CN102628889B - 一种电压采样电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电压采样电路,包括依次相互连接的整流电路、电压比较电路、光电耦合器、电平转换电路以及平滑滤波电路。所述的电压比较电路中的同相输入端通过电阻与整流电路输出端的正极连接；所述的光电耦合器的信号输入端的阳极引脚与电压比较电路的信号输出端连接，光电耦合器输出端的集电极引脚与电平转换电路的信号输入端连接；平滑滤波电路的信号输入端与电平转换电路的信号输出端连接。本发明通过采用光电耦合器实现隔离采样，将控制信号与采样信号实现了隔离，有效避免了外电压电网对控制信号的影响，具有控制精度高、采样误差小等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种采样电路，特别涉及一种电压采样电路。
背景技术
家用电器的电路板中，为了防止电网电压的较大波动而造成对电器的损害，通常会设置一个电压采样电路，并把电压采样电路得到的信号送到单片机进行处理，当检测到电网电压大于某一个数值或小于某一数值时，单片机相关的控制电路便会控制电器停止工作，以免对其造成损害。如电磁炉中的电压采样电路把对电网电压采样得到的信号送到单片机进行处理，当电磁炉工作时，单片机时刻检测电压采样信号的变化，当电网电压大于260伏或者小于160伏时，单片机会输出相关保护指令，使电磁炉停止加热；单片机工作时，也会根据电压信号的变化，自动调整PWM信号，使电磁炉做恒定功率处理。
现有的电压采样电路中，通常采用电压分压式进行采样，对所需采样的变量进行直接采样，没有将单片机控制信号与电压采样信号进行有效的隔离，从而影响控制的精度，存在采样误差较大的问题。
发明内容
为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种能将控制信号与电压采样信号进行有效隔离的电压采样电路。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种电压采样电路,包括依次相互连接的整流电路、电压比较电路、光电耦合器、电平转换电路以及平滑滤波电路；所述的整流电路为桥式整流电路，所述电压比较电路的同相输入端通过电阻与整流电路输出端的正极连接，所述的光电耦合器的信号输入端的阳极引脚与电压比较电路的信号输出端连接，光电耦合器输出端的集电极引脚与电平转换电路的信号输入端连接，所述的平滑滤波电路的信号输入端与电平转换电路的信号输出端连接。
所述的电压比较电路包括电压比较器，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻，第一电容、第二电容；所述第一电阻的一端、第二电阻的一端与电压比较器的同相输入端连接，第三电阻的一端、第四电阻的一端以及第一电容的一端与电压比较器的反相输入端连接，第三电阻的另一端、电压比较器的电源输入端以及第二电容的一端与第一电压源连接，第二电阻的另一端、第四电阻的另一端、电压比较器的接地端以及第一电容的另一端与整流电路输出端的负极连接，第一电阻的另一端与整流电路输出端的正极连接。
所述的光电耦合器信号输入端的阳极引脚与电压比较器的信号输出端以及第五电阻的一端连接，光电耦合器的阴极极引脚与电压比较器的接地端连接，第五电阻的另一端与第一电压源连接。
所述的电平转换电路包括三极管、第六电阻以及第七电阻；所述三极管的基极与光电耦合器输出端的集电极引脚连接，三极管的集电极、基极分别通过第七电阻、第六电阻与第二电压源连接，三极管的发射极与光电耦合器输出端的发射极引脚连接于地，即第二电压源的负极。
所述的平滑滤波电路包括第八电阻、第九电阻、第十电阻与第三电容、第四电容；所述的第八电阻的一端作为平滑滤波电路的信号输入端与三极管的集电极连接，另一端与第三电容的一端以及第九电阻的一端连接，第九电阻的另一端与第十电阻的一端连接，第十电阻、第三电容的另一端与的三极管的发射极连接，所述的第四电容与第十电阻并联连接；所述平滑滤波电路的信号输出端并联连接有稳压管。
本发明与现有技术比较，本发明通过采用光电耦合器实行隔离采样，将控制信号与采样信号进行有效的隔离，有效避免了外电压电网对控制信号的影响，具有控制精度高、采样误差小等优点。
附图说明
图1是本发明实施例的电路示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
如附图1所示，一种电压采样电路，所述的电压采样电路包括依次相互连接的整流电路、电压比较电路、光电耦合器U1、电平转换电路以及平滑滤波电路。
所述的整流电路由四个二极管D1、D2、D3、D4构成桥式整流电路。
所述的电压比较电路包括电压比较器U2，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4，第一电容C1、第二电容C1；所述第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端与电压比较器U2的同相输入端连接，第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端以及第一电容C1的一端与电压比较器U2的反相输入端连接，第三电阻R3的另一端、电压比较器U2的电源输入端以及第二电容C2的一端与第一电压源VDD1连接，第二电阻R2的另一端、第四电阻R4的另一端、电压比较器U2的接地端以及第一电容C1的另一端与整流电路输出端的负极连接，第一电阻R1的另一端与整流电路输出端的正极连接。
所述的光电耦合器U1信号输入端的阳极引脚与电压比较器U2的信号输出端以及第五电阻R5的一端连接，光电耦合器U1的阴极极引脚与电压比较器U2的接地端连接，第五电阻R5的另一端与第一电压源VDD1连接。
所述的电平转换电路包括三极管Q1、第六电阻R6以及第七电阻R7；所述三极管Q1的基极与光电耦合器U1输出端的集电极引脚连接，三极管Q1的集电极、基极分别通过第七电阻R7、第六电阻R6与第二电压源VDD2连接，三极管Q1的发射极与光电耦合器U1输出端的发射极引脚连接于地，即第二电压源VDD2的负极。
所述的平滑滤波电路包括第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10与第三电容C3、第四电容C4，所述的第八电阻R8的一端作为平滑滤波电路的信号输入端与三极管Q1的集电极连接，另一端与第三电容C3的一端以及第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另一端与第十电阻R10的一端连接，第十电阻R10、第三电容C3的另一端与的三极管Q1的发射极连接，所述的第四电容C4与第十电阻R10并联连接；所述平滑滤波电路的信号输出端并联连接有稳压管。
将本发明应用到家用电器的电路板中，把平滑滤波电路的信号输出端的电压信号Vo与单片机信号输入端连接，使经平滑滤波后的电压采样信号送到单片机进行处理，单片机便能根据所得到的采样信号输出相应的指令，有效地保护家用电器。为了保护单片机，在平滑滤波电路的输出端并联连接一个稳压管ZD1。
本发明的工作原理为：电网电压（如220V/50Hz）经过桥式整流电路中的二极管D1、D2、D3、D4整流后得到脉动的全波电压信号，第一电阻R1、第二电阻R2对其进行分压，电压比较器U2的同相输入端引脚3连接到第一电阻R1、第二电阻R2之间的节点，第二电阻R2上的电压作为采样电压；电压比较器U2的反相输入端引脚2连接到第三电阻R3、第四电阻R4之间的节点，第四电阻R4上的电压作为基准电压。电压比较器U2信号输出端引脚1输出的方波信号驱动光电耦合器U1进行工作，光电耦合器U1输出端的信号经过电平转换电路以及平滑滤波电路平滑滤波处理后，得到的直流信号输入到单片机进行处理。当电网电压发生变化时，电压比较器U2信号输出端引脚1的输出信号也发生变化，相应地，经电平转换以及平滑平滑滤波处理后得到的直流信号也随之变化，单片机便能根据所得到的采样信号输出相应的指令，有效地保护家用电器。
上述实施例为本发明的较佳的实现方式，并非是对本发明的限定，在不脱离本发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1. 一种电压采样电路，其特征在于：包括依次相互连接的整流电路、电压比较电路、光电耦合器（U1）、电平转换电路以及平滑滤波电路；所述的整流电路为桥式整流电路，所述电压比较电路的同相输入端通过电阻与整流电路输出端的正极连接，所述的光电耦合器（U1）的信号输入端的阳极引脚与电压比较电路的信号输出端连接，光电耦合器（U1）输出端的集电极引脚与电平转换电路的信号输入端连接，所述的平滑滤波电路的信号输入端与电平转换电路的信号输出端连接；
所述的电压比较电路包括电压比较器（U2），第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4），第一电容（C1）、第二电容（C2）；所述第一电阻（R1）的一端、第二电阻（R2）的一端与电压比较器（U2）的同相输入端连接，第三电阻（R3）的一端、第四电阻（R4）的一端以及第一电容（C1）的一端与电压比较器（U2）的反相输入端连接，第三电阻（R3）的另一端、电压比较器（U2）的电源输入端以及第二电容（C2）的一端与第一电压源（VDD1）连接，第二电阻（R2）的另一端、第四电阻（R4）的另一端、电压比较器（U2）的接地端以及第一电容（C1）的另一端与整流电路输出端的负极连接，第一电阻（R1）的另一端与整流电路输出端的正极连接；
所述的光电耦合器（U1）信号输入端的阳极引脚与电压比较器（U2）的信号输出端以及第五电阻（R5）的一端连接，光电耦合器（U1）的阴极极引脚与电压比较器（U2）的接地端连接，第五电阻（R5）的另一端与第一电压源（VDD1）连接。
2. 根据权利要求1所述的电压采样电路，其特征在于：所述的电平转换电路包括三极管（Q1）、第六电阻（R6）以及第七电阻（R7）；所述三极管（Q1）的基极与光电耦合器（U1）输出端的集电极引脚连接，三极管（Q1）的集电极、基极分别通过第七电阻（R7）、第六电阻（R6）与第二电压源（VDD2）连接，三极管（Q1）的发射极与光电耦合器（U1）输出端的发射极引脚连接于地，即第二电压源（VDD2）的负极。
3. 根据权利要求2所述的电压采样电路，其特征在于：所述的平滑滤波电路包括第八电阻（R8）、第九电阻（R9）、第十电阻（R10）与第三电容（C3）、第四电容（C4）；所述的第八电阻（R8）的一端作为平滑滤波电路的信号输入端与三极管（Q1）的集电极连接，另一端与第三电容（C3）的一端以及第九电阻（R9）的一端连接，第九电阻（R9）的另一端与第十电阻（R10）的一端连接，第十电阻（R10）、第三电容（C3）的另一端与的三极管（Q1）的发射极连接，所述的第四电容（C4）与第十电阻（R10）并联连接。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的电压采样电路，其特征在于：所述平滑滤波电路的信号输出端并联连接有稳压管。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
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