快速可靠的交流掉電檢測電路的製作方法
2023-05-12 03:08:31 2
專利名稱：快速可靠的交流掉電檢測電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及檢測電路，特別涉及電子設備單相交流信號掉電檢測的檢測電路。
背景技術：
在大多數使用交流電源供電的電子設備中，在輸入交流電源掉電時，需要快速的檢測到交流輸入掉電的信號，並對設備進行必要的保護，以保證電子設備的正常工作。特別是對現在越來越多的精密電子設備，更需要儘早的檢測到交流掉電的信號，並避免檢測電路誤動導致設備異常操作。但由於交流輸入電源本身是一個正負對稱的信號，導致交流信號的電壓自然過零特性與交流掉電時的電壓過零無法有效區分。因此，現在各種檢測電路主要通過檢測輸入交流信號平均值、峰值等量下降到一定值就進行告警，但卻基本無法解決既快速檢測到交流掉電信號，又不會在交流信號出現瞬時幹擾跌落等情況下誤動作的矛盾。由於不能快速而準確的識別交流掉電信號，很大程度上影響了電子設備的性能和可靠性。
發明內容
本發明提供一種交流信號掉電的檢測電路，採用儲能元件與開關元件相配合，進行比較和整形，解決現有技術中檢測不準確以及出現誤動作的技術問題。本發明為解決上述技術問題而提供的這種交流掉電檢測電路包括依次連接的信號整流模塊、信號檢測模塊以及信號整形模塊，所述信號檢測模塊包括受控於所述信號整流模塊的開關元件Ql以及連接該開關元件Ql和充電電源V的儲能元件Cl。所述信號整流模塊包括連接交流信號輸入的整流電路，所述整流電路為橋式整流電路，包括二極體Dl至D4，所述交流信號輸入分別連接所述二極體Dl和D3以及二極體D2和D4之間，所述信號檢測模塊的輸入端分別連接所述二極體Dl和D2以及二極體D3和D4之間。所述信號檢測模塊還包括串聯的分壓電阻Rl和R2，該分壓電阻Rl和R2的兩端連接所述信號檢測模塊，所述開關元件Ql連接於分壓電阻Rl和R2之間，所述分壓電阻R2與信號檢測模塊連接端接地。所述開關元件Ql為三極體，其基極連接於分壓電阻Rl和R2之間，其集電極連接所述充電電源V和儲能元件Cl的一端，其發射極連接所述儲能元件Cl的另一端並接地，所述儲能元件Cl為電容，所述儲能元件Cl與充電電源V之間串聯有充電電阻R3。所述信號整形模塊包括整形元件Ul以及串聯的分壓電阻R4和R5，該串聯的分壓電阻R4和R5分別連接所述充電電源V和儲能元件Cl的接地端，所述整形元件Ul包括兩個信號輸入端，其中低電位端連接所述開關元件Ql的集電極，高電位端連接分壓電阻R4和R5之間，該整形元件Ul還包括接地端、電源輸入端以及信號輸出端。所述整形元件Ul為比較電路，該比較電路為運算放大器或比較器，或者所述整形元件Ul為整形電路，該整形電路為三極體或MOS管。本發明電路結構簡單，成本低廉，但卻可以保證在半個交流周期內快速的檢測到交流掉電信號，並保證在交流信號瞬時跌落等異常情況下不出現誤動作，解決了現有交流掉電檢測電路中的矛盾，保證各電子設備在交流輸入掉電情況發生時快速檢測並正確動作，提高了設備的性能和可靠性。
圖1是本發明檢測電路的原理示意圖。
具體實施例方式結合上述
本發明的具體實施例。由圖1中可知，這種快速可靠的交流掉電檢測電路包括依次連接的信號整流模塊
10、信號檢測模塊20以及信號整形模塊30，所述信號檢測模塊20包括受控於所述信號整流模塊10的開關元件Ql以及連接該開關元件Ql和充電電源V的儲能元件Cl。本發明利用儲能元件進行充電，利用開關元件控制儲能元件的能量釋放，由此在信號整形模塊30的輸入端造成電平的變化，產生控制信號，由於開關元件受控於前端的信號整流模塊，當長時間不能釋放儲能元件能量時，在儲能元件上將產生高電位，信號整形模塊30的兩個輸入端都是高電位，整形模塊將輸出掉電信號，反之，將不輸出掉電信號。此專利的最重要發明點為:利用交流輸入信號周期特性來控制儲能電容的周期放電以實現對信號異常的檢測。由圖1中可知，所述信號整流模塊10包括連接交流信號輸入的整流電路11，所述整流電路11為橋式整流電路，包括二極體Dl至D4，所述交流信號輸入分別連接所述二極體Dl和D3以及二極體D2和D4之間，所述信號檢測模塊20的輸入端分別連接所述二極體Dl和D2以及二極體D3和D4之間。本發明第I組成部分為交流信號整流部分，如圖中所示的由二極體Dl D4組成的整流電路。該整流部分也可是由其他種類電子器件構成的不同拓撲的可控整流電路、不控整流電路或精密整流電路。由圖1中可知，所述信號檢測模塊20還包括串聯的分壓電阻Rl和R2，該分壓電阻Rl和R2的兩端連接所述信號檢測模塊20，所述開關元件Ql連接於分壓電阻Rl和R2之間，所述分壓電阻R2與信號檢測模塊20連接端接地。所述開關元件Ql為三極體，其基極連接於分壓電阻Rl和R2之間，其集電極連接所述充電電源V和儲能元件Cl的一端，其發射極連接所述儲能元件Cl的另一端並接地。所述儲能元件Cl為電容,所述儲能元件Cl與充電電源V之間串聯有充電電阻R3。本發明第2組成部分為信號檢測部分，如圖中所示由電阻Rf R3、電容Cl和電晶體Ql組成。其中Ql可以是三極體、MOS管等可控電子器件，也可是由運放、比較器等有源器件構成的比較電路。由圖1中可知，所述信號整形模塊30包括整形元件Ul以及串聯的分壓電阻R4和R5，該串聯的分壓電阻R4和R5分別連接所述充電電源V和儲能元件Cl的接地端，所述整形元件Ul包括兩個信號輸入端，其中低電位端連接所述開關元件Ql的集電極，高電位端連接分壓電阻R4和R5之間，該整形元件Ul還包括接地端、電源輸入端以及信號輸出端。所述整形元件Ul為比較電路，該比較電路為運算放大器或比較器，或者所述整形元件Ul為整形電路，該整形電路為三極體或MOS管。本發明第3部分為信號比較和整形部分，如圖中所示由電阻R4、R5和Ul組成。信號比較和整形部分可以是如圖所示由運放、比較器等有源器件構成的比較電路，也可是由三極體、MOS管等電子器件構成的其它整形電路。
以圖1所示電路說明本發明工作原理如下:輸入交流信號連接本發明中整流部分，信號經整流後產生的饅頭波信號送入信號檢測部分。饅頭波信號經Rl，R2分壓到合適的等級，用於驅動電晶體Ql。根據Ql器件的特性和所需要的最低告警電壓值，合適選擇Rl和R2的參數，使交流輸入電壓大於告警電壓值時，在每半交流周期內電壓上升到某一電壓時Ql可以導通，使其對Cl放電，在交流電壓經過峰值後下降到某電壓值後Ql關斷，Cl通過R3充電，直到下次Ql開通放電。在交流輸入正常時，每半個交流周期Ql導通一次對Cl放電，Cl電壓不會達到後續電路的翻轉動作電壓；而在異常情況發生導致輸入信號較小或完全消失較長時間時，在此時間段內Ql將一直關斷，Cl持續充電，Cl電壓持續升高最終達到並超過後級電路的翻轉動作電壓，後級電路翻轉動作，輸出交流掉電信號。合適配置R3、R4、R5和Cl參數，可以根據需要設置保護動作延時時間。根據電路工作原理，此電路在半個交流信號周期內即可可靠的檢測出交流掉電信號，並且在交流信號出現瞬時的跌落或震蕩時，不會引起電路的誤動作而輸出錯誤的信號，具有較強的抗幹擾能力。同時，本發明結構簡單，成本低廉，而且設計靈活，易於實現。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種快速可靠的交流掉電檢測電路，其特徵在於:該檢測電路包括依次連接的信號整流模塊(10)、信號檢測模塊(20)以及信號整形模塊(30)，所述信號檢測模塊(20)包括受控於所述信號整流模塊(10)的開關元件Ql以及連接該開關元件Ql和充電電源V的儲能元件Cl。
2.根據權利要求1所述快速可靠的交流掉電檢測電路，其特徵在於:所述信號整流模塊(10)包括連接交流信號輸入的整流電路(11 )。
3.根據權利要求2所述快速可靠的交流掉電檢測電路，其特徵在於:所述整流電路(11)為橋式整流電路，包括二極體Dl至D4，所述交流信號輸入分別連接所述二極體Dl和D3以及二極體D2和D4之間，所述信號檢測模塊(20)的輸入端分別連接所述二極體Dl和D2以及二極體D3和D4之間。
4.根據權利要求1至3中任一項所述快速可靠的交流掉電檢測電路，其特徵在於:所述信號檢測模塊(20)還包括串聯的分壓電阻Rl和R2，該分壓電阻Rl和R2的兩端連接所述信號檢測模塊(20)，所述開關元件Ql連接於分壓電阻Rl和R2之間，所述分壓電阻R2與信號檢測模塊(20)連接端接地。
5.根據權利要求4所述快速可靠的交流掉電檢測電路，其特徵在於:所述開關元件Ql為三極體，其基極連接於分壓電阻Rl和R2之間，其集電極連接所述充電電源V和儲能元件Cl的一端，其發射極連接所述儲能元件Cl的另一端並接地。
6.根據權利要求4所述快速可靠的交流掉電檢測電路，其特徵在於:所述儲能元件Cl為電容，所述儲能元件Cl與充電電源V之間串聯有充電電阻R3。
7.根據權利要求5所述快速可靠的交流掉電檢測電路，其特徵在於:所述信號整形模塊(30)包括整形元件Ul以及串聯的分壓電阻R4和R5，該串聯的分壓電阻R4和R5分別連接所述充電電源V和儲能元件Cl的接地端，所述整形元件Ul包括兩個信號輸入端，其中低電位端連接所述開關元件Ql的集電極，高電位端連接分壓電阻R4和R5之間，該整形元件Ul還包括接地端、電源輸入端以及信號輸出端。
8.根據權利要求7所述快速可靠的交流掉電檢測電路，其特徵在於:所述整形元件Ul為比較電路，該比較電路為運算放大器或比較器。
9.根據權利要求7所述快速可靠的交流掉電檢測電路，其特徵在於:所述整形元件Ul為整形電路，該整形電路為三極體或MOS管。
全文摘要
一種快速可靠的交流掉電檢測電路包括依次連接的信號整流模塊(10)、信號檢測模塊(20)以及信號整形模塊(30)，所述信號檢測模塊(20)包括受控於所述信號整流模塊(10)的開關元件Q1以及連接該開關元件Q1和充電電源V的儲能元件C1。本發明電路結構簡單，成本低廉，但卻可以保證在半個交流周期內快速的檢測到交流掉電信號，並保證在交流信號瞬時跌落等異常情況下不出現誤動作，解決了現有交流掉電檢測電路中的矛盾，保證各電子設備在交流輸入掉電情況發生時快速檢測並正確動作，提高了設備的性能和可靠性。
文檔編號G01R19/00GK103163358SQ201310065620
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月1日 優先權日2013年3月1日
發明者謝永剛 申請人:深圳市泰昂能源科技股份有限公司