防电击保护自动检测装置的研究与设计

本文主要介绍了防电击保护自动检测装置的组成，搭建的测试系统采用意法半导体STM32系列的微处理

目前防电击保护检测装置有结合示波器使用的峰值断电装置，能够对用电设备进行断电操作，但仅限于频率50 Hz 及60 Hz，而且要先判断用电设备供电频率，手动选择频率点，再进行峰值断电，具有一定的限制[1]。现实中很多电子电气产品供电频率是一个范围50~60 Hz，且需要对剩余能量进行计算。本文研究的防电击保护自动检测装置能够对宽频率范围进行检测，在峰值处断电后进行能量积分计算，最后通过显示屏显示出来。

2. 安全标准中的相关规定 目前的安全标准对于峰值断电后剩余电压进行严格的规定，信息技术安全标准GB 4943.1-2011 中规定A 型可插式设备在电网电源断接处，放电时间常数不应超过1 s，B 型可插式设备在电网电源断接处， 放电时间常数不应超过10 s。音视频安全标准GB 8898-2011 中规定用电源插头与电网电源连接的设备， 在拔出插头后2 s，插头不得危险带电，电压不能超过交流35 V 或直流60 V。家用电器安全标准GB 4706.1-2005 中规定通过一个插头来与电源连接的器具，在电压峰值时从电源断开，断开后的1 s 时，测量插头各插脚的电压不应超过34 V。医疗设备安全标准GB 9706.1-2007 中规定，用插头与供电网连接的设备，在断开电源后1 s 时，各电源插脚间及电源插脚与外壳间电压不应超过60 V，若电压超过此值， 剩余能量不应超过2 mJ [2]。

3. 设计方案 防电击保护自动检测装置主要包含频率测量、峰值断电、能量测试及显示模块四个部分。频率测量模块对供电电源的频率进行测量，之后交给峰值断电模块在交流电压达到峰值后通知继电器断电。采用测试电路对剩余电压进行能量测试，最后通过显示模块显示出来。

总体设计框图如下图1 所示。

3.1. 频率测量模块 频率测量模块采用多周期与量化延迟相结合的测量方法，测频系统如图2 所示。整个测频电路由一个1 s 时序模块(由F0 分频产生，外部输入晶振进行分频，外部时钟晶振为10 MHz，分频出1 s 时钟信号)，三个计数控制模块，两个16 位计数器，两个间隔计数器(并行)和通信控制模块组成，四个计数器的