CN110601182B - 一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路及方法，所述电路包括：相位检测模块，所述相位检测模块通过火线VL和零线VN接入电网；所述相位检测模块包括高压相位检测器，第一反相器和第二反相器；所述高压相位检测器的输出依次连接所述第一反相器和第二反相器；火线VL和零线VN上均设有若干节点；所述方法在电网的火线VL和零线VN上分别设置节点，并通过判断火线VL和零线VN首先出现高压信号的相位关系定义节点，将需要并联的系统通过节点连接至电网上。本发明所述的一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路及方法避免了系统并联使用中必须区分零火线的要求，同时降低了系统方案的成本。
Description
技术领域
本发明属于电路领域，尤其涉及一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路及方法。
背景技术
在一般的交流供电系统中，交流电网中的零线VN、火线VL在经过全相整流电桥之后输出，其中，整流电桥输出正端的电压高，整流电桥输出负端的电压低。在大部分应用中，零线VN和火线VL是不作为区分的。当两个都使用交流点供电的系统并联接入电网之后，两个系统之间不受影响。
但是在某些特殊的应用场合中，两个或者两个以上的系统同时接入交流电网中之后，需要区分零线和火线。比如，应急照明应用中，由于需要检测电网阻抗的原因，系统内部电源会从其中一个输入端流出电流，这个电流经过交流电网返回到另外一个输入端。这样，系统的零线VN和火线VL就需要严格区分。否则，如果上述两个系统的零线VN和火线VL混接，则可能导致系统检测电网阻抗发生错误。即其中一个系统流出的电流，会经过混接的另外一个系统而导致其中一个系统出错。
在这种情况下，目前的做法是系统在出厂时，会以不同颜色的两个电源线来区分零线VN和火线VL，并在具体应用的时候明确在产品说明书上说明，两个系统并联接入电网中之后，需要零线VN和火线VL严格区分。但这样对产品的应用和布线施工提出了更高的要求，并且在布线复杂的系统中，极易导致交流电布线不合理，此时这类产品无法将两个系统并联使用。
如图1和图2所示，为需要区分零火线的两个相同的系统。从图中可以看出，系统的零线VN和火线VL内部线路不同。对每一单独的系统来说，火线流出电流，而零线流入电流。如果发生两个系统的零线和火线混接，则可能发生其中一个系统的火线电流流出，流入另外一个系统的零线，从而导致系统判断出错。
如图3所示，是上述需要区分零火线的系统的正确接线方式。
如图4所示，是上述需区分零火线的系统的错误接线方式。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路及方法，目的一是提供该电路可以在火线VL和零线VN上设置节点并经高压相位检测器判断出开关闭合时刻火线VL和零线VN率先出现高压信号的节点。目的二是提供该方法可以通过区分节点的方式使接入交流电网的两个系统能够根据节点并联，其中一个系统的零线与另外一个系统的零线短接，一个系统的火线与另外一个系统的火线短接。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路，包括：相位检测模块，所述相位检测模块通过火线VL和零线VN接入电网；所述相位检测模块包括高压相位检测器，第一反相器和第二反相器；所述高压相位检测器的输出依次连接所述第一反相器和第二反相器；火线VL和零线VN上均设有若干节点，所述第一反相器的输出分别与火线VL上的节点和零线VN上的节点相连，所述第二反相器的输出分别与火线VL上的节点和零线VN上的节点相连。
本技术方案可通过在火线VL和零线VN上设置节点并经高压相位检测器判断出开关闭合时刻火线VL和零线VN率先出现高压信号的节点。
优选地，所述第一反相器的输出连接的火线VL上的节点和零线VN上的节点个数相同且不少于1，所述第二反相器的输出连接的火线VL上的节点和零线VN上的节点个数相同且不少于1，且每个节点不同时与所述第一反相器的输出和所述第二反相器的输出相连。
优选地，还包括整流电桥BR，所述整流电桥BR的两个交流输入端分别连接电网的火线VL和零线VN，所述整流电桥BR的输出正端连接VBUS接口，输出负端接地，所述VBUS接口处连接有电容C1。
优选地，所述第一反相器和第二反相器的输出信号相反。
优选地，所述高压相位检测器检测到火线VL首先出现高压信号时，则输出高电平。
优选地，所述高压相位检测器检测到零线VN首先出现高压信号时，则输出低电平。
一种利用零火线相位信息实现零火线混接的方法，其特征在于，在电网的火线VL和零线VN上分别设置节点，并通过判断火线VL和零线VN首先出现高压信号的相位关系定义节点，将需要并联的系统通过节点连接至电网上。
优选地，所述火线VL和零线VN上的节点数相同。
优选地，判断区分出火线VL和零线VN上所有首先出现高压信号的节点和后出现高压信号的节点，将需要并联的系统连接在火线VL和零线VN的节点上。
更优选地，将需要并联的系统连接在先出现高压信号的节点和后出现高压信号的节点的两端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明所述的一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路及方法可以区分出系统的零线以及火线，并将系统自动调整至并联在电网上的系统零钱全部接到一起，火线全部接到一起。从而避免了系统并联使用中必须区分零火线的要求。
2、本发明所述的一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路及方法增加相位检测功能，可实现零火线混接，提高了产品性能，电路简洁，同时降低了系统方案的成本。
附图说明
图1是背景技术中两个相同的系统之一。
图2是背景技术中两个相同的另一系统。
图3是背景技术中需要区分零火线的系统的正确接线方式。
图4是背景技术中需要区分零火线的系统的错误接线方式。
图5是本发明所述的一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路原理图。
图6是本发明所述的一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路的VL和VN的信号示意图。
图7是本发明所述的一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路的VL和VN的另一信号示意图。
其中，1、第一节点；2、第二节点；3、第三节点；4、第四节点；5、高压相位校测器；6、第一反相器；7、第二反相器。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合附图和实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
实施例
在本发明的描述中，有必要理解的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象而不必用于描述持定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
一种利用零火线相位信息实现零火线混接的方法，在电网的火线VL和零线VN上分别设置节点，火线VL和零线VN上的节点数相同。并通过判断火线VL和零线VN首先出现高压信号的相位关系定义节点，将需要并联的系统通过节点连接至电网上。
判断区分出火线VL和零线VN上所有首先出现高压信号的节点和后出现高压信号的节点，将需要并联的系统连接在先出现高压信号的节点和后出现高压信号的节点的两端。
如图5所示，一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路，包括：相位检测模块，相位检测模块通过火线VL和零线VN接入电网；相位检测模块包括高压相位检测器5，第一反相器6和第二反相器7；高压相位检测器5的输出依次连接第一反相器6和第二反相器7，第一反相器6和第二反相器7的输出信号相反。
高压相位检测器5用于判断首先出现高压信号的相位关系，若检测到火线VL首先出现高压信号，则输出高电平，此时将火线VL的功能定义为功能一，零线VN的功能定义为功能二；若检测到零线VN首先出现高压信号，则输出低电平，此时将火线VL的功能定义为功能二，零线VN的功能定义为功能一。
第一反相器6的输出分别与相同数量的火线VL上个数不少于一的节点和零线VN上个数不少于一的节点相连，第二反相器7的输出分别与相同数量的火线VL上个数不少于一的节点和零线VN上个数不少于一的节点相连。在本实施例中，以火线VL上设有第一节点1和第二节点2两个节点，零线VN上设有第三节点3和第四节点4两个节点为例。火线VL上的第一节点1和零线VN上的第四节点4与第一反相器6输出相连，火线VL上的第二节点2和零线VN上的第三节点3与第二反相器7输出相连。火线VL上的第一节点1和第二节点2以及零线VN上的第三节点3和第四节点4用于连接需要并联的电路系统，实现火线VL和零线VN的具体功能。
该电路还包括整流电桥BR，整流电桥BR的两个交流输入端分别连接电网的火线VL和零线VN，整流电桥BR的输出正端连接VBUS接口，输出负端接地，VBUS接口处连接有电容C1。
本发明所述的一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路的工作原理：
在开关S1处于截止状态下时，火线VL和零线VN都没有交流输入信号。当开关S1在T1时刻闭合后，输入的交流信号在火线VL和零线VN两端的输入高压有相位差。
如图6所示(以整流电桥BR的负输出端为基准)，电网电压、火线VL和零线VN输出交流信号，设T1时刻开关闭合，此时电网电压和火线VL电压处于波峰，零线VN电压无输出，则enable1输出高电平，enable2输出低电平，高压相位检测器5检测到输入的高压信号首先出现在火线VL信号端，则相位检测模块的输出为高电平，由于此时火线VL在T1时刻电压信号位于波峰，将这种情况下火线VL的功能定义为功能一，由于此时零线VN在T1时刻电压无输出，将这种情况下零线VN的功能定义为功能二。
如图7所示，电网电压、火线VL和零线VN输出交流信号，设T1时刻开关闭合，此时电网电压处于波谷，火线VL电压无输出，零线VN电压处于波峰，则enable1输出低电平，enable2输出高电平，高压相位检测器5检测到输入的高压信号首先出现在零线VN信号端，则相位检测模块的输出为低电平，由于此时火线VL在T1时刻电压无输出，将这种情况下火线VL的功能定义为功能二，由于此时零线VN在T1时刻电压信号位于波峰，将这种情况下零线VN的功能定义为功能一。
将需要并联的系统一连入第一节点1和第四节点4，系统二接入第二节点2和第三节点3。电网开关闭合后，由于系统的输入交流信号在同一个节点。系统将先出现交流信号的节点设定为功能一节点，将后出现交流信号的节点设定为功能二节点。如系统一将第一节点1定义为功能一节点，将第四节点4定义为功能二节点；系统二将第三节点3定义为功能一节点，将第二节点2定义为功能二节点。由于开关闭合后，对所有接入到开关之后的系统而言，高压首先出现的信号都是同一个节点。依据上面的逻辑，所有系统都将首先出现高压信号的节点定义为功能一节点。这样，即使两个并联使用的系统在出现零火线混接的情况下，系统也统一的将功能一节点定义在相同的节点，功能二节点定义在相同的节点，保证系统混接后可以正常使用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路，其特征在于，包括：相位检测模块，所述相位检测模块通过火线VL和零线VN接入电网；所述相位检测模块包括高压相位检测器，第一反相器和第二反相器；所述高压相位检测器的输出依次连接所述第一反相器和第二反相器；火线VL和零线VN上均设有若干节点，所述第一反相器的输出分别与火线VL上的节点和零线VN上的节点相连，所述第二反相器的输出分别与火线VL上的节点和零线VN上的节点相连；
基于上述的电路，实现一种利用零火线相位信息实现零火线混接的方法，具体包括：在电网的火线VL和零线VN上分别设置节点，并通过判断火线VL和零线VN首先出现高压信号的相位关系定义节点，将需要并联的系统通过节点连接至电网上，判断区分出火线VL和零线VN上所有首先出现高压信号的节点和后出现高压信号的节点，将需要并联的系统连接在火线VL和零线VN的节点上。
2.根据权利要求1所述的一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路，其特征在于，所述第一反相器的输出连接的火线VL上的节点和零线VN上的节点个数相同且不少于1，所述第二反相器的输出连接的火线VL上的节点和零线VN上的节点个数相同且不少于1，且每个节点不同时与所述第一反相器的输出和所述第二反相器的输出相连。
3.根据权利要求1所述的一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路，其特征在于，还包括整流电桥BR，所述整流电桥BR的两个交流输入端分别连接电网的火线VL和零线VN，所述整流电桥BR的输出正端连接VBUS接口，输出负端接地，所述VBUS接口处连接有电容C1。
4.根据权利要求1所述的一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路，其特征在于，所述第一反相器和第二反相器的输出信号相反。
5.根据权利要求1所述的一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路，其特征在于，所述高压相位检测器检测到火线VL首先出现高压信号时，则输出高电平。
6.根据权利要求1所述的一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路，其特征在于，所述高压相位检测器检测到零线VN首先出现高压信号时，则输出低电平。
7.根据权利要求1所述的一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路，其特征在于，所述火线VL和零线VN上的节点数相同。
8.根据权利要求1所述的一种利用零火线相位信息实现零火线混接的电路，其特征在于，将需要并联的系统连接在先出现高压信号的节点和后出现高压信号的节点的两端。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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