CN112162140A - 隔离式高压检测电路及空气净化设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种隔离式高压检测电路及空气净化设备，所述隔离式高压检测电路连接在空气净化设备的高压产生电路与MCU主控模块之间，包括依次连接的电阻分压取样电路和隔离转换电路，电阻分压取样电路与高压产生电路连接，以进行电阻分压取样，隔离转换电路与MCU主控模块连接，用于将电阻分压取样电路得到的取样电压转换成离散的数字信号并将所述数字信号传输至MCU主控模块进行处理。本发明还提供另一种包括上述隔离式高压检测电路的空气净化设备。本发明提出的隔离式高压检测电路及空气净化设备能够实现空气净化设备高压部分电路与低压主控部分电路的信号隔离，减小高压部分电路对低压主控部分电路的干扰，从而使控制系统更加稳定。
Description
技术领域
本发明涉及电路检测技术领域，尤其涉及一种隔离式高压检测电路及空气净化设备。
背景技术
目前市面上的空气净化设备一般都是由电源部分、逆变升压部分、二极管电容倍压电路部分，电压检测部分及MCU主控模块调节部分组成；其中电压检测部分为系统对负载高压部分电压进行实时监测从而实现反馈调节作用，让空气净化设备工作在一个稳定可靠的状态。
空气净化设备高压幅值高达几千伏到十几千伏，高压产生电路工作时会对系统产生很大高频干扰，以及负载在放电状态也会产生剧烈的干扰信号，这种干扰会通过高压检测部分电路直接耦合到MCU控制部分电路，从而使系统工作不稳定.因此,如何实现空气净化设备高压部分电路与低压主控部分电路信号隔离，以减少这种通过高压检测电路直接耦合过来的干扰，对空气净化设备有重要意义。
发明内容
本发明实施例提出了一种隔离式高压检测电路及空气净化设备，以解决现有空气净化设备中高压部分电路产生的高频干扰通过高压检测电路直接耦合到低压主控部分电路，从而使系统工作不稳定的问题。
本发明实施例提供了一种隔离式高压检测电路，所述隔离式高压检测电路连接在空气净化设备的高压产生电路与MCU主控模块之间，包括依次连接的电阻分压取样电路和隔离转换电路，所述电阻分压取样电路与所述高压产生电路连接，以进行电阻分压取样，所述隔离转换电路与所述MCU主控模块连接，用于将电阻分压取样电路得到的取样电压转换成离散的数字信号并将所述数字信号传输至所述MCU主控模块进行处理。
可选地，所述隔离转换电路包括隔离式A/D转化芯片。
可选地，所述隔离转换电路包括A/D转换电路和第一光耦隔离电路，所述A/D转换电路用于将电阻分压取样电路得到的取样电压转换成离散的第一数字信号，所述第一光耦隔离电路对所述第一数字电压信号进行隔离转换，得到具有相同时序的第二数字信号，所述第一光耦隔离电路与所述MCU主控模块连接，以将所述第二数字信号传输至所述MCU主控模块进行处理。
可选地，所述A/D转换电路包括滤波电路和A/D转换芯片，所述滤波电路对电阻分压取样电路得到的取样电压进行滤波处理，并将处理后的取样电压传输至A/D转换芯片进行模数转换。
可选地，所述隔离转换电路还包括第二光耦隔离电路，所述第二光耦隔离电路连接在所述A/D转换芯片的时钟信号端口与MCU主控模块的时钟信号端口之间，以实现时钟信号隔离。
可选地，所述隔离转换电路还包括第三光耦隔离电路，所述第三光耦隔离电路连接在所述A/D转换芯片的片选控制信号端口与MCU主控模块的片选控制信号端口之间，以实现片选控制信号隔离。
可选地，所述电阻分压取样电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，第一电阻、第二电阻和第三电阻依次连接形成串联支路，所述第一电阻的另一端与所述高压产生电路连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第二电阻和第三电阻的交点作为取样点与所述隔离转换电路的输入端连接。
本发明实施例还提供了一种空气净化设备，包括如上所述的隔离式高压检测电路。
可选地，所述空气净化设备还包括电源电路、高压产生电路以及连接在MCU主控模块与电源电路之间的隔离DC/DC电路、连接在MCU主控模块与高压产生电路输入端之间的第四光耦隔离电路。
可选地，所述高压产生电路包括依次连接的逆变升压电路和二极管电容倍压电路，所述第四光耦隔离电路与所述逆变升压电路连接。
本发明实施例提供的隔离式高压检测电路及空气净化设备，通过在空气净化设备的高压部分电路与低压主控部分电路之间设置隔离转换电路，以隔离高压检测电路直接耦合过来的干扰，实现空气净化设备高压部分电路与低压主控部分电路的信号隔离，减小高压部分电路对低压主控部分电路的干扰，从而使控制系统更加稳定。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种隔离式高压检测电路的结构框图；
图2为本发明另一实施例提供的隔离式高压检测电路的结构框图；
图3为本发明实施例提供的一种隔离式高压检测电路的电路原理图；
图4为本发明实施例提供的空气净化设备的结构框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
图1为本发明实施例提供的一种隔离式高压检测电路的结构框图。如图1所示，本发明实施例提供的隔离式高压检测电路10连接在空气净化设备的高压产生电路20与MCU主控模块30之间，隔离式高压检测电路10包括依次连接的电阻分压取样电路101和隔离转换电路102，所述电阻分压取样电路101与所述高压产生电路20连接，以进行电阻分压取样，所述隔离转换电路102与所述MCU主控模块30连接，用于将电阻分压取样电路101得到的取样电压转换成离散的数字信号并将所述数字信号传输至所述MCU主控模块30进行数据解码处理。
本发明实施例提供的隔离式高压检测电路，通过在空气净化设备的高压部分电路与低压主控部分电路之间设置隔离转换电路，以隔离高压检测电路直接耦合过来的干扰，实现空气净化设备高压部分电路与低压主控部分电路的信号隔离，减小高压部分电路对低压主控部分电路的干扰，从而使控制系统更加稳定。
在本发明的一个实施例中，隔离转换电路102包括隔离式A/D转化芯片。本实施例中，直接采用隔离式的模数转化芯片实现模数和隔离功能，不仅实现空气净化设备高压部分电路与低压主控部分电路的信号隔离，减小高压部分电路对低压主控部分电路的干扰，而且电路结构简单。
在本发明的另一个实施例中，如图2所示，所述隔离转换电路102包括A/D转换电路1021和第一光耦隔离电路1022，所述A/D转换电路1021用于将电阻分压取样电路得到的取样电压转换成离散的第一数字信号，所述第一光耦隔离电路1022对所述第一数字电压信号进行隔离转换，得到具有相同时序的第二数字信号，所述第一光耦隔离电路1022与所述MCU主控模块30连接，以将所述第二数字信号传输至所述MCU主控模块30进行处理。
图3示出了本发明实施例提出的隔离式高压检测电路的电路原理图，如图3所示，其中，电阻分压取样电路101具体包括第一电阻R5、第二电阻R6和第三电阻R7，第一电阻R5、第二电阻R6和第三电阻R7依次连接形成串联支路，所述第一电阻R5的另一端与所述高压产生电路10的输出端VH连接，所述第三电阻R7的另一端接地，所述第二电阻R6和第三电阻R7的交点作为取样点VL与所述隔离转换电路102的输入端连接。
其中，所述A/D转换电路1021包括由双向二极管D1和电容C3构成的滤波电路和A/D转换芯片U1，滤波电路对电阻分压取样电路101得到的取样电压VL进行滤波处理，并将处理后的取样电压传输至A/D转换芯片U1进行模数转换。第一光耦隔离电路1022由光耦U4构成的。
进一步地，隔离转换电路102还包括由光耦U2构成的第二光耦隔离电路，第二光耦隔离电路连接在所述A/D转换芯片U1的时钟信号端口CLOCK与MCU主控模块30的时钟信号端口CLOCK之间，以实现时钟信号隔离。
进一步地，隔离转换电路102还包括由光耦U4构成的第三光耦隔离电路，所述第三光耦隔离电路连接在所述A/D转换芯片U1的片选控制信号端口/CS与MCU主控模块30的片选控制信号端口/CS之间，以实现片选控制信号隔离。
本实施例中，MCU主控模块30采用MCU主控芯片U5构成。
本实施例提供的隔离式高压检测电路的具体实现原理如下：
空气净化设备的高压产生电路产生的高压VH通过电阻R5、R6、R7进行电阻分压取样，得到较低的取样电压VL，具体的，通过控制合适的电压分压比使VL电压小于芯片供电电压VCCA；
根据需求选取合适精度的A/D转换芯片U1，转换后的数字信号传输方式可以是串口、IIC或SPI，优选地，选取通讯线数较少的通讯方式；通过滤波电路将取样信号VL进行滤波钳位处理后，输送给A/D转换芯片U1，A/D转换芯片将模拟信号转换成离散的数字信号；
光耦在一定的频率条件可以对信号进行有效的隔离，将A/D转换后输出的数字信号再通过光耦U3隔离转换，得到具有相同时序的数字信号；光耦U2和光耦U4用于将A/D芯片输入/输出时钟信号和片选控制信号与后级数据解码部分进行隔离，两者传递的信号为A/D转换后输出的数字信号的控制信号部分；
MCU控制芯片通过对光耦隔离后的数字信号进行解码及算法处理，得到最初的高压VH的一个实际电压值，整个高压检测过程很好的实现了对高低压部分电路的隔离。
此外，本发明实施例还提供了一种空气净化设备，包括如上所述的隔离式高压检测电路。具体的，隔离式高压检测电路的电路原理图如图3所示。
图4为本发明实施例提供的空气净化设备的结构框图，如图4所示，本实施例提供的空气净化设备还包括电源电路40、高压产生电路20以及连接在MCU主控模块30与电源电路40之间的隔离DC/DC电路50、连接在MCU主控模块30与高压产生电路20输入端之间的第四光耦隔离电路60。其中，高压产生电路20包括依次连接的逆变升压电路201和二极管电容倍压电路202，所述第四光耦隔离电路与所述逆变升压电路连接。
本发明实施例提供的隔离式高压检测电路及空气净化设备，通过在空气净化设备的高压部分电路与低压主控部分电路之间设置隔离转换电路，以隔离高压检测电路直接耦合过来的干扰，实现空气净化设备高压部分电路与低压主控部分电路的信号隔离，减小高压部分电路对低压主控部分电路的干扰，从而使控制系统更加稳定。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，本申请所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种隔离式高压检测电路，其特征在于，所述隔离式高压检测电路连接在空气净化设备的高压产生电路与MCU主控模块之间，包括依次连接的电阻分压取样电路和隔离转换电路，所述电阻分压取样电路与所述高压产生电路连接，以进行电阻分压取样，所述隔离转换电路与所述MCU主控模块连接，用于将电阻分压取样电路得到的取样电压转换成离散的数字信号并将所述数字信号传输至所述MCU主控模块进行处理。
2.如权利要求1所述的隔离式高压检测电路，其特征在于，所述隔离转换电路包括隔离式A/D转化芯片。
3.如权利要求1所述的隔离式高压检测电路，其特征在于，所述隔离转换电路包括A/D转换电路和第一光耦隔离电路，所述A/D转换电路用于将电阻分压取样电路得到的取样电压转换成离散的第一数字信号，所述第一光耦隔离电路对所述第一数字电压信号进行隔离转换，得到具有相同时序的第二数字信号，所述第一光耦隔离电路与所述MCU主控模块连接，以将所述第二数字信号传输至所述MCU主控模块进行处理。
4.如权利要求3所述的隔离式高压检测电路，其特征在于，所述A/D转换电路包括滤波电路和A/D转换芯片，所述滤波电路对电阻分压取样电路得到的取样电压进行滤波处理，并将处理后的取样电压传输至A/D转换芯片进行模数转换。
5.如权利要求4所述的隔离式高压检测电路，其特征在于，所述隔离转换电路还包括第二光耦隔离电路，所述第二光耦隔离电路连接在所述A/D转换芯片的时钟信号端口与MCU主控模块的时钟信号端口之间，以实现时钟信号隔离。
6.如权利要求4所述的隔离式高压检测电路，其特征在于，所述隔离转换电路还包括第三光耦隔离电路，所述第三光耦隔离电路连接在所述A/D转换芯片的片选控制信号端口与MCU主控模块的片选控制信号端口之间，以实现片选控制信号隔离。
7.如权利要求1-4任一项所述的隔离式高压检测电路，其特征在于，所述电阻分压取样电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，第一电阻、第二电阻和第三电阻依次连接形成串联支路，所述第一电阻的另一端与所述高压产生电路连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第二电阻和第三电阻的交点作为取样点与所述隔离转换电路的输入端连接。
8.一种空气净化设备，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的隔离式高压检测电路。
9.如权利要求8所述的空气净化设备，其特征在于，还包括电源电路、高压产生电路以及连接在MCU主控模块与电源电路之间的隔离DC/DC电路、连接在MCU主控模块与高压产生电路输入端之间的第四光耦隔离电路。
10.如权利要求9所述的空气净化设备，其特征在于，所述高压产生电路包括依次连接的逆变升压电路和二极管电容倍压电路，所述第四光耦隔离电路与所述逆变升压电路连接。
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