CN114002491B - 零点检测电路以及杂波检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种零点检测电路以及杂波检测系统，该零点检测电路包括半波整流器、分压模块以及隔离模块，其中，半波整流器的输入端用于接收待测设备的交流电信号，分压模块的输入端与半波整流器的输出端电连接，分压模块的输出端与隔离模块电连接，半波整流器用于对交流电信号进行半波整流，得到半波信号；分压模块用于对半波信号调压；隔离模块用于根据调压后的半波信号输出PWM信号。本申请实现了对待测设备的过零点信号的检测，通过过零点信号可以确定待测设备的交流电信号的纯净程度，且零点检测电路体积较小，成本较低，解决了现有技术中缺少成本低且体积小的检测信号纯净度的检测设备的问题。

Description

零点检测电路以及杂波检测系统

技术领域

本申请涉及杂波检测领域，具体而言，涉及一种零点检测电路以及杂波检测系统。

背景技术

现有的具有滤波及抗电涌保护功能的插座仅指示模块是否正常，进行模块失效提醒。目前行业中对于滤波模块作用效果检测有两种方法，第一种是通过模拟示波器、数字示波器、超外差频谱仪、数学频谱仪等专业设备进行检测频点杂波信号的变化；第二种为采用噪声显示器，通过LED屏幕显示噪声电压值及交流电压值，将设备插入线路，用扬声器将噪声直接放大输出，通过声音大概判断噪声的大小和频率，因为检测目标电源高频10KHZ-10MHZ频段的噪音电压值，而部分目标电源滤波器对此频段的噪声过滤效果并不明显，甚至还有可能轻微增加此频段噪音电压数值的效果。

上述第一种方法中，专业设备准确度较高，但是成本很高，一般价格为十万元以上，不适用大众化产品；上述第二种方法中，噪声显示器只能检测特定频段，而且体积较大，若作为日常使用设备，噪声的形式会对消费者的日常工作与生活造成影响。

因此，亟需一种成本较低且体积较小的设备，来检测信号纯净度。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种零点检测电路以及杂波检测系统，以解决现有技术中缺少成本低且体积小的检测信号纯净度的检测设备的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种零点检测电路，所述零点检测电路包括半波整流器、分压模块以及隔离模块，其中，所述半波整流器的输入端用于接收待测设备的交流电信号，所述分压模块的输入端与所述半波整流器的输出端电连接，所述分压模块的输出端与所述隔离模块电连接，所述半波整流器用于对所述交流电信号进行半波整流，得到半波信号；所述分压模块用于对所述半波信号调压；所述隔离模块用于根据调压后的所述半波信号输出PWM信号。

可选地，所述隔离模块包括光耦以及电容模块，其中，所述光耦的输入端与所述分压模块的输出端电连接，所述光耦的输出端用于根据调压后的所述半波信号输出初始PWM信号；所述电容模块的输入端与所述光耦的输出端电连接，所述电容模块用于对所述初始PWM信号进行滤波，输出所述PWM信号。

可选地，所述分压模块包括第一电阻、第二电阻以及第三电阻，其中，所述第一电阻的第一端用于与待测设备电连接，所述第一电阻的第二端与所述光耦的第一输入端电连接；所述第二电阻的第一端与所述半波整流器的输出端电连接，所述第二电阻的第二端与所述光耦的第二输入端电连接；所述第三电阻的第一端与所述第一电阻的第二端电连接，所述第三电阻的第二端与所述第二电阻的第二端电连接。

可选地，所述半波整流器包括二极管，所述二极管的阴极用于与所述待测设备电连接，所述二极管的阳极与所述分压模块的输入端电连接。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种杂波检测系统，所述杂波检测系统包括待测设备以及任一种所述的零点检测电路。

可选地，所述待测设备包括目标电源与滤波电路，其中，所述滤波电路与所述目标电源的输出端电连接，所述滤波电路用于对所述目标电源进行滤波，所述零点检测电路有两个，分别为第一检测电路以及第二检测电路，所述第一检测电路的输入端与所述目标电源的输出端电连接，用于输出第一PWM信号；所述第二检测电路的输入端与所述滤波电路的输出端电连接，用于输出第二PWM信号。

可选地，所述杂波检测系统还包括控制器，所述控制器与所述第一检测电路的输出端以及第二检测电路的输出端分别电连接，所述控制器用于接收所述第一PWM信号以及所述第二PWM信号，根据所述第一PWM信号确定第一频率信息，并根据所述第二PWM信号确定第二频率信息，所述第一频率信息包括所述目标电源输出的交流电信号在预定时段内的过零点次数，所述第二频率信息包括所述滤波电路输出的交流电信号在所述预定时段内的过零点次数。

可选地，所述杂波检测系统还包括电压检测模块，所述电压检测模块与所述目标电源的输出端以及所述控制器分别电连接，所述电压检测模块用于检测目标电源的输出电压并发送至所述控制器。

可选地，所述杂波检测系统还包括指示灯模块，所述指示灯模块包括第一指示灯以及第二指示灯，所述第一指示灯与所述第二指示灯分别与所述控制器电连接，所述控制器还用于在所述第一频率信息大于预定阈值的情况下点亮所述第一指示灯，在所述第二频率信息大于所述预定阈值的情况下点亮所述第二指示灯。

可选地，所述控制器还用于将所述第一频率信息以及所述第二频率信息发送至终端。

应用本申请的技术方案，所述的零点检测电路中，半波整流器的输入端接收待测设备的交流电信号，半波整流器的输出端电连接分压模块的输入端，分压模块的输出端电连接隔离模块。所述零点检测电路通过所述半波整流器对所述交流电信号进行半波整流，得到半波信号，通过所述分压模块对所述半波信号调压，通过所述隔离模块根据调压后的所述半波信号输出PWM信号，所述PWM信号即为待测设备的过零点信号，这样实现了对待测设备的过零点信号的检测，通过所述过零点信号可以确定所述待测设备的交流电信号的纯净程度，且所述零点检测电路体积较小，成本较低，解决了现有技术中缺少成本低且体积小的检测信号纯净度的检测设备的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请的实施例的零点检测电路的示意图；

图2示出了根据本申请的实施例的滤波电路的结构示意图；

图3示出了根据本申请的实施例的电压检测模块的结构示意图；

图4示出了根据本申请的实施例的错接保护电路的示意图；

图5示出了根据本申请的实施例的供电模块的结构示意图；

图6示出了根据本申请的实施例的继电器控制模块的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

100、半波整流器；101、分压模块；102、隔离模块；103、电容模块；104、第一电阻；105、第二电阻；106、第三电阻；107、发射器；108、接收器。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术所介绍的，现有技术中缺少成本低且体积小的检测信号纯净度的检测设备，为了解决如上问题，本申请提出了一种零点检测电路以及杂波检测系统。

根据本申请的一种具体的实施例，提供了一种零点检测电路，如图1所示，上述零点检测电路包括半波整流器100、分压模块101以及隔离模块102，其中，上述半波整流器100的输入端用于接收待测设备的交流电信号，上述分压模块101的输入端与上述半波整流器100的输出端电连接，上述分压模块101的输出端与上述隔离模块102电连接，上述半波整流器100用于对上述交流电信号进行半波整流，得到半波信号；上述分压模块101用于对上述半波信号调压；上述隔离模块102用于根据调压后的上述半波信号输出PWM信号。

上述的零点检测电路中，半波整流器的输入端接收待测设备的交流电信号，半波整流器的输出端电连接分压模块的输入端，分压模块的输出端电连接隔离模块。上述零点检测电路通过上述半波整流器对上述交流电信号进行半波整流，得到半波信号，通过上述分压模块对上述半波信号调压，通过上述隔离模块根据调压后的上述半波信号输出PWM信号，上述PWM信号即为待测设备的过零点信号，这样实现了对待测设备的过零点信号的检测，通过上述过零点信号可以确定上述待测设备的交流电信号的纯净程度，且上述零点检测电路体积较小，成本较低，解决了现有技术中缺少成本低且体积小的检测信号纯净度的检测设备的问题。

需要说明的是，杂波等造成电源信号的正弦波失真，基本都在上半部分，进而影响零点位置；若在下半部分因电压相位接近，等同低压，基本不易发生。本申请的上述零点检测电路通过获取待测设备的过零点信号，根据上述过零点信号确定预定时段内的过零点次数，再与纯净电网下的过零点次数比较，就可以较为直观地确定上述待测设备的交流电信号的纯净度。

根据本申请的一种具体的实施例，如图1所示，上述隔离模块102包括光耦以及电容模块103，其中，上述光耦的输入端与上述分压模块101的输出端电连接，上述光耦的输出端用于根据调压后的上述半波信号输出初始PWM信号；上述电容模块103的输入端与上述光耦的输出端电连接，上述电容模块103用于对上述初始PWM信号进行滤波，输出上述PWM信号。通过上述光耦，保证了上述零点检测电路的隔离耐压较高、抗干扰能力较强以及占空比任意可调，通过上述电容模块对上述初始PWM信号滤波，进一步地避免了杂波对上述PWM信号的干扰，从而进一步地保证了得到的上述PWM信号较为准确，进一步地方便了根据上述PWM信号得到较为准确的过零点次数。

具体地，如图1所示，上述光耦以及上述电容模块还分别接地。

上述分压模块可以为现有技术中任意可行的分压器件，根据本申请的另一种具体的实施例，如图1所示，上述分压模块包括第一电阻104、第二电阻105以及第三电阻106，其中，上述第一电阻104的第一端用于与待测设备电连接，上述第一电阻104的第二端与上述光耦的第一输入端电连接；上述第二电阻105的第一端与上述半波整流器100的输出端电连接，上述第二电阻105的第二端与上述光耦的第二输入端电连接；上述第三电阻106的第一端与上述第一电阻104的第二端电连接，上述第三电阻106的第二端与上述第二电阻105的第二端电连接。通过上述第一电阻、上述第二电阻以及上述第三电阻给半波整流后的电压一定比例分压后给上述隔离模块供电。

本申请的再一种具体的实施例中，上述半波整流器包括二极管，上述二极管的阴极用于与上述待测设备电连接，上述二极管的阳极与上述分压模块的输入端电连接。

一种具体的实施例中，如图1所示，上述半波整流器100为二极管。

在实际的应用过程中，如图1所示，上述光耦包括发射器107以及接收器108，上述发射器107的第一端与上述第一电阻104的第二端电连接，上述发射器107的第二端与上述第二电阻105的第二端电连接，上述接收器108的第一端用于输出上述初始PWM信号，上述接收器108的第二端接地。上述电容模块103为电容，上述电容的两端并联在上述接收器108的两端。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种杂波检测系统，上述杂波检测系统包括待测设备以及任一种上述的零点检测电路。

上述的杂波检测系统包括待测设备以及任一种上述的零点检测电路，上述零点检测电路通过上述半波整流器对上述交流电信号进行半波整流，得到半波信号，通过上述分压模块对上述半波信号调压，通过上述隔离模块根据调压后的上述半波信号输出PWM信号，上述PWM信号即为待测设备的过零点信号，这样实现了对待测设备的过零点信号的检测，通过上述过零点信号可以确定上述待测设备的交流电信号的纯净程度，且上述零点检测电路体积较小，成本较低，解决了现有技术中缺少成本低且体积小的检测信号纯净度的检测设备的问题。

本申请的一种具体的实施例中，上述待测设备包括目标电源与滤波电路，其中，上述滤波电路与上述目标电源的输出端电连接，上述滤波电路用于对上述目标电源进行滤波，上述零点检测电路有两个，分别为第一检测电路以及第二检测电路，上述第一检测电路的输入端与上述目标电源的输出端电连接，用于输出第一PWM信号；上述第二检测电路的输入端与上述滤波电路的输出端电连接，用于输出第二PWM信号。通过上述第一检测电路可以得到上述目标电源的过零点信号，通过上述第二检测电路可以得到经上述滤波电路滤波后的上述目标电源的过零点信号，根据这两个过零点信号，可以较为简单快捷地确定上述滤波电路对上述目标电源的滤波效果。

在实际的应用过程中，上述滤波电路可以为现有技术中任意可行的滤波电路，本领域技术人员可以选择任意可行的滤波电路结构对上述目标电源的电信号进行杂波的滤除。一种具体的实施例中，上述滤波电路如图2所示。该滤波电路包括熔断器F1、热敏电阻VR1、第一电容C1、第一变压器L1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第二变压器L2、第一电阻R1以及第二电阻R2，各元器件连接关系如图2所示，其中ACL为目标电源的正极，ACN为目标电源的负极。

为了进一步地保证较为简单快捷地确定上述滤波电路对上述目标电源的滤波效果，根据本申请的又一种具体的实施例，上述杂波检测系统还包括控制器，上述控制器与上述第一检测电路的输出端以及第二检测电路的输出端分别电连接，上述控制器用于接收上述第一PWM信号以及上述第二PWM信号，根据上述第一PWM信号确定第一频率信息，并根据上述第二PWM信号确定第二频率信息，上述第一频率信息包括上述目标电源输出的交流电信号在预定时段内的过零点次数，上述第二频率信息包括上述滤波电路输出的交流电信号在上述预定时段内的过零点次数。

根据本申请的另一种具体的实施例，上述杂波检测系统还包括电压检测模块，上述电压检测模块与上述目标电源的输出端以及上述控制器分别电连接，上述电压检测模块用于检测目标电源的输出电压并发送至上述控制器。通过上述电压检测模块方便了对上述目标电源输出电压的实时监控。

一种具体的实施例中，上述电压检测模块如图3所示，该电压检测模块包括第三电阻R3～第十一电阻R11、第五电容C5～第八电容C8以及电量计量芯片U1，连接关系如图3所示。

在实际的应用过程中，上述滤波电路用于滤除上述目标电源的交流电信号中的杂波，为了方便较为直观地确定上述目标电源的交流电信号的纯净情况，根据本申请的另一种具体的实施例，上述杂波检测系统还包括指示灯模块，上述指示灯模块包括第一指示灯以及第二指示灯，上述第一指示灯与上述第二指示灯分别与上述控制器电连接，上述控制器还用于在上述第一频率信息大于预定阈值的情况下点亮上述第一指示灯，在上述第二频率信息大于上述预定阈值的情况下点亮上述第二指示灯。上述第一指示灯亮起时说明滤波前的上述交流电信号中出现了杂波，上述第二指示灯亮起时说明滤波后的上述交流电信号中出现了杂波。

本申请的再一种具体的实施例中，上述杂波检测系统还包括如图4所示的错接保护电路，上述错接保护电路的输入端与目标电源的正极电连接，上述错接保护电路的输出端与上述控制器电连接，通过上述错接保护电路，可以有效防止错接的问题，保证了供电安全性。

更为具体的一种实施例中，如图4所示，上述错接保护电路包括依次串联的第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14以及第十五电阻R15，上述第十二电阻R12的第一端为上述错接保护电路的输入端，上述第十五电阻R15的第二端为上述错接保护电路的输出端。

在实际的应用过程中，上述杂波检测系统还包括如图5所示的供电模块以及如图6所示的继电器控制模块，上述供电模块用于将220V交流电转换为5V直流电给上述杂波检测系统的其他结构供电，上述继电器控制模块与上述控制器电连接，上述控制器根据上述第一频率信息、上述第二频率信息以及上述输出电压控制上述继电器控制模块的开关状态，从而断开与上述目标电源的连接或者连接上述目标电源。

如图5所示，上述供电模块包括第九电容C9～第十五电容C15、第十六电阻R16～第二十二电阻R22、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第三变压器L3、第一电感L4、第二电感L5以及电源芯片U2，其连接关系如图5所示。如图6所示，上述继电器控制模块包括继电器K1、第四二极管D4、第一三极管Q1、第二十三电阻R23以及第二十四电阻R24。

在实际的应用过程中，上述控制器还用于将上述第一频率信息以及上述第二频率信息发送至终端。上述控制器还用于将上述输出电压发送至终端，上述终端根据上述第一频率信息、上述第二频率信息以及上述输出电压，经软件分析后可在终端的显示装置上显示上述滤波电路的抗击电磁干扰累计时长、抗击电涌冲击次数以及滤波前后的信号纯净度数据对比。该终端可以为智能手机、智能平板或计算机等智能设备，上述终端与上述杂波检测系统无线连接，以获取上述第一频率信息、上述第二频率信息和上述输出电压。

一种具体的实施例中，上述杂波检测系统为插座，该插座的主电路上连接有滤波电路，滤波电路的两端分别连接有上述零点检测电路；两个零点检测电路还电连接至控制器。由此该插座通过该两个零点检测电路以及控制器可以监测滤波电路对杂波的过滤状况和电信号的纯净度。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请上述的零点检测电路中，半波整流器的输入端接收待测设备的交流电信号，半波整流器的输出端电连接分压模块的输入端，分压模块的输出端电连接隔离模块。上述零点检测电路通过上述半波整流器对上述交流电信号进行半波整流，得到半波信号，通过上述分压模块对上述半波信号调压，通过上述隔离模块根据调压后的上述半波信号输出PWM信号，上述PWM信号即为待测设备的过零点信号，这样实现了对待测设备的过零点信号的检测，通过上述过零点信号可以确定上述待测设备的交流电信号的纯净程度，且上述零点检测电路体积较小，成本较低，解决了现有技术中缺少成本低且体积小的检测信号纯净度的检测设备的问题。

2)、本申请上述的杂波检测系统包括待测设备以及任一种上述的零点检测电路，上述零点检测电路通过上述半波整流器对上述交流电信号进行半波整流，得到半波信号，通过上述分压模块对上述半波信号调压，通过上述隔离模块根据调压后的上述半波信号输出PWM信号，上述PWM信号即为待测设备的过零点信号，这样实现了对待测设备的过零点信号的检测，通过上述过零点信号可以确定上述待测设备的交流电信号的纯净程度，且上述零点检测电路体积较小，成本较低，解决了现有技术中缺少成本低且体积小的检测信号纯净度的检测设备的问题。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种杂波检测系统，其特征在于，包括：

待测设备，包括目标电源与滤波电路，其中，所述滤波电路与所述目标电源的输出端电连接，所述滤波电路用于对所述目标电源进行滤波；

零点检测电路，包括半波整流器、分压模块以及隔离模块，其中，所述半波整流器的输入端用于接收待测设备的交流电信号，所述分压模块的输入端与所述半波整流器的输出端电连接，所述分压模块的输出端与所述隔离模块电连接，所述半波整流器用于对所述交流电信号进行半波整流，得到半波信号；所述分压模块用于对所述半波信号调压；所述隔离模块用于根据调压后的所述半波信号输出PWM信号；

所述零点检测电路有两个，分别为第一检测电路以及第二检测电路，所述第一检测电路的输入端与所述目标电源的输出端电连接，用于输出第一PWM信号；所述第二检测电路的输入端与所述滤波电路的输出端电连接，用于输出第二PWM信号；

控制器，与所述第一检测电路的输出端以及第二检测电路的输出端分别电连接，所述控制器用于接收所述第一PWM信号以及所述第二PWM信号，根据所述第一PWM信号确定第一频率信息，并根据所述第二PWM信号确定第二频率信息，所述第一频率信息包括所述目标电源输出的交流电信号在预定时段内的过零点次数，所述第二频率信息包括所述滤波电路输出的交流电信号在所述预定时段内的过零点次数。

2.根据权利要求1所述的杂波检测系统，其特征在于，所述杂波检测系统还包括：

电压检测模块，与所述目标电源的输出端以及所述控制器分别电连接，所述电压检测模块用于检测目标电源的输出电压并发送至所述控制器。

3.根据权利要求1所述的杂波检测系统，其特征在于，所述杂波检测系统还包括：

指示灯模块，包括第一指示灯以及第二指示灯，所述第一指示灯与所述第二指示灯分别与所述控制器电连接，所述控制器还用于在所述第一频率信息大于预定阈值的情况下点亮所述第一指示灯，在所述第二频率信息大于所述预定阈值的情况下点亮所述第二指示灯。

4.根据权利要求1所述的杂波检测系统，其特征在于，所述控制器还用于将所述第一频率信息以及所述第二频率信息发送至终端。

5.根据权利要求1所述的杂波检测系统，其特征在于，所述隔离模块包括：

光耦，所述光耦的输入端与所述分压模块的输出端电连接，所述光耦的输出端用于根据调压后的所述半波信号输出初始PWM信号；

电容模块，所述电容模块的输入端与所述光耦的输出端电连接，所述电容模块用于对所述初始PWM信号进行滤波，输出所述PWM信号。

6.根据权利要求5所述的杂波检测系统，其特征在于，所述分压模块包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端用于与所述待测设备电连接，所述第一电阻的第二端与所述光耦的第一输入端电连接；

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述半波整流器的输出端电连接，所述第二电阻的第二端与所述光耦的第二输入端电连接；

第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第一电阻的第二端电连接，所述第三电阻的第二端与所述第二电阻的第二端电连接。

7.根据权利要求1、5以及6中任一项所述的杂波检测系统，其特征在于，所述半波整流器包括：

二极管，所述二极管的阴极用于与所述待测设备电连接，所述二极管的阳极与所述分压模块的输入端电连接。