檢測迴路2包括二極體D5、D6，限流電阻R3，光電耦合器PH2。二極體D5、D6的正極分別接零線、火線，二極體D5、D6的負極接限流電阻R3的一端，限流電阻R3的另一端接光耦合器PH2中的二極體正極，光耦合器PH2中的二極體負極接地線，光耦合器PH2中的光敏三極體的集電極用於接直流電源迴路1的直流電源輸出端。
地線檢測迴路2在本實用新型中主要實現開關的功能，因此還可以用其它的開關電路來替換本實施例中的地線檢測迴路，只需實現一旦檢測到接線板地線接地時地線檢測迴路2就有約1毫安以下電流導通的功能。
顯示迴路3包括發光二極體LD，發光二極體LD的正極接直流電源迴路1的直流電源輸出端，發光二極體LD的負極接光耦合器PH2中的光敏三極體的發射極。
工作過程如下當接線板接上電源時，如果電源接地點即地線接地良好，則光耦合器PH2中二極體的負極為低電壓，電源零線端N或火線端L在電源正半波時會有1mA的電流經由二級管D5或二級管D6流經限流電阻R3，再流經光耦合器PH2的發光側後流向電源地線端G，光耦合器PH2的受光側同時導通，電流從電源正極通過光耦合器PH2的受光側流向發光二極體LD，發光二極體LD導通發光，指示電源正常接地。
反之如果電源接地點G接地不良或沒有接地，則當接線板接上電源時，光耦合器PH2中二極體的負極空載，為高電壓，光耦合器PH2的發光側不導通，從而光耦合器PH2的受光側也不導通，發光二極體LD的負極空載，發光二極體LD不發光，指示電源沒有正常接地。
實施例二，如圖3所示，由於檢測迴路的檢測電流不宜長時間大於1mA，當電流小於1mA時，較難驅動發光二極體LD發光，因此在實施例一的基礎上，顯示迴路3中增加放大三級管Q1，放大三級管Q1的基極接光耦合器PH2中的光敏三極體的發射極，放大三級管Q1的發射極接直流電源迴路1的直流電源輸出端，放大三級管Q1的集電極通過電阻R2接地。
工作過程如下當接線板接上電源時，如果電源接地點即地線接地良好，則光耦合器PH2中二極體的負極為低電壓，電源零線端N或火線端L在電源正半波時會有1mA的電流經由二級管D5或二級管D6流經限流電阻R3，再流經光耦合器PH2的發光側後流向電源地線端G，光耦合器PH2的受光側同時導通，電流從電源正極通過光耦合器PH2的受光側流向放大三級管Q1的基極，放大三級管Q1導通，放大三級管Q1將此電流放大後，電流從放大三級管Q1的集電極流向發光二極體LD，發光二極體LD導通發光，指示電源正常接地。
反之如果電源接地點G接地不良或沒有接地，則當接線板接上電源時，光耦合器PH2中二極體的負極空載，為高電壓，光耦合器PH2的發光側不導通，從而光耦合器PH2的受光側也不導通，放大三級管Q1的基極沒有電流，從而放大三級管Q1截止，發光二極體LD不發光，指示電源沒有正常接地。
實施例三，如圖4、5所示，與實施例一的不同之處在於增加了控制迴路4，其控制地線檢測電路2對地線進行檢測，並接收地線檢測電路2的檢測結果訊號，並經內部運算判別後輸出顯示信號，控制顯示迴路3的顯示。
所述控制迴路4包括延時器41、脈衝發生器42、開關電路43和輸入低電位電阻器R2。其中延時器41、脈衝發生器42和開關電路43由控制晶片CTC集成，如圖6所示。在本實施例中的控制晶片CTC的01管腳為開關電路43中地線障礙開關的輸出管腳，02管腳為開關電路43中地線接觸良好開關的輸出管腳，03管腳為脈衝發生器42的輸出端管腳，11管腳為控制迴路4中開關電路43的輸入端管腳。
相應的，地線檢測迴路2和顯示迴路3也作了如下改變所述地線檢測迴路2包括二極體D5、D6，限流電阻R3、R4，光電耦合器PH1、PH2及矽控開關SCR；所述顯示迴路3包括發光二極體LDR、LDB。
各部分電路連接如下控制迴路4中延時器41的輸入接直流電源迴路1的輸出端，延時器41的輸出接脈衝發生器42的控制端，脈衝發生器42的輸出端03管腳接地線檢測迴路2中的光耦合器PH1中的二極體正極，光耦合器PH1中的二極體負極接地，光耦合器PH1中的光敏三極體的發射極接矽控開關SCR的控制極，二極體D5的正極接電源零線端N，二極體D5的負極通過限流電阻R3接矽控開關SCR的正極、通過限流電阻R4接光耦合器PH1中的光敏三極體的集電極，二極體D6的正極接電源火線端L，二極體D6的負極通過限流電阻R3接矽控開關SCR的正極、通過限流電阻R4接光耦合器PH1中的光敏三極體的集電極，矽控開關SCR的負極接光電耦合器PH2中的二極體正極，光電耦合器PH2中的二極體的負極接電源地線端G，光電耦合器PH2中的光敏三極體的集電極接直流電源迴路1的輸出端，光電耦合器PH2中的光敏三極體的發射極接控制迴路4中開關電路43的輸入端管腳11管腳、通過輸入低電位電阻器R2接地，顯示迴路3中的發光二極體LDR正極接直流電源迴路1的輸出端，發光二極體LDR的負極接開關電路43中地線障礙開關的輸出管腳01管腳，發光二極體LDB正極接直流電源迴路1的輸出端，發光二極體LDB負極接開關電路43中地線接觸良好開關的輸出管腳02管腳。
工作過程如下當接線板接上電源時，控制晶片CTC中的延時器41延遲數秒(該時間可以預先設定)後由控制晶片CTC中的脈衝發生器42輸出管腳03送出一短暫時距的高電位訊號，用以驅動光耦合器PH1，此時如果電源接地點G有良好接地時，則電源零線端N或火線端L在電源正半波時會有一微小電流經由二級管D5或二級管D6流經限流電阻R4，流經開通的光耦合器PH1的受光側，並觸發矽控開關SCR，矽控開關SCR經觸發後導通，此時會有約1-5mA的電流經由二級管D5或二級管D6，經過電阻R3，流過矽控開關SCR，再流經光耦合器PH2的發光側後流向電源地線端G。當有1-5mA的電流經過光耦合器PH2的發光側時，光耦合器PH2的受光側同時導通，電流從電源正極通過光耦合器PH2的受光側流向電阻器R2，使原本電位為零的控制晶片CTC中開關電路43的輸入端管腳I1管腳電位上升至接近電源的高電位，控制晶片CTC取得I1管腳的高電位訊號後，判定電源接地點為良好接地狀況，控制晶片CTC中的開關電路43便將輸出02管腳打開，啟動顯示電路3的LDB燈管，LDB燈管點亮發藍色燈光(可設定LDB燈管的發光顏色)，指示電源正常接地。
反之如果電源接地點G接地不良或沒有接地，則當接線板接上電源時，控制晶片CTC中的延時器41延遲數秒後由控制晶片CTC中的脈衝發生器42輸出管腳03送出一短暫時距的高電位訊號，用以驅動光耦合器PH1，此時，電源零線端N或火線端L在電源正半波或負半波時會均不會有微小電流經由二級管D5或D6經限流電阻R4流經開通的光耦合器PH1的受光側。矽控開關SCR不被觸發，矽控開關SCR處在不導通狀態，因此光耦合器PH2的發光側沒有電流通過，光耦合器PH2的受光側同時不導通，電流被光耦合器PH2的受光側阻絕，使原本電位為零的控制晶片CTC中開關電路43的輸入端管腳I1管腳電位仍處於低電位狀態，控制晶片CTC在檢測地線時間內取得I1管腳的低電位訊號後，判定電源接地點為不良或沒有接地狀況，控制晶片CTC中的開關電路43便將輸出01管腳打開，啟動顯示電路3的LDR燈管，LDR燈管點亮發紅色閃爍燈光(可設定其它的發光顏色，只要與LDB燈管的發光顏色區別即可)，指示出電源沒有正常接地。
權利要求1.一種地線檢測裝置，其特徵在於，包括直流電源迴路(1)，輸出直流電源；地線檢測迴路(2)，其電源輸入端接直流電源迴路(1)的輸出端，檢測信號輸入端用於接地線和電源線；顯示迴路(3)，其電源輸入端接直流電源迴路(1)的輸出端，顯示信號輸入端與地線檢測迴路(3)的檢測信號輸出端耦合。
2.根據權利要求1所述的一種地線檢測裝置，其特徵在於還包括控制迴路(4)，其電源輸入端接直流電源迴路(1)的輸出端，控制信號輸出端接地線檢測迴路(3)的控制信號輸入端，地線狀態輸入端接地線檢測迴路(3)的檢測信號輸出端。
3.根據權利要求2所述的一種地線檢測裝置，其特徵在於所述地線檢測迴路(2)為開關電路，檢測到接線板地線接地，則地線檢測迴路(2)導通。
4.根據權利要求3所述的一種地線檢測裝置，其特徵在於所述地線檢測迴路(2)包括光耦合器PH1、PH2和矽控開關SCR，光耦合器PH1中的二極體負極接地，光耦合器PH1中的二極體正極接控制迴路(4)的控制信號輸出端，光耦合器PH1中的光敏三極體的集電極用於接交流電源，光耦合器PH1中的光敏三極體的發射極接矽控開關SCR的控制極，矽控開關SCR的正極用於接交流電源，矽控開關SCR的負極接光耦合器PH2中的二極體正極，光耦合器PH2中的二極體負極用於接地線，光耦合器PH2中的光敏三極體的集電極用於接直流電源迴路(1)的輸出端，光耦合器PH2中的光敏三極體的發射極接控制迴路(4)的地線狀態輸入端。
5.根據權利要求4所述的一種地線檢測裝置，其特徵在於所述控制迴路(4)包括延時器、脈衝發生器和開關電路，所述延時器的輸入接直流電源迴路(1)的輸出端，延時器的輸出接脈衝發生器的控制端，脈衝發生器的輸出端接光耦合器PH1中的二極體正極，光耦合器PH2中的光敏三極體的發射極接控制迴路(4)的開關電路輸入端，該開關電路的輸出端接顯示迴路(3)的顯示信號輸入端。
6.根據權利要求5所述的一種地線檢測裝置，其特徵在於所述顯示迴路(3)包括發光二極體LDR、LDB，發光二極體LDR、LDB的正極接接直流電源迴路(1)的輸出端，發光二極體LDR、LDB的負極分別接控制迴路(4)的開關電路中地線障礙開關的輸出、地線接觸良好開關的輸出。
7.一種檢知地線狀況的接線板，包括接線板盒體(5)和置於接線板盒體(5)內部的地線端、火線端及零線端，其特徵在於，所述接線板盒體(5)內還包括如下電路直流電源轉換電路(1)，所述直流電源轉換電路(1)置於接線板盒體(5)內，該直流電源轉換電路(1)輸出直流電源；地線檢測迴路(2)，其電源輸入端接直流電源迴路(1)的輸出端，檢測信號輸入端一端接地線端，檢測信號輸入端另一端與火線端或零線端相連；顯示迴路(3)，其電源輸入端接直流電源迴路(1)的輸出端，顯示信號輸入端與地線檢測迴路(3)的檢測信號輸出端耦合。
8.根據權利要求7所述的一種檢知地線狀況的接線板，其特徵在於還包括控制迴路(4)，所述控制迴路(4)包括延時器、脈衝發生器和開關電路，所述延時器的輸入接直流電源迴路(1)的輸出端，延時器的輸出接脈衝發生器的控制端，脈衝發生器的輸出端接地線檢測迴路(2)的控制信號輸入端，控制迴路(4)的開關電路輸入端接地線檢測迴路(3)的檢測信號輸出端，該開關電路的輸出端接顯示迴路(3)的顯示信號輸入端。
9.根據權利要求8所述的一種檢知地線狀況的接線板，其特徵在於所述地線檢測迴路(2)包括光耦合器PH1、PH2和矽控開關SCR，光耦合器PH1中的二極體負極接地，光耦合器PH1中的二極體正極接控制迴路(4)的控制信號輸出端，光耦合器PH1中的光敏三極體的集電極接火線端或零線端，光耦合器PH1中的光敏三極體的發射極接矽控開關SCR的控制極，矽控開關SCR的正極接火線端或零線端，矽控開關SCR的負極接光耦合器PH2中的二極體正極，光耦合器PH2中的二極體負極接地線端，光耦合器PH2中的光敏三極體的集電極接直流電源迴路(1)的輸出端，光耦合器PH2中的光敏三極體的發射極接控制迴路(4)的地線狀態輸入端。
10.根據權利要求9所述的一種檢知地線狀況的接線板，其特徵在於所述顯示迴路(3)包括發光二極體LDR、LDB，發光二極體LDR、LDB的發光燈置於接線板盒體(5)上部透明光罩(7)內，發光二極體LDR、LDB的正極接直流電源迴路(1)的輸出端，發光二極體LDR、LDB的負極分別接控制迴路(4)的開關電路中地線障礙開關的輸出、地線接觸良好開關的輸出。
專利摘要本實用新型公開一種地線檢測裝置，包括直流電源迴路，輸出直流電源；地線檢測迴路，其電源輸入端接直流電源迴路的輸出端，檢測信號輸入端用於接地線和電源線；顯示迴路，其電源輸入端接直流電源迴路的輸出端，顯示信號輸入端與地線檢測迴路的檢測信號輸出端耦合。還公開一種檢知地線狀況的接線板，包括接線板盒體和置於接線板盒體內部的地線端、火線端及零線端，所述接線板盒體內還包括如下電路直流電源轉換電路、地線檢測迴路和顯示迴路。地線檢測裝置中的地線檢測迴路可以對電源線與地線之間的導電能力進行檢測，當電器需要檢知地線是否接地良好時，將地線的接地可靠性狀態通過顯示電路顯示，可以提醒使用者電器是否處於安全操作狀態。
文檔編號G01R31/02GK2758783SQ20042010590
公開日2006年2月15日 申請日期2004年12月29日 優先權日2004年12月29日
發明者許源芳 申請人:許源芳