漏电保护电路、集成电路、电子设备以及方法与流程

1.本技术涉及电子电路技术领域，具体涉及一种漏电保护电路、集成电路、电子设备以及方法。


背景技术：

2.物联网(internet of things，iot)是新一代信息技术的高度集成和综合运用。物联网的架构分为感知层、网络层以及应用层。其中，物联网的感知层由传感器以及网关构成，其通过传感器获取信息，并通过网关获取控制指令。
3.传感器作为物联网中最基础的环节，可以对各种微弱的信号(例如压力信号、气体信号等)进行调理(例如采集、放大、失调补偿、温度补偿、线性补偿等)。但是，在小信号的处理过程中，系统任何的漏电都会影响到小信号处理的质量，从而导致信号失真。因此，如何对系统进行漏电保护显得尤为重要。


技术实现要素：

4.鉴于以上问题，本技术实施例提供一种漏电保护电路、集成电路、电子设备以及方法，以解决上述技术问题。
5.本技术实施例是采用以下技术方案实现的：
6.一种漏电保护电路，包括漏电检测电路、补偿触发电路以及漏电补偿电路，漏电检测电路包括检测电容，且用于连接待测电路并利用待测电路的漏电电流对检测电容进行充电；补偿触发电路连接于漏电检测电路，且用于在检测电容充电期间检测漏电电流的大小，并在漏电电流大于或等于预设阈值时输出触发信号；漏电补偿电路连接于补偿触发电路，且用于根据触发信号为待测电路提供与漏电电流对应的补偿电流。
7.在一些实施方式中，补偿触发电路包括比较电路、时钟控制电路以及计数器；比较电路连接于漏电检测电路且预设有基准电压，并用于根据检测电容的电压与基准电压，输出比较信号；时钟控制电路连接于比较电路和漏电检测电路，用于根据比较信号输出时钟信号，并通过时钟信号控制漏电检测电路对检测电容充电或放电；计数器连接于时钟控制电路，用于根据时钟信号在检测电容充电期间检测漏电电流的大小，并在漏电电流大于或等于预设阈值时输出触发信号。
8.在一些实施方式中，时钟信号包括第一电平信号和第二电平信号，漏电电流包括待测电路对地漏电的第一漏电电流以及待测电路与电源之间的第二漏电电流；时钟控制电路用于根据比较信号输出第一电平信号，并延时预设时间后输出第二电平信号，漏电检测电路用于根据第一电平信号控制检测电容在预设时间内放电，并根据第二电平信号利用第一漏电电流对检测电容充电；或者，时钟控制电路用于根据比较信号输出第二电平信号，并延时预设时间后输出第一电平信号，漏电检测电路用于根据第二电平信号控制检测电容在预设时间内放电，并根据第一电平信号利用第二漏电电流对检测电容充电。
9.在一些实施方式中，计数器还用于在漏电检测电路根据第二电平信号利用第一漏
电电流对检测电容充电时，根据预设的参考时钟进行计数，以检测第一漏电电流的大小；或者，计数器还用于在漏电检测电路根据第一电平信号利用第二漏电电流对检测电容充电时，根据预设的参考时钟进行计数，以检测第二漏电电流的大小。
10.在一些实施方式中，时钟控制电路包括连接于比较电路的d触发器以及连接于d触发器的rs触发器。
11.在一些实施方式中，漏电补偿电路包括连接于补偿触发电路的补偿控制电路以及连接于补偿控制电路的电流源单元，补偿控制电路用于根据触发信号确定漏电电流的大小，并通过电流源单元为待测电路提供与漏电电流大小对应的补偿电流。
12.在一些实施方式中，电流源单元为电流源阵列，补偿控制电流用于根据漏电电流的大小在电流源阵列中选定与漏电电流大小对应的电流源以提供补偿电流。
13.在一些实施方式中，漏电检测电路包括第一漏电检测电路以及第二漏电检测电路，检测电容包括第一检测电容以及第二检测电容；第一漏电检测电路用于连接待测电路并利用待测电路对地漏电时的第一漏电电流对第一检测电容充电；第二漏电检测电路用于连接待测电路并利用待测电路与电源之间的第二漏电电流对第二检测电容充电。
14.在一些实施方式中，第一漏电检测电路包括第一开关、第二开关以及第一检测电容；第一检测电容的一端连接于电源、另一端连接于第一开关；第二开关并联于第一检测电容两端；第一检测电容与第一开关的连接节点连接于补偿触发电路；第二漏电检测电路包括第三开关、第四开关以及第二检测电容；第二检测电容的一端接地、另一端连接于第三开关，第三开关的另一端连接于第一开关的另一端；第四开关并联于第二检测电容两端；第二检测电容与第三开关的连接节点连接于补偿触发电路；第一开关与第三开关的连接节点用于连接待测电路；第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关受控于时钟信号。
15.在一些实施方式中，比较电路包括第一比较器以及第二比较器，基准电压包括第一基准电压以及第二基准电压；第一比较器的第一输入端预设有第一基准电压、第二输入端连接于第一检测电容与第一开关的连接节点，输出端连接于时钟控制电路；第二比较器的第一输入端连接于第二检测电容与第三开关的连接节点、第二输入端预设有第二基准电压，，输出端连接于时钟控制电路。
16.在一些实施方式中，补偿触发电路还包括选通电路，选通电路连接于比较电路与时钟控制电路之间，且用于选择将第一比较器以及第二比较器中的一个连接至时钟控制电路。
17.在一些实施方式中，电流源单元包括第一电流源单元以及第二电流源单元，补偿控制电路用于根据触发信号确定待测电路对地漏电时的漏电电流的大小，并通过第一电流源单元为待测电路提供与漏电电流大小对应的补偿电流；补偿控制电路还用于根据触发信号确定待测电路与电源之间的漏电电流的大小，并通过第二电流源单元为待测电路提供与漏电电流对应的补偿电流。
18.本技术实施例还提供一种集成电路，包括上述任一项的漏电保护电路。
19.本技术实施例还提供一种电子设备，包括设备主体以及设于设备主体内的如上述的集成电路。
20.本技术实施例还提供一种漏电保护方法，应用于上述的任一项的漏电保护电路，该方法包括利用待测电路的漏电电流对检测电容进行充电；在检测电容充电期间检测漏电
电流的大小，并在漏电电流大于或等于预设阈值时输出触发信号；以及根据触发信号为待测电路提供与漏电电流对应的补偿电流。
21.本技术实施例提供的漏电保护电路、集成电路、电子设备以及方法中，漏电保护电路设置有漏电检测电路、补偿触发电路以及漏电补偿电路，漏电检测电路包括检测电容；通过漏电检测电路利用待测电路的漏电电流对检测电容进行充电；再通过补偿触发电路在检测电容充电期间检测漏电电流的大小，并在漏电电流大于或等于预设阈值时输出触发信号；最后通过漏电补偿电路根据触发信号为待测电路提供与漏电电流对应的补偿电流，进而有效消除系统漏电的影响，提高信号的检测范围和精度。
22.本技术的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。
24.图1示出了本技术实施例提供的漏电保护电路的一种模块框图。
25.图2示出了本技术实施例提供的漏电保护电路的另一种模块框图。
26.图3示出了本技术实施例提供的漏电保护电路的又一种模块框图。
27.图4示出了本技术实施例提供的漏电保护电路的电路结构示意图。
28.图5示出了本技术实施例提供的基准电压产生电路的结构示意图。
29.图6示出了本技术实施例提供的负向漏电保护的电路原理图。
30.图7示出了本技术实施例提供的正向漏电保护的电路原理图。
31.图8示出了本技术实施例提供的漏电保护方法的流程示意图。
具体实施方式
32.下面详细描述本技术的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性地，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
33.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术的方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
34.如图1所示，图1示意性地示出了本技术实施例提供的漏电保护电路100的模块框图，该漏电保护电路100可以连接待测电路10并对该待测电路10进行漏电保护。在测量应用领域中，待测电路10可以是一传感器，该传感器可以是压力传感器、温度传感器、湿度传感器等等。以压力传感器为例，该漏电保护电路100可以对该压力传感器内由惠斯通电桥构成的压力检测系统进行漏电保护。当然，本技术实施例还可以应用于其他领域，待测电路10还可以是其他任何存在漏电风险的电路。
35.该漏电保护电路100包括漏电检测电路110、补偿触发电路120以及漏电补偿电路
130。其中，漏电检测电路110包括检测电容，该漏电检测电路110用于连接待测电路10并利用待测电路10的漏电电流对检测电容充电；补偿触发电路120连接于漏电检测电路110，用于在检测电容充电期间检测漏电电流的大小，并在漏电电流大于或等于预设阈值时输出触发信号；漏电补偿电路130连接于补偿触发电路120，用于根据触发信号为待测电路10提供与漏电电流对应的补偿电流。
36.在待测电路10发生漏电时，利用漏电电流对检测电容充电，在检测电容充电时间窗口内，由于检测电容的充电电流与漏电电流相关，因此可以检测到漏电电流的大小。在漏电电流大于或等于预设阈值时，则说明待测电路10的漏电超过了给定漏电阈值，会影响到信号的检测。此时对待测电路10提供补偿电流，该补偿电流是与漏电电流方向相反的电流，其可以对漏电电流进行完全补偿，也可以对漏电电流部分补偿使漏电电流减小到给定阈值之内，进而消除漏电电流对信号检测的影响，提高信号检测的精度。
37.本技术实施例提供的漏电保护电路，设置有漏电检测电路、补偿触发电路以及漏电补偿电路，漏电检测电路包括检测电容；通过漏电检测电路利用待测电路的漏电电流对检测电容进行充电；再通过补偿触发电路在检测电容充电期间检测漏电电流的大小，并在漏电电流大于或等于预设阈值时输出触发信号；最后通过漏电补偿电路根据触发信号为待测电路提供与漏电电流对应的补偿电流，进而有效消除系统漏电的影响，提高信号的检测范围和精度。
38.如图2所示，本技术实施例还提供一种漏电保护电路200，该漏电保护电路200具有与上述漏电保护电路100相同的漏电检测电路210、补偿触发电路220以及漏电补偿电路230，在此基础上，该补偿触发电路220包括比较电路221、时钟控制电路222以及计数器223。
39.其中，比较电路221连接于漏电检测电路210，且预设有基准电压，并用于根据检测电容的电压与基准电压，输出比较信号；时钟控制电路222连接于比较电路221和漏电检测电路210，用于根据比较信号输出时钟信号，并通过时钟信号控制漏电检测电路210对检测电容充电或放电；计数器223连接于时钟控制电路222，且用于根据时钟信号在检测电容充电期间检测漏电电流的大小，并在漏电电流大于或等于预设阈值时输出触发信号。
40.本实施例中，漏电电流包括待测电路10对地漏电的第一漏电电流以及待测电路10与电源之间的第二漏电电流中的至少一种。时钟信号包括第一电平信号和第二电平信号。时钟控制电路222还用于根据比较信号输出第一电平信号，并延时预设时间后输出第二电平信号，漏电检测电路210用于根据第一电平信号控制检测电容在预设时间内放电，并根据第二电平信号利用第一漏电电流对检测电容充电；或者，时钟控制电路222用于根据比较信号输出第二电平信号，并延时预设时间后输出第一电平信号，漏电检测电路210用于根据第二电平信号控制检测电容在预设时间内放电，并根据第一电平信号利用第二漏电电流对检测电容充电。
41.具体而言，本实施例中的比较电路221与时钟控制电路222连接构成振荡电路，使时钟控制电路222以一定频率交替输出第一电平信号和第二电平信号，从而控制检测电容以一定频率交替放电和充电。当待测电路10发生漏电，且漏电电流为第一漏电电流时，在时钟控制电路222输出第二电平信号的时间段内，第二电平信号可以控制漏电检测电路210利用第一漏电电流对检测电容充电。当充电至检测电容两端的电压能够使得比较电路221的输出发生变化时，比较电路221则输出一个比较信号至时钟控制电路222，时钟控制电路222
接收到该比较信号后，则输出第一电平信号至漏电检测电路210，以控制漏电检测电路210对检测电容放电，也即不再利用第一漏电电流对检测电容充电。同时，时钟控制电路222开始进行延时，延时期间也即检测电容的放电时间，延时预设时间后时钟控制电路222重新输出第二电平信号至漏电检测电路210，使得漏电检测电路210对第一漏电电流进行新一轮的检测。在本实施例中，时钟控制电路222可以包括d触发器以及rs触发器。通过上述过程，能够实现对待测电路对地漏电的第一漏电电流的持续检测，进而对待测电路10的漏电能够进行快速响应。
42.当待测电路10发生漏电，且漏电电流为第二漏电电流时，在时钟控制电路222输出第一电平信号的时间段内，第一电平信号可以控制漏电检测电路210利用第二漏电电流对检测电容充电。当充电至检测电容两端的电压能够使得比较电路221的输出发生变化时，比较电路221则输出一个比较信号至时钟控制电路222，时钟控制电路222接收到该比较信号后，则输出第二电平信号至漏电检测电路210，以控制漏电检测电路210对检测电容放电，也即不再利用第二漏电电流对检测电容充电。同时，时钟控制电路222开始进行延时，延时期间也即检测电容的放电时间，延时预设时间后时钟控制电路222重新输出第一电平信号至漏电检测电路210，使得漏电检测电路210对第二漏电电流进行新一轮的检测。在本实施例中，时钟控制电路222可以包括d触发器以及rs触发器。通过上述过程，能够实现对待测电路对电源漏电的第二漏电电流的持续检测，进而对待测电路10的漏电能够进行快速响应。
43.可选地，可通过一漏电检测电路210和一比较电路221分时交替进行对第一漏电电流和第二漏电电流的检测；也可通过两漏电检测电路210和两比较电路221分别进行对第一漏电电流和第二漏电电流的检测。
44.进一步地，计数器还用于在漏电检测电路根据第二电平信号利用第一漏电电流对检测电容充电时，根据预设的参考时钟进行计数，以检测第一漏电电流的大小；或者，计数器还用于在漏电检测电路根据第一电平信号利用第二漏电电流对检测电容充电时，根据预设的参考时钟进行计数，以检测第二漏电电流的大小。
45.在检测电容的充电期间，计数器223开始工作计数。本实施例中，当漏电电流为第一漏电电流时，在第二电平信号的脉宽窗口内，计数器223利用高频参考时钟计数，以检测第一漏电电流的大小。其中，该高频参考时钟为计数器223的输入时钟。第二电平信号的脉宽窗口也即第二电平信号的高电平时间窗口，在该高电平时间窗口内，检测电容在进行充电。而在检测电容的充电时间窗口内，如果高频计数小于或等于给定的计数阈值，即说明第一漏电电流大于或等于预设阈值，待测电路10对地的漏电超过了给定的范围，此时计数器223则输出一个触发信号至漏电补偿电路230，以触发漏电补偿电路230对第一漏电电流进行补偿。
46.当漏电电流为第二漏电电流时，在第一电平信号的脉宽窗口内，计数器223利用高频参考时钟计数，以检测第二漏电电流的大小。其中，该高频参考时钟为计数器223的输入时钟。第一电平信号的脉宽窗口也即第一电平信号的高电平时间窗口，在该高电平时间窗口内，检测电容在进行充电。而在检测电容的充电时间窗口内，如果高频计数小于或等于给定的计数阈值，即说明第二漏电电流大于或等于预设阈值，待测电路10对电源的漏电超过了给定的范围，此时计数器223则输出一个触发信号至漏电补偿电路230，以触发漏电补偿电路230对第二漏电电流进行补偿。
47.值得说明的是，计数器223高频计数越少，即说明检测电容充电至基准电压所需的时间越少，漏电电流也就越大。通过计数器223的上述过程，能够准确检测出第一漏电电流和第二漏电电流的大小，并据此触发漏电补偿。
48.进一步地，本实施例提供的漏电补偿电路230包括连接于补偿触发电路220的补偿控制电路231以及连接于补偿控制电路231的电流源单元232，电流源单元232还连接于待测电路10。补偿控制电路231用于根据触发信号确定漏电电流的大小，并通过电流源单元232为待测电路10提供与漏电电流大小对应的补偿电流。当补偿控制电路231接收到计数器223输出的触发信号时，补偿控制电路231可以确定到漏电电流的大小，进而控制电流源单元232产生与漏电电流方向相反的反向电流，并将该反向电流输入至待测电路10，以抵消漏电电流的影响。本实施例中，该反向电流的大小可以与漏电电流的大小相等，进而完全抵消漏电电流，消除漏电电流的影响。在一些实施方式中，该反向电流的大小可以大于漏电电流与预设阈值的差值，进而部分抵消漏电电流，使漏电电流的影响减小到给定的阈值之内。
49.本实施例中，电流源单元232可以是电流源阵列。补偿控制电路231用于根据漏电电流的大小在电流源阵列中选定与漏电电流大小对应的电流源，以提供补偿电流。通过电流源阵列，能够匹配到与漏电电流大小对应的电流，进而能够对漏电电流进行动态补偿。
50.进一步地，当待测电路10对地漏电时为负向漏电，也即第一漏电电流流向地，第一漏电电流为负向漏电电流；当待测电路10对电源漏电时为正向漏电，也即第二漏电电流从电源漏出，第二漏电电流为正向漏电电流。如图3与图4所示，本实施例中，漏电检测电路210包括第一漏电检测电路211以及第二漏电检测电路212，第一漏电检测电路211中包括第一检测电容c1，第二漏电检测电路212中包括第二检测电容c2。第一漏电检测电路211用于连接待测电路10，并利用待测电路10对地漏电时的漏电电流对第一检测电容c1充电，也即，第一漏电检测电路211用于对负向漏电电流进行检测。第二漏电检测电路212用于连接待测电路10，并利用待测电路10与电源之间的漏电电流对第二检测电容c2充电，也即，第二漏电检测电路212用于对正向漏电电流进行检测。通过漏电检测电路210对正负双向漏电的检测，使得漏电保护电路200能够对正负双向漏电进行补偿，进而消除正负双向漏电对信号检测的影响。
51.具体而言，如图3与图4所示，第一漏电检测电路211包括第一开关s1、第二开关s2以及第一检测电容c1；第一检测电容c1的一端连接于电源vdd、另一端连接于第一开关s1；第二开关s2并联于第一检测电容c1两端；第一检测电容c1与第一开关s1的连接节点连接于补偿触发电路；第二漏电检测电路212包括第三开关s3、第四开关s4以及第二检测电容c2；第二检测电容c2的一端接地、另一端连接于第三开关s3的一端，第三开关s3的另一端连接于第一开关s1的另一端；第四开关s4并联于第二检测电容c2两端；第二检测电容c2与第三开关s3的连接节点连接于补偿触发电路；第一开关s1与第三开关s3的连接节点用于连接待测电路10；第一开关s1、第二开关s2、第三开关s3以及第四开关s4受控于时钟信号。
52.比较电路221包括第一比较器cmp1以及第二比较器cmp2。基准电压包括第一基准电压vpos以及第二基准电压vneg，第一基准电压vpos与第二基准电压vneg的大小相等。第一比较器cmp1的第一输入端用于接入第一基准电压vpos、第二输入端连接于第一检测电容c1与第一开关s1的连接节点，输出端连接于时钟控制电路222；第二比较器cmp2的第一输入端连接于第二检测电容c2与第三开关s3的连接节点、第二输入端用于接入第二基准电压
vneg，输出端连接于时钟控制电路222。本实施例中，第一比较器cmp1的第一输入端为同相输入端、第二输入端为反相输入端；第二比较器cmp2的第一输入端为同相输入端、第二输入端为反相输入端。
53.第一基准电压vpos和第二基准电压vneg可由外部的基准电压产生电路产生。如图5所示，该基准电压产生电路可以包括第一mos管q1、第二mos管q2、第三mos管q3、第四mos管q4、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3以及第四电阻r4。其中，以第一mos管q1和第三mos管q3为n-mos管、第二mos管q2和第四mos管q4为p-mos管为例，第一mos管q1的漏极通过第一电阻r1连接于电源vdd、源极与第二mos管q2的源极相连、栅极与第三mos管q3的栅极相连；第一mos管q1的漏极与栅极相连；第二mos管q2的漏极通过第二电阻r2接地、栅极与第四mos管q4的栅极相连；第二mos管q2的漏极与栅极相连；第三mos管q3的漏极通过第三电阻r3连接电源vdd、源极与第四mos管q4的源极相连；第四mos管q4的漏极通过第四电阻r4接地。第三mos管q3与第三电阻r3的连接节点连接于第一比较器cmp1的第一输入端以向第一比较器cmp1提供第一基准电压vpos；第四mos管q4与第四电阻r4的连接节点连接于第二比较器cmp2的第二输入端以向第二比较器cmp2提供第二基准电压vneg。其中，电流ithreshold为阈值电流，第一基准电压vpos为(vdd-ithreshold*r)，第二基准电压vneg为(ithreshold*r)，第一电阻r1～第四电阻r4的阻值均为r。
54.如图4所示，本实施例中，该漏电保护电路还包括选通电路240。选通电路240连接于比较电路221与时钟控制电路222之间，且用于选择将第一比较器cmp1以及第二比较器cmp2中的一个连接至时钟控制电路222。选通电路240包括开关smux1、开关smux2、开关smux3、开关smux4、开关smux5以及开关smux6。时钟控制电路222包括d触发器以及rs触发器。第一比较器cmp1的输出端与第二比较器cmp2的输出端之间连接有相互串联的开关smux1以及开关smux2。d触发器的输入端d连接于开关smux1和开关smux2的连接节点。d触发器的输出端q0与预设的rst信号通过或门连接于d触发器的复位端r0，该rst信号为电路初始复位信号。第一比较器cmp1的输出端与d触发器的输出端q0之间连接相互串联的开关smux3以及开关smux4；第二比较器cmp2的输出端与d触发器的输出端q0之间连接相互串联的开关smux5以及开关smux6。rs触发器的置位端s连接于开关smux3和开关smux4的连接节点；rs触发器的复位端r1连接于开关smux5和开关smux6的连接节点。
55.如图3与图4所示，计数器223包括第一计数器以及第二计数器。rs触发器包括第一输出端q1和第二输出端qb，其中第一输出端q1和第二输出端qb为互补的两个输出端，即当第一输出端q1输出高电平时，第二输出端qb输出低电平；当第一输出端q1输出低电平时，第二输出端qb输出高电平。第一计数器的使能端en1连接rs触发器的第一输出端q、第二计数器的使能端en2连接rs触发器的第二输出端qb。第一计数器的时钟输入端clk1和第二计数器的时钟输入端clk2均接入高频参考时钟，第一计数器和第二计数器的输出端均连接于漏电补偿电路230。
56.漏电补偿电路230包括补偿控制电路231以及电流源单元232。其中补偿控制电路231为自动电流补偿(auto-current compensation)电路，电流源单元232为电流源阵列。补偿控制电路231的输入端连接于第一计数器和第二计数器的输出端，补偿控制电路231的输出端连接于电流源阵列。电流源阵列包括正向电流源阵列以及连接于正向电流源阵列的负向电流源阵列。正向电流源阵列中的每个正向电流源的一端连接于待测电路10、另一端通
过开关连接于电源vdd；负向电流源阵列中的每个正向电流源的一端连接于待测电路10、另一端通过开关接地。
57.以下结合图6～图7对本实施例提供的漏电保护电路的原理进行阐述。
58.开关smux1、开关smux2、开关smux3、开关smux4、开关smux5以及开关smux6可由外部时序控制。通过控制上述开关的时序，可以在正向漏电保护和负向漏电保护之间切换。
59.如图6所示，当开关smux1、开关smux3、开关smux5闭合，开关smux2、开关smux4、开关smux6断开时，该漏电检测系统进行负向漏电保护，电流ileakage为从待测电路10流向地的负向漏电电流。此时第一比较器cmp1的输出端连接于d触发器的输入端d以及rs触发器的置位端s。d触发器的复位端r0连接d触发器的输出端q0，且rs触发器的复位端r1连接在d触发器的输出端q0与d触发器的复位端r0之间。d触发器的时钟输入端clk0接入高频参考时钟。rs触发器的第一输出端q1输出第一时钟信号ck1至漏电检测电路210，以控制第二开关s2和第三开关s3的通断；rs触发器的第二输出端qb输出第二时钟信号ck2至漏电检测电路210，以控制第一开关s1和第四开关s4的通断。且rs触发器的第一输出端q1输出第一时钟信号ck1至第一计数器；rs触发器的第二输出端qb输出第二时钟信号ck2至第二计数器。本实施例中，第一电平信号为第一时钟信号ck1＝1、第二时钟信号ck2＝0，也即第一时钟信号为高电平信号、第二时钟信号为低电平信号；第二电平信号为第一时钟信号ck1＝0、第二时钟信号ck2＝1，也即第一时钟信号为低电平信号、第二时钟信号为高电平信号。值得指出的是，第一时钟信号与第二时钟信号为一组非交叠时钟信号。
60.当rs触发器输出第二电平信号时，即第一时钟信号ck1＝0、第二时钟信号ck2＝1时，第一开关s1和第四开关s4分别受控于第二时钟信号ck2而导通、第二开关s2和第三开关s3分别受控于第一时钟信号ck1而断开。此时电源vdd的漏电和导通的第一开关s1为检测电容c1提供了充电回路，检测电容c1开始充电，且充电电流为漏电电流ileakage。在检测电容c1充电的过程中，节点电压va从电源电压开始减小，节点电压va为第一比较器cmp1反相输入端的输入电压，当检测电容c1充电至节点电压va小于第一基准电压vpos时，第一比较器cmp1输出高电平信号。当第一比较器cmp1的输出由低电平信号转变为高电平信号时，该高电平信号输入至rs触发器的置位端s，使得rs触发器的第一输出端q1输出的第一时钟信号ck1由0翻转为1、rs触发器的第二输出端qb输出的第二时钟信号ck2由1翻转为0。与此同时，当第一比较器cmp1的输出由低电平信号转变为高电平信号时，d触发器的高频参考时钟边沿触发后，d触发器的输出端q0输出高电平信号，d触发器输出的高电平信号与rst信号经过或操作后随即复位d触发器，使得d触发器的输出端q0转换为低电平信号。
61.此时rs触发器输出第一电平信号，也即第一时钟信号ck1＝1、第二时钟信号ck2＝0，使得第一开关s1断开、第二开关s2导通、第三开关s3导通、第四开关s4断开。检测电容c1通过导通的第二开关s2开始放电，使节点电压va逐渐升高至电源电压。与此同时，d触发器开始延时，在延时预设时间tdelay之后，d触发器输出一个高脉冲信号至rs触发器的复位端r1，使得rs触发器复位，进而使得第一时钟信号翻转为ck1＝0、第二时钟信号翻转为ck2＝1，检测电容开始进行新一轮的充电。在此过程中，检测电容c1的放电时间也即预设时间tdelay，充电时间为(ithreshold*r*c1/ileakage)，低频振荡周期t为(tdelay ithreshold*r*c1/ileakage)。
62.在检测电容c1的充电过程中，由于第一时钟信号ck1＝0、第二时钟信号ck2＝1，使
得第二计数器的使能端en2变为高电平，第二计数器开始工作。第二计数器的输入时钟高频参考时钟，在检测电容c1的充电时间窗口(ithreshold*r*c1/ileakage)内，由于检测电容c1的充电电流即为漏电电流ileakage，因此第二计数器的高频计数结果能够直接反映漏电电流ileakage的大小。进一步地，若高频计数小于给定的计数阈值nthreshold，也即ithreshold*r*c1/ileakage
63.*fclk《nthreshold，则可以推导出ileakage》ithreshold*r*c1/(fclk*nthreshold)，也即漏电电流ileakage超过了预设的漏电阈值，ithreshold*r*c1/
64.(fclk*nthreshold)也即预设的漏电阈值。
65.当漏电电流ileakage超过了预设的漏电阈值时，补偿控制电路231即通过控制正向电流源阵列中的开关，选取与漏电电流ileakage大小对应的正向电流输入至待测电路10，进而对待测电路10进行动态补偿。可选地，正向电流源阵列中的每个电流源的输出电流可以相同或不同，补偿控制电路231可以选择将输出电流合适的电流源与待测电路连接来对漏电电流ileakage进行补偿，也可以选择同时将多个电流源与待测电路10连接以叠加足够的输出电流来对漏电电流ileakage进行补偿。换言之，可以通过切换所接入的电流源进行补偿，也可以通过控制所接入的电流源的数量来进行补偿。
66.如图7所示，当开关smux2、开关smux4、开关smux6闭合，开关smux1、开关smux3、开关smux5断开时，该漏电检测系统进行正向漏电保护，电流ileakage为从电源vdd流向待测电路10的正向漏电电流。此时第二比较器cmp2的输出端连接于d触发器的输入端d以及rs触发器的复位端r1。d触发器的复位端r0连接d触发器的输出端q0，且rs触发器的复位端r1连接在d触发器的输出端q0与d触发器的复位端r0之间。d触发器的时钟输入端clk0接高频参考时钟。rs触发器的第一输出端q1输出第一时钟信号ck1至漏电检测电路210以控制第二开关s2和第三开关s3的通断；rs触发器的第二输出端qb输出第二时钟信号ck2至漏电检测电路210以控制第一开关s1和第四开关s4的通断。且rs触发器的第一输出端q1输出第一时钟信号ck1至第一计数器；rs触发器的第二输出端qb输出第二时钟信号ck2至第二计数器。本实施例中，第一电平信号为第一时钟信号ck1＝1、第二时钟信号ck2＝0，也即第一时钟信号为高电平信号、第二时钟信号为低电平信号；第二电平信号为第一时钟信号ck1＝0、第二时钟信号ck2＝1，也即第一时钟信号为低电平信号、第二时钟信号为高电平信号。值得指出的是，第一时钟信号与第二时钟信号为一组非交叠时钟信号。
67.当rs触发器输出第一电平信号时，即第一时钟信号ck1＝1、第二时钟信号ck2＝0时，第一开关s1和第四开关s4分别受控于第二时钟信号ck2而断开，第二开关s2和第三开关s3分别受控于第一时钟信号ck1而导通。此时电源vdd和导通的第三开关s3为检测电容c2提供了充电回路，检测电容c2开始充电，且充电电流为漏电电流ileakage。在检测电容c2充电的过程中，节点电压vb从零开始增大，节点电压vb为第二比较器同相输入端的输入电压，当检测电容c2充电至节点电压va大于第二基准电压vneg时，第二比较器cmp2输出高电平信号。当第二比较器cmp2的输出由低电平信号转变为高电平信号时，d触发器的高频参考时钟边沿触发后，d触发器的输出端q0输出高电平信号至rs触发器的置位端s，使得rs触发器的第一输出端q1输出的第一时钟信号ck1＝0、rs触发器的第二输出端qb输出的第二时钟信号ck2＝1。当d触发器的输出端q0变为高电平时，d触发器输出的高电平信号与rst信号或操作后随即复位d触发器，使得d触发器的输出端q0转换为低电平信号。
68.此时rs触发器输出第二电平信号，即第一时钟信号ck1＝0、第二时钟信号ck2＝1时，使得第一开关s1导通、第二开关s2断开、第三开关s3断开、第四开关s4导通。检测电容c2通过导通的第四开关s3开始放电，使节点电压vb逐渐下降至零。与此同时，d触发器开始延时，在延时预设时间tdelay之后，d触发器输出一个高脉冲信号至rs触发器的置位端s，进而使得第一时钟信号ck1＝1、第二时钟信号ck2＝0，检测电容c2开始进行新一轮的充电。在此过程中，检测电容c2的放电时间也即预设时间tdelay，充电时间为(ithreshold*r*c2/ileakage)，低频振荡周期t为(tdelay ithreshold*r*c1/ileakage)。
69.在检测电容c2的充电过程中，由于第一时钟信号ck1＝1、第二时钟信号ck2＝0，使得第一计数器的使能端en1变为高电平，第一计数器开始工作。第一计数器的输入时钟高频参考时钟，在检测电容c2的充电时间窗口(ithreshold*r*c2/ileakage)内，由于检测电容c2的充电电流即为漏电电流ileakage，因此第一计数器的高频计数结果能够直接反映漏电电流ileakage的大小。进一步地，若高频计数小于给定的计数阈值nthreshold，也即ithreshold*r*c2/ileakage
70.*fclk《nthreshold，则可以推导出ileakage》ithreshold*r*c2/(fclk*nthreshold)，也即漏电电流ileakage超过了预设的漏电阈值，ithreshold*r*c1/
71.(fclk*nthreshold)也即预设的漏电阈值。
72.当漏电电流ileakage超过了预设的漏电阈值时，此时补偿控制电路231即通过控制负向电流源阵列中的开关，选取与漏电电流ileakage大小对应的负向电流输入至待测电路10，进而对待测电路10进行动态补偿。可选地，负向电流源阵列中的每个电流源的输出电流可以相同或不同，补偿控制电路231可以选择将输出电流合适的电流源与待测电路连接来对漏电电流ileakage进行补偿，也可以选择同时将多个电流源与待测电路10连接以叠加足够的输出电流来对漏电电流ileakage进行补偿。换言之，可以通过切换所接入的电流源进行补偿，也可以通过控制所接入的电流源的数量来进行补偿。
73.在一些实施方式中，可以设置一个更小的漏电阈值用于对漏电进行识别。例如，当计数器223的高频计数小于某一个比计数阈值nthreshold更大的计数阈值时，即说明待测电路10发生漏电；当计数器223的高频计数小于计数阈值nthreshold时，即说明待测电路10的漏电超出了预设的漏电阈值。
74.如图3-4、图6-7所示，第一漏电检测电路211与第一比较器cmp1构成的第一支路和第二漏电检测电路212与第二比较器cmp2构成的第二支路互相对称，并且工作的时钟电平相反，因此，在本实施例的漏电保护电路中，既可以同时设置第一支路和第二支路，通过两个不同的支路分别进行正向漏电检测和负向漏电检测；也可以只设置第一支路或第二支路，在时钟信号的作用下，通过单个支路分时交替进行正向漏电检测和负向漏电检测。
75.本实施例提供的漏电保护电路，可通过第一检测电容或第二检测电容(即单个检测电容)可实现不同类型的漏电检测。当待测电路10存在正负向漏电时，通过检测电容充放电、比较器、d触发器以及rs触发器等形成闭环回路反馈，构成低频振荡器，该低频振荡器的振荡周期t为(tdelay ithreshold*r*c1/ileakage)，通过调节预设时间tdelay，可以形成一个低电平占空比高的低频时钟信号，该低频时钟信号低电平时间窗口即表示检测电容的充电时间窗口，高电平时间窗口即表示检测电容的放电时间窗口。再通过计数器223在低频振荡器的低电平时间窗口内，对高频基准时钟累加计数，当正负向漏电超过一定范围时，则
系统输出相关标识位(negsideleak、possideleak)进行漏电识别。同时，当正负向漏电超出给定范围时，可激活漏电补偿电路230进行反向电流抵消，从而有效消除漏电流影响，提高信号的检测范围和精度。
76.本技术实施例还提供一种集成电路，该集成电路包括上述的漏电保护电路100或漏电保护电路200。本实施例中，该集成电路可以是漏电保护芯片。
77.本实施例提供的集成电路，设置有漏电检测电路、补偿触发电路以及漏电补偿电路，漏电检测电路包括检测电容；通过漏电检测电路利用待测电路的漏电电流对检测电容进行充电；再通过补偿触发电路在检测电容充电期间检测漏电电流的大小，并在漏电电流大于或等于预设阈值时输出触发信号；最后通过漏电补偿电路根据触发信号为待测电路提供与漏电电流对应的补偿电流，进而有效消除系统漏电的影响，提高信号的检测范围和精度。
78.本技术实施例还提供一种电子设备，该电子设备主体以及设于设备主体内的如上述的集成电路。本实施例中，该电子设备包括但不限于温度传感器、压力传感器、红外线传感器、超声波传感器、湿度传感器、光照传感器以及重力传感器中的至少一种传感器。
79.本实施例提供的电子设备，设置有漏电检测电路、补偿触发电路以及漏电补偿电路，漏电检测电路包括检测电容；通过漏电检测电路利用待测电路的漏电电流对检测电容进行充电；再通过补偿触发电路在检测电容充电期间检测漏电电流的大小，并在漏电电流大于或等于预设阈值时输出触发信号；最后通过漏电补偿电路根据触发信号为待测电路提供与漏电电流对应的补偿电流，进而有效消除系统漏电的影响，提高信号的检测范围和精度。
80.如图8所示，本技术实施例还提供一种漏电保护方法300，应用于上述的漏电保护电路100或漏电保护电路200。该漏电保护方法300包括以下步骤s1～s3。
81.s1：利用待测电路的漏电电流对检测电容进行充电。
82.在待测电路发生漏电时，利用待测电路的漏电电流对检测电容进行充电，此时检测电容的充电电流也即待测电路的漏电电流。
83.在检测电容的充电过程中，根据检测电容两端的电压与基准电压，改变检测电容的充放电状态。具体的，当检测电容两端的电压上升至基准电压或下降至基准电压时，将检测电容改变为放电状态。在检测电容转变为放电状态后，再延时预设时间，使得检测电容从放电状态重新改变为充电状态。
84.在一个实施例中，可以通过将检测电容的电压输入至比较器，当比较器的输出状态发生改变时(也即比较器的输出信号从高电平信号转变为低电平信号或从低电平信号转变为高电平信号)，生成一个比较信号至由d触发器和rs触发器构成的振荡电路，使得该振荡电路输出第一时钟信号至检测电容的控制开关，进而将检测电容从充电状态改变为放电状态。在检测电容转变为放电状态后，该振荡电路再延时预设时间输出第二时钟信号至检测电容的控制开关，进而将检测电容从放电状态重新转变为充电状态。
85.进一步地，漏电电流包括待测电路对地漏电的第一漏电电流以及待测电路与电源之间的第二漏电电流。振荡电路以一定频率交替输出第一时钟信号和第二时钟信号，从而控制检测电容以一定频率交替放电和充电。当漏电电流为第一漏电电流时，在振荡电路输出第二时钟信号的时间段内，可以利用第一漏电电流对检测电容充电。当充电至检测电容
两端的电压能够使得比较器的输出发生变化时，比较器则输出一个比较信号至振荡电路，振荡电路接收到该比较信号后，则输出第一时钟信号至检测电容的控制开关，以控制检测电容放电，也即不再利用第一漏电电流对检测电容充电。同时，振荡电路开始进行延时，延时期间也即检测电容的放电时间，延时预设时间后振荡电路重新输出第二时钟信号至检测电容的控制开关，进而对第一漏电电流进行新一轮的检测。
86.当漏电电流为第二漏电电流时，在振荡电路输出第一时钟信号的时间段内，可以利用第二漏电电流对检测电容充电。当充电至检测电容两端的电压能够使得比较器的输出发生变化时，比较器则输出一个比较信号至振荡电路，振荡电路接收到该比较信号后，则输出第二时钟信号至检测电容的控制开关，以控制检测电容放电，也即不再利用第二漏电电流对检测电容充电。同时，振荡电路开始进行延时，延时期间也即检测电容的放电时间，延时预设时间后振荡电路重新输出第一时钟信号至检测电容的控制开关，进而对第二漏电电流进行新一轮的检测。
87.s2：在检测电容充电期间检测漏电电流的大小，并在漏电电流大于或等于预设阈值时输出触发信号。
88.由于漏电电流为检测电容的充电电流，因此在检测电容的充电时间窗口内，可以检测到漏电电流的大小。在漏电电流大于或等于预设阈值时即表明待测电路的漏电已经达到了给定的漏电阈值，此时则输出触发信号。
89.在一个实施例中，在检测电容从放电状态转变为充电状态时，通过由d触发器和rs触发器构成的振荡电路输出一个时钟脉冲至计数器的使能端，进而使计数器在检测电容的充电时间窗口内对高频基准时钟计数，计数器的计数值即能反映出漏电电流的大小。值得指出的是，计数器的计数值越小，则说明检测电容充电的时间越短，漏电电流也就越大。当计数器的计数值小于计数阈值时，则表示待测电路的漏电电流已经达到了给定的漏电阈值，此时计数器的计数信号则相当于一个触发信号。
90.进一步地，当漏电电流为第一漏电电流时，在第二时钟信号的脉宽窗口内，计数器利用高频基准时钟计数，以检测第一漏电电流的大小。其中，该高频基准时钟为计数器的输入时钟。第二时钟信号的脉宽窗口也即第二时钟信号的高电平时间窗口，在该高电平时间窗口内，检测电容在进行充电。而在检测电容的充电时间窗口内，如果高频计数小于或等于给定的计数阈值，即说明第一漏电电流大于或等于预设阈值，待测电路对地的漏电超过了给定的范围，此时计数器则输出一个触发信号，以触发对第一漏电电流进行补偿。
91.当漏电电流为第二漏电电流时，在第一时钟信号的脉宽窗口内，计数器利用高频基准时钟计数，以检测第二漏电电流的大小。其中，该高频基准时钟为计数器的输入时钟。第一时钟信号的脉宽窗口也即第一时钟信号的高电平时间窗口，在该高电平时间窗口内，检测电容在进行充电。而在检测电容的充电时间窗口内，如果高频计数小于或等于给定的计数阈值，即说明第二漏电电流大于或等于预设阈值，待测电路对电源的漏电超过了给定的范围，此时计数器则输出一个触发信号，以触发对第二漏电电流进行补偿。
92.s3：根据触发信号为待测电路提供与漏电电流对应的补偿电流。
93.根据该触发信号即可以为待测电路提供与漏电电流对应的补偿电流。补偿电流为与漏电电流方向相反的反向电流，其可以对漏电电流进行完全补偿，也可以对漏电电流部分补偿使漏电电流减小到给定阈值之内，进而消除漏电电流对信号检测的影响，提高信号
检测的精度。
94.在一个实施例中，可以通过自动电流补偿控制电路控制电流源产生与该漏电电流对应的反向电流，并将该反向电流输入至待测电路进而为待测电路提供电流补偿。该自动电流补偿控制电路可以选择将输出电流合适的电流源与待测电路连接来对漏电电流进行补偿，也可以选择同时将多个电流源与待测电路连接以叠加足够的输出电流来对漏电电流进行补偿。换言之，可以通过切换所接入的电流源进行补偿，也可以通过控制所接入的电流源的数量来进行补偿。
95.本技术实施例提供的漏电保护方法，利用待测电路的漏电电流对检测电容进行充电；再在检测电容充电期间检测漏电电流的大小，并在漏电电流大于或等于预设阈值时输出触发信号；最后根据触发信号为待测电路提供与漏电电流对应的补偿电流，进而有效消除系统漏电的影响，提高信号的检测范围和精度。
96.以上，仅是本技术的较佳实施例而已，并非对本技术作任何形式上的限制，虽然本技术已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本技术，任何本领域技术人员，在不脱离本技术技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本技术技术方案内容，依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本技术技术方案的范围内。