CN106410743B - 一种电源检测电路及电子产品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电源检测电路及电子产品，电源检测电路包括电源端、第一检测电路、第二检测电路、第三检测电路、控制电路，电源端包括火线、零线、地线；第一检测电路包括第一保护电路和第一光耦电路，控制电路根据第一光耦电路的输出信号控制火线、零线和地线的通断；第二检测电路包括第二保护电路和第二光耦电路，控制电路根据第二光耦电路的输出信号控制火线、零线和地线的通断；第三检测电路包括第三保护电路和第三光耦电路，控制电路根据第三光耦电路的输出信号控制火线、零线和地线的通断。本发明的电源检测电路及电子产品，根据光耦电路的输出信号控制火线、零线、地线的通断，消除漏电隐患，提高用电安全性，保证用电安全。

Description

一种电源检测电路及电子产品

技术领域

本发明属于电路技术领域，具体地说，是涉及一种电源检测电路以及采用所述电源检测电路设计的电子产品。

背景技术

根据现今厨电的发展方向，厨电产品对电力使用的依赖会越来越严重，防触电技术显得越来越重要，目前国内防触电大多还是采用绝缘、屏护、间矩、接地和接零等传统方法，这些传统方法都存在一些问题，其中最为突出的是接地和接零的问题。

电气设备的接地和接零是防止间接接触电击的基本安全措施。在实际工作中，很多电工对于接地和接零的防护原理、适用范围、技术要求以及二者的区别认识不清，甚至一些专业技术人员对于这些问题也认识不清。因此，不少单位的生产和生活用电场所接地和接零的现状是不完善的。最常见的问题是，应当接零的部位错误地采取了接地措施；错误地将工作零线作为保护零线使用，或将保护零线作为工作零线作用；以及保护零线没有足够的面积等。这些问题的存在使得电气设备具有很大的漏电风险，严重威胁着用户的安全。

发明内容

本发明提供了一种电源检测电路，提高了用电安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种电源检测电路，包括电源端、第一检测电路、第二检测电路、第三检测电路、控制电路，所述电源端包括火线、零线、地线；所述第一检测电路包括第一保护电路和第一光耦电路；火线通过第一保护电路连接第一光耦电路的第一输入端，第一光耦电路的第二输入端连接零线，第一光耦电路的输出端连接控制电路，控制电路根据第一光耦电路的输出信号控制火线、零线和地线的通断；所述第二检测电路包括第二保护电路和第二光耦电路；火线通过第二保护电路连接第二光耦电路的第一输入端，第二光耦电路的第二输入端连接地线，第二光耦电路的输出端连接控制电路，控制电路根据第二光耦电路的输出信号控制火线、零线和地线的通断；所述第三检测电路包括第三保护电路和第三光耦电路；零线通过第三保护电路连接第三光耦电路的第一输入端，第三光耦电路的第二输入端连接地线，第三光耦电路的输出端连接控制电路，控制电路根据第三光耦电路的输出信号控制火线、零线和地线的通断。

进一步的，所述电源检测电路还包括第四检测电路；所述第四检测电路包括检测点、第四保护电路和第四光耦电路；地线通过第四保护电路连接第四光耦电路的第一输入端，第四光耦电路的第二输入端连接检测点，第四光耦电路的输出端连接控制电路。

又进一步的，所述第一保护电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接火线，所述第一电阻的另一端连接第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接零线，所述第一电阻和第二电阻的中间节点连接第一光耦电路的第一输入端。

更进一步的，所述第二保护电路包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的一端连接火线，所述第三电阻的另一端连接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接地线，所述第三电阻和第四电阻的中间节点连接第二光耦电路的第一输入端。

再进一步的，所述第三保护电路包括第五电阻和第六电阻，所述第五电阻的一端连接零线，所述第五电阻的另一端连接第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端连接地线，所述第五电阻和第六电阻的中间节点连接第三光耦电路的第一输入端。

优选的，所述第四保护电路包括第七电阻和第八电阻，所述第七电阻的一端连接地线，所述第七电阻的另一端连接第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端连接检测点，所述第七电阻和第八电阻的中间节点连接第四光耦电路的第一输入端。

进一步的，所述第四检测电路还包括发光二极管，所述发光二极管的阳极连接第七电阻和第八电阻的中间节点，阴极连接第四光耦电路的第一输入端。

又进一步的，所述第四检测电路还包括双联微动开关，所述双联微动开关包括第一动触点、第一常闭静触点、第一常开静触点、第二动触点、第二常闭静触点、第二常开静触点；所述第一动触点连接地线，所述第一常闭静触点分别连接第二光耦电路的第二输入端、第三光耦电路的第二输入端，所述第一常开静触点连接第四保护电路；所述第二动触点接地，所述第二常闭静触点悬空，所述第二常开静触点通过上拉电阻连接直流电源，且第二常开静触点连接控制电路的检测引脚。

再进一步的，所述电源检测电路还包括显示屏，所述控制电路控制显示屏进行显示。

基于上述电源检测电路的结构设计，本发明还提出了一种采用所述电源检测电路设计的电子产品，所述电源检测电路包括电源端、第一检测电路、第二检测电路、第三检测电路、控制电路，所述电源端包括火线、零线、地线；所述第一检测电路包括第一保护电路和第一光耦电路；火线通过第一保护电路连接第一光耦电路的第一输入端，第一光耦电路的第二输入端连接零线，第一光耦电路的输出端连接控制电路，控制电路根据第一光耦电路的输出信号控制火线、零线和地线的通断；所述第二检测电路包括第二保护电路和第二光耦电路；火线通过第二保护电路连接第二光耦电路的第一输入端，第二光耦电路的第二输入端连接地线，第二光耦电路的输出端连接控制电路，控制电路根据第二光耦电路的输出信号控制火线、零线和地线的通断；所述第三检测电路包括第三保护电路和第三光耦电路；零线通过第三保护电路连接第三光耦电路的第一输入端，第三光耦电路的第二输入端连接地线，第三光耦电路的输出端连接控制电路，控制电路根据第三光耦电路的输出信号控制火线、零线和地线的通断。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的电源检测电路及电子产品，根据光耦电路的输出信号控制火线、零线、地线的通断，消除漏电隐患，提高用电安全性，保证用电安全。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明所提出的电源检测电路的一种实施例的原理框图；

图2是本发明所提出的电源检测电路的一种实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。

本实施例的电源检测电路主要包括电源端P1、第一检测电路、第二检测电路、第三检测电路、控制电路U5，电源端P1包括火线L、零线N、地线E，电源端P1插接插座，连接外部供电电源，参见图1、图2所示。

第一检测电路主要包括第一保护电路和第一光耦电路U1；火线L通过第一保护电路连接第一光耦电路U1的第一输入端，第一光耦电路U1的第二输入端连接零线N，第一光耦电路U1的输出端连接控制电路的检测引脚T1，控制电路根据第一光耦电路U1的输出信号控制火线L、零线N和地线E的通断。

当火线L和零线N之间有电流时，电流通过第一保护电路传输至第一光耦电路U1，第一光耦电路U1导通，控制电路接收第一光耦电路U1发送的导通信号，说明火线和零线之间有电，电源端供电正常；当火线和零线之间没有电流时，第一光耦电路U1关断，控制电路接收第一光耦电路U1发送的关断信号，说明火线和零线之间没电，电源端供电异常，控制电路切断火线、零线和地线，以消除供电异常导致的漏电隐患，提高用电安全性，保证用电安全。

第一光耦电路U1具有两个输出端，其中一个输出端通过上拉电阻R1连接直流电源（5V），并通过限流电阻R7连接控制电路的检测引脚T1，另一个输出端接地GND。当第一光耦电路U1导通时，向控制电路的检测引脚T1发送低电平的导通信号；当第一光耦电路U1关断时，向控制电路的检测引脚T1发送高电平的关断信号。

在本实施例中，第一保护电路起到限流保护的作用，主要包括第一电阻R4和第二电阻R10，第一电阻R4的一端连接火线L，第一电阻R4的另一端连接第二电阻R10的一端，第二电阻R10的另一端连接零线N，第一电阻R4和第二电阻R10的中间节点连接第一光耦电路U1的第一输入端。

第二检测电路主要包括第二保护电路和第二光耦电路U2；火线L通过第二保护电路连接第二光耦电路U2的第一输入端，第二光耦电路U2的第二输入端连接地线E，第二光耦电路U2的输出端连接控制电路的检测引脚T2，控制电路根据第二光耦电路U2的输出信号控制火线L、零线N和地线E的通断。

当火线L和地线E之间有电流时，电流通过第二保护电路传输至第二光耦电路U2，第二光耦电路U2导通，控制电路接收第二光耦电路U2发送的导通信号，说明火线和地线之间有电，火线正常；当火线和地线之间没有电流时，第二光耦电路U2关断，控制电路接收第二光耦电路U2发送的关断信号，说明火线和地线之间没电，火线异常，具有漏电风险，控制电路切断火线、零线和地线，消除漏电隐患，提高用电安全性，保证用电安全。

第二光耦电路U1具有两个输出端，其中一个输出端通过上拉电阻R3连接直流电源（5V），并通过限流电阻R9连接控制电路的检测引脚T2，另一个输出端接地GND。当第二光耦电路U2导通时，向控制电路的检测引脚T2发送低电平的导通信号；当第二光耦电路U2关断时，向控制电路的检测引脚T2发送高电平的关断信号。

在本实施例中，第二保护电路起到限流保护的作用，主要包括第三电阻R6和第四电阻R12，第三电阻R6的一端连接火线L，第三电阻R6的另一端连接第四电阻R12的一端，第四电阻R12的另一端连接地线E，第三电阻R6和第四电阻R12的中间节点连接第二光耦电路U2的第一输入端。

第三检测电路主要包括第三保护电路和第三光耦电路U3；零线N通过第三保护电路连接第三光耦电路U3的第一输入端，第三光耦电路U3的第二输入端连接地线E，第三光耦电路U3的输出端连接控制电路的检测引脚T3，控制电路根据第三光耦电路U3的输出信号控制火线L、零线N和地线E的通断。

当零线N和地线E之间有电流时，电流通过第三保护电路传输至第三光耦电路U3，第三光耦电路U3导通，控制电路接收第三光耦电路U3发送的导通信号，说明零线和地线之间有电，零线或地线异常，具有漏电风险，控制电路切断火线、零线和地线，消除漏电隐患，提高用电安全性，保证用电安全；当零线和地线之间没有电流时，第三光耦电路U3关断，控制电路接收第三光耦电路U3发送的关断信号，说明零线和地线之间没电，零线和地线正常。

第三光耦电路U3具有两个输出端，其中一个输出端通过上拉电阻R2连接直流电源（5V），并通过限流电阻R8连接控制电路的检测引脚T3，另一个输出端接地GND。当第三光耦电路U3导通时，向控制电路的检测引脚T3发送低电平的导通信号；当第三光耦电路U3关断时，向控制电路的检测引脚T3发送高电平的关断信号。

在本实施例中，第三保护电路起到限流保护的作用，主要包括第五电阻R5和第六电阻R11，第五电阻R5的一端连接零线N，第五电阻R5的另一端连接第六电阻R11的一端，第六电阻R11的另一端连接地线E，第五电阻R5和第六电阻R11的中间节点连接第三光耦电路U3的第一输入端。

本实施例的电源检测电路，控制电路根据光耦电路的输出信号控制火线、零线、地线的通断，消除漏电隐患，提高用电安全性，保证用电安全，保证整个电路以及用户的安全性。

电源检测电路还包括第四检测电路；第四检测电路主要包括检测点T5、第四保护电路和第四光耦电路U4；地线E通过第四保护电路连接第四光耦电路U4的第一输入端，第四光耦电路U4的第二输入端连接检测点T5，第四光耦电路的输出端连接控制电路的检测引脚T4。控制电路根据第四光耦电路U4的输出信号控制火线L、零线N和地线E的通断。

人手触摸检测点T5，如果地线E带电，则地线E上的电流通过第四保护电路、第四光耦电路U4、检测点T5、人体流入大地从而形成电流回路，由于第四保护电路的存在，流过人体的电流非常小，对人体完全没有伤害；同时，第四光耦电路U4导通，控制电路接收第四光耦电路U4发送的导通信号，说明地线带电，具有漏电风险，控制电路切断火线、零线和地线，消除用电隐患，提高用电安全性，保证用电安全；如果地线E不带电，则第四光耦电路U4关断，控制电路接收第四光耦电路U4发送的关断信号，说明地线不带电，地线正常。

第四光耦电路U4具有两个输出端，其中一个输出端通过上拉电阻R13连接直流电源（5V），并通过限流电阻R15连接控制电路的检测引脚T4，另一个输出端接地GND。当第四光耦电路U4导通时，向控制电路的检测引脚T4发送低电平的导通信号；当第四光耦电路U4关断时，向控制电路的检测引脚T4发送高电平的关断信号。

在本实施例中，检测点T5为焊盘，并与双联微动开关SW相关联，以便于人手触摸，若按下双联微动开关SW人手则必定会触摸到检测点T5。

在本实施例中，第四保护电路起到限流保护的作用，主要包括第七电阻R14和第八电阻R16，第七电阻R14的一端连接地线E，第七电阻R14的另一端连接第八电阻R16的一端，第八电阻R16的另一端连接检测点T5，第七电阻R14和第八电阻R16的中间节点连接第四光耦电路U4的第一输入端。

为了便于获知地线E是否带电，第四检测电路还包括发光二极管D4，发光二极管D4的阳极连接第七电阻R14和第八电阻R16的中间节点，阴极连接第四光耦电路U4的第一输入端。

人手触摸检测点T5，如果地线E带电，发光二极管D4有电流流过，发光二极管D4发光，提示地线E带电。

在本实施例中，控制电路分别通过火线继电器、零线继电器、地线继电器控制火线、零线、地线的通断。

在本实施例中，检测电路使用电阻限流加上光耦隔离方式，这样可以完全隔离强电与弱电，使整个电路运行起来更加安全。

在本实施例中，在第四检测电路中还设置有双联微动开关SW，双联微动开关SW包括第一动触点a、第一常闭静触点b、第一常开静触点c、第二动触点d、第二常闭静触点e、第二常开静触点f。

第一动触点a与第一常闭静触点b、第一常开静触点c对应，第一动触点a连接地线E，第一常闭静触点b分别连接第二光耦电路U2的第二输入端、第三光耦电路U3的第二输入端，第一常开静触点c连接第四保护电路。

第二动触点d与第二常闭静触点e、第二常开静触点f对应，第二动触点d接地GND，第二常闭静触点e悬空，第二常开静触点f通过上拉电阻R18连接直流电源（5V），第二常开静触点f通过限流电阻R17连接控制电路的检测引脚S1。

在未按压双联微动开关SW时，第一动触点a和第一常闭静触点b接触，地线E分别连通第二光耦电路U2的第二输入端和第三光耦电路U3的第二输入端，电源检测电路可以通过第二检测电路检测火线和地线之间是否有电流，以及通过第三检测电路检测零线和地线之间是否有电流；同时，第二动触点d和第二常闭静触点e接触，控制电路的检测引脚S1通过上拉电阻R18被拉为高电平，控制电路把当前检测状态识别为进行第一、第二、第三检测电路的检测工作，不进行第四检测电路的检测工作。

按下双联微动开关SW时，第一动触点a和第一常闭静触点b断开，第一动触点a和第一常开静触点c接触，地线E连通第四保护电路，同时人手触碰到触摸检测点T5，电流可以从地线E通过第四保护通过触摸测试点T5流向人体从而流入大地，电源检测电路可以通过第四检测电路检测地线是否带电；同时，第二动触点d和第二常开静触点f接触，控制电路的检测引脚S1被拉为低电平，控制电路把当前检测状态识别为进行第一、第四检测电路的检测工作，不进行第二、第三检测电路的检测工作。

通过双联微动开关SW进行第二检测电路、第三检测电路与第四检测电路的切换，控制电路通过其检测引脚S1接收的高/低电平即可获知双联微动开关SW是否按下，即控制电路获知是否开始检测地线是否带电，使得检测过程更加可靠，减少误动作的发生，以进一步提高检测的准确性和可靠性。

为了便于用户进一步获知电源端的异常与否，电源检测电路还包括显示屏，控制电路控制显示屏进行显示。例如，控制电路控制显示屏显示“电源端供电异常”、“电源端供电正常”、“火线正常”、“火线异常”、“零线和地线异常”、“零线和地线正常”、“地线带电”、“地线不带电”等信息，进行报警提示，以进一步提高用电安全性。

本实施例的电源检测电路，控制电路根据光耦电路的输出信号控制火线、零线、地线的通断，消除漏电隐患，解决了因供电电源/插座接线错误或接地不良而引起的安全隐患，提高用电安全性，保证用电安全，保证整个电路以及用户的安全性。

基于上述电源检测电路的设计，本实施例还提出了一种电子产品，在电子产品中设计所述的电源检测电路，电源检测电路的地线E连接电子产品的外壳。

在本实施例中，电子产品为热水器、电视机、洗衣机、冰箱等。

通过在电子产品中设计所述的电源检测电路，一是能在供电电源/插座没有连接地线时，在人体接触外壳前检测到外壳带电情况并自动切断电源；二是能在用户插座接线错误，导致连接的电子产品外壳的地线误接电源相线从而导致外壳带电时，能在人体接触外壳前，切断与电源之间的连接；三是电源检测电路可以集成在电子产品的控制板上，体积小，节省了空间，降低了成本，而且不需要额外增加漏电保护插头，进一步降低成本；四是电子产品使用过程中，若用电异常，可在显示屏上显示故障信息以提示用户。

因此，通过在电子产品中设计所述的电源检测电路，避免电子产品外壳漏电引起的用电隐患，且成本较低。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电源检测电路，其特征在于：包括电源端、第一检测电路、第二检测电路、第三检测电路、控制电路，所述电源端包括火线、零线、地线；

所述第一检测电路包括第一保护电路和第一光耦电路；火线通过第一保护电路连接第一光耦电路的第一输入端，第一光耦电路的第二输入端连接零线，第一光耦电路的输出端连接控制电路，控制电路根据第一光耦电路的输出信号控制火线、零线和地线的通断；

所述第二检测电路包括第二保护电路和第二光耦电路；火线通过第二保护电路连接第二光耦电路的第一输入端，第二光耦电路的第二输入端连接地线，第二光耦电路的输出端连接控制电路，控制电路根据第二光耦电路的输出信号控制火线、零线和地线的通断；

所述第三检测电路包括第三保护电路和第三光耦电路；零线通过第三保护电路连接第三光耦电路的第一输入端，第三光耦电路的第二输入端连接地线，第三光耦电路的输出端连接控制电路，控制电路根据第三光耦电路的输出信号控制火线、零线和地线的通断；

所述电源检测电路还包括第四检测电路；

所述第四检测电路包括检测点、第四保护电路和第四光耦电路；地线通过第四保护电路连接第四光耦电路的第一输入端，第四光耦电路的第二输入端连接检测点，第四光耦电路的输出端连接控制电路，控制电路根据第四光耦电路的输出信号控制火线、零线和地线的通断。

2.根据权利要求1所述的电源检测电路，其特征在于：所述第一保护电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接火线，所述第一电阻的另一端连接第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接零线，所述第一电阻和第二电阻的中间节点连接第一光耦电路的第一输入端。

3.根据权利要求1所述的电源检测电路，其特征在于：所述第二保护电路包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的一端连接火线，所述第三电阻的另一端连接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接地线，所述第三电阻和第四电阻的中间节点连接第二光耦电路的第一输入端。

4.根据权利要求1所述的电源检测电路，其特征在于：所述第三保护电路包括第五电阻和第六电阻，所述第五电阻的一端连接零线，所述第五电阻的另一端连接第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端连接地线，所述第五电阻和第六电阻的中间节点连接第三光耦电路的第一输入端。

5.根据权利要求1所述的电源检测电路，其特征在于：所述第四保护电路包括第七电阻和第八电阻，所述第七电阻的一端连接地线，所述第七电阻的另一端连接第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端连接检测点，所述第七电阻和第八电阻的中间节点连接第四光耦电路的第一输入端。

6.根据权利要求5所述的电源检测电路，其特征在于：所述第四检测电路还包括发光二极管，所述发光二极管的阳极连接第七电阻和第八电阻的中间节点，阴极连接第四光耦电路的第一输入端。

7.根据权利要求1所述的电源检测电路，其特征在于：所述第四检测电路还包括双联微动开关，

所述双联微动开关包括第一动触点、第一常闭静触点、第一常开静触点、第二动触点、第二常闭静触点、第二常开静触点；

所述第一动触点连接地线，所述第一常闭静触点分别连接第二光耦电路的第二输入端、第三光耦电路的第二输入端，所述第一常开静触点连接第四保护电路；

所述第二动触点接地，所述第二常闭静触点悬空，所述第二常开静触点通过上拉电阻连接直流电源，且第二常开静触点连接控制电路的检测引脚。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电源检测电路，其特征在于：所述电源检测电路还包括显示屏，所述控制电路控制显示屏进行显示。

9.一种电子产品，其特征在于：包括如权利要求1至8中任一项所述的电源检测电路。