交流電壓檢測電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電壓檢測領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于對交流電壓進行檢測的交流電壓檢測電路。
【背景技術(shù)】
[0002]交流電壓檢測電路用于對交流電壓進行采樣，并且對交流電壓進行檢測、分析。在工業(yè)應(yīng)用中，往往需要對交流電壓的過零點進行檢測，也就是檢測交流電壓的電壓值為零的時刻。由于工業(yè)設(shè)備往往需要根據(jù)交流電壓過零點來判斷交流電壓的周期，并且根據(jù)交流電壓的電壓值大小來執(zhí)行相關(guān)操作，因此需要對交流電壓進行檢測。
[0003 ] 參見圖1，現(xiàn)有的一種交流電壓檢測電路包括兩個取樣電極1、11，取樣電極1、11分別連接至火線與零線，作為交流電壓的輸入端。交流電壓信號經(jīng)過電阻R3以及電容Cl濾波后，交流電流輸出至光電親合器ISOI，當(dāng)輸入到光電親合器ISOI的電壓大于光電親合器ISOl的導(dǎo)通電壓值時，光電耦合器導(dǎo)通，發(fā)光二極管發(fā)光，光電三極管導(dǎo)通，電流流經(jīng)電阻R7后流入三極管Ql的基極，電流信號經(jīng)過濾波電容C3后從電極12輸出值單片機。
[0004]當(dāng)輸入到光電親合器ISOl的電壓低于光電親合器ISOl的導(dǎo)通電壓時，發(fā)光二極管不發(fā)光，光電三極管不導(dǎo)通，此時，三極管Ql也不導(dǎo)通。這樣，單片機根據(jù)接收的電平信號判斷交流電壓的過零時刻，從而判斷交流電壓的過零狀態(tài)。
[0005]但是，現(xiàn)有的交流電壓檢測電路對過零時刻的檢測精度不高，通過光電耦合器的通斷檢測交流電壓的過零時刻往往產(chǎn)生延時，在高速變化的交流電壓周期下，往往導(dǎo)致不能精確檢測交流電的過零時刻，影響檢測的精度。此外，現(xiàn)有的檢測電路不能檢測輸入的交流電壓的情況，而是僅僅能夠檢測到過零時刻，未能滿足工業(yè)設(shè)備的應(yīng)用要求。最后，由于現(xiàn)有的交流電壓檢測電路使用光電耦合器、三極管等多個成本較高的器件，導(dǎo)致交流電壓檢測電路的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且生產(chǎn)成本高，電路的封裝困難，不利于工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的主要目的是提供一種生產(chǎn)成本低且檢測精確、能夠檢測交流電壓輸入情況的交流電壓檢測電路。
[0007]為了實現(xiàn)上述的主要目的，本實用新型提供的交流電壓檢測電路包括取樣電路、運算放大電路、濾波電路以及單片機，取樣電路包括接收交流電壓的分壓電路、接收分壓電路輸出的電流信號的限流電路，取樣電路還包括向限流電路提供偏置電壓的偏置電路;運算放大電路具有接收取樣電路輸出的電流信號的運算放大器;濾波電路接收運算放大電路輸出的電壓信號;單片機接收濾波電路輸出的電壓信號。
[0008]由上述方案可見，交流電壓經(jīng)過取樣電路后被分壓、加載偏置電壓后經(jīng)過運算放大電路進行放大處理，并且經(jīng)過濾波電路濾波，最后輸出至單片機，由于單片機接收的并不是高電平或者低電平信號，而是模擬信號，因此不但可以檢測交流電壓的過零時刻，還可以檢測輸入的交流電壓狀態(tài)。
[0009]并且，由于交流電壓檢測電路并不設(shè)置光電耦合器、三極管等器件，交流電壓檢測電路的結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低。而且，由于電壓信號不需要經(jīng)過光電耦合器、三極管等，不會造成延時，交流電壓信號的檢測更加準(zhǔn)確。
[0010]—個優(yōu)選的方案是，取樣電路還包括對分壓電路輸出的電流信號進行濾波的低壓濾波電路，低壓濾波電路具有連接在兩條取樣支路之間的第一濾波電容，還包括分別連接到兩條取樣支路上的第二濾波電容以及第三濾波電容。
[0011]由此可見，取樣電路對接收的交流電壓經(jīng)過濾波處理后輸出至運算放大電路，確保運算放大電路接收的電壓信號更為平滑，提高檢測的準(zhǔn)確性。
[0012]進一步的方案是，取樣電路還包括二極管組，二極管組包括兩個頭尾相接的二極管，二極管組的兩端分別連接至運算放大器的正向輸入端以及反向輸入端。
[0013]可見，在運算放大器的正向輸入端與反向輸入端之間設(shè)置二極管組，可以確保電流從正向輸入端輸入到運算放大器，從而確保運算放大器的工作。
[0014]進一步的方案是，偏置電路具有依次串聯(lián)的偏置電壓源、第一偏置電阻以及第二偏置電阻，第一偏置電阻與第二偏置電阻之間的連接點連接至限流電路。
[0015]由此可見，將偏置電路連接至限流電路可以向輸入到運算放大器的電壓信號加載偏置電壓，確保運算放大器的工作。
[0016]更進一步的方案是，限流電路包括分別設(shè)置在兩條取樣支路上的兩個限流電阻。
[0017]更進一步的方案是，運算放大電路還包括連接運算放大器輸出端與運算放大器反向輸入端的反饋電阻。
[0018]可見，在運算放大器的輸出端與反向輸入端之間連接反饋電阻，使運算放大器形成負反饋的運算放大電路，確保運算放大器輸出的信號跟隨輸入的電壓信號變化，提高信號檢測的精確性。
【附圖說明】
[0019]圖1是現(xiàn)有交流電壓檢測電路的電原理圖。
[0020]圖2是本實用新型交流電壓檢測電路實施例的電原理圖。
[0021 ]以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
【具體實施方式】
[0022]本實用新型的交流電壓檢測電路用于對交流電壓進行檢測，如圖2所示，交流電壓檢測電路具有取樣電路、運算放大電路、濾波電路，交流電壓檢測電路還包括單片機，圖2中沒有示出。
[0023]取樣電路包括分壓電路、限流電路、偏置電路以及低壓濾波電路，其中分壓電路包括電阻Rll以及電阻R12。本實施例中，取樣電路包括兩條取樣支路，第一條取樣支路與電極21相連，連接至火線，第二條取樣支路與電極22相連，連接至零線。電阻Rll以及電阻R12分別設(shè)置在兩條取樣支路上。兩條取樣支路接收交流電壓，并且對接收的交流電壓進行分壓，輸出至限流電路。
[0024]限流電路包括限流電阻R13以及限流電阻R14，限流電阻R13以及限流電阻R14分別設(shè)置在兩條取樣支路上，接收取樣電路輸出的電流信號。低壓濾波電路包括三個濾波電容(:11、(:12、(:13，其中濾波電容(:11與濾波電容(:12分別連接至兩條取樣支路上，而濾波電容C13連接在兩條取樣電路之間，用于對分壓電路輸出的電流信號進行濾波，濾波后電信號輸出至限流電路。
[0025]偏置電路包括依次串聯(lián)連接的偏置電壓源VCC、偏置電阻R15以及偏置電阻R16，偏置電阻R16的一端接地。偏置電阻R15與偏置電阻R16之間的連接點連接至限流電路，偏置電路向限流電路提供偏置電壓。
[0026]限流電路與運算放大電路之間連接有二極管組，二極管組包括兩個首尾相接的二極管Dll以及D12，并且二極管組的兩端分別連接至運算放大器Ul的正向輸入端與反向輸入端。這樣，不管在交流電壓的正半周還是在交流電壓的負半周，均能確保正向電流輸入值運算放大器Ul的正向輸入端，負向電流輸入值運算放大器Ul的反向輸入端。
[0027]運算放大電流包括運算放大器Ul以及反饋電阻R17，反饋電阻R17連接在運算放大器Ul的輸出端與反向輸入端之間，從而形成負反饋運算放大電路。這樣，運算放大器Ul輸出的電壓信號跟隨輸入的信號變化，從而確保檢測信號的輸出及時性。
[0028]濾波電路包括電阻R18以及電容C14，接收運算放大電路輸出的電壓信號并且經(jīng)過濾波后輸出至單片機。電容C14的一端與電極23連接，并通過電極23向單片機輸出電壓信號。
[0029]單片機接收到電壓信號后，對電壓信號進行計算、分析，從而獲得交流電壓的過零時刻的信息。并且，由于單片機接收的并不是高電平或者低電平信號，而是連續(xù)變化的模擬信號，因此可以計算得到輸入的交流電壓信號的狀態(tài)，從而準(zhǔn)確地計算出交流電壓的電壓情況。
[0030]由于本實用新型的交流電壓檢測電路并不設(shè)置光電耦合器、三極管等器件，生產(chǎn)成本較低，適合于工業(yè)化的批量生產(chǎn)，并且有效降低使用交流電壓檢測電路的工業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)成本。此外，由于交流電壓檢測電路并沒有使用光電耦合器、光電二極管等器件，電壓信號并不會因為經(jīng)過這些器件而造成延時，交流電壓信號的檢測更加及時，并且精度大大提尚O
[0031]當(dāng)然，上述實施例僅僅是本實用新型優(yōu)選的實施方案，實際應(yīng)用時還可有更多的變化，例如，在取樣電路中不設(shè)置低壓濾波電路，或者低壓濾波電路不設(shè)置連接在兩條取樣支路之間的濾波電容，又或者，濾波電路設(shè)置更多的電容等等，這些改變并不影響本實用新型的實施。
[0032]最后需要強調(diào)的是，本實用新型不限于上述實施方式，如取樣電路的具體電路結(jié)構(gòu)改變、運算放大器電路中運算放大器與反饋電阻的連接結(jié)構(gòu)的改變等變化也應(yīng)該包括在本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.交流電壓檢測電路，其特征在于:包括 取樣電路，所述取樣電路包括接收交流電壓的分壓電路、接收所述分壓電路輸出的電流信號的限流電路，所述取樣電路還包括向所述限流電路提供偏置電壓的偏置電路； 運算放大電路，所述運算放大電路具有接收所述取樣電路輸出的電流信號的運算放大器； 濾波電路，所述濾波電路接收所述運算放大電路輸出的電壓信號； 單片機，所述單片機接收所述濾波電路輸出的電壓信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電壓檢測電路，其特征在于: 所述取樣電路還包括對所述分壓電路輸出的電流信號進行濾波的低壓濾波電路。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流電壓檢測電路，其特征在于: 所述低壓濾波電路具有連接在兩條取樣支路之間的第一濾波電容。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交流電壓檢測電路，其特征在于: 所述低壓濾波電路還包括分別連接到兩條所述取樣支路上的第二濾波電容以及第三濾波電容。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的交流電壓檢測電路，其特征在于: 所述取樣電路還包括二極管組，所述二極管組包括兩個頭尾相接的二極管，所述二極管組的兩端分別連接至所述運算放大器的正向輸入端以及反向輸入端。6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的交流電壓檢測電路，其特征在于: 所述偏置電路具有依次串聯(lián)的偏置電壓源、第一偏置電阻以及第二偏置電阻，所述第一偏置電阻與所述第二偏置電阻之間的連接點連接至所述限流電路。7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的交流電壓檢測電路，其特征在于: 所述限流電路包括分別設(shè)置在兩條所述取樣支路上的兩個限流電阻。8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的交流電壓檢測電路，其特征在于: 所述運算放大電路還包括連接所述運算放大器輸出端與所述運算放大器反向輸入端的反饋電阻。
【專利摘要】本實用新型提供一種交流電壓檢測電路，包括取樣電路、運算放大電路、濾波電路以及單片機，取樣電路包括接收交流電壓的分壓電路、接收分壓電路輸出的電流信號的限流電路，取樣電路還包括向限流電路提供偏置電壓的偏置電路；運算放大電路具有接收取樣電路輸出的電流信號的運算放大器；濾波電路接收運算放大電路輸出的電壓信號；單片機接收濾波電路輸出的電壓信號。本實用新型的交流電壓檢測電路可以精確檢測交流電壓信號的變化，并且電路結(jié)構(gòu)簡單、生成成本低。
【IPC分類】G01R19/00
【公開號】CN205263171
【申請?zhí)枴緾N201521135266
【發(fā)明人】李金 , 蔡思宏
【申請人】珠海思奇科技有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月29日