CN202837381U

CN202837381U - 一种交流掉电预警信号电路

Info

Publication number: CN202837381U
Application number: CN 201220218424
Authority: CN
Inventors: 孙志勇; 吴重重; 王伟晓
Original assignee: Luoyang Longsheng Technology Co Ltd
Current assignee: Luoyang Longsheng Technology Co Ltd
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2022-05-16

Abstract

本实用新型介绍了一种交流掉电预警信号电路，其特征是：包括输入电路部分、掉电采样部分、信号输出部分，并外接辅助源作为外加电源，将输入交流电压单独进行整流、滤波获得的电压作为信号电路的工作电压；整流桥前面还串入了较大阻值的电阻器；将滤波电容的容值降低到最低允许值，在滤波电容两端并了一只放电电阻；在回路中串入了稳压二极管。本专利的电路，适用了220V50Hz、115V400Hz两种输入电压的供电环境，可在输入掉电后＜1ms内，快速提供理想的掉电预警信号。

Description

一种交流掉电预警信号电路

技术领域

本实用新型涉及一种电路技术，特别是一种交流掉电预警信号电路。

背景技术

很多现代电子设备都实现了智能化，智能化的电子设备都广泛地采用了计算机技术，计算机对其供电电源提出了各种要求，其中就有要求提供掉电预警信号的，而且要求掉电预警信号发给计算机的同时，供给计算机的直流稳压电源必须继续维持一段时间（如≥50ms）才可掉电，这≥50ms的时间是留给计算机保存数据用的。

稳压电源的输入电压掉电后，维持稳压电源正常输出的能量依赖电路中设置的输入贮能电容器，维持的时间越长，需要电容量就越大，而耐压高、容量大的电容器不仅价格昂贵而且体积大、份量重，而贮存的能量非常有限，因此必须充分利用电容器这点放电时间，快速给出预警信号，让计算机及时保存信息。

该设计的关键技术就是如何实现当输入交流电压掉电时，给计算机快速提供掉电信号。

稳压电源的输入一般分为直流电压和交流电压，当输入为直流电压时，快速提供掉电预警信号相对而言较为容易实现，当输入为交流电压时，快速提供掉电预警信号则比较困难，目前尚未见到比较好的可实用的该种电路。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种交流掉电预警信号电路，利用主回路的电压来实现当输入交流电压掉电时，给计算机快速提供掉电信号。

为了实现解决上述技术问题的目的，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型的一种交流掉电预警信号电路，包括输入电路、掉电采样电路、信号输出电路，并外接辅助源作为外加电源，各部分的结构和连接关系为：

1）输入电路：包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、整流桥、电容；端口包括交流输入端口+IN1和+IN2、输出端口+OUT和-OUT；

输入电路的两个交流输入端口任意接交流输入的火线或者零线，其中输入电路的一个交流输入端口通过第一电阻连接整流桥的一个交流输入端，整流桥的另一个交流输入端接输入电路的另一个交流输入端口，整流桥的正输出端通过第二电阻同时连接电容的正极和第三电阻的一端，该电容的正极即输入电路的正输出端口，整流桥的负输出端同时连接电容的负极和第三电阻的另一端，该电容的负极即负输出端口；

2）掉电采样电路：包括稳压二极管、第四电阻、第五电阻、光耦，并外接辅助源作为外加电源，输入端口为+IN、-IN、输出端口为+OUT、-OUT；

输入电路的+OUT通过稳压二极管连接掉电采样电路的+IN端口，掉电采样电路的+IN端口也即为光耦前端的阳极，输入电路的-OUT端口接掉电采样电路的-IN端口，掉电采样电路的-IN端口也即为光耦前端的阴极；光耦前端的阴极和阳极之间连接第四电阻；光耦输出端的集电极接至辅助源的正极，光耦输出端的发射极即为掉电采样电路的+OUT端口，光耦输出端的发射极通过第五电阻接辅助源的负极，辅助源的负极也即为掉电采样电路的-OUT端口；

3）信号输出电路：包括运放、第六电阻、第七电阻；端口为输入端口+IN、-IN、输出端口TTL+、TTL-；

掉电采样电路的+OUT端口接运放的同向输入端，运放的同向输入端也即为信号输出电路的+IN端口；掉电采样电路的-OUT端口同时接运放的供电地端和负输出端口TTL-，运放的供电地端也即为信号输出电路的-IN端口，同时运放的供电地端通过第七电阻连接运放的反向输入端和第六电阻一端的交汇点；第六电阻的另一端和运放的供电正端的交汇点接辅助源的正极；运放的输出端接信号输出电路的TTL+端口。

进一步具体的，所述的光耦为光电耦合器TLP627-1。

进一步具体的，所述的运放的型号为LM358。

进一步具体的，所述的电容的容量小于22μF。

本实用新型将输入交流电压单独进行整流、滤波获得的电压作为信号电路的工作电压；同时为了降低整流桥及滤波电容的耐压要求，整流桥前面还串入了较大阻值的电阻器；另外将滤波电容的容值降低到最低允许值，以便掉电时将其贮存的能量快速放掉，为此还在滤波电容两端并了一只放电电阻；为了加速提供掉电信号，还在回路中串入了稳压二极管。

该电路的设计以同时适用输入220V、50Hz和115V、400Hz为例，要求输入正常时提供≥3.5V的高电平信号，输入掉电时提供≤0.5V的低电平信号。

该电路的设计，首先考虑到预警信号电路的低功耗，为此选用了输入电流小的光电耦合器TLP627-1；为了使滤波电容301贮能少、放电快，将电容量设计得尽可能小，又基本满足平滑的要求；为了使放电快还设置了第三电阻、第四电阻两只放电电阻；为了让光耦在掉电时快速反应还在回路中设置了稳压二极管202；最后为了克服因电容301上的纹波而造成对输出信号波形的影响，末级还采用设置了作为阀值的比较器的运放作为整形电路。

该电路的工作过程是，输入电压先经第一电阻降压，再整流，又经第二电阻限流，电容器滤波获得较低且相对平滑的直流电压（＜15V），该直流电压再经稳压二极管降压再去驱动光电耦合器的输入级，稳压二极管的输出级则提供高电平，再经比较器输出波形比较理想的高电平信号，表示输入电压正常。

当输入掉电时，电容上的电压通过第三电阻及稳压二极管、第四电阻构成的回路即时放电而快速下降，同时由于稳压二极管上的电压瞬时维持不变，所以电容电压的下降即刻反应到光耦输入电压的下降，光耦的输出由导通立刻转为截止，输出低电平，运放的输出也即时输出低电平作为预警信号快速传给计算机，表示输入开始掉电。

本实用新型的交流掉电预警信号电路的主要特点为;

（1）电路设计首先考虑要让掉电预警信号电路的功率损耗最小化，所以关键器件光电耦合器选用输入电流最小的TLP627-1，其输入电流≥1mA便可使输出很好导通；

（2）输入回路串入较大阻值电阻器先降压后整流，使后面的整流桥和滤波电容都在较低电压下工作，从而既减少了桥和电容器的体积，又增加了可靠性；

（3）用于平滑滤波的电容器的容量尽量选择较小（22μF），以减少能量的贮存，便于掉电时快速放电；

（4）在电容两端并联第三电阻，加速电容的放电；

（5）电容器后面串入了稳压二极管，使光耦在掉电时快速关断；

（6）为了使输出获得理想的信号波形，在光耦的输出加一级运放。

通过以上的精心设计，该电路可在输入掉电后，在＜1ms的时间内，快速提供理想的掉电预警信号。

通过采用上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：

本实用新型的一种交流掉电预警信号电路，适用了220V 50Hz、115V 400Hz、两种输入电压的供电环境，快速响应而在极短时间内给出掉电的预警信号。

附图说明

图1是本专利的交流掉电预警信号电路的电路图。

图2-图4分别是交流掉电预警信号电路的输入电路、掉电采样电路、信号输出电路。

图5和图6是本专利的交流掉电预警信号电路掉电预警信号波形图。

图中，虚框10-输入电路，虚框20-掉电采样电路，虚框30-信号输出电路，101-第一电阻，102-第二电阻，103-第三电阻，104-第四电阻，105-第五电阻，106-第六电阻，107-第七电阻，201-整流桥，202-稳压二极管，203-光耦，301-电容，401-运放。

具体实施方式

实施例1

下面结合附图对本专利进一步解释说明。实施方式的元器件序号即为附图说明中描述的元器件。

一种交流掉电预警信号电路，如图1到图4所示，其包括输入电路、掉电采样电路、信号输出电路，并外接5V辅助源作为外加电源。

输入电路：电阻101一端接交流220VAC输入火线、零线中的任一端，另一端接整流桥201的一个交流输入端，交流220VAC输入火线、零线中的另一端接整流桥201的另一个交流输入端，整流桥的正输出端接电阻102的一端，电阻102的另一端接电容301和电阻103的一端，电容301和电阻103的另一端接整流桥的负输出。

掉电采样电路：电阻102与电容301的相交处接至稳压二极管202的阴极，稳压二极管202的阳极及电阻104的一端都接到光耦203前端的阳极，电阻104的另一端及光耦203前端的阴极都接到整流桥的负输出端，光耦203输出端的集电极接至辅助源的正极，光耦203输出端的发射极接电阻105的一端，电阻105的另一端接辅助源的负极；

信号输出电路：运放401用掉电采样电路的辅助源供电，电阻106的一端接光耦203后端的集电极，电阻106的另一端接运放401的反向输入，运放401的反向输入接电阻107的一端，电阻107的另一端接辅助源的负极，运放401的同向输入接光耦后端的发射级。

当同时适用输入220V、50Hz和115V、400Hz时，要求输入正常时提供高电平（≥3.5V）信号，输入掉电时提供低电平（≤0.5V）信号。

该电路的工作过程是，输入电压先经电阻101降压，再整流，又经电阻102限流，电容器301滤波获得较低且相对平滑的直流电压（＜15V），该直流电压再经稳压二极管202降压再去驱动光电耦合器203的输入级，203的输出级则提供高电平，再经比较器401输出波形比较理想的高电平信号，表示输入电压正常。

当输入掉电时，电容301上的电压通过第三电阻103即时放电而快速下降，同时由于稳压二极管202上的电压瞬时维持不变，所以电容301电压的下降即刻反应到光耦203输入电压的下降，光耦203的输出由导通立刻转为截止，输出低电平，比较器的输出也即时输出低电平作为预警信号快速传给计算机，表示输入开始掉电。

Claims

1.一种交流掉电预警信号电路，其特征是：包括输入电路、掉电采样电路、信号输出电路，并外接辅助源作为外加电源，各部分的结构和连接关系为：

1）输入电路：包括第一电阻（101）、第二电阻（102）、第三电阻（103）、整流桥（201）、电容（301）；端口包括交流输入端口+IN1和+IN2、输出端口+OUT和-OUT；

输入电路的两个交流输入端口任意接交流输入的火线或者零线，其中输入电路的一个交流输入端口通过第一电阻（101）连接整流桥（201）的一个交流输入端，整流桥（201）的另一个交流输入端接输入电路的另一个交流输入端口，整流桥（201）的正输出端通过第二电阻（102）同时连接电容（301）的正极和第三电阻（103）的一端，该电容（301）的正极即输入电路的正输出端口，整流桥（201）的负输出端同时连接电容（301）的负极和第三电阻（103）的另一端，该电容（301）的负极即负输出端口；

2）掉电采样电路：包括稳压二极管（202）、第四电阻（104）、第五电阻（105）、光耦（203），并外接辅助源作为外加电源，输入端口为+IN、-IN、输出端口为+OUT、-OUT；

输入电路的+OUT通过稳压二极管（202）连接掉电采样电路的+IN端口，掉电采样电路的+IN端口也即为光耦（203）前端的阳极，输入电路的-OUT端口接掉电采样电路的-IN端口，掉电采样电路的-IN端口也即为光耦（203）前端的阴极；光耦（203）前端的阴极和阳极之间连接第四电阻（104）；光耦（203）输出端的集电极接至辅助源的正极，光耦（203）输出端的发射极即为掉电采样电路的+OUT端口，光耦（203）输出端的发射极通过第五电阻（105）接辅助源的负极，辅助源的负极也即为掉电采样电路的-OUT端口；

3）信号输出电路：包括运放（401）、第六电阻（106）、第七电阻（107）；端口为输入端口+IN、-IN、输出端口TTL+、TTL-；

掉电采样电路的+OUT端口接运放（401）的同向输入端，运放（401）的同向输入端也即为信号输出电路的+IN端口；掉电采样电路的-OUT端口同时接运放（401）的供电地端和负输出端口TTL-，运放（401）的供电地端也即为信号输出电路的-IN端口，同时运放（401）的供电地端通过第七电阻（107）连接运放（401）的反向输入端和第六电阻（106）一端的交汇点；第六电阻（106）的另一端和运放（401）的供电正端的交汇点接辅助源的正极；运放（401）的输出端接信号输出电路的TTL+端口。

2.根据权利要求1所述交流掉电预警信号电路，其特征是：所述的光耦(203)为光电耦合器TLP627-1。

3.根据权利要求1所述交流掉电预警信号电路，其特征是：所述的运放（401）的型号为LM358。

4.根据权利要求1所述交流掉电预警信号电路，其特征是：所述的电容（301）的容量小于22μF。