一種市電檢測裝置及檢測方法
2023-05-05 18:03:26
一種市電檢測裝置及檢測方法
【專利摘要】本發明公開了一種市電檢測裝置及其檢測方法，市電檢測裝置包括，在市電輸入N線上通過所述二極體D1取信號，二極體D1半波整形後經分壓取得V1後送入比較器第一輸入端；比較器第二輸入端為設定比較電壓V2，比較器輸出端的輸出信號送給MCU的外部中斷口；當V1>V2時則比較器輸出低電平，反之輸出高電平。市電檢測方法包括，識別市電頻率；識別上升沿中斷產生後延遲△t時間，從而獲取零點信號時間；根據比較器輸出電平翻轉點時刻比較器輸入電壓相等，計算出當前市電電壓幅值。本發明能同時檢測當前市電的頻率、零點及電壓幅值。該裝置電路結構簡單，所需元器件少，成本低，檢測方法快速、精確度高。值得推廣應用。
【專利說明】一種市電檢測裝置及檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種市電電源的檢測電路及實現方法，尤其涉及市電的零點、頻率及 幅值檢測及實現方法。
【背景技術】
[0002] 家用電器、如洗衣機之類的依靠市電供電工作，為更好適應市電工作電壓的波動， 家電一般需要進行市電過零及電壓幅值的檢測。市場上洗衣機的市電檢測過零及電壓幅值 檢測，多分為過零檢測電路模塊及電壓檢測電路模塊進行單獨檢測處理。這樣增加了硬體 成本，佔用額外的處理器埠。
【發明內容】
[0003] 本發明所要解決的技術問題是提供一種市電檢測裝置及檢測方法，同時實現過零 及電壓幅值檢測。
[0004] 為解決上述技術問題，本發明提供一種市電檢測裝置，包括檢測電路和微處理器 MCU，所述檢測電路包括二極體D1，電阻Rl、R2,比較器；在市電輸入N線上通過所述二極體 D1取信號，二極體D1半波整形後經Rl、R2分壓取得VI後送入比較器第一輸入端，比較器 第二輸入端為設定比較電壓V2,比較器輸出端的輸出信號送給MCU的外部中斷口；所述高 電平VCC與L線相連，N線取信號後經Dl、Rl、R2後過電源地到高電平VCC回到L線，保證 電流迴路；當V1>V2時則比較器輸出低電平，反之輸出高電平。
[0005] 優選的，所述檢測電路還包括電阻R3、R4,所述V2為R3與R4的分壓。
[0006] 進一步優選的，所述檢測電路還包括電阻R5, R5為上拉電阻，R5連接在所述比較 器輸出端與高電平VCC之間。
[0007] 更優選的，所述檢測電路還包括電阻R6和電容C1，所述比較器輸出端的輸出信號 經由R6和C1濾波後送給MCU的外部中斷口。
[0008] 上述市電檢測裝置的市電檢測方法，包括以下步驟：
[0009] 識別連續兩次下降沿埠中斷的時間間隔，即當前下降沿中斷產生到下次下降沿 產生的時間間隔，為市電周期T，則半波周期為T/2 ;市電頻率F則為F = 1/T ;
[0010] 識別當前下降沿中斷與下次上升沿中斷的時間間隔，即為比較器輸入電壓高於比 較器設定電壓的時間tK;由於市電正弦信號的對稱性，則上升沿中斷產生後延遲Λ t時間 為市電零點時間，則Λ t = (T/2-tK)/2 ;從而獲取零點信號時間；
[0011] 比較器輸出電平翻轉點時刻tK = (T/2-tK)/2,翻轉時刻時比較器輸入電壓相等； 則 VI = V2 ;V1 = Vm*sin (2 31 ω T) *R2AR1+R2)，
[0012] 即 Vm = V2/[sin(2Ji c0T)*R2ARl+R2)]，計算出當前市電電壓幅值。
[0013] 所述 V2 = VCC*R3AR3+R4)，則
[0014] Vm = VCC*R3AR3+R4)/[sin(2 π c0T)*R2ARl+R2)]。
[0015] 本發明提供的市電檢測裝置及檢測方法，能同時檢測當前市電的頻率、零點及電 壓幅值。該裝置所需元器件少，成本低，檢測快速、精確度高。值得推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明的技術方案作進一步具體說明。
[0017] 圖1為本發明市電檢測裝置的結構原理圖。
[0018] 圖2為三種電壓市電通過比較器的波形分析圖。
【具體實施方式】
[0019] 本【具體實施方式】以應用於洗衣機的市電檢測為例。如圖1所示，市電檢測裝置包 括檢測電路和微處理器MCU，所述檢測電路包括二極體D1，電阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6,比較 器和濾波電容C1。在市電輸入N線上通過所述二極體D1取信號，二極體D1半波整形後經 R1、R2分壓取得VI後送入比較器第一輸入端，R1、R2電阻取值保證比較器第一輸入端的最 大輸入電壓小於比較器工作電壓，比較器第二輸入端為設定比較電壓V2, V2為R3與R4的 分壓，比較器輸出端的輸出信號經由R6和C1濾波後送給MCU的外部中斷口，R5為上拉電 阻；VCC與L線相連，N線取信號後經D1、R1、R2後過電源地到+5V回到L線，保證電流迴路； 當V1>V2時則比較器輸出低電平，反之輸出高電平，Vm為市電峰值電壓。
[0020] 比較器第一輸入端的輸入電壓 VI = Vm*sin(2 3i c〇T)*R2ARl+R2)，V2 = 5*R3/ (R3+R4)，當V1>V2時則比較器輸出低電平，反之輸出高電平，Vm為市電峰值電壓。
[0021] 本發明通過上述電路產生比較輸出，通過軟體方案可以得到當前市電的頻率、零 點及幅值，具體實現如下：
[0022] 市電頻率識別：如圖2所示，通過MCU識別連續兩次下降沿埠中斷的時間間隔， 即為市電周期T，即為當前下降沿中斷產生到下次下降沿產生的時間間隔；則半波周期為 T/2 ;市電頻率F則為F = 1/T。
[0023] 市電零點識別：根據當前下降沿中斷與下次上升沿中斷時間間隔確定比較器輸入 電壓高於比較器設定電壓的時間t K，正弦曲線3、正弦曲線2、正弦曲線1分別表示市電電 壓Vm從低到高，同時也分別對應比較器輸入電壓高於比較器設定電壓的時間tl、t2、t3,且 tl〈t2〈t3。由於市電正弦信號的對稱性則上升沿中斷產生後延遲Λ t時間為市電零點，則 Λ t = (T/2-tl)/2 ;從而可以間接獲取零點信號，進行執行器件的觸發。
[0024] 市電電壓識別：由於市電正弦信號的對稱性，則當前下降沿中斷與下次上升沿中 斷的翻轉點時刻t K = (T/2_tK)/2 ;比較器輸出電平翻轉時比較器輸入電壓相等，VI = V2 ; 即
[0025] VI = Vm*sin(2 π wT)*R2/(Rl+R2) = V2 = 5*R3/(R3+R4),
[0026] 即 Vm = 5*R3AR3+R4) / [sin (2 π ω T) *R2AR1+R2)]，
[0027] 即計算出當前市電電壓幅值，從而確定當前電壓。
[0028] 這樣，根據市電電壓檢測進行電壓超高、超低報錯，並且根據電壓段不同調整洗衣 程序使洗衣效果最佳，洗淨比最優。
[0029] 最後所應說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本發明的技術方案而非限制， 儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對 本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍，其均
【權利要求】
1. 一種市電檢測裝置，其特徵在於，包括檢測電路和微處理器MCU，所述檢測電路包括 二極體D1，電阻R1、R2,比較器；在市電輸入N線上通過所述二極體D1取信號，二極體D1半 波整形後經R1、R2分壓取得VI後送入比較器第一輸入端，比較器第二輸入端為設定比較電 壓V2,比較器輸出端的輸出信號送給MCU的外部中斷口；所述高電平VCC與L線相連，N線 取信號後經D1、R1、R2後過電源地到高電平VCC回到L線，保證電流迴路；當V1>V2時則比 較器輸出低電平，反之輸出高電平。
2. 根據權利要求1所述的市電檢測裝置，其特徵在於，所述檢測電路還包括電阻R3、 R4,所述V2為R3與R4的分壓。
3. 根據權利要求2所述的市電檢測裝置，其特徵在於，所述檢測電路還包括電阻R5, R5 為上拉電阻，R5連接在所述比較器輸出端與高電平VCC之間。
4. 根據權利要求2所述的市電檢測裝置，其特徵在於，所述檢測電路還包括電阻R6和 電容C1，所述比較器輸出端的輸出信號經由R6和C1濾波後送給MCU的外部中斷口。
5. -種權利要求1所述的市電檢測裝置的市電檢測方法，其特徵在於，包括以下步驟： 識別連續兩次下降沿埠中斷的時間間隔，即當前下降沿中斷產生到下次下降沿產生 的時間間隔，為市電周期T，則半波周期為T/2 ;市電頻率F則為F = 1/T ; 識別當前下降沿中斷與下次上升沿中斷的時間間隔，即為比較器輸入電壓高於比較器 設定電壓的時間tK ;由於市電正弦信號的對稱性，則上升沿中斷產生後延遲Λ t時間為市 電零點時間，則Λ t = (T/2-tK)/2 ;從而獲取零點信號時間； 比較器輸出電平翻轉點時刻tK = (T/2-tK)/2,翻轉時刻時比較器輸入電壓相等；則VI =V2 ；V1 = Vm*sin (2 π ω T) *R2/ (R1+R2), 即Vm = V2/[sin(2Ji c〇T)*R2ARl+R2)]，計算出當前市電電壓幅值。
6. 根據權利要求5所述的市電檢測裝置的市電檢測方法，其特徵在於，所述V2 = VCC*R3AR3+R4)，則 Vm = VCC*R3AR3+R4) / [sin (2 π ω T) *R2AR1+R2)]。
【文檔編號】G01R19/00GK104049143SQ201410277502
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月19日 優先權日:2014年6月19日
【發明者】金乃慶, 童懷俊, 王盼盼, 廖禮軍, 劉林 申請人:合肥榮事達三洋電器股份有限公司