CN109613359B - 一种交流供电设备空载检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交流供电设备空载检测装置及检测方法，该检测装置包括逆变电路、向逆变电路供电的直流电源，逆变电路中设有储能电感及滤波储能电容，逆变电路中还设有用于控制电路通断的开关组，检测装置还包括用于检测逆变电路的输出电压的检测电路，检测电路包括比较器与MCU控制器，比较器具有两个输入端，其中一个输入端接入基准电压信号、另一个输入端接入滤波储能电容上的输出电压信号，比较器的输出端与MCU控制器相连，MCU控制器的输出端接入逆变电路中，用以控制开关组的通断。该检测装置简单，操作方便，能够检测供电设备是否带载，防止供电设备中的电池被放空，从而导致电池无法使用甚至报废的情况出现。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种交流供电设备空载检测装置及检测方法。
背景技术
目前在使用供电设备时，通常会出现因为使用者的疏忽，在外部无带载设备时，供电设备仍在向外输送电压，导致电池储能被放空的情况发生，从而使得人们需要使用供电设备时，出现无法使用的现象，甚至如果该供电设备采用的是二次储能电池，很有可能会出现因为电池过放导致电池报废的情况发生。为此，如何识别供电设备是否处于空载状态，及时关闭耗电电路，对供电设备来说意义重大。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种交流供电设备空载检测装置，该检测装置结构简单，能够检测供电设备是否处于空载状态，及时关闭供电设备中的耗能电路，节约能耗，防止供电设备中的电池储能被放空的情况发生。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种交流供电设备空载检测装置，所述检测装置包括逆变电路、向所述逆变电路供电的直流电源，所述逆变电路中设有储能电感及滤波储能电容，所述逆变电路中还设有用于控制电路通断的开关组，所述检测装置还包括用于检测所述逆变电路的输出电压的检测电路，所述检测电路包括比较器与MCU控制器，所述比较器具有两个输入端，其中一个输入端接入基准电压信号、另一个输入端接入所述滤波储能电容上的输出电压信号，所述比较器的输出端与所述MCU控制器相连，所述MCU控制器的输出端接入所述逆变电路中，用以控制所述开关组的通断。
本发明的另一个目的是提供一种交流供电设备空载检测方法，该方法采用了上述检测装置，该方法包括如下步骤：
1）设定基准空载电压U标，所述供电设备输出的电压波形为纯正弦波，将所述滤波储能电容的实时输出电压记为U，电压U到达波峰P处的输出电压记为U0，在空载状态下,通过MCU控制器调控开关组关断，关断时长记为t，而后观察U0的下降幅度，在不影响输出电压波形，同时检测电路的精度能够有效检测出U0的下降幅度的前提下，选定关断时长t，此时以t处所对应的的U值计为U标，U标即为基准空载电压，U0-U标即为基准空载检测电压降；
2）滤波储能电容的实时输出电压U在t时的电压记为Ut，经过比较器后与U标进行比较，当反馈Ut小于U标时，即实际输出电压降大于基准空载检测电压降，则MCU控制器判定所述供电设备处于带载状态，控制开关组打开，向外接设备供电；当反馈Ut大于U标时，即实际输出电压降小于基准空载检测电压降，则MCU控制器判定所述供电设备处于空载状态，而后MCU控制器进行空载计，当空载时间大于MCU控制器所设定的空载时间时，MCU控制器发出信号给所述供电设备，关闭所述供电设备中的耗能电路，所述供电设备进入低功耗待机状态或关机状态。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明采用的空载检测装置，通过设置逆变电路，在逆变电路中设置储能电感及滤波储能电容、用于控制电路通断的开关组，该检测装置还包括用于检测该逆变电路输出电压的检测电路，该检测电路包括比较器与MCU控制器，通过上述部件实现对该供电设备是否带载进行检测，该检测方法简单，通过比较器将接入的基准电压信号与滤波储能电容上的输出电压信号进行比较，并将比较后的情况反馈给MCU控制器，由MCU控制器来判定该供电设备是否带载，如该MCU控制器判定供电设备处于空载状态，则通过空载时长进行计时，当空载时间大于MCU控制器设定的空载时间时，该MCU控制器发出控制信号给供电设备，以关闭耗能电路，使供电设备进入低功耗待机状态或关机状态，从而确保供电设备不会出现电池储能被放空的情况发生。
附图说明
附图1为本发明所述的交流供电设备空载检测装置的结构示意图；
附图2为本发明所述的交流供电设备空载检测装置中逆变电路的输出电压波形图；
附图3为S1、S3开关闭合、S2、S4断开时，逆变电路的输出电压波形控制时序图；
附图4为S2、S4开关闭合、S1、S3断开时，逆变电路的输出电压波形控制时序图；
其中：1、直流电源；2、储能电感；3、滤波储能电容；4、开关组；5、比较器；6、MCU控制器。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
一种交流供电设备空载检测装置，参见图1所示，包括逆变电路（图中未标示）、向该逆变电路供电的直流电源1，该逆变电路中设有储能电感2及滤波储能电容3，该逆变电路中还设有用于控制电路通断的开关组4，本例中，该开关组包括S1、S2、S3、S4。该检测装置还包括用于检测逆变电路的输出电压的检测电路，该检测电路包括比较器5与MCU控制器6，该比较器5具有两个输入端，其中一个输入端接入基准电压信号、另一个输入端接入滤波储能电容3上的输出电压信号，该比较器5的输出端与MCU控制器6相连，该MCU控制器6的输出端接入逆变电路中，用以控制开关组4的通断。
采用上述检测装置进行检测时，具体步骤如下：
1）设定基准空载电压U标，交流供电设备输出的电压波形为纯正弦波，参见图2所示，将滤波储能电容3的实时输出电压记为U，电压U到达波峰P处的输出电压记为U0，在空载状态下,通过MCU控制器6调控开关组4关断，关断时长记为t，当MCU控制器6控制开关S1、S3闭合，S2、S4断开时，该逆变电路的输出电压波形控制时序图如图3所示；当MCU控制器6控制开关S2、S4闭合，S1、S3断开时，该逆变电路的输出电压波形控制时序图如图4所示；而后观察U0的下降幅度，在不影响输出电压波形，同时确保检测电路的精度能够有效检测出U0的下降幅度的前提下，选定关断时长t，此时以t处对应的的U值计为U标，U标即为基准空载电压，U0-U标即为基准空载检测电压降；
2）滤波储能电容3的实时输出电压U在t时的电压记为Ut，经过比较器5后与U标进行比较，当反馈的Ut小于U标时，即实际输出电压降大于基准空载检测电压降，则MCU控制器6判定供电设备处于带载状态，控制开关组4打开；当反馈的Ut大于U标时，即实际输出电压降小于基准空载检测电压降，则MCU控制器6判定供电设备处于空载状态，而后MCU控制器6进行空载计时，当空载时间大于MCU控制器6设定的空载时间时，该MCU控制器6发出信号给供电设备，由供电设备将耗能电路关闭，供电设备进入低功耗待机状态或关机状态。
2）滤波储能电容的实时输出电压U在t时的电压记为Ut，经过比较器后与U标进行比较，当反馈的Ut小于U标时，即实际输出电压降大于基准空载检测电压降，则MCU控制器6判定所述供电设备处于带载状态，控制开关组打开；当反馈的Ut大于U标时，即实际输出电压降小于基准空载检测电压降，则MCU控制器6判定所述供电设备处于空载状态。MCU控制器6依据设定的周期间隔进行周期性空载检测，当MCU控制器6检测到空载状态，开始进行空载计时，在连续的空载检测周期内检测为空载状态，则当空载时间大于MCU控制器6设定的空载时间时，MCU控制器6发出信号给供电设备，由供电设备将耗能电路关闭，供电设备进入低功耗待机状态或关机状态。
通过上述检测方法，能够自动识别供电设备是处于带载状态还是空载状态。在自动识别到设定时长的空载状态时，可以自行进入到低功耗待机状态或关机状态。在设备内设置上述检测装置，采用上述检测方法可以有效的节约能源，对于使用电池供电的设备，具有特别重要的意义，可以最大限度的利用电池储能，避免因为使用人的疏忽，导致电池储能被放空，在需要时无法使用，甚至使用的二次储能电池，因为过放导致电池报废的损失。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种交流供电设备空载检测装置，其特征在于，所述检测装置包括逆变电路、向所述逆变电路供电的直流电源，所述逆变电路中设有储能电感及滤波储能电容，所述逆变电路中还设有用于控制电路通断的开关组，所述检测装置还包括用于检测所述逆变电路的输出电压的检测电路，所述检测电路包括比较器与MCU控制器，所述比较器具有两个输入端，其中一个输入端接入基准电压信号,另一个输入端接入所述滤波储能电容上的输出电压信号，所述比较器的输出端与所述MCU控制器相连，所述MCU控制器的输出端接入所述逆变电路中，用以控制所述开关组的通断，采用所述检测装置进行空载检测时,包括如下步骤：
1）设定基准空载电压U标，所述供电设备输出的电压波形为纯正弦波，将所述滤波储能电容的实时输出电压记为U，电压U到达波峰P处的输出电压记为U0，在空载状态下,通过MCU控制器调控开关组关断，关断时长记为t，而后观察U0的下降幅度，在不影响输出电压波形，同时检测电路的精度能够有效检测出U0的下降幅度的前提下，选定关断时长t，此时以t处所对应的U值计为U标，U标即为基准空载电压，U0-U标即为基准空载检测电压降；
2）滤波储能电容的实时输出电压U在t时的电压记为Ut，经过比较器与U标进行比较后，当反馈Ut小于U标时，即实际输出电压降大于基准空载检测电压降，则MCU控制器判定所述供电设备处于带载状态，控制开关组打开，向外接设备供电；当反馈Ut大于U标时，即实际输出电压降小于基准空载检测电压降，则MCU控制器判定所述供电设备处于空载状态，而后MCU控制器进行空载计时，当空载时间大于MCU控制器所设定的空载时间时，MCU控制器发出信号给所述供电设备，关闭所述供电设备中的耗能电路，所述供电设备进入低功耗待机状态或关机状态。
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