CN102193070A - 交流电源量测电路 - Google Patents
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Abstract
一种交流电源量测电路，包括一分压电阻模块及一提供数字接地信号给所述分压电阻模块的第一电源转换电路，所述分压电阻模块包括第一及第二分压单元、第一及第二电阻，所述第一分压单元的一端与一第一输入端相连，所述第一分压单元的另一端依次通过所述第一及第二电阻与所述第二分压单元的一端相连，所述第二分压单元的另一端与一第二输入端相连，所述第一及第二电阻之间的节点接收所述数字接地信号，所述第一分压单元与所述第一电阻之间的节点用于输出一第一分压电压信号，所述第二分压单元与所述第二电阻之间的节点用于输出一第二分压电压信号。所述交流电源量测电路不区分输入电压极性，可避免由线路错误而造成烧毁仪器。
Description
技术领域
本发明涉及一种交流电源量测电路，特别涉及一种用于电子探测仪器内的交流电源量测电路。
背景技术
交流电源系统的插头与插座规范有两大类：国际电工委员会(IEC)规范与电子制造商联盟(NEMA)规范。交流电源又以110V和220V最为常见，110V为单相两线加地(1Φ2W+G/火线LINE_110V，中性线NEUTRAL，地线GND)，而220V依电压生成方式分为单相两线加地(1Φ2W+G/火线LINE_220V，中性线NEUTRAL，地线GND)与单相三线(1Φ3W/火线L1-LINE_110V，火线L2-LINE_110V，中性线NEUTRAL)两类，单相三线(1Φ3W)的两条火线的输出电压均为110V，但其相位相反，因此总的电压输出为220V。
虽然世界各国都依据IEC规范与NEMA规范定义各自的电压、插头与插座规格，但是因为插头与插座种类繁多或操作人员的配线失误，容易造成火线与中性线的配线错误，或者发生220V电压系统单相两线加地(1Φ2W+G)与单相三线(1Φ3W)插座混用等情况，这种失误对电源需求不严格的一般用电器不会产生大的影响，但是火线和中性线的配线错误会造成用电设备金属表面带电等危害，尤其对于电源要求较严格的电子探测仪器，会造成电子探测仪器内部的交流电压量测电路烧毁等严重危害。
通常电子探测仪器的内部交流电压量测电路均要利用分压电阻器或变压器将输出电压降低到内部电压测量电路中量测集成电路(IC)可允许的电压范围内，以保证仪器的正常工作。但现有的电子探测仪器应用的交流电源量测电路，只能配合插头与正确配线的单相两线加地(1Φ2W+G)110V或220V插座连接，而不能与单相三线(1Φ3W)220V插座连接，若在使用中将单相两线加地(1Φ2W+G)110V或220V插座内的配线搞错或插接上单相三线(1Φ3W)220V插座，就会使探测仪器无法正常工作，甚至使电子探测仪器的金属外壳带电，不但威胁人身安全，而且会烧毁仪器内部电压探测电路的量测IC，造成仪器的损坏。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种不区分输入电压极性的交流电源量测电路，以避免由线路错误而造成烧毁仪器。
一种交流电源量测电路，包括一分压电阻模块、一量测IC、一控制板及一第一电源转换电路，所述分压电阻模块用于配合插头插接外部插座并将外部插座传输的交流电压分压后传输给所述量测IC，所述量测IC对分压后的电压信号进行交流电压准位计算后将计算得出的交流电压准位信号给所述控制板以进行后续处理，所述第一电源转换电路提供一数字接地信号给所述分压电阻模块，所述分压电阻模块包括第一及第二分压单元、第一及第二电阻，所述第一分压单元的一端与一接收外部交流电压的第一输入端相连，所述第一分压单元的另一端依次通过所述第一及第二电阻与所述第二分压单元的一端相连，所述第二分压单元的另一端与一接收外部交流电压的第二输入端相连，所述第一及第二电阻之间的节点接收所述数字接地信号，所述第一分压单元与所述第一电阻之间的节点用于输出一第一分压电压信号给所述量测IC，所述第二分压单元与所述第二电阻之间的节点用于输出一第二分压电压信号给所述量测IC。
相较现有技术，所述交流电源量测电路通过设置所述第一电源转换电路提供一数字接地信号给所述分压电阻模块，所述分压电阻模块设计了第一及第二分压单元，并在所述两分压单元之间接收所述数字接地信号，故使所述第一输入端及第二输入端配合插头即可以插接单相两线加地(1Φ2W+G)110V或220V插座，也可以插接单相三线(1Φ3W)220V插座，且不管插接何种类型的插座亦或是插接的插座自身是否存在配线错误，都可以实现正常输出分压电压信号，同时也不会烧毁量测IC。
附图说明
下面参照附图结合较佳实施方式对本发明作进一步详细描述：
图1为本发明交流电源量测电路较佳实施方式的框图。
图2为图1中分压电阻模块的电路图。
主要元件符号说明
交流电源量测电路 100
第一电源转换电路 10
第二电源转换电路 20
分压电阻模块 30
量测IC 40
光电耦合电路 50
控制板 60
微控制器 62
显示模块 70
第一输入端 L1
第二输入端 N/L2
壳体接地端 EG
电阻 R1-R6
具体实施方式
请参考图1，本发明交流电源量测电路100的较佳实施方式包括一第一电源转换电路10、一第二电源转换电路20、一分压电阻模块30、一量测IC40、一光电耦合电路50、一控制板60及一显示模块70。所述控制板60包括一微控制器62。所述交流电源量测电路100还包括用于接收外部电源插座传输的电源信号的一第一输入端L1、一第二输入端N/L2及一与所述交流电源量测电路100外部金属外壳电性相连的壳体接地端EG。
当所述交流电源量测电路100插接一单相两线加地(1Φ2W+G)110V或220V插座时，所述第一输入端L1对应电性连接插座的火线引脚，所述第二输入端N/L2对应电性连接插座的水线引脚，所述壳体接地端EG对应电性连接插座的接地引脚。当所述交流电源量测电路100插接一单相三线(1Φ3W)220V插座时，所述第一输入端L1对应电性连接插座的第一火线引脚，所述第二输入端N/L2对应电性连接插座的第二火线引脚，所述壳体接地端EG对应电性连接插座的接地引脚。
所述第一电源转换电路10与所述第一输入端L1、第二输入端N/L2相连，以接收从所述第一输入端L1、第二输入端N/L2输入的交流电源信号，并将所述交流电源信号转换成一第一直流电压信号提供给所述量测IC40作为工作电压，所述第一电源转换电路10还提供一数字接地信号DG给所述分压电阻模块30。
所述第二电源转换电路20与所述第一输入端L1、第二输入端N/L2相连，以接收从所述第一输入端L1、第二输入端N/L2输入的交流电源信号，并将所述交流电源信号转换成一第一直流电压信号提供给所述控制板60作为工作电压。
请共同参考图1及图2，所述分压电阻模块30包括一由电阻R1及R2串联组成的第一分压单元32、两电阻R3及R4、一由电阻R5及R6串联组成的第二分压单元34。所述电阻R1的一端与所述第一输入端L1相连，所述电阻R1的另一端依次通过所述电阻R2-R5与所述电阻R6的一端相连，所述电阻R6的另一端与所述第二输入端N/L2相连。所述两电阻R3及R4之间的节点连接所述第一电源转换电路10以接收所述数字接地信号DG。所述第一分压单元32与所述电阻R3之间的节点用于输出一第一分压电压信号Vsense+，所述分压电压信号Vsense+的值由所述第一输入端L1输入的电压及所述第一分压单元32与所述电阻R3之间的电阻比值来确定。所述第二分压单元34与所述电阻R4之间的节点用于输出一第二分压电压信号Vsense-，所述分压电压信号Vsense-的值由所述第二输入端N/L2输入的电压及所述第二分压单元34与所述电阻R4之间的电阻比值来确定，且所述第一分压单元32和所述电阻R3之间的电阻比值与所述第二分压单元34和所述电阻R4之间的电阻比值相同。
本发明所述分压电阻模块30设计了两个分压单元32及34，并在所述两分压单元32及34之间接收所述数字接地信号DG，故使所述第一输入端L1及第二输入端N/L2配合插头即可以插接单相两线加地(1Φ2W+G)110V或220V插座，也可以插接单相三线(1Φ3W)220V插座，且不管插接何种类型的插座亦或是插接的插座自身是否存在配线错误，都可实现正常输出分压电压信号Vsense+及Vsense-，同时也不会烧毁量测IC40。
所述量测IC40用于接收所述两分压电压信号Vsense+及Vsense-以计算交流电压准位。所述量测IC40通过所述光电耦合电路50传输计算得出的交流电压准位信号给所述控制板60上的微控制62进行后续处理，所述微控制器62再将处理结果通过所述显示模块70进行显示。其中，所述量测IC40计算交流电压准位及所述微控制62进行处理及显示的具体工作原理为现有技术，这里不再赘述。
本发明交流电源量测电路100是通过设置第一及第二电源转换电路10及20来分别提供供电电压给所述量测IC40及所述控制板60的，并且是通过所述光电耦合电路50对所述量测IC40与所述控制板60之间的信号进行传输的，这样可以有效阻断所述量测IC40(信号源)跟所述控制板60(信号接收方)的电气连接，可以有效的阻断电气干扰，故可提高量测可靠度。另外，由于所述分压电阻模块30可使接收的交流电压信号不用区分极性，故可任意插接单相两线加地(1Φ2W+G)110V或220V插座或单相三线(1Φ3W)220V插座，且即使插座中的配线错误，也不会导致电子探测仪器内部电路烧毁。
Claims (5)
1.一种交流电源量测电路，包括一分压电阻模块、一量测IC、一控制板及一第一电源转换电路，所述分压电阻模块用于配合插头插接外部插座并将外部插座传输的交流电压分压后传输给所述量测IC，所述量测IC对分压后的电压信号进行交流电压准位计算后将计算得出的交流电压准位信号给所述控制板以进行后续处理，所述第一电源转换电路提供一数字接地信号给所述分压电阻模块，所述分压电阻模块包括第一及第二分压单元、第一及第二电阻，所述第一分压单元的一端与一接收外部交流电压的第一输入端相连，所述第一分压单元的另一端依次通过所述第一及第二电阻与所述第二分压单元的一端相连，所述第二分压单元的另一端与一接收外部交流电压的第二输入端相连，所述第一及第二电阻之间的节点接收所述数字接地信号，所述第一分压单元与所述第一电阻之间的节点用于输出一第一分压电压信号给所述量测IC，所述第二分压单元与所述第二电阻之间的节点用于输出一第二分压电压信号给所述量测IC。
2.如权利要求1所述的交流电源量测电路，其特征在于：所述交流电源量测电路还包括一第二电源转换电路，所述第一电源转换电路接收外部插座传输的交流电压并转换成一第一直流电压提供给所述量测IC工作，所述第二电源转换电路接收外部插座传输的交流电压并转换成一第二直流电压提供给所述控制板工作。
3.如权利要求1所述的交流电源量测电路，其特征在于：所述量测IC与所述控制板之间通过一光电耦合电路进行信号传输。
4.如权利要求1所述的交流电源量测电路，其特征在于：所述第一分压单元和所述第一电阻之间的电阻比值与所述第二分压单元和所述第二电阻之间的电阻比值相同。
5.如权利要求1所述的交流电源量测电路，其特征在于：所述第一及第二分压单元均包括两串联的电阻。
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