CN104914293B - 掉电检测电路及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掉电检测电路及装置，该掉电检测电路连接在市电的火线与零线之间，其包括整流模块、稳压模块以及检测模块，整流模块的输入端分别与火线、零线连接，整流模块的输出端与稳压模块的输入端连接，稳压模块的输出端与检测模块的输入端连接；其中，整流模块对交流信号整流处理后形成直流信号传输至稳压模块，稳压模块对直流信号进行稳压滤波处理后传输至检测模块，检测模块根据直流信号的电压值输出开关量信号；当开关量信号为导通开关量信号时，市电为正常工作状态；当开关量信号为断开开关量信号时，市电为掉电状态；从而，通过上述开关量信号输出，可及时发现市电掉电状态，以告知后续的智能化设备以及时处理该掉电状况。

Description

掉电检测电路及装置

技术领域

本发明涉及电测领域，尤其涉及一种掉电检测电路及装置。

背景技术

目前，市电掉电时有发生，当市电突然掉电时，对很多正在运行的设备产生很大冲击，并且掉电时的数据不能及时保存；若市电掉电不能及时发现并处理，可能会引发更为严重的安全事故。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种掉电检测电路，旨在及时检测市电掉电状况。

为实现上述目的，本发明提供一种掉电检测电路，连接在市电的火线与零线之间，该掉电检测电路整流模块、稳压模块以及检测模块，所述整流模块的输入端分别与火线、零线连接，所述整流模块的输出端与所述稳压模块的输入端连接，所述稳压模块的输出端与所述检测模块的输入端连接；其中，所述整流模块对交流信号整流处理后形成直流信号传输至稳压模块，所述稳压模块对所述直流信号进行稳压滤波处理后传输至检测模块，所述检测模块根据所述直流信号的电压值输出开关量信号；当所述开关量信号为导通开关量信号时，所述市电为正常工作状态；当所述开关量信号为断开开关量信号时，所述市电为掉电状态。

优选地，所述检测模块包括光耦，所述光耦内部的发光二极管的阳极与所述稳压模块的输出端连接，发光二极管的阴极接地；所述光耦内部的光敏三极管的集电极与发射极为开关量信号的输出端；当所述稳压模块输出的直流信号的电压值大于或等于所述发光二极管的导通电压值时，所述检测模块输出导通开关量信号；当所述稳压模块输出的直流信号的电压值小于所述发光二极管的导通电压值时，所述检测模块输出断开开关量信号。

优选地，所述检测模块还包括用于限流的第一电阻，所述第一电阻的一端与所述稳压模块的输出端连接，所述第一电阻的另一端与发光二极管的阳极连接。

优选地，所述检测模块还包括用于滤波的第一电容，所述第一电容的一端与所述第一电阻及发光二极管的阳极之间的公共节点连接，所述第一电容的另一端接地。

优选地，所述稳压模块包括分压单元、稳压二极管，所述分压单元包括第二电阻、第三电阻，所述第二电阻的一端与所述整流模块的输出端连接，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第二电阻与所述第三电阻之间的公共节点作为所述稳压模块的输出端与所述检测模块的输入端连接；所述稳压二极管的阴极与所述第二电阻、第三电阻连接，所述稳压二极管的阳极接地。

优选地，所述稳压模块还包括用于滤波的第二电容，所述第二电容的正极与所述第三电阻及稳压二极管的阴极的公共节点连接，所述第二电容的负极接地。

优选地，所述稳压模块还包括用于滤波的第三电容，所述第三电容的一端与所述第二电阻及稳压二极管的阴极的公共节点连接，所述第三电容的另一端接地。

优选地，所述整流模块包括整流二极管及第四电容，所述整流二极管的阳极与所述火线连接，所述整流二极管的阴极与所述第四电容的一端连接，所述第四电容的另一端与零线连接，所述零线接地；所述整流二极管的阴极与所述第四电容之间的公共节点作为所述整流模块的输出端与所述稳压模块的输入端连接。

优选地，所述整流模块还包括用于限流的第四电阻，所述第四电阻的一端与火线连接，所述第四电阻的另一端与所述整流二极管的阳极连接。

此外，为实现上述目的，本发明还提供了一种掉电检测装置，该掉电检测装置包括所述掉电检测装置包括输入端口、输出端口、以及至少一掉电检测电路；所述输入端口的一侧与单相市电的火线、零线连接，或者所述输入端口的一侧与三相市电中每一相的火线、零线连接，所述输入端口的另一侧与所述掉电检测电路的对应的整流模块的输入端连接；所述输出端口与所述掉电检测电路的对应的检测模块的输出端连接。

本发明所提供的一种掉电检测电路及装置，首先通过整流模块将火线与零线之间的高压交流信号整流成直流信号；并通过稳压模块降压稳压处理后输出至检测模块，该检测模块检测稳压模块输出的电压值，并根据该电压值输出开关量信号来判断市电掉电状态：当开关量信号为导通开关量信号时，市电为正常工作状态；当开关量信号为断开开关量信号时，市电为掉电状态。从而通过该掉电检测电路及装置的开关量信号输出，可及时发现市电掉电状态，以告知后续的智能化设备以及时处理该掉电状况。

附图说明

图1为本发明掉电检测电路一实施例的功能模块示意图；

图2为图1中的电路结构示意图；

图3为本发明掉电检测装置一实施例的结构示意图。

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。

本发明提供一种掉电检测电路。

参照图1，图1为本发明掉电检测电路一实施例的功能模块示意图；在本实施例中，该掉电检测电路10连接在市电的火线L与零线N之间，该掉电检测电路10整流模块100、稳压模块200以及检测模块300，所述整流模块100的输入端分别与火线L、零线N连接，所述整流模块100的输出端与所述稳压模块200的输入端连接，所述稳压模块200的输出端与所述检测模块300的输入端连接；其中，所述整流模块100对交流信号整流处理后形成直流信号传输至稳压模块200，所述稳压模块200对所述直流信号进行稳压滤波处理后传输至检测模块300，所述检测模块300根据所述直流信号的电压值输出开关量信号；当所述开关量信号为导通开关量信号时，所述市电为正常工作状态；当所述开关量信号为断开开关量信号时，所述市电为掉电状态。

该掉电检测电路10可连接在单相市电的火线L与零线N之间，也可分别连接在三相市电的每一相的火线L与零线N之间。由于火线L与零线N之间为高压交流电，若使用直接测量其掉电的设备需很高的耐压值，且存在很大的安全隐患；因此，在本实施例中，首先采用整流模块100将火线L与零线N之间的高压交流信号整流成直流信号；由于交流信号的电压可能因为电网的负荷变化，而存在较宽的幅度范围，从而，经稳压模块200稳压处理后，输出一稳定的直流信号，在实施例中，该稳压模块200的处理过程优选为降压稳压处理；当市电为正常状态时，稳压模块200输出的直流信号的电压值为一稳定范围的电压值，当市电为掉电状态时，稳压模块200输出的直流信号的电压值将小于上述稳定范围的电压值，从而通过检测模块300检测稳压模块200输出的直流信号的电压值即可判断市电是否处于掉电状态。当检测模块300检测到的直流信号的电压值大于或等于其内部的预设电压值时，则检测模块300输出导通开关量信号，此时，市电为正常工作状态；当当检测模块300检测到的直流信号的电压值小于其内部的预设电压值时，则检测模块300输出断开开关量信号，此时，市电为掉电状态。

通过上述掉电检测电路10的输出的开关量信号，即可及时判断出市电是否处于掉电状态，且该掉电检测电路10的应用范围广，其开关量信号可作为输入信号连接至其他的处理模块，例如报警、掉电保护等。

具体地，参照图2，图2为本发明掉电检测电路的一实施例的电路结构示意图；在本实施例中，该检测模块300包括光耦U1，所述光耦U1内部的发光二极管的阳极与所述稳压模块200的输出端连接，发光二极管的阴极接地；所述光耦U1内部的光敏三极管的集电极与发射极为开关量信号的输出端；当所述稳压模块200输出的直流信号的电压值大于或等于所述发光二极管的导通电压值时，所述检测模块300输出导通开关量信号；当所述稳压模块200输出的直流信号的电压值小于所述发光二极管的导通电压值时，所述检测模块300输出断开开关量信号。

该光耦U1内部包括发光二极管及光敏三极管，当所述稳压模块200输出的直流信号的电压值大于或等于所述发光二极管的导通电压值时，发光二极管导通，发光二极管发出红外光线，当光敏三极管接收到该红外光线后，则光敏三极管的集电极与发射极处于导通状态，此时，该光敏三极管的集电极与发射极作为开关量信号的输出端输出导通开关量信号；当所述稳压模块200输出的直流信号的电压值小于所述发光二极管的导通电压值时，发光二极管关闭，发光二极管将不发出红外光线，则光敏三极管的集电极与发射极处于断开状态，此时，该光敏三极管的集电极与发射极作为开关量信号的输出端输出断开开关量信号。

另外，由于光耦U1的信号传输采用电信号转换为光信号，再转化为电信号的形式，从而对于光耦U1的输入级与输出级具有很好的电气隔离作用，并减小输入级与输出级之间的干扰，对后续的电路起到保护作用。

应当说明的是，检测模块300也可采用MOS管、三极管、继电器等器件进行检测稳压模块200输出端的直流信号的电压值并输出开关量信号。

进一步地，所述检测模块300还包括用于限流的第一电阻R1，所述第一电阻R1的一端与所述稳压模块200的输出端连接，所述第一电阻R1的另一端与发光二极管的阳极连接。

在光耦U1的输入端还连接有第一电阻R1，该第一电阻R1用于限制输入至发光二极管的电流，以防止稳压模块200输出的过大的电流将光耦U1烧坏；该第一电阻R1的阻值可根据需求设定，在此不作限定。

进一步地，所述检测模块300还包括用于滤波的第一电容C1，所述第一电容C1的一端与所述第一电阻R1及发光二极管的阳极之间的公共节点连接，所述第一电容C1的另一端接地。

稳压模块200输出的直流信号经第一电阻R1限流后，再经第一电容C1进行滤波处理，该第一电容C1主要用于滤除尖峰脉冲电压与静电电压，以防止尖峰电压以及经典电压的冲击损坏光耦U1；第一电阻R1与第一电容C1为光耦U1提供双重保护，以使光耦U1的工作不受其他信号的干扰，延长其使用寿命。

进一步地，所述稳压模块200包括分压单元、稳压二极管D1，所述分压单元包括第二电阻R2、第三电阻R3，所述第二电阻R2的一端与所述整流模块100的输出端连接，所述第二电阻R2的另一端与所述第三电阻R3的一端连接，所述第三电阻R3的另一端接地，所述第二电阻R2与所述第三电阻R3之间的公共节点作为所述稳压模块200的输出端与所述检测模块300的输入端连接；所述稳压二极管D1的阴极与所述第二电阻R2、第三电阻R3连接，所述稳压二极管D1的阳极接地。

第二电阻R2、第三电阻R3串联在整流模块100的输出端与地之间形成分压单元，且第二电阻R2、第三电阻R3的公共节点作为稳压模块200的输出端与检测模块300的输入端连接，检测模块300检测的电压信号为第三电阻R3的分压所得；这样就避免直接采样整流模块100输出的高压直流信号，对检测模块300的耐压强度要求降低，并且第二电阻R2、第三电阻R3的阻值可根据检测模块300的耐压范围进行选择限定，具体数值在此不作限定。

由于整流模块100输出的电压受交流电网不稳定的影响，输入至整流模块100的交流电压不稳定，因此经整流模块100输出的高压直流信号也不稳定，从而第三电阻R3的分压所得也不稳定，则可能存在过高的定压冲击光耦U1的可能；为了避免此种情况，在第三电阻R3的两端并联一稳压二极管D1，从而使得第三电阻R3两端的电压稳定在某一数值以下，具体稳定范围可根据实际需求选择对应的稳压二极管D1，在本实施例中，该稳压二极管D1优选采用5.1V稳压值，即该稳压模块200输出的直流信号的电压值的范围在5.1V以下。

进一步地，所述稳压模块200还包括用于滤除直流脉动纹波的第二电容C2以及用于滤波的第三电容C3，所述第二电容C2的正极与所述第三电阻R3及稳压二极管D1的阴极的公共节点连接，所述第二电容C2的负极接地；所述第三电容C3的一端与所述第二电阻R2及稳压二极管D1的阴极的公共节点连接，所述第三电容C3的另一端接地。

在采用上述稳压管对稳压模块200的输出进行限定的基础上，在第三电阻R3的两端还并联了第二电容C2及第三电容C3用于滤除高频纹波，该第二电容C2优选采用电解电容，第三电容C3优选采用瓷片或独石小容量电容；且该第二电容C2与第二电阻R2构成低通滤波器，主要用于滤除整流模块100输出的直流信号的脉动纹波信号，第三电容C3用于弥补上述低通滤波器滤除高频纹波不足的情况，进一步对后续的检测模块300进行保护；上述第二电容C2与第三电容C3还能起到保护稳压二极管D1的作用，避免稳压二极管D1被高频直流信号击穿。

进一步地，所述整流模块100包括整流二极管D2及第四电容C4，所述整流二极管D2的阳极与所述火线L连接，所述整流二极管D2的阴极与所述第四电容C4的一端连接，所述第四电容C4的另一端与零线N连接，所述零线N接地；所述整流二极管D2的阴极与所述第四电容C4之间的公共节点作为所述整流模块100的输出端与所述稳压模块200的输入端连接。

在本实施例中，该整流二极管D2构成半波整流电路，整流后形成的高压直流信号，该高压直流信号为直流脉动电压信号，具有较多的杂波干扰，通过第四电容C4对直流脉动电压信号中的杂波进行滤除，从而有效提高检测模块300检测的准确度及速率。该第四电容C4优选采用小容值的高压涤纶电容。

应当说明的是，上述整流电路还可采用全波整流等其他方式，在此不一一赘述。

进一步地，所述整流模块100还包括用于限流的第四电阻R4，所述第四电阻R4的一端与火线L连接，所述第四电阻R4的另一端与所述整流二极管D2的阳极连接。

在整流模块100的输入端采用该第四电阻R4进行限流，有效防止交流电网中过大的电流将整流二极管D2与第四电容C4损坏。

本发明还提供一种掉电检测装置，参照图3，图3为掉电检测装置的一实施例的结构示意图；在本实施例中，该掉电检测装置包括输入端口20、输出端口30、以及三路掉电检测电路10；所述输入端口20的一侧与三相市电中每一相的火线L、零线N连接，所述输入端口20的另一侧与各掉电检测电路10的对应的整流模块100的输入端连接；所述输出端口30与各掉电检测电路10的对应的检测模块300的输出端连接；该掉电检测装置也可适用单相市电的掉电检测，在单相市电检测装置中，只需一路掉电检测电路10即可，输入端口20的一侧与单相市电的火线L、零线N连接，另一侧与该掉电检测电路10的整流模块100的输入端连接；输出端口30与该掉电检测电路10的检测模块300的输出端连接。该掉电检测电路10的结构、工作原理以及所带来的有益效果均参照上述实施例的描述，在此不再赘述。

通过上述掉电检测装置，可以快速检测单相市电以及三相市电的掉电状态。

以上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 (2)

1.一种掉电检测电路，连接在市电的火线与零线之间，其特征在于，包括整流模块、稳压模块以及检测模块，所述整流模块的输入端分别与火线、零线连接，所述整流模块的输出端与所述稳压模块的输入端连接，所述稳压模块的输出端与所述检测模块的输入端连接；其中，所述整流模块对交流信号整流处理后形成直流信号传输至稳压模块，所述稳压模块对所述直流信号进行稳压滤波处理后传输至检测模块，所述检测模块根据所述直流信号的电压值输出开关量信号；当所述开关量信号为导通开关量信号时，所述市电为正常工作状态；当所述开关量信号为断开开关量信号时，所述市电为掉电状态；其中，

所述检测模块包括光耦，所述光耦内部的发光二极管的阳极与所述稳压模块的输出端连接，所述发光二极管的阴极接地；所述光耦内部的光敏三极管的集电极与发射极为开关量信号的输出端；当所述稳压模块输出的直流信号的电压值大于或等于所述发光二极管的导通电压值时，所述检测模块输出导通开关量信号；当所述稳压模块输出的直流信号的电压值小于所述发光二极管的导通电压值时，所述检测模块输出断开开关量信号；

所述检测模块还包括用于限流的第一电阻，所述第一电阻的一端与所述稳压模块的输出端连接，所述第一电阻的另一端与发光二极管的阳极连接；

所述检测模块还包括用于滤波的第一电容，所述第一电容的一端与所述第一电阻及发光二极管的阳极之间的公共节点连接，所述第一电容的另一端接地；

所述稳压模块包括分压单元、稳压二极管，所述分压单元包括第二电阻、第三电阻，所述第二电阻的一端与所述整流模块的输出端连接，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第二电阻与所述第三电阻之间的公共节点作为所述稳压模块的输出端与所述检测模块的输入端连接；所述稳压二极管的阴极与所述第二电阻、第三电阻连接，所述稳压二极管的阳极接地；

所述稳压模块还包括用于滤波的第二电容，所述第二电容的正极与所述第三电阻及稳压二极管的阴极的公共节点连接，所述第二电容的负极接地；

所述稳压模块还包括用于滤波的第三电容，所述第三电容的一端与所述第二电阻及稳压二极管的阴极的公共节点连接，所述第三电容的另一端接地；

所述整流模块包括整流二极管及第四电容，所述整流二极管的阳极与所述火线连接，所述整流二极管的阴极与所述第四电容的一端连接，所述第四电容的另一端与零线连接，所述零线接地；所述整流二极管的阴极与所述第四电容之间的公共节点作为所述整流模块的输出端与所述稳压模块的输入端连接；

所述整流模块还包括用于限流的第四电阻，所述第四电阻的一端与火线连接，所述第四电阻的另一端与所述整流二极管的阳极连接。

2.一种掉电检测装置，其特征在于，所述掉电检测装置包括输入端口、输出端口、以及至少一如权利要求1所述的掉电检测电路；所述输入端口的一侧与单相市电的火线、零线连接，或者所述输入端口的一侧与三相市电中每一相的火线、零线连接，所述输入端口的另一侧与所述掉电检测电路的对应的整流模块的输入端连接；所述输出端口与所述掉电检测电路的对应的检测模块的输出端连接。