CN101881793A - 一种交流电掉电检测方法及报警电路 - Google Patents
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Abstract
一种交流电掉电检测方法，包括步骤：a将交流电整流为余弦脉冲电压；b在检测周期内检测脉冲电压；c判断是否出现电压跳变沿，若是则返回步骤b，否则判定交流电压掉电。其中在步骤b中先对余弦脉冲电压进行限幅处理，整形成梯形脉冲电压再进行检测。本发明提供的交流电掉电检测方法通过检测交流电的相位判断是否掉电，由于交流电的相位波动相对较少，因此相位检测可以避免宽电压范围对检测结果的影响，准确的获得交流电掉电信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种掉电检测方法，尤指一种交流电掉电检测方法及报警电路。
背景技术
在现代通信设备中，当出现交流电源(alternating current，AC)掉电时，系统内的直流电源(direct current，DC)输出能够维持一段时间，以便将重要数据保存在非易失存贮器中，该维持时间一般持续几十毫秒到一百毫秒，此维持时间的电能通常由电路中的滤波电容提供。为了降低AC掉电对系统的影响，除了要有足够大的电容容量以获得足够长的维持时间外，还要在AC掉电时，尽可能快的检测到掉电的发生并及时发出掉电报警信号。
传统的AC掉电检测方法一般都是检测电压幅值，即检测AC整流后的直流电压，当DC电压降到门限以下时，即认为AC掉电，发出掉电报警信号。这种方式的缺点之一是反应慢，因为DC检测电路中有滤波电容，也要有电压下降时间；二是AC电压范围较宽时，例如85V～300V，电压上限和下限相差很大，难以通过设置门限电压的方式进行掉电检测。如何提供一种方法，以克服现有交流电掉电检测方法对宽范围交流电压检测能力的不足，即为业界急需解决的课题。
发明内容
本发明提供一种交流电掉电检测方法及报警电路，通过检测交流电的相位判断交流电是否掉电。
一种交流电掉电报警电路，包括一整流器、一限幅电路及一处理器，所述整流器用于将一交流电压整流为余弦脉冲电压，所述余弦脉冲电压经过限幅电路整形成梯形脉冲电压后传输到所述处理器的中断检测端，所述处理器在一检测周期内对梯形脉冲电压进行检测，在梯形脉冲电压未出现跳变沿时产生一掉电报警信号。
所述的交流电掉电报警电路，还包括一采样滤波电路，所述处理器的AD采样端通过所述采样滤波电路对直流脉冲电压进行采样，当采样电压超出处理器的预设阀值时输出一过欠压报警信号。
所述的交流电掉电报警电路，其中，所述整流器为桥式整流器，其输入端连接一交流电源，输出端连接所述限幅电路，所述限幅电路包括一第一电阻、一第二电阻、一齐纳二极管及一第一电容，所述第一电阻、第一电容及第二电阻依次串联于整流器的输出端与地之间，所述齐纳二极管与第二电阻并联，所述处理器的中断检测端连接于所述第一电容与第二电阻之间。
所述的交流电掉电报警电路，其中，所述预设阀值包括电压上限阀值和电压下限阀值。
所述的交流电掉电报警电路，其中，所述采样滤波电路包括第三和第四电阻及一第二电容，所述第三电阻一端连接于所述第一电阻和第一电容之间，另一端通过所述第四电阻接地并与所述处理器的AD采样端连接，所述第二电容与所述第四电阻并联。
所述的交流电掉电报警电路，其中，所述检测周期略大于交流电周期的四分之一。
所述的交流电掉电报警电路，其中，对于50HZ的交流电，所述检测周期为六毫秒。
一种交流电掉电检测方法，包括步骤：
a将交流电整流为余弦脉冲电压；
b在检测周期内检测脉冲电压；
c判断是否出现电压跳变沿，若是则返回步骤b，否则判定交流电压掉电。
所述的交流电掉电检测方法，其中在步骤b中先对余弦脉冲电压进行限幅处理，整形成梯形脉冲电压再进行检测。
所述交流电掉电检测方法，其中在步骤c中若出现跳变沿，则进一步判断直流电压是否超出一预设范围。
本发明提供的交流电掉电检测方法通过检测交流电的相位判断是否掉电，由于交流电的相位波动相对很少，通常为50HZ±0.5HZ，因此相位检测可以避免宽电压范围对检测结果的影响，准确的获得交流电掉电信息，此外，还可以通过设置上/下限门阀电压，通过电压采样，判断交流电是否超过允许范围。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明交流电掉电报警电路的电路图；
图2是本发明交流电掉电检测方法的流程图。
具体实施方式
为了让本发明的目的、特征及有益效果能更明显易懂，以下特举一较佳实施方式，并配合附图对技术方案做详细说明。
本发明的掉电报警电路包括一整流器、一限幅电路、一采样滤波电路及一处理器，所述整流器将一交流电源整流为余弦脉冲电压，所述余弦脉冲电压经过限幅电路整形成梯形脉冲电压后传输到所述处理器，所述处理器还通过所述采样滤波电路对所述余弦脉冲电压进行电压采样。
参考图1，在本较佳实施方式中，所述整流器为桥式整流器BR，所述处理器为MCU芯片U1，在本较佳实施方式中所述MCU芯片U1为PIC12F675芯片，所述限幅电路和采样滤波电路包括一齐纳二极管ZD、两电容C1和C2以及四电阻R1～R4。
所述桥式整流器BR包括两输入端1和3及两输出端2和4，所述处理器U1包括电源端1、信号输入/输出端2和3，复位端4、中断请求端5、AD采样端6，信号输入/输出端7以及接地端8。所述桥式整流器BR的输入端1和3分别与一交流电源的火线L和零线N对应连接，输出端2通过串联连接的电阻R1、R2及R3后接地，复位端4接地。所述处理器U1的电源端1连接一工作电源VDD，接地端8接地并通过一电容C3与电源端1连接，中断请求端5通过所述电容C1连接于所述电阻R1和R2之间，AD采样端6连接于所述电阻R2和R3之间。所述电容C2与电阻R3并联，信号输入/输出端7空置，所述电阻R4和齐纳二极管ZD并联于所述处理器的中断请求端5与地之间。
所述电阻R1和R4、齐纳二极管ZD以及电容C1组成所述限幅电路，所述电阻R2和R3以及电容C2组成所述采样滤波电路，如何通过改变组件电阻值及电容值以调整限幅电路和采样滤波电路的特性，此为本领域技术人员的公知常识，在此不再赘述。
所述掉电报警电路的工作过程如下：桥式整流器BR将将通过其输入端1和3接收的电压范围为85V～300V、频率为50HZ的交流电压整流为一100HZ的余弦脉冲电压，再经限幅电路整形成一梯形波，所述梯形波传输至所述处理器U1的中断请求端5，所述处理器U1根据预设的一检测周期对梯形波进行检测，所述检测周期要略大于脉冲电压周期的二分之一即略大于交流电压周期的四分之一，在本较佳实施方式中，由于余弦脉冲电压的周期为10ms，所以检测周期设为6ms，处理器U1工作于上升沿和下降沿中断方式，若处理器U1在一个检测周期内未发现中断请求，即可知整流后的直流电在6ms内未出现跳变沿(上升沿或下降沿)，也就是说交流电在6ms内未出现过零相位，即交流电掉电，此时所述处理器U1通过信号输入/输出端3输出一掉电报警信号AC-STOP-ALM给一报警装置，如蜂鸣器或指示灯，以提醒用户尽快保存重要数据；若处理器U1在一个检测周期内发现中断请求则继续检测。
此外，所述掉电报警电路还具有交流电过/欠压检测报警功能，由采样滤波电路对余弦脉冲电压进行采样，处理器U1的AD采样端6获取所述采样电压，处理器U1内预设采样电压上/下限阀值，在交流电压高于300V或低于85V时，即采样电压超出预设范围，所述处理器U1通过信号输入/输出端2发出过欠压报警信号OV/LV-ALM给另一报警装置，如蜂鸣器或指示灯，以提醒用户电源质量超出标准。
综上所述，所述掉电报警电路在处理器U1中预设有与交流电周期相关的检测周期，通过检测每一检测周期中交流电源的相位变化判断交流电源是否掉电，实现交流电掉电报警，还在处理器U1中预设有电压上/下限阀值，通过电压采样的方式监视交流电源的电压范围，在交流电过/欠压时报警。
参考图2，本发明交流电掉电检测方法包括以下步骤：
步骤S1；将交流电压整流为直流脉冲电压；
步骤S2：对余弦脉冲电压进行限幅，整形成梯形脉冲电压；
步骤S3：在一个检测周期内对梯形脉冲电压进行检测；
步骤S4：判断在一个检测周期内梯形脉冲电压是否出现跳变沿，若是则返回步骤S3，若否则执行步骤S5；
步骤S5：产生掉电报警信号，进行报警。
上述交流电掉电检测方法在预设的检测周期内对直流电的上升沿或下降沿进行检测，以获知在一检测周期内交流电是否出现过零相位，从而根据交流电的相位缺失判定交流电掉电并报警，此外，也可以添加其它检测步骤，例如在判断出现跳变沿之后再判断电压是否超出一预设范围，以扩展检测功能。
虽然本发明已以较佳实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行更动与改进，因此本发明的保护范围以权利要求限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种交流电掉电报警电路，包括一整流器、一限幅电路及一处理器，所述整流器用于将一交流电压整流为余弦脉冲电压，所述余弦脉冲电压经过限幅电路整形成梯形脉冲电压后传输到所述处理器的中断检测端，所述处理器在一检测周期内对梯形脉冲电压进行检测，在梯形脉冲电压未出现跳变沿时产生一掉电报警信号。
2.如权利要求1所述的交流电掉电报警电路，其特征在于：其还包括一采样滤波电路，所述处理器的AD采样端通过所述采样滤波电路对直流脉冲电压进行采样，当采样电压超出处理器的预设阀值时输出一过欠压报警信号。
3.如权利要求1或2所述的交流电掉电报警电路，其特征在于：所述整流器为桥式整流器，其输入端连接一交流电源，输出端连接所述限幅电路，所述限幅电路包括一第一电阻、一第二电阻、一齐纳二极管及一第一电容，所述第一电阻、第一电容及第二电阻依次串联于整流器的输出端与地之间，所述齐纳二极管与第二电阻并联，所述处理器的中断检测端连接于所述第一电容与第二电阻之间。
4.如权利要求2所述的交流电掉电报警电路，其特征在于：所述预设阀值包括电压上限阀值和电压下限阀值。
5.如权利要求3所述的交流电掉电报警电路，其特征在于：所述采样滤波电路包括第三和第四电阻及一第二电容，所述第三电阻一端连接于所述第一电阻和第一电容之间，另一端通过所述第四电阻接地并与所述处理器的AD采样端连接，所述第二电容与所述第四电阻并联。
6.如权利要求1所述的交流电掉电报警电路，其特征在于：所述检测周期略大于交流电周期的四分之一。
7.如权利要求6所述的交流电掉电报警电路，其特征在于：对于50HZ的交流电，所述检测周期为六毫秒。
8.一种交流电掉电检测方法，包括步骤：
a将交流电整流为余弦脉冲电压；
b在检测周期内检测脉冲电压；
c判断是否出现电压跳变沿，若是则返回步骤b，否则判定交流电压掉电。
9.如权利要求8所述的交流电掉电检测方法，其中在步骤b中先对余弦脉冲电压进行限幅处理，整形成梯形脉冲电压再进行检测。
10.如权利要求8所述的交流电掉电检测方法，其中在步骤c中若出现跳变沿，则进一步判断直流电压是否超出一预设范围。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |