CN102175905B - 过零检测电路、装置及暖风机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种过零检测电路，串接在交流电线与MCU的一I/O口之间，所述过零检测电路包括第一二极管，所述第一二极管的正极与所述I/O口连接，所述第一二极管的负极与一电源连接；还包括一三极管，所述三极管的集电极与所述I/O口连接，所述三极管的发射极连接在所述第一二极管的负极与所述电源之间，所述三极管的基极用于与检测的负载和/或负载信号反馈电路连接。还公开应用上述过零检测电路的装置及暖风机。本发明将过零检测电路与需要检测的负载和负载信号反馈电路通过一个三极管连接起来，实现通过一个MCU的I/O口与多个检测控制电路或负载连接，而且保证检测信号不受负载特性影响。
Description
技术领域
本发明涉及过零检测技术领域，特别涉及一种过零检测电路和使用该过零检测电路的装置及暖风机。
背景技术
现有的过零检测电路用于晶闸管斩波控制、控制负载(动力机)转速或控制负载功率的大小等作用，因此，当MCU(Micro Control Unit，微控制器或单片机)与多个电路或负载连接时，就需要通过多个MCU的I/O口与负载电路连接，如图1、图2所示，过零检测电路和负载(电动机)分别与MCU的不同I/O口连接，而MCU的I/O(输入/输出)口数量有限，如果每一个I/O口单独与一个电路或负载连接，就浪费较多的MCU资源，不利于资源节省和实现设备的集成。
因此，如何实现过零检测中一个MCU的I/O口与多个检测控制的电路或负载连接是业内亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种过零检测电路和使用该过零检测电路的装置及暖风机，旨在实现过零检测中用一个MCU的I/O口可与多个检测控制的电路或负载连接，节省MCU资源，降低成本。
本发明提出一种过零检测电路，串接在交流电线与MCU的一I/O口之间，所述过零检测电路包括第一二极管，所述第一二极管的正极与所述I/O口连接，所述第一二极管的负极与一电源连接；还包括一三极管，所述三极管的集电极与所述I/O口连接，所述三极管的发射极连接在所述第一二极管的负极与所述电源之间，所述三极管的基极用于与检测的负载和/或负载信号反馈电路连接。
优选地，还包括：
第一分流电阻，串接在所述交流电线与所述MCU的I/O口之间；
第一分压电阻，其一端与所述I/O口连接，另一端接地；
第二二极管，其正极接地，其负极与所述I/O口连接。
优选地，还包括：
第三二极管，其正极与所述三极管的基极连接，其负极用于与检测的负载和/或负载信号反馈电路连接。
优选地，所述负载信号反馈电路串接在所述第三二极管的负极与第一负载之间；所述负载信号反馈电路包括：
第五二极管，其正极与所述第一负载连接，其负极通过第二分流电阻与所述第三二极管的负极连接；
电容，其正极与所述第三二极管的负极连接，其负极接地；
第二分压电阻，其一端与所述第三二极管的负极连接，另一端接地。
优选地，还包括第四二极管，其正极与第二负载连接，其负极与所述第三二极管的负极连接。
本发明又提出一种过零检测电路装置，包括串接在交流电线与MCU的一I/O口之间的过零检测电路，所述过零检测电路包括第一二极管，所述第一二极管的正极与所述I/O口连接，所述第一二极管的负极与一电源连接；所述过零检测电路还包括一三极管，所述三极管的集电极与所述I/O口连接，所述三极管的发射极连接在所述第一二极管的负极与所述电源之间，所述三极管的基极用于与检测的负载和/或负载信号反馈电路连接。
优选地，所述过零检测电路装置包括了上述的一种过零检测电路的各个优先技术方案。
本发明又提出一种暖风机，包括加热装置、电动机、继电器和控制电路，还包括与交流电线、MCU的一I/O口连接的过零检测电路，所述过零检测电路包括：
第一二极管，其正极与所述I/O口连接，其负极与一电源连接；
第一分流电阻，串接在所述交流电线与MCU的I/O口之间；
第一分压电阻，其一端与所述I/O口连接，另一端接地；
第二二极管，其正极接地，其负极与所述I/O口连接；
三极管，其集电极与所述I/O口连接，其发射极连接在所述第一二极管的负极与所述电源之间；
第三二极管，其正极与所述三极管的基极连接，其负极通过第四二极管与所述继电器的I/O口连接，其负极还通过一负载信号反馈电路与所述电动机的I/O口连接。
优选地，所述负载信号反馈电路包括：
第五二极管，其正极与所述第一负载连接，其负极通过第二分流电阻与所述第三二极管的负极连接；
电容，其正极与所述第三二极管的负极连接，其负极接地；
第二分压电阻，其一端与所述第三二极管的负极连接，另一端接地。
优选地，在所述交流电线上串接有一设置在所述加热装置上的过热保护开关装置，所述过热保护开关装置包括并联的温变启闭装置和正温度系数热敏电阻。
优选地，所述加热装置与用于半波整流的第九二极管串接。
本发明将过零检测电路与需要检测的负载和负载信号反馈电路通过一个三极管连接起来，只需要一个MCU的I/O口，实现通过一个MCU的I/O口与多个电路或负载连接，而且保证检测信号不受负载特性影响，实用可靠，有效地节约了MCU资源并降低了成本。需要使用到过零检测电路的各种装置、设备均可采用本发明的过零检测电路装置。将本过零检测电路应用于暖风机控制中，继电器的I/O口、电动机的信号反馈电路都可以与过零检测电路使用相同的MCU的I/O口。解决了继电器在过零点吸合，实现用一个MCU的I/O口复合检测。本发明还可以应用到其他类似控制的设备上。
附图说明
图1为现有的过零检测电路连接的结构示意图；
图2为现有的负载信号反馈电路连接的结构示意图；
图3为本发明的过零检测电路一实施例的示意图；
图4为本发明的暖风机一实施例的电路示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图3，提出本发明的一种过零检测电路100的一实施例，该过零检测电路100串接在交流电线的火线AC-L与MCU10的一个I/O口之间，检测到与输入电源频率一致的方波信号，作为过零信号，该过零检测电路100包括：
第一分流电阻，串接在所述交流电线与所述MCU10的I/O口之间，第一分流电阻可以由两个串联电阻R1、R2组成；
第一分压电阻R3，其一端与所述I/O口连接，另一端接地；
第一二极管D1，其正极与上述I/O口连接，其负极与一电源VCC(低压的直流电)连接；
第二二极管D2，其正极接地，其负极与所述I/O口连接；
三极管TR1，该三极管TR1的集电极与上述I/O口连接，上述三极管TR1的发射极连接在上述第一二极管D1的负极与上述电源VCC之间，上述三极管TR1的基极用于与检测的负载和/或负载信号反馈电路连接。
本发明将过零检测电路100与需要检测的负载和负载信号反馈电路通过一个三极管TR1连接起来，只需要通过一个MCU10的I/O口，就可以与多个电路或负载连接，而且保证检测信号不受负载特性影响，实用可靠，有效地节约了MCU10资源并降低了成本。
进一步，包括第三二极管D3，其正极与上述三极管TR1的基极连接，其负极用于与检测的负载和/或负载信号反馈电路连接，该第三二极管D3用于拦截负载和/或负载信号反馈电路的信号，负载正常工作时，传输过来的信号将被该第三二极管D3拦截同，负载不正常工作时，没有信号被该第三二极管D3拦截，MCU10检测到电路信号的变化，得知负载不正常工作，发出提示。
上述负载信号反馈电路串接在上述第三二极管D3的负极与第一负载(如：电动机等)之间；该负载信号反馈电路包括：
第五二极管D5，其正极与所述第一负载连接，其负极通过第二分流电阻R4与所述第三二极管D3的负极连接；
电容C1，其正极与所述第三二极管D3的负极连接，其负极接地；
第二分压电阻R5，其一端与所述第三二极管D3的负极连接，另一端接地。
还包括第四二极管D4，其正极与第二负载(如：继电器等)连接，其负极与所述第三二极管D3的负极连接，该第四二极管D4用于过滤信号。
第二负载(如：继电器等)设置待机状态为高电平，此时三极管TR1基极为高电平，三极管TR1截止，保证第二负载待机状态时，MCU10T/S ZERO检测I/O口可以检测到有效的方波信号，以便找到过零点，在电源的负半周打开负载，或者准确进行斩波。当第二负载I/O口输出低电平时，进入工作状态，放弃电源输入信号检测，转入调挚检测状态。
第一负载(如：电动机等)状态检测I/O口，当第一负载正常工作时，第一负载I/O输出脉冲信号，三极管TR1截止，MCU10T/S ZERO I/O口检测到方波信号；当第一负载不正常工作时，第一负载的I/O口无输出信号三极管TR1导通，MCU10T/S ZERO I/O检测到直流电平信号；立即判断出第一负载出现故障。三极管TR1的导通或截止，起到第一负载I/O口和第二负载I/O口的复合作用。
本发明又提出一种过零检测电路装置，包括串接在交流电线与MCU10的一I/O口之间的过零检测电路100，上述过零检测电路100包括第一二极管D1，上述第一二极管D1的正极与上述I/O口连接，上述第一二极管D1的负极与一电源连接；上述过零检测电路100还包括一三极管TR1，上述三极管TR1的集电极与上述I/O口连接，上述三极管TR1的发射极连接在上述第一二极管D1的负极与上述电源之间，上述三极管TR1的基极用于与检测的负载和/或负载信号反馈电路连接。
本过零检测电路装置包括了上述的一种过零检测电路100的全部技术方案，达到的技术效果也相同，在此不再赘述。本过零检测电路装置可以应用于各种需要过零检测的装置或设备中，当需要检测两个负载或电路时，只需要使用一个MCU10的T/S ZERO I/O口就可以了，从而节省了MCU10的资源。
参照图4，提出本发明的一种暖风机300的一实施例，包括用于给空气加热的加热装置301(如：电热丝等)、用于将加热的空气吹出的电动机302、控制电路通断的继电器303和控制电路，还包括分别与交流电线(火线)、MCU10的一I/O口连接的过零检测电路100，本实施例的过零检测电路100采用上述图3实施例的过零检测电路100，包括：
第一二极管D1，其正极与上述MCU10的I/O口连接，其负极与一电源VCC(低压的直流电)连接；
第一分流电阻，串接在上述交流电线的火线与MCU10的I/O口之间，第一分流电阻可以由两个串联电阻R1、R2组成；
第一分压电阻R3，其一端与上述MCU10的I/O口连接，另一端接地；
第二二极管D2，其正极接地，其负极与上述MCU10的I/O口连接；
三极管TR1，其集电极与上述MCU10的I/O口连接，其发射极连接在上述第一二极管D1的负极与上述电源VCC之间；
第三二极管D3，其正极与上述三极管TR1的基极连接，其负极通过第四二极管D4与继电器303的I/O口连接，其负极还通过一负载信号反馈电路与电动机302的I/O口连接。
上述的负载信号反馈电路包括：
第五二极管D5，其正极与上述第一负载连接，其负极通过第二分流电阻R4与上述第三二极管D3的负极连接；
电容C1，其正极与所述第三二极管D3的负极连接，其负极接地；
第二分压电阻R5，其一端与所述第三二极管D3的负极连接，另一端接地。
在上述交流电线上串接有一设置在上述加热装置301上的过热保护开关装置200，该过热保护开关装置200包括相互并联的温变启闭装置K、正温度系数热敏电阻RX。上述加热装置301还与用于半波整流加热的第九二极管D9串接。
本实施例的继电器303I/O口设置待机状态为高电平，此时三极管TR1基极为高电平，三极管TR1截止，保证继电器303待机状态时，MCU10T/SZERO检测I/O口可以检测到有效的方波信号，以便找到过零点，在电源的负半周打开负载，或者准确进行斩波。当继电器303的I/O口输出低电平时，进入工作状态，放弃电源输入信号检测，转入调挚检测状态。
采用24V电动机302，电动机302的I/O口是负载状态检测口，当过热保护开关装置200的温变启闭装置K(热跳挚)没有断路时，电动机302正常工作，电动机302的I/O口输出脉冲信号，被三极管TR1截止，MCU10T/SZEROI/O检测到方波信号；当温变启闭装置K(热跳挚)跳开断路时，电动机302的I/O无输出信号，三极管TR1导通，MCU10T/S ZERO I/O口检测到有直流电平信号，立即判断出温变启闭装置K(热跳挚)断路。上述三极管TR1的导通或截止，起到继电器303I/O口和24V电动机302I/O口的复合作用。
温变启闭装置K即热跳挚，起加热保护作用，正温度系数热敏电阻RX保证温变启闭装置K断路后，一直有电流流过，只要不断开总交流电电源，暖风机300不会自动恢复加热，更安全可靠。
本发明的暖风机300中，继电器303的I/O口、电动机302的信号反馈电路都可以与过零检测电路100使用相同的MCU10的I/O口。解决了继电器303在过零点吸合，实现用一个MCU10的I/O口复合检测。本发明还可以应用到其他类似控制的设备上。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种过零检测电路，串接在交流电线与MCU的一I/O口之间，其特征在于，所述过零检测电路包括第一二极管，所述第一二极管的正极与所述I/O口连接，所述第一二极管的负极与一电源连接；还包括一三极管，所述三极管的集电极与所述I/O口连接，所述三极管的发射极连接在所述第一二极管的负极与所述电源之间，所述三极管的基极用于与检测的负载和/或负载信号反馈电路连接；
所述过零检测电路还包括第三二极管，其正极与所述三极管的基极连接，其负极用于与检测的负载和/或负载信号反馈电路连接；
所述负载信号反馈电路包括：第五二极管，其正极与第一负载连接，其负极通过第二分流电阻与所述第三二极管的负极连接；电容，其正极与所述第三二极管的负极连接，其负极接地；第二分压电阻，其一端与所述第三二极管的负极连接，另一端接地；
所述过零检测电路还包括第四二极管，其正极与第二负载连接，其负极与所述第三二极管的负极连接。
2.根据权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，还包括：
第一分流电阻，串接在所述交流电线与所述MCU的I/O口之间；
第一分压电阻，其一端与所述I/O口连接，另一端接地；
第二二极管，其正极接地，其负极与所述I/O口连接。
3.一种过零检测电路装置，包括串接在交流电线与MCU的一I/O口之间的过零检测电路，其特征在于，所述过零检测电路包括第一二极管，所述第一二极管的正极与所述I/O口连接，所述第一二极管的负极与一电源连接；所述过零检测电路还包括一三极管，所述三极管的集电极与所述I/O口连接，所述三极管的发射极连接在所述第一二极管的负极与所述电源之间，所述三极管的基极用于与检测的负载和/或负载信号反馈电路连接；
所述过零检测电路还包括第三二极管，其正极与所述三极管的基极连接，其负极用于与检测的负载和/或负载信号反馈电路连接；
所述负载信号反馈电路包括：第五二极管，其正极与第一负载连接，其负极通过第二分流电阻与所述第三二极管的负极连接；电容，其正极与所述第三二极管的负极连接，其负极接地；第二分压电阻，其一端与所述第三二极管的负极连接，另一端接地；
所述过零检测电路还包括第四二极管，其正极与第二负载连接，其负极与所述第三二极管的负极连接。
4.根据权利要求3所述的过零检测电路装置，其特征在于，所述过零检测电路包括权利要求2所述的过零检测电路。
5.一种暖风机，包括加热装置、电动机、继电器和控制电路，其特征在于，还包括与交流电线、MCU的一I/O口连接的过零检测电路，所述过零检测电路包括：
第一二极管，其正极与所述I/O口连接，其负极与一电源连接；
第一分流电阻，串接在所述交流电线与MCU的I/O口之间；
第一分压电阻，其一端与所述I/O口连接，另一端接地；
第二二极管，其正极接地，其负极与所述I/O口连接；
三极管，其集电极与所述I/O口连接，其发射极连接在所述第一二极管的负极与所述电源之间；
第三二极管，其正极与所述三极管的基极连接，其负极通过第四二极管与所述继电器的I/O口连接，其负极还通过一负载信号反馈电路与所述电动机的I/O口连接。
6.根据权利要求5所述的暖风机，其特征在于，所述负载信号反馈电路包括：
第五二极管，其正极与第一负载连接，其负极通过第二分流电阻与所述第三二极管的负极连接；
电容，其正极与所述第三二极管的负极连接，其负极接地；
第二分压电阻，其一端与所述第三二极管的负极连接，另一端接地。
7.根据权利要求5或6所述的暖风机，其特征在于，在所述交流电线上串接有一设置在所述加热装置上的过热保护开关装置，所述过热保护开关装置包括并联的温变启闭装置和正温度系数热敏电阻。
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