CN115877064A - 一种交流输入隔离检测电路、供电电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交流输入隔离检测电路、供电电路及电子设备，该交流输入隔离检测电路，包括：第一整流单元、信号采样单元、第一信号整形单元、隔离驱动单元和第二信号整形单元；第一整流单元的输入端用于连接交流输入端，其中，交流输入端用于连接外部交流输入；第一整流单元的输出端连接信号采样单元的输入端，信号采样单元的输出端连接第一信号整形电路的输入端，第一信号整形电路的输出端连接隔离驱动单元的输入端，隔离驱动单元的输出端连接第二信号整形单元的输入端，第二信号整形单元的输出端用于输出检测信号。实施本申请能够实现及时得到交流输入的隔离检测结果。

Description

一种交流输入隔离检测电路、供电电路及电子设备

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，更具体地说，涉及一种交流输入隔离检测电路、供电电路及电子设备。

背景技术

在电源电路中，尤其是交流供电的电源电路中，通常需要对电源输入进行隔离监测，从而得到电源输入的监测结果。电源电路可以根据该监测结果对应的调整工作中过程或者工作参数。当前通用的一些检测方式，或多或少的存在电路延时。即检测电路工作过程中由于电路的响应时间使得并不能及时的得到对应的检测结果，造成电源电路处理过程中存在一定的延时。即，检测信号的检测结果不具备及时性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述检测信号缺乏及时性缺陷，提供一种交流输入隔离检测电路、供电电路及电子设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种交流输入隔离检测电路，包括：第一整流单元、信号采样单元、第一信号整形单元、隔离驱动单元和第二信号整形单元；

所述第一整流单元的输入端用于连接交流输入端，其中，所述交流输入端用于连接外部交流输入；

所述第一整流单元的输出端连接所述信号采样单元的输入端，所述信号采样单元的输出端连接所述第一信号整形电路的输入端，所述第一信号整形电路的输出端连接所述隔离驱动单元的输入端，所述隔离驱动单元的输出端连接所述第二信号整形单元的输入端，所述第二信号整形单元的输出端用于输出检测信号。

优选地，在本发明所述的一种交流输入隔离检测电路中，

所述第一整流单元包括第一二极管和第二二极管；所述第一二极管的阳极连接所述交流输入端的L输入和所述第二二极管的阴极，所述第一二极管的阴极连接所述信号采样单元的输入端，所述第二二极管的阳极接地；和/或

所述第一整流单元包括第三二极管和第四二极管，所述第三二极管的阳极连接所述交流输入端的N输入和所述第四二极管的阴极，所述第三二极管的阴极连接所述信号采样单元的输入端，所述第四二极管的阳极接地。

优选地，在本发明所述的一种交流输入隔离检测电路中，所述第一信号整形单元包括第一电容、第一电阻和第五二极管；

所述第一电容的第一端连接所述信号采样单元的输出端，所述第一电容的第二端连接所述第五二极管的阴极、所述第一电阻的第一端和所述隔离驱动单元的输入端，所述第五二极管的阳极和所述第一电阻的第二端接地。

优选地，在本发明所述的一种交流输入隔离检测电路中，所述第一信号整形单元还包括一运放电路；

所述运放电路的第一输入端连接所述信号采样单元的输出端，所述运放电路的第二输入端连接所述运放电路的输出端，其中，所述运放电路的输出端连接所述第一电容的第一端。

优选地，在本发明所述的一种交流输入隔离检测电路中，

所述第一信号整形单元还包括第二电阻、第二电容和第六二极管；所述运放电路的输入端连接所述第二电阻的第一端、所述第二电容的第一端和所述第六二极管的阴极，所述第二电阻的第二端和所述第二电容的第二端接地，所述第六二极管的阳极连接所述运放电路的输出端；或

所述第一信号整形单元还包括第二电阻、第二电容和第三电阻；所述运放电路的输入端连接所述第二电阻的第一端、所述第二电容的第一端和所述第三电阻的第一端，所述第二电阻的第二端和所述第二电容的第二端接地，所述第三电阻的第二端连接所述运放电路的输出端。

优选地，在本发明所述的一种交流输入隔离检测电路中，所述隔离驱动单元包括一光耦电路和一开关电路；

所述光耦电路中光发射器的第一端连接一第一电源电压，所述光耦电路中光发射器的第二端连接所述开关电路的第一端，所述开关电路的第二端连接第一电源地，所述开关电路的控制端连接所述第一信号整形单元的输出端，所述光耦电路中光接收器的第一端连接一第二电源电压，所述光耦电路中光接收器的第二端连接所述第二信号整形单元的输入端。

优选地，在本发明所述的一种交流输入隔离检测电路中，所述第二信号整形单元包括第四电阻和第三电容；

所述第四电阻的第一端和所述第三电容的第一端连接所述光耦电路中光接收器的第二端，所述第四电阻的第二端和所述第三电容的第二端连接第二电源地，其中所述第四电阻的第一端和所述第三电容的第一端用于输出检测信号。

优选地，在本发明所述的一种交流输入隔离检测电路中，所述信号采样单元包括第五电阻和第六电阻；

所述第五电阻的第一端连接所述第一整流单元的输出端，所述第五电阻的第二端连接所述第六电阻的第一端和所述第一信号整形单元的输入端，所述第六电阻的第二端接地。

本发明还构造一种供电电路，包括：交流输入端，连接所述交流输入端的主电源回路以及如上面任意一项所述的交流输入隔离检测电路；

所述主电源回路包括连接所述交流输入端的第二整流单元，连接所述第二整流单元的功率转换单元和连接所述功率转换单元的电源输出端；

其中，所述交流输入隔离检测电路中的第一整流单元的输入端连接所述第二整流单元的输入端，所述交流输入隔离检测电路中的第二信号整形单元的输出端连接所述功率转换单元。

优选地，本发明的供电电路中，所述第二整流单元包括第七二极管、第八二极管、第九二极管和第十二极管；

所述第七二极管的阳极和所述第八二极管的阴极连接所述交流输入端的L输入，所述第九二极管的阳极和所述第十二极管的阴极连接所述交流输入端的N输入，所述第七二极管的阴极和第九二极管的阴极连接所述功率转换单元的输入端，所述第八二极管的阳极和所述第十二极管的阳极接地。

优选地，本发明的供电电路中，所述第八二极管与所述交流输入隔离检测电路中的第二二极管为同一二极管；和/或所述第十二极管与所述交流输入隔离检测电路中的第四二极管为同一二极管。

本实用性还构造一种电子设备，包括如上面任意一项所述的供电电路。

实施本发明的一种交流输入隔离检测电路、供电电路及电子设备，具有以下有益效果：能够及时得到交流输入的检测结果。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一种交流输入隔离检测电路一实施例的逻辑框图；

图2是本发明一种交流输入电路一实施例的电路原理图；

图3是本发明一种交流输入电路另一实施例的电路原理图；

图4是本发明一种交流输入电路又一实施例的电路原理图；

图5是本发明一种交流输入电路又一实施例的电路原理图；

图6是本发明一种交流输入电路又一实施例的电路原理图；

图7是本发明一种交流输入电路又一实施例的电路原理图；

图8是本发明一种供电电路一实施例的逻辑框图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，在本发明的一种交流输入隔离检测电路100的第一实施例中，包括：包括：第一整流单元110、信号采样单元120、第一信号整形单元130、隔离驱动单元140和第二信号整形单元150；第一整流单元110的输入端用于连接交流输入端210，其中，交流输入端210用于连接外部交流输入和主电源回路220以通过主电源回路220输出供电电源；第一整流单元110的输出端连接信号采样单元120的输入端，信号采样单元120的输出端连接第一信号整形电路的输入端，第一信号整形电路的输出端连接隔离驱动单元140的输入端，隔离驱动单元140的输出端连接第二信号整形单元150的输入端，其中，第二信号整形单元150的输出端用于输出检测信号。具体的，交流输入隔离检测电路100中，通过第一整流单元110的输入端连接交流输入端210。其中交流输入端210用来输入外部交流信号。外部交流信号也可以通过交流输入端210为主电源回路220供电，主供电回路用来输出供电电源。交流输入端210的交流信号通过第一整流单元110整流后得到整流信号，信号采样单元120采样整流信号得到采样信号，该采样信号经过第一信号整形单元130整形后得到正向电压，通过该正向电压控制隔离驱动单元140动作生成驱动电平，第二信号整形单元150根据该驱动电平输出采样信号，最终得到交流输入的采样结果。其中，通过第一信号整形单元130用来提高隔离驱动单元140的驱动能力，驱动第二信号整形单元150快速输出检测信号，保证检测结果的及时性。此外通过隔离驱动单元140实现检测信号的隔离。

可选的，如图2至7所示，第一整流单元110包括第一二极管和第二二极管；第一二极管的阳极连接交流输入端210的L输入和第二二极管的阴极，第一二极管的阴极连接信号采样单元120的输入端，第二二极管的阳极接地；和/或第一整流单元110包括第三二极管和第四二极管，第三二极管的阳极连接交流输入端210的N输入和第四二极管的阴极，第三二极管的阴极连接信号采样单元120的输入端，第四二极管的阳极接地。具体的，第一整流单元110可以为全波整流电路也可以为半波整流电路，其为半波整流电路时可以通过两个二极管组成半波整流电路对交流输入端210的L输入或者N输入进行半波整流以得到半波信号。其通过四个二极管组成全波整流电路同时对交流输入端210的L输入和N输入同时进行整流以得到全波信号。在一具体实施例中，第一二极管包括二极管D1，第二二极管包括二极管D4，第三二极管包括二极管D2，第四二极管包括二极管D6。

如图2所示，在一实施例中，第一信号整形单元130包括第一电容、第一电阻和第五二极管；第一电容的第一端连接信号采样单元120的输出端，第一电容的第二端连接第五二极管的阴极、第一电阻的第一端和隔离驱动单元140的输入端，第五二极管的阳极和第一电阻的第二端接地。其中，第一电容可以包括电容C3，第五二极管可以包括二极管D8，第一电阻可以包括电阻R4，通过电容C3、二极管D8和电阻R4组成自举电路，将信号采样单元120输出的交变脉冲负压转换为正向电压，使得输出一直为正向电压，提高隔离驱动单元140的驱动效果。

如图3所示，在一实施例中，第一信号整形单元130还包括一运放电路；运放电路的第一输入端连接信号采样单元120的输出端，运放电路的第二输入端连接运放电路的输出端，其中，运放电路的输出端连接第一电容的第一端。具体的，运放电路可以包括运放芯片U1，其中运放芯片U1的反向输入端与其输出端连接构成电压跟随电路，采样信号通过该电压跟随电路输出以便进一步得到输出电压。

可选的，如图5所示，第一信号整形单元130还包括第二电阻、第二电容和第六二极管；运放电路的输入端连接第二电阻的第一端、第二电容的第一端和第六二极管的阴极，第二电阻的第二端和第二电容的第二端接地，第六二极管的阳极连接运放电路的输出端。具体的，第二电阻可以包括电阻R3，第二电容可以包括电容C2，第六二极管包括二极管D7；其中运放芯片U1，二极管D7以及电容C2组成一个峰值检测电路，即当无电阻R3的存在时，电容C2上的电压将维持为输入信号的最大值，当输入信号停止时，电容C2两端电压的电压将维持不变，无法真实检测到AC的输入变化。而在电容C2两端并入电阻R3后，可有效对电容C2上的电压进行泄放。在输入信号停止后，电阻R3很快将电容C2上的电压进行泄放，从而有效反应交流信号的输入的变化情况。在一直有交流输入信号时，因有电阻R3的存在，电阻R3不断对电容C2上的电压进行泄放，电容C2两端的电压将跟随输入信号在输入信号的最大值附近进行波动，所以运放芯片U1输出端输出的信号与输入信号成非线性放大，与线性放大相比可在较宽的输入范围内得到一个有效的输出信号。通过该输出信号驱动后极隔离驱动单元140的驱动信号。

可选的，如图4所示，第一信号整形单元130还包括第二电阻、第二电容和第三电阻；运放电路的输入端连接第二电阻的第一端、第二电容的第一端和第三电阻的第一端，第二电阻的第二端和第二电容的第二端接地，第三电阻的第二端连接运放电路的输出端。具体的，第二电阻包括电阻R3，第二电容包括电容C2，第三电阻包括电阻R7，使得运放芯片U1构成放大电路，对采样信号进行放大输出。

可选的，隔离驱动单元140包括一光耦电路和一开关电路；光耦电路中光发射器的第一端连接一第一电源电压，光耦电路中光发射器的第二端连接开关电路的第一端，开关电路的第二端连接第一电源地，开关电路的控制端连接第一信号整形单元130的输出端，光耦电路中光接收器的第一端连接一第二电源电压，光耦电路中光接收器的第二端连接第二信号整形单元150的输入端。具体的，光耦电路可以包括光耦芯片OT1，开关电路可以包括开关管Q1，其中开关管Q1的控制端连接第一信号整形单元130的输出端，根据第一信号整形单元130的输出导通或关断，并调节导通电流。光耦芯片OT1根据开关管Q1的导通或关断而导通或者关断。最终使光耦OT1跟随交变脉冲同步发光，光耦芯片OT1导通，第二电源电压经导通的光耦OT1得到输出电压，该输出电压。如果ACL,ACN输入端AC信号撤除或输入为直流电压，则无法检测到交变脉冲信号，光耦不发光即不导通。如图2至5所示，开关管Q1可以为MOS管，如图6所示，开关管Q1也可以为三极管。

可选的，第二信号整形单元150包括第四电阻和第三电容；第四电阻的第一端和第三电容的第一端连接光耦电路中光接收器的第二端，第四电阻的第二端和第三电容的第二端连接第二电源地，其中第四电阻的第一端和第三电容的第一端用于输出检测信号。具体的，第四电阻可以包括电阻R6，第三电容可以包括电容C4。当光耦OT1的导通时，第二电源电压VDD通过光耦为电容C4充电，同时由于电阻R6并联在电容C4两端，当脉冲消失的时间内，电容C4的通过电阻R6放电。通过匹配电阻R6与电容C4的参数，可以保障在持续由AC输入时候，可在电容C4两端获得一个直流信号，以供给控制线路做输入信号判断，控制整机的工作状态或上报控制系统，在AC撤除后，可快速把电容C4上的电压释放完或者释放到识别电压阈值以下，即实现准确快速识别AC供电状态。

可选的，信号采样单元120包括第五电阻和第六电阻；第五电阻的第一端连接第一整流单元110的输出端，第五电阻的第二端连接第六电阻的第一端和第一信号整形单元130的输入端，第六电阻的第二端接地。具体的，第五电阻可以包括电阻R1，第六电阻可以包括电阻R2，第一整流单元110输出的波形电压经电阻R1和电阻R2分压，在电阻R1和电阻R2的串联节点生成检测信号。

如图8所示，在本申请的一种供电电路中，包括：交流输入端210，连接交流输入端210的主电源回路220以及如上面任意一项的交流输入隔离检测电路100；主电源回路220包括连接交流输入端210的第二整流单元221，连接第二整流单元221的功率转换单元222和连接功率转换单元222的电源输出端223；其中，交流输入隔离检测电路100中的第一整流单元110的输入端连接第二整流单元221的输入端，交流输入隔离检测电路100中的第二信号整形单元150的输出端连接功率转换单元222。具体的，该供电电路中，外部交流输入经交流输入端210输入至第二整流单元221，通过第二整流单元221对该交流输入整流得到整流输出，并通过功率转换单元222对该整流输出进行功率转换的得到需要的输出电压。可以通过上述的交流输入隔离检测电路100得到供电电路的交流输入端210的输入检测结果，功率转换单元222接收该检测结果以形成反馈电路进行对应的工作状态调整。

可选的，如图2至7所示，第二整流单元221包括第七二极管、第八二极管、第九二极管和第十二极管；第七二极管的阳极和第八二极管的阴极连接交流输入端210的L输入，第九二极管的阳极和第十二极管的阴极连接交流输入端210的N输入，第七二极管的阴极和第九二极管的阴极连接功率转换单元222的输入端，第八二极管的阳极和第十二极管的阳极接地。具体的，第二整流单元221为通过四个二极管组成的全波整流电路，在一实施例其中，第八二极管与交流输入隔离检测电路100中的第二二极管为同一二极管；和/或第十二极管与交流输入隔离检测电路100中的第四二极管为同一二极管。即，全波整流电路中，第七二极管可以包括二极管D3，第九二极管可以包括二极管D5，第八二极管可以包括二极管D4，第十二极管可以包括二极管D6。

在一实施例中，交流输入端210可以包括EMC电路、防雷击浪涌电路等一个或多个防护电路，即交流输入可以经过一个或多个防护电路进入第一整流单元110和第二整流单元221。

在一实施例中，功率转换单元222可以包含PFC电路、功率变换电路，其中功率变换可以是反馈、正激、LLC、BUCK等常用变换电路中的一种或多种。同时，交流输入隔离检测电路100中的第一电源电压和第二电源电压均可以通过该功率变换电路提供。如在一实施例中，功率变换电路可以提供第一电源电压VCC，该第一电源电压与隔离驱动单元的输入端电路共地，用于给隔离驱动单元的输入端电路如初级控制回路以及检测电路供电。功率变换电路还可以提供第二电源电压VDD，该第二电源电压与隔离驱动单元的输入端电路隔离，并根据具体产品设计与隔离驱动单元的输出端电路共地或者不共地，第二电源电压VDD主要用于为隔离驱动单元的输出端电路供电。

另，本申请的一种电子设备中，包括如上面任意一项的供电电路。即可以通过该供电电路对电子设备的工作电路供电。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (12)

1.一种交流输入隔离检测电路，其特征在于，包括：第一整流单元、信号采样单元、第一信号整形单元、隔离驱动单元和第二信号整形单元；

所述第一整流单元的输入端用于连接交流输入端，其中，所述交流输入端用于连接外部交流输入；

所述第一整流单元的输出端连接所述信号采样单元的输入端，所述信号采样单元的输出端连接所述第一信号整形电路的输入端，所述第一信号整形电路的输出端连接所述隔离驱动单元的输入端，所述隔离驱动单元的输出端连接所述第二信号整形单元的输入端，所述第二信号整形单元的输出端用于输出检测信号。

2.根据权利要求1所述的交流输入隔离检测电路，其特征在于，

所述第一整流单元包括第一二极管和第二二极管；所述第一二极管的阳极连接所述交流输入端的L输入和所述第二二极管的阴极，所述第一二极管的阴极连接所述信号采样单元的输入端，所述第二二极管的阳极接地；和/或

所述第一整流单元包括第三二极管和第四二极管，所述第三二极管的阳极连接所述交流输入端的N输入和所述第四二极管的阴极，所述第三二极管的阴极连接所述信号采样单元的输入端，所述第四二极管的阳极接地。

3.根据权利要求1所述的交流输入隔离检测电路，其特征在于，所述第一信号整形单元包括第一电容、第一电阻和第五二极管；

所述第一电容的第一端连接所述信号采样单元的输出端，所述第一电容的第二端连接所述第五二极管的阴极、所述第一电阻的第一端和所述隔离驱动单元的输入端，所述第五二极管的阳极和所述第一电阻的第二端接地。

4.根据权利要求3所述的交流输入隔离检测电路，其特征在于，所述第一信号整形单元还包括一运放电路；

所述运放电路的第一输入端连接所述信号采样单元的输出端，所述运放电路的第二输入端连接所述运放电路的输出端，其中，所述运放电路的输出端连接所述第一电容的第一端。

5.根据权利要求4所述的交流输入隔离检测电路，其特征在于，

所述第一信号整形单元还包括第二电阻、第二电容和第六二极管；所述运放电路的输入端连接所述第二电阻的第一端、所述第二电容的第一端和所述第六二极管的阴极，所述第二电阻的第二端和所述第二电容的第二端接地，所述第六二极管的阳极连接所述运放电路的输出端；或

所述第一信号整形单元还包括第二电阻、第二电容和第三电阻；所述运放电路的输入端连接所述第二电阻的第一端、所述第二电容的第一端和所述第三电阻的第一端，所述第二电阻的第二端和所述第二电容的第二端接地，所述第三电阻的第二端连接所述运放电路的输出端。

6.根据权利要求1所述的交流输入隔离检测电路，其特征在于，所述隔离驱动单元包括一光耦电路和一开关电路；

所述光耦电路中光发射器的第一端连接一第一电源电压，所述光耦电路中光发射器的第二端连接所述开关电路的第一端，所述开关电路的第二端连接第一电源地，所述开关电路的控制端连接所述第一信号整形单元的输出端，所述光耦电路中光接收器的第一端连接一第二电源电压，所述光耦电路中光接收器的第二端连接所述第二信号整形单元的输入端。

7.根据权利要求6所述的交流输入隔离检测电路，其特征在于，所述第二信号整形单元包括第四电阻和第三电容；

所述第四电阻的第一端和所述第三电容的第一端连接所述光耦电路中光接收器的第二端，所述第四电阻的第二端和所述第三电容的第二端连接第二电源地，其中所述第四电阻的第一端和所述第三电容的第一端用于输出检测信号。

8.根据权利要求1所述的交流输入隔离检测电路，其特征在于，所述信号采样单元包括第五电阻和第六电阻；

所述第五电阻的第一端连接所述第一整流单元的输出端，所述第五电阻的第二端连接所述第六电阻的第一端和所述第一信号整形单元的输入端，所述第六电阻的第二端接地。

9.一种供电电路，其特征在于，包括：交流输入端，连接所述交流输入端的主电源回路以及如权利要求1至8任意一项所述的交流输入隔离检测电路；

所述主电源回路包括连接所述交流输入端的第二整流单元，连接所述第二整流单元的功率转换单元和连接所述功率转换单元的电源输出端；

其中，所述交流输入隔离检测电路中的第一整流单元的输入端连接所述第二整流单元的输入端，所述交流输入隔离检测电路中的第二信号整形单元的输出端连接所述功率转换单元。

10.根据权利要求9所述的供电电路，其特征在于，所述第二整流单元包括第七二极管、第八二极管、第九二极管和第十二极管；

所述第七二极管的阳极和所述第八二极管的阴极连接所述交流输入端的L输入，所述第九二极管的阳极和所述第十二极管的阴极连接所述交流输入端的N输入，所述第七二极管的阴极和第九二极管的阴极连接所述功率转换单元的输入端，所述第八二极管的阳极和所述第十二极管的阳极接地。

11.根据权利要求10所述的供电电路，其特征在于，所述第八二极管与所述交流输入隔离检测电路中的第二二极管为同一二极管；和/或所述第十二极管与所述交流输入隔离检测电路中的第四二极管为同一二极管。

12.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求9至11任意一项所述的供电电路。

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