CN107425505B - 一种错压保护电路及错压保护电路的控制方法 - Google Patents

一种错压保护电路及错压保护电路的控制方法 Download PDF

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    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/20Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage

Abstract

本发明提出了一种错压保护电路及错压保护电路的控制方法,错压保护电路包括:第一电阻,第一电阻的一端与火线相连接,第一电阻的另一端与第二电阻的一端及稳压二极管的正极相连接;第二电阻,第二电阻的另一端与零线及第三电阻的一端相连接;稳压二极管,稳压二极管的负极与第三电阻的另一端相连接;光耦合器,光耦合器与第三电阻并联,光耦合器的第一输出端与控制芯片相连接;开关器件,开关器件与控制芯片相连接。控制芯片通过光耦合器的第一输出端的脉冲信号判断市电是否错压,并发送控制信号至开关器件进而控制开关器件的开启或关断,从而保护电器不会因为上错电压而烧毁。

Description

一种错压保护电路及错压保护电路的控制方法
技术领域
本发明涉及过压保护技术领域,具体而言,涉及一种错压保护电路及错压保护电路的控制方法。
背景技术
对有些电网供电电压波动大或电压不稳定的区域,尤其是供电不稳定的农村地区,因电压过高烧坏用电设备的现象比较普遍,严重时甚至有可能引发火灾等事故,从而造成更大的经济损失。因此,有必要研制一种使用方便、电路结构简单、工作性能可靠、价格低廉的市电错压保护电路。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此,本发明的一个方面在于提出了一种错压保护电路。
本发明的另一个方面在于提出了一种错压保护电路的控制方法。
有鉴于此,根据本发明的一个方面,提出了一种错压保护电路,包括:第一电阻,第一电阻的一端与火线相连接,第一电阻的另一端与第二电阻的一端及稳压二极管的正极相连接;第二电阻,第二电阻的另一端与零线及第三电阻的一端相连接;稳压二极管,稳压二极管的负极与第三电阻的另一端相连接;光耦合器,光耦合器与第三电阻并联,光耦合器的第一输出端与控制芯片相连接;开关器件,开关器件与控制芯片相连接。
本发明提供的错压保护电路,火线接第一电阻的一端,零线接第二电阻的一端,第一电阻的另一端与第二电阻的另一端均连接至稳压二极管的正极,其中第一电阻与第二电阻一起起到了分压作用。稳压二极管的负极连接光耦合器的第一输入端,光耦合器的第二输入端连接至零线与第二电阻之间,光耦合器的第一输出端连接控制芯片,与光耦合器并联的第三电阻起到对光耦合器进行保护的作用。当市电为正常电压(100V或115V)时,稳压二极管单向导通,即只有市电正弦波的上半周导通,此时光耦合器的第一输出端只有市电的一组脉冲;当市电上错电压(200V或230V)时,稳压二极管被反向击穿,稳压二极管双向导通,即市电正弦波的上下半周都导通,此时光耦合器的第一输出端具有市电的上下两组脉冲。因此,控制芯片通过光耦合器的第一输出端的脉冲信号判断市电是否错压,并发送控制信号至开关器件进而控制开关器件的开启或关断,从而保护电器不会因为上错电压而烧毁。
根据本发明的上述错压保护电路,还可以具有以下技术特征:
在上述技术方案中,优选地,还包括:第四电阻,第四电阻串联于光耦合器的第一输出端与控制芯片之间。
在该技术方案中,串联于光耦合器的第一输出端与控制芯片之间的第四电阻起到限流作用,实现对控制芯片的保护,防止过大电流损坏控制芯片。
在上述任一技术方案中,优选地,还包括:第五电阻,第五电阻的一端连接于光耦合器的第一输出端与第四电阻之间,第五电阻的另一端接地;电容,电容的一端连接于第四电阻与控制芯片之间,电容的另一端接地。
在该技术方案中,第五电阻的一端接于光耦合器的第一输出端与第四电阻之间,另一端接地,电容的一端连接于第四电阻与控制芯片之间,另一端接地,第五电阻和电容一起实现滤波作用。
在上述任一技术方案中,优选地,光耦合器的第二输出端接电源。
在该技术方案中,光耦合器的第二输出端接5V电源,为光耦合器供电。
在上述任一技术方案中,优选地,光耦合器包括光敏三极管和两个发光二极管;其中,两个发光二极管反向并联。
在该技术方案中,把两个发光二极管(发光器)与光敏三极管(受光器)封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线,受光器接受光线之后就产生光电流,从输出端流出,从而实现了“电—光—电”转换。
在上述任一技术方案中,优选地,火线、第一电阻、第二电阻、零线构成第一回路。
在该技术方案中,火线、第一电阻、第二电阻、零线构成第一回路,即高压回路,当市电为100V时,第一电阻与第二电阻交叉点的电压约为15V,且为正弦波。当市电为180V时,第一电阻与第二电阻交叉点的电压约为26V,且为正弦波。
在上述任一技术方案中,优选地,第二电阻、稳压二极管、光耦合器构成第二回路。
在该技术方案中,第二电阻、稳压二极管、光耦合器构成第二回路,即低压回路,当第一电阻与第二电阻交叉点的电压为15V时,稳压二极管单向导通,即只有市电正弦波的上半周导通,光耦合器只有市电的一组脉冲。当第一电阻与第二电阻交叉点的电压为26V时,稳压二极管双向导通,即市电正弦波的上下半周都导通,光耦合器有市电的上下两组脉冲。
根据本发明的另一个方面,提出了一种错压保护电路的控制方法,包括:检测光耦合器的第一输出端的脉冲;根据脉冲确定市电是否超过预设阈值;当市电超过预设阈值时,控制开关器件断开。
本发明提供的错压保护电路的控制方法,当市电为正常电压(100V或115V)时,稳压二极管单向导通,即只有市电正弦波的上半周导通,此时光耦合器的第一输出端只有市电的一组脉冲;当市电上错电压(200V或230V)时,稳压二极管被反向击穿,稳压二极管双向导通,即市电正弦波的上下半周都导通,此时光耦合器的第一输出端具有市电的上下两组脉冲。因此,通过检测光耦合器的第一输出端的脉冲信号判断市电是否错压,并发送控制信号至开关器件进而控制开关器件的开启或关断,从而保护电器不会因为上错电压而烧毁。
根据本发明的上述错压保护电路的控制方法,还可以具有以下技术特征:
在上述技术方案中,优选地,根据脉冲确定市电是否超过预设阈值的步骤,具体包括:判断脉冲的类型;当脉冲为第一类脉冲时,确定市电超过预设阈值;当脉冲为第二类脉冲时,确定市电未超过预设阈值。
在该技术方案中,通过判断光耦合器的第一输出端的脉冲类型是第一类脉冲还是第二类脉冲,进而确定市电是否超过预设阈值,实现了精准地确定市电是否错压的同时,还能够控制电路的成本。
在上述任一技术方案中,优选地,第一类脉冲为包括市电的一组脉冲;第二类脉冲为包括市电的上下两组脉冲。
在该技术方案中,第一类脉冲为光耦合器的第一输出端为市电的一组脉冲,即稳压二极管单向导通只有市电正弦波的上半周导通,第二类脉冲为光耦合器的第一输出端为市电的上下两组脉冲,即稳压二极管单向导通,市电正弦波的上下半周都导通。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1示出了本发明的一个实施例的错压保护电路的结构示意图;
图2示出了本发明的一个实施例的错压保护电路的控制方法的流程示意图;
图3示出了本发明的另一个实施例的错压保护电路的控制方法的流程示意图;
图4示出了本发明的一个具体实施例的错压保护电路的控制方法的波形示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。
本发明第一方面的实施例,提出一种错压保护电路,图1示出了本发明的一个实施例的错压保护电路的结构示意图。其中,该错压保护电路包括:
第一电阻102,第一电阻102的一端与火线104相连接,第一电阻102的另一端与第二电阻106的一端及稳压二极管108的正极相连接;
第二电阻106,第二电阻106的另一端与零线110及第三电阻112的一端相连接;
稳压二极管108,稳压二极管108的负极与第三电阻112的另一端相连接;
光耦合器114,光耦合器114与第三电阻112并联,光耦合器114的第一输出端与控制芯片116相连接;
开关器件118,开关器件118与控制芯片116相连接。
本发明提供的错压保护电路,火线104接第一电阻102的一端,零线110接第二电阻106的一端,第一电阻102的另一端与第二电阻106的另一端均连接至稳压二极管108的正极,其中第一电阻102与第二电阻106一起起到了分压作用。稳压二极管108的负极连接光耦合器114的第一输入端,光耦合器114的第二输入端连接至零线110与第二电阻106之间,光耦合器114的第一输出端连接控制芯片116,与光耦合器114并联的第三电阻112起到对光耦合器114进行保护的作用。当市电为正常电压(100V或115V)时,稳压二极管108单向导通,即只有市电正弦波的上半周导通,此时光耦合器114的第一输出端只有市电的一组脉冲;当市电上错电压(200V或230V)时,稳压二极管108被反向击穿,稳压二极管108双向导通,即市电正弦波的上下半周都导通,此时光耦合器114的第一输出端具有市电的上下两组脉冲。因此,控制芯片116通过光耦合器114的第一输出端的脉冲信号判断市电是否错压,并发送控制信号至开关器件118进而控制开关器件118的开启或关断,从而保护电器不会因为上错电压而烧毁。
在本发明的一个实施例中,如图1所示,优选地,还包括:第四电阻120,第四电阻120串联于光耦合器114的第一输出端与控制芯片116之间。
在该实施例中,串联于光耦合器114的第一输出端与控制芯片116之间的第四电阻120起到限流作用,实现对控制芯片116的保护,防止过大电流损坏控制芯片116。
在本发明的一个实施例中,如图1所示,优选地,还包括:第五电阻122,第五电阻122的一端连接于光耦合器114的第一输出端与第四电阻120之间,第五电阻122的另一端接地;电容124,电容124的一端连接于第四电阻120与控制芯片116之间,电容124的另一端接地。
在该实施例中,第五电阻122的一端接于光耦合器114的第一输出端与第四电阻120之间,另一端接地,电容124的一端连接于第四电阻120与控制芯片116之间,另一端接地,第五电阻122和电容124一起实现滤波作用。
在本发明的一个实施例中,优选地,光耦合器114的第二输出端接电源。
在该实施例中,光耦合器114的第二输出端接5V电源,为光耦合器114供电。
在本发明的一个实施例中,优选地,光耦合器114包括光敏三极管和两个发光二极管;其中,两个发光二极管反向并联。
在该实施例中,把两个发光二极管(发光器)与光敏三极管(受光器)封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线,受光器接受光线之后就产生光电流,从输出端流出,从而实现了“电—光—电”转换。
在本发明的一个实施例中,优选地,火线104、第一电阻102、第二电阻106、零线110构成第一回路。
在该实施例中,火线104、第一电阻102、第二电阻106、零线110构成第一回路,即高压回路,当市电为100V时,第一电阻102与第二电阻106交叉点的电压约为15V,且为正弦波。当市电为180V时,第一电阻102与第二电阻106交叉点的电压约为26V,且为正弦波。
在本发明的一个实施例中,优选地,第二电阻106、稳压二极管108、光耦合器114构成第二回路。
在该实施例中,第二电阻106、稳压二极管108、光耦合器114构成第二回路,即低压回路,当第一电阻102与第二电阻106交叉点的电压为15V时,稳压二极管108单向导通,即只有市电正弦波的上半周导通,光耦合器114有市电的一组脉冲。当第一电阻102与第二电阻106交叉点的电压为26V时,稳压二极管108双向导通,即市电正弦波的上下半周都导通,光耦合器114有市电的上下两组脉冲。
本发明第二方面的实施例,提出一种错压保护电路的控制方法,图2示出了本发明的一个实施例的错压保护电路的控制方法的流程示意图。其中,该错压保护电路的控制方法包括:
步骤202,检测光耦合器的第一输出端的脉冲;
步骤204,根据脉冲确定市电是否超过预设阈值;
步骤206,当市电超过预设阈值时,控制开关器件断开。
本发明提供的错压保护电路的控制方法,当市电为正常电压(100V或115V)时,稳压二极管单向导通,即只有市电正弦波的上半周导通,此时光耦合器的第一输出端只有市电的一组脉冲;当市电上错电压(200V或230V)时,稳压二极管被反向击穿,稳压二极管双向导通,即市电正弦波的上下半周都导通,此时光耦合器的第一输出端具有市电的上下两组脉冲。因此,通过检测光耦合器的第一输出端的脉冲信号判断市电是否错压,并发送控制信号至开关器件进而控制开关器件的开启或关断,从而保护电器不会因为上错电压而烧毁。
图3示出了本发明的另一个实施例的错压保护电路的控制方法的流程示意图。其中,该错压保护电路的控制方法包括:
步骤302,检测光耦合器的第一输出端的脉冲;
步骤304,判断脉冲的类型是否为第一类脉冲;
步骤306,当脉冲为第一类脉冲时,确定市电超过预设阈值,控制开关器件断开;
步骤308,当脉冲为第二类脉冲时,确定市电未超过预设阈值。
在该实施例中,通过判断光耦合器的第一输出端的脉冲类型是第一类脉冲还是第二类脉冲,进而确定市电是否超过预设阈值,实现了精准地确定市电是否错压的同时,还能够控制电路的成本。
在本发明的一个实施例中,优选地,第一类脉冲为包括市电的一组脉冲;第二类脉冲为包括市电的上下两组脉冲。
在该实施例中,第一类脉冲为光耦合器的第一输出端为市电的一组脉冲,即稳压二极管单向导通只有市电正弦波的上半周导通,第二类脉冲为光耦合器的第一输出端为市电的上下两组脉冲,即稳压二极管单向导通,市电正弦波的上下半周都导通。
在本发明的一个具体实施例中,如图1所示,市电的火线104、零线110,与第一电阻102、第二电阻106组成一个高压回路,当市电100V时,第一电阻102与第二电阻106交叉点(A点)的电压约为15V,且为正弦波。第二电阻106、稳压二极管108和光耦合器114的输入端组成一个低压回路,当A点电压低于24V时,稳压二极管108能正向导通,即只有市电正弦波的上半周导通,此时,光耦合器114的4脚只有市电的一组脉冲;当市电180V时,A点电压约26V,且为正弦波,此时,稳压二极管108被反向击穿,为双向导通,即市电正弦波的上下半周都导通,此时,光耦合器114的4脚有市电的上下二组脉冲;用示波器测量到的波形如图4所示,L1为A点处的正弦波,L2为光耦合器114的4脚具有市电一组脉冲的方波,L3为光耦合器114的4脚具有市电上下两组脉冲的波形。控制芯片116通过检测光耦合器114的4脚脉冲数量,来判定市电电压,当判定市电电压大于180V时,由控制芯片116输出一个控制信号,该控制信号再去控制一个开关器件118,如继电器等,再由开关器件118断开电器电源,从而保护电器不会因为上错电压而烧毁。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种错压保护电路,其特征在于,包括:
第一电阻,所述第一电阻的一端与火线相连接,所述第一电阻的另一端与第二电阻的一端及稳压二极管的正极相连接;
所述第二电阻,所述第二电阻的另一端与零线及第三电阻的一端相连接;
所述稳压二极管,所述稳压二极管的负极与所述第三电阻的另一端相连接;
光耦合器,所述光耦合器与所述第三电阻并联,所述光耦合器的第一输出端与控制芯片相连接;
开关器件,所述开关器件与所述控制芯片相连接;
其中,当所述第一输出端的脉冲为第一类脉冲时,确定市电超过预设阈值,控制开关器件断开;所述第一类脉冲为包括所述市电的一组脉冲,且只有所述市电正弦波的上半周导通;
所述光耦合器包括光敏三极管和两个发光二极管;
其中,所述两个发光二极管反向并联。
2.根据权利要求1所述的错压保护电路,其特征在于,还包括:
第四电阻,所述第四电阻串联于所述光耦合器的第一输出端与所述控制芯片之间。
3.根据权利要求2所述的错压保护电路,其特征在于,还包括:
第五电阻,所述第五电阻的一端连接于所述光耦合器的第一输出端与所述第四电阻之间,所述第五电阻的另一端接地;
电容,所述电容的一端连接于所述第四电阻与所述控制芯片之间,所述电容的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的错压保护电路,其特征在于,
所述光耦合器的第二输出端接电源。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的错压保护电路,其特征在于,
所述火线、所述第一电阻、所述第二电阻、所述零线构成第一回路。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的错压保护电路,其特征在于,
所述第二电阻、所述稳压二极管、所述光耦合器构成第二回路。
7.一种错压保护电路的控制方法,其特征在于,包括:
检测光耦合器的第一输出端的脉冲;
根据所述脉冲确定市电是否超过预设阈值;
当所述市电超过所述预设阈值时,控制开关器件断开;
其中,所述根据所述脉冲确定市电是否超过所述预设阈值的步骤,具体包括:
判断所述脉冲的类型;
当所述脉冲为第一类脉冲时,确定所述市电超过所述预设阈值;
当所述脉冲为第二类脉冲时,确定所述市电未超过所述预设阈值;
所述第一类脉冲为包括所述市电的一组脉冲且只有所述市电正弦波的上半周导通;
所述第二类脉冲为包括所述市电的上下两组脉冲,且所述市电正弦波的上下半周都导通。
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