CN102148488B - 电路装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电路装置，其具备：交流电源电路，其包括具有规定的周期的交流电源、负荷、连接于交流电源和负荷之间的继电器；检测信号生成电路，其对应于从交流电源输出的电压而生成检测信号，并且具备多个电阻、与多个电阻中的一个并联连接的二极管、与多个电阻中的另一个并联连接的双向型光藕；以及检测电路，其具备三极管、单片机和反向器。其中，检测电路的输入端连接于检测信号生成电路的输出端并输入检测信号，检测电路的输出端经由反向器而连接于继电器。

Description

电路装置

技术领域

本发明涉及电路装置。

背景技术

如图1和图2所示，现有的电路装置包括检测交流电源AC的频率的检测电路3。当交流电源AC的正向电压的在R3上的分压超过单向型光藕PC1的发光侧的二极管的工作电压ΔV时，单向型光藕PC1的发光侧的二极管发光，单向型光藕PC1的受光侧的三极管导通，单片机IC1接收到的电压Vin为高电平。当交流电源AC在R3上的分压低于发光侧的二极管的工作电压ΔV时，单向型光藕PC1的发光侧的二极管不发光，单向型光藕PC1的受光侧的三极管不导通。单片机IC1接收到的电压Vin为低电平。根据单片机IC1接收到的电压Vin，可以判断出该交流电源AC的周期T和频率f。

但是，上述的检测电路3存在以下的问题：在交流电源AC的电压为异常高电压的时候，单片机IC1无法检测到该异常高电压，所以，无法对负荷以及功率元件进行保护。

发明内容

本发明有鉴于上述的问题，在现有的电路装置的基础上，通过将电阻和二极管并联连接后，再串联连接到检测信号生成电路，同时光藕使用双向型光藕，从而可以实现交流电源的频率检测并可以实现交流电源的异常电压的检测。即本发明以提供一种可以实现交流电源的频率检测并可以实现交流电源的异常电压的检测的电路装置为目的。

因此，本发明所涉及的电路装置，具备交流电源电路，其包括具有规定的周期的交流电源、负荷、连接于交流电源和负荷之间的继电器；检测信号生成电路，其对应于从所述交流电源输出的电压而生成检测信号，并且具备多个电阻、与所述多个电阻中的一个并联连接的二极管、与所述多个电阻中的另一个并联连接的双向型光藕；以及检测电路，其具备三极管、单片机和反向器，其中，所述检测电路的输入端连接于所述检测信号生成电路的输出端并输入所述检测信号，所述检测电路的输出端经由所述反向器而连接于所述继电器。

另外，在上述的本发明所涉及的电路装置中，所述二极管的阳极连接于所述交流电源的火线，阴极经由所述电阻而连接于所述交流电源的零线，在从所述交流电源输出的正向电压的在与所述双向型光藕并联的所述电阻上的分压大于所述双向型光藕的工作电压的情况下以及在从所述交流电源输出的反向电压超过规定的电压的情况下，所述双向型光藕导通，并向所述检测电路的所述输入端输出高电平，在5个连续的所述周期中从所述交流电源输出的反向电压超过规定的电压的次数为3次以上的情况下，从所述检测电路的输出端输出的信号使所述继电器断开。

另外，在上述的本发明所涉及的电路装置中，所述二极管的阴极连接于所述交流电源的火线，阳极经由所述电阻而连接于所述交流电源的零线，在从所述交流电源输出的反向电压的在与所述双向型光藕并联的所述电阻上的分压大于所述双向型光藕的工作电压的情况下，所述双向型光藕导通，并向所述检测电路的所述输入端输出高电平，在从所述交流电源输出的正向电压超过规定的电压的情况下，所述双向型光藕导通，并向所述检测电路的所述输入端输出高电平，在5个连续的所述周期中从所述交流电源输出的正向电压超过规定的电压的次数为3次以上的情况下，从所述检测电路的输出端输出的信号使所述继电器断开。

另外，在上述的本发明所涉及的电路装置中，所述继电器是固态继电器。

根据本发明所涉及的电路装置，能够检测出交流电源的频率。另外，如果交流电源中出现异常高电压，那么单片机IC能够检测出该异常高电压的出现次数。在连续5个周期中异常高电压的出现次数超过3次的情况下，根据从单片机的输出端输出的信号，使继电器断开，从而避免了异常电压造成的功率元件和负荷的破坏。

因此，根据本发明所涉及的电路装置，能够提供可同时实现频率检测和异常电压检测且价格便宜的电路装置。

附图说明

图1为表示现有的电路装置的结构的电路图。

图2为现有的电路装置的检测电路的时序图。

图3为表示本发明的第1实施方式所涉及的电路装置的结构的电路图。

图4为本发明的第1实施方式所涉及的电路装置的检测电路的时序图。

图5为表示本发明的第2实施方式所涉及的电路装置的结构的电路图。

图6为本发明的第2实施方式所涉及的电路装置的检测电路的时序图。

图7为本发明所涉及的电路装置的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的最佳实施方式进行详细说明。在此，在图的说明中，对同一要素标记同一符号，省略重复的说明。

(第1实施方式)

图3为表示本发明的第1实施方式所涉及的电路装置的结构的电路图。图4为本发明的第1实施方式所涉及的电路装置的检测电路的时序图。

如图3所示，电路装置具备交流电源电路10、检测信号生成电路20、以及检测电路30。

交流电源电路10包括具有规定的周期T(频率f＝1/T)的交流电源AC、继电器RY-PWR、负荷LOAD，继电器RY-PWR连接于交流电源AC和负荷LOAD之间。

检测信号生成电路20包括电阻R1～R3、并联连接于电阻R1的两端的二极管D1、并联连接于电阻R3的两端的双向型光藕PC10。双向型光藕PC10包括2个极性相反的发光侧的二极管和受光侧的三极管。二极管D1的阳极连接于交流电源AC的火线，二极管D1的阴极经由电阻R2、R3而连接于交流电源AC的零线。

检测电路30包括三极管Q1、单片机IC1和反向器IC2。单片机IC1的输入端PortA连接于检测信号生成电路20的输出端，并输入在信号生成电路20中生成的电压信号Vin。单片机IC1的输出端经由反向器IC2而连接于继电器RY-PWR，并控制继电器RY-PWR的开启(ON)和断开(OFF)。

如图4所示，在待机状态下，接通交流电源AC，在单片机IC 1复位之后，检测电路30立即对交流电源AC进行频率检测和对反向电压中的异常高电压进行检测。

在从交流电源AC输出的电压Vac的正向电压的在与双向型光藕PC10并联的电阻R3上的分压大于双向型光藕PC10的工作电压ΔV的情况下，双向型光藕PC10导通，并向单片机IC1输出高电平，在电压Vac的在电阻R3上的分压小于工作电压ΔV的情况下，双向型光藕PC10不导通，并向单片机IC1输出低电平。在从交流电源AC输出的反向电压超过规定的电压Vlimit的情况下，双向型光藕PC10也导通，并向单片机IC1输出高电平，从而单片机IC1检测到该异常高电压。

在单片机IC1的输入端PortA接收到电压信号Vin后，判断该信号中的频率信号和异常高电压信号。从而单片机IC1可以检测到交流电源AC的频率和异常电压发生的次数及时间。

在运转状态下，单片机IC1的输出端PortB输出高电平，从而使得继电器RY-PWR开启(ON)，负荷开始工作。

在5个连续的周期T中反向电压超过规定的电压Vlimit的次数为3次以上的情况下，即在保护状态下，从检测电路3的输出端PortB输出的信号使继电器RY-PWR断开(OFF)，负荷停止工作，进入待机状态。从而避免了持续的交流电源AC的异常高电压对继电器RY-PWR和负荷LOAD造成的破坏，并对负荷LOAD进行保护。

图7为本发明所涉及的电路装置的流程图。如图7所示，首先，在待机状态下，系统初始化，继电器RY-PWR断开。接着，检测电路进行频率检测和异常高电压检测，在未检测到异常高电压的情况下(即在异常高电压的出现次数小于3次的情况下)，继电器RY-PWR开启，负荷开始运转。接着，如果检测电路检测到异常高电压，并在连续的5个周期中，异常高电压的出现次数为3次以上，那么继电器RY-PWR断开，负荷停止运行，并显示异常信号。

(第2实施方式)

图5为表示本发明的第2实施方式所涉及的电路装置的结构的电路图。图6为本发明的第2实施方式所涉及的电路装置的检测电路的时序图。

第2实施方式所涉及的电路装置除了二极管D10的极性与二极管D1的极性相反之外，与第1实施方式所涉及的电路装置的结构相同。即二极管D10的阴极连接于交流电源AC的火线，阳极经由电阻R2、R3而连接于交流电源AC的零线。

如图6所示，在待机状态下，接通交流电源AC，在单片机IC 1复位之后，检测电路30立即对交流电源AC进行频率检测和对正向电压中的异常高电压进行检测。

在从交流电源AC输出的电压Vac的负向电压的在与双向型光藕PC10并联的电阻R3上的分压大于双向型光藕PC10的工作电压ΔV的情况下，双向型光藕PC10导通，并向单片机IC1输出高电平，在电压Vac的在电阻R3上的分压小于工作电压ΔV的情况下，双向型光藕PC10不导通，并向单片机IC1输出低电平。在从交流电源AC输出的正向电压超过规定的电压Vlimit的情况下，双向型光藕PC10导通，并向单片机IC1输出高电平，从而单片机IC1检测到该异常高电压。

在单片机IC1的输入端PortA接收到电压信号Vin后，判断该信号中的频率信号和异常高电压信号。从而单片机IC1可以检测到交流电源AC的频率和异常电压发生的次数及时间。

在运转状态下，单片机IC1的输出端PortB输出高电平，从而使得继电器RY-PWR开启(ON)，负荷开始工作。

在5个连续的周期T中正向电压超过规定的电压Vlimit的次数为3次以上的情况下，即在保护状态下，从检测电路3的输出端PortB输出的信号使继电器RY-PWR断开(OFF)，负荷停止工作，进入待机状态。从而避免了持续的交流电源AC的异常高电压对继电器RY-PWR和负荷LOAD造成的破坏，并对负荷LOAD进行保护。

(实施例1)

以下，参照实施例1对本发明所涉及的电路装置进行更加具体的说明。

当上述的电路装置运用于实际的电器(例如空调)中时，负荷是风扇马达等。

例如，交流电源电压AC为220V，频率为50Hz，异常电压(即规定的电压)设定为Vlimit＝1.3Vmax(在此，Vmax为交流电源电压的波峰值则1.3Vmax≈404V)。

拨开空调的电源，单片机IC1开始进行交流电源AC的频率检测和交流电源AC中的正向电压高于Vlimit(≈404V)的异常高电压的检测。此时，空调处于待机状态，控制风扇马达的运转的继电器RY-PWR处于OFF状态。

用户通过遥控器或者其他方式使空调处于运转状态后，单片机IC1从输出端PortB输出高电平信号(+5V)，使继电器RY-PWR开启(ON)，从而风扇马达开始运转。

在风扇马达的运转过程中，在交流电源AC的连续5个周期T(T＝0.02s，则5T＝0.1s)内，在超过设定的1.3Vmax(≈404V)的异常电压的次数大于等于3次时，单片机IC1从输出端PortB输出低电平(0V)。从而使继电器RY-PWR断开(OFF)，防止交流电源AC的异常高电压对继电器以及风扇马达的破坏。同时使用数码管等来显示错误代码。如果电源电压在连续5个周期T(T＝0.02s，则5T＝0.1s)内，超过设定的1.3Vmax(≈404V)的异常高电压的次数小于3次时，检测电路继续捕捉异常电压信号，且风扇马达正常工作。

以上，对本发明所涉及的电路装置的第1和第2实施方式以及实施例1进行了说明。

但是，本发明所涉及的电路装置并不限于上述的实施方式和实施例，本领域技术人员在不偏离本发明的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本发明进行变形和变化。这些变形和变化均落入本发明的范围内。

根据上述的本发明所涉及的电路装置，能够对交流电源AC进行频率检测，并且能够对交流电源AC中的正向电压或者反向电压中的异常高电压进行检测。在交流电源AC中的异常高电压满足上述的判断条件后，上述的电路装置能够使负荷进入保护状态，从而避免了负荷等电子元件的破坏。而且，上述的电路装置价格便宜。

Claims (4)

1.一种电路装置，其特征在于，具备，

交流电源电路，其包括具有规定的周期的交流电源、负荷、连接于交流电源和负荷之间的继电器；

检测信号生成电路，其对应于从所述交流电源输出的电压而生成检测信号，并且具备串联连接的多个电阻、与所述多个电阻中的一个并联连接的二极管、和与所述多个电阻中的另一个并联连接的双向型光耦；以及

检测电路，其具备串联连接的三极管、单片机和反向器，

所述单片机的输入端经由所述三极管连接于所述检测信号生成电路的输出端，并输入所述检测信号，

所述单片机的输出端经由所述反向器而连接于所述继电器。

2.如权利要求1所述的电路装置，其特征在于，

所述二极管的阳极连接于所述交流电源的火线，阴极经由所述多个电阻中除与所述二极管并联的电阻以外的其余电阻而连接于所述交流电源的零线，

在从所述交流电源输出的正向电压的在与所述双向型光耦并联的所述电阻上的分压大于所述双向型光耦的工作电压的情况下或者在从所述交流电源输出的反向电压超过规定的电压的情况下，所述双向型光耦导通，并向所述单片机的所述输入端输出高电平，

在5个连续的所述周期中从所述交流电源输出的反向电压超过规定的电压的次数为3次以上的情况下，从所述检测电路的输出端输出的信号使所述继电器断开。

3.如权利要求1所述的电路装置，其特征在于，

所述二极管的阴极连接于所述交流电源的火线，阳极经由所述多个电阻中除与所述二极管并联的电阻以外的其余电阻而连接于所述交流电源的零线，

在从所述交流电源输出的负向电压的在与所述双向型光耦并联的所述电阻上的分压大于所述双向型光耦的工作电压的情况下，所述双向型光耦导通，并向所述单片机的所述输入端输出高电平，在从所述交流电源输出的正向电压超过规定的电压的情况下，所述双向型光耦导通，并向所述单片机的所述输入端输出高电平，

在5个连续的所述周期中从所述交流电源输出的正向电压超过规定的电压的次数为3次以上的情况下，从所述检测电路的输出端输出的信号使所述继电器断开。

4.如权利要求1～3中任意一项所述的电路装置，其特征在于，

所述继电器是固态继电器。