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Abstract

一种交流电识别装置，包括一第一电压检测电路、一第二电压检测电路、一比较电路及一微处理器，第一电压检测电路连接交流电的火线与地线并对火线与地线之间的电压进行分压、整流及电位判断后输出一第一检测信号，第二电压检测电路连接交流电的中性线与地线并对中性线与地线之间的电压进行分压、整流及电位判断后输出一第二检测信号，该比较电路对第一检测信号及第二检测信号进行比较后输出一第一输出信号及一第二输出信号至该微处理器，该微处理器可显示交流电的状态。该交流电识别装置可识别交流电的状态，以及时避免仪器、设备烧毁及人体触电。

Description

交流电识别装置
【技术领域】
本发明涉及一种交流电识别装置。
【背景技术】
现有电气设备的供电系统基本采用三线式的交流电，交流电的火线(Line)与中性线(Neutral，或零线)用于供电，地线(Ground)起到保护用户免受触电危险的作用。
交流电一般以110V与220V两种电力系统应用最为广泛。110V交流电力系统为单相两线加地(1Φ2W+G)，即火线上有110V电压。而220V交流电力系统依据电压生成方式分为单相两线加地(1Φ2W+G)及单相三线(1Φ3W)两类，单相两线加地(1Φ2W+G)，即火线上有220V电压；单相三线(1Φ3W)，即火线及中性线上分别有110V电压。世界各国都依据IEC(国际电工协会，International ElectroTechnical Commission)与NEMA(美国国家电气制造协会，NationalElectrical Manufacturers Association)规范定义各自选用合适的电压、插头与插座使用规范。但是，由于插头与插座种类繁多以及配线电工作业失误，有可能造成墙壁插座火线与中性线配线错误(即单相两线加地(1Φ2W+G)反相，火线与中性线反接)，也有可能发生220V电力系统中单相两线加地(1Φ2W+G)与单相三线(1Φ3W)的插座混用。火线与中性线配置错误有可能造成用电设备金属表面带有交流电致使人体触电；或着对电源需求较严苛的精密仪器或量测设备造成其内部电路的烧毁。现有技术中通常是在火线和中性线中接入保险丝。当供电异常时，保险丝自动被熔断以保护用电设备。保险丝虽然结构简单、成本低，但是由于其安全性能比较粗糙，反应迟钝，对于用电设备的保护力度小。并且，保险丝熔断后为了使用电设备继续正常工作，使用者必须立即更换。
【发明内容】
鉴于以上内容，有必要提供一种使用方便并可及时避免用电设备烧毁及人员触电的交流电识别装置。
一种交流电识别装置，包括一第一电压检测电路、一第二电压检测电路、一比较电路及一微处理器，第一电压检测电路连接交流电的火线与地线并对火线与地线之间的电压进行分压、整流及电位判断后输出一第一检测信号，第二电压检测电路连接交流电的中性线与地线并对中性线与地线之间的电压进行分压、整流及电位判断后输出一第二检测信号，该比较电路对第一检测信号及第二检测信号进行比较后输出一第一输出信号及一第二输出信号至该微处理器，该微处理器可显示交流电的状态。
该交流电识别装置可识别交流电的状态以及时避免用电设置的烧毁及人员触电。
【附图说明】
图1是本发明交流电识别装置的较佳实施方式的电路方框图。
图2是本发明交流电识别装置的较佳实施方式的电路图。
【具体实施方式】
请参阅图1，本发明交流电识别装置的较佳实施方式，包括一第一电压检测电路10、一第二电压检测电路20、一比较电路30及一微处理器40。第一电压检测电路10与交流电的火线L与地线G连接并对火线L与地线G之间的电压进行分压、整流及电位判断后输出一第一检测信号18。第二电压检测电路20与交流电的中性线N与地线G连接并对中性线N与地线G之间的电压进行分压、整流及电位判断后输出一第二检测信号28。该比较电路30对第一检测信号18及第二检测信号28进行比较后输出一第一输出信号32及一第二输出信号34输入至该微处理器40，该微处理器40可显示交流电的状态。
请参阅图2，第一电压检测电路10包括依次相连的一分压电路12、一整流滤波电路14及一电压侦测判定电路16。
该分压电路12包括电阻R1及电阻R2。整流滤波电路14包括二极管D1及钽电容C1。电压侦测判定电路16包括电阻R3、电阻R4、上拉电阻R5、上拉电阻R6、NPN型三极管Q1、PNP型三极管Q2及直流电源Vcc1。
电阻R1与电阻R2串联在交流电的火线L与地线G之间。二极管D1的阳极连接于电阻R1与电阻R2之间的共接点，阴极与钽电容C1的正极相连，钽电容C1的负极接地。电阻R3的一端与二极管D1的阴极相连，另一端与电阻R4串联后接地。NPN型三极管Q1的基极连接于电阻R3与电阻R4之间的共接点，发射极接地，集电极分别与上拉电阻R5及PNP型三极管Q2的基极相连。PNP型三极管Q2的发射极与上拉电阻R6相连，集电极接地。上拉电阻R5及上拉电阻R6的另一端与直流电源Vcc1相连。该第一检测信号18是自PNP型三极管Q2的发射极输出。
该第二电压检测电路20与该第一电压检测电路10具有相同的电路结构，其包括依次相连的一分压电路22、一整流滤波电路24及一电压侦测判定电路26。
该分压电路22包括电阻R7及电阻R8。整流滤波电路24包括二极管D2及钽电容C2。电压侦测判定电路26包括电阻R9、电阻R10、上拉电阻R11、上拉电阻R12、NPN型三极管Q3、PNP型三极管Q4及直流电源Vcc2。
如图2所示，电阻R7与电阻R8串连在交流电的中性线N与地线G之间。二极管D2的阳极连接于电阻R7与电阻R8之间的共接点，阴极与钽电容C2的正极相连，钽电容C2的负极接地。电阻R9的一端与二极管D2的阴极相连，另一端与电阻R10串联后接地。NPN型三极管Q3的基极连接于电阻R9与电阻R10之间的共接点，发射极接地，集电极分别与上拉电阻R11及PNP型三极管Q4的基极相连。PNP型三极管Q4的发射极与上拉电阻R12，集电极接地。上拉电阻R11及上拉电阻R12的另一端与直流电源Vcc2相连。该第二检测信号28是自该PNP型三极管Q4的发射极输出。
该比较电路30包括非门UC、与门UA及或非门UB。该第一检测信号18输入到该非门UC的输入端5及该或非门UB的第一输入端3。该第二检测信号28输入到该与门UA的第二输入端2及该或非门UB的第二输入端4。该非门UC的输出端6与该与门UA的第一输入端1相连接。该与门UA输出该第一输出信号32，该或非门UB输出该第二输出信号34。
该微处理器40包括有两个端口P1及P2，端口P1接收该比较电路30的第一输出信号32，端口P2接收该比较电路30的第二输出信号34。
当交流电的火线L与地线G接至该第一电压检测电路10及交流电的中性线N与地线G接至该第二电压检测电路20后，该第一电压检测电路10通过分压电路12对火线L与地线G之间的电压进行降压，再经过整流滤波电路14取出其中的直流电压并输出至电压侦测判定电路16，电压侦测判定电路16经过电阻R3、电阻R4再一次降压后，触发NPN三极管Q1导通，进而使PNP三极管Q2导通，输出低电位的第一检测信号18至该比较电路30；该第二电压检测电路20通过分压电路22对中性线N与地线G之间的电压进行降压，再经过整流滤波电路24取出直流电压并输出至电压侦测判定电路26，电压侦测判定电路26经过电阻R9、电阻R10再一次降压后，触发NPN三极管Q3导通，进而使PNP三极管Q4导通，输出低电位的第二检测信号28至该比较电路30。若无交流电连接至该识别装置时，该第一检测信号18因上拉电阻R6而保持在高电位，该第二检测信号28因上拉电阻R12而保持在高电位。
如表1所示，当该比较电路30接收到第一检测信号18及第二检测信号28后，经过非门UC、与门UA及或非门UB的逻辑运算后输出第一输出信号32及第二输出信号34至该微处理器40的端口P1及P2，该微处理器40根据端口P1及P2的信号可以显示出交流电的状态(110V单相两线加地(1Φ2W+G)、110V单相两线加地(反相)(1Φ2W+G)或220V单相三线(1Φ3W))。
当220V单相三线的交流电接至该交流电识别装置时，第一电压检测电路10输出低电位的第一检测信号18至该比较电路30；第二电压检测电路10输出低电位的第二检测信号28至该比较电路30。该非门UC的输入端5及该或非门UB的第一输入端3接收的信号为低电位。该与门UA的第二输入端2及该或非门UB的第二输入端4接收的信号为低电位。该与门UA的第一输入端1接收的信号为高电位。此时，该与门UA将低电位的第一输出信号32输出至微处理器40的端口P1，该或非门UB将高电位的第二输出信号34输出至微处理器40的端口P2。
当110V单相两线加地(反相)的交流电接至该交流电识别装置时，第一电压检测电路10输出高电位的第一检测信号18至该比较电路30；第二电压检测电路10输出低电位的第二检测信号28至该比较电路30。该非门UC的输入端5及该或非门UB的第一输入端3接收的信号为高电位。该与门UA的第二输入端2及该或非门UB的第二输入端4接收的信号为低电位。该与门UA的第一输入端1接收的信号为低电位。此时，该与门UA将低电位的第一输出信号32输出至微处理器40的端口P1，该或非门UB将低电位的第二输出信号34输出至微处理器40的端口P2。
当110V或220V单相两线加地的交流电接至该交流电识别装置时，第一电压检测电路10输出低电位的第一检测信号18至该比较电路30；第二电压检测电路10输出高电位的第二检测信号28至该比较电路30。该非门UC的输入端5及该或非门UB的第一输入端3接收的信号为低电位。该与门UA的第二输入端2及该或非门UB的第二输入端4接收的信号为高电位。该与门UA的第一输入端1接收的信号为高电位。此时，该与门UA将高电位的第一输出信号32输出至微处理器40的端口P1，该或非门UB将低电位的第二输出信号34输出至微处理器40的端口P2。
表1
Figure G2006100345962D00051

Claims (8)

1.一种交流电识别装置，包括一第一电压检测电路、一第二电压检测电路、一比较电路及一微处理器，第一电压检测电路连接交流电的火线与地线并对火线与地线之间的电压进行分压、整流及电位判断后输出一第一检测信号，第二电压检测电路连接交流电的中性线与地线并对中性线与地线之间的电压进行分压、整流及电位判断后输出一第二检测信号，该比较电路对第一检测信号及第二检测信号进行比较后输出一第一输出信号及一第二输出信号至该微处理器，该微处理器用于显示交流电的状态。
2.如权利要求1所述的交流电识别装置，其特征在于：第一电压检测电路及第二电压检测电路分别包括依次相连的一分压电路、一整流滤波电路及一电压侦测判定电路。
3.如权利要求2所述的交流电识别装置，其特征在于：所述分压电路包括相互串联的第一电阻及第二电阻；整流滤波电路包括二极管及电容，该二极管的阳极接在第一电阻与第二电阻共接点，该电容接在该二极管的阴极与地之间；电压侦测判定电路包括第一三极管及第二三极管，第一三极管的基极与该二极管的阴极相连，其发射极接地，其集电极分别与一直流电源及该第二三极管的基极相连接；该第二三极管的集电极接地，其发射极与该直流电源相连。
4.如权利要求3所述的交流电识别装置，其特征在于：电压侦测判定电路还包括一分压电路，该分压电路包括串联在该二极管的阴极与地之间的第三电阻及第四电阻，该第一三极管的基极接在该第三电阻与第四电阻之间的共接点。
5.如权利要求3所述的交流电识别装置，其特征在于：该第一三极管的集电极通过一第一上拉电阻连接至该直流电源；该第二三极管的发射极通过一第二上拉电阻连接至该直流电源。
6.如权利要求3所述的交流电识别装置，其特征在于：第一电压检测电路的第二三极管的发射极输出该第一检测信号，第二电压检测电路的第二三极管的发射极输出该第二检测信号。
7.如权利要求1至6任意一项所述的交流电识别装置，其特征在于：所述比较电路包括一非门、一与门及一或非门，第一检测信号输入到该非门的输入端及该或非门的第一输入端，该第二检测信号输入到该与门的第二输入端及该或非门的第二输入端，该非门的输出端接该与门的第一输入端。
8.如权利要求7所述的交流电识别装置，其特征在于：该与门输出该第一输出信号，该或非门输出该第二输出信号。
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