CN203894327U - 阻性负载识别电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种阻性负载识别电路，其特征在于：正向矩形波电路获取与交流电源正半波同步的矩形波，并发送给所述矩形波集成电路，负向矩形波电路获取与交流电源负半波同步的矩形波，并发送给所述矩形波集成电路，矩形波集成电路集成矩形波后，控制所述负载采样电路的输出电压，并发送给负载识别输出电路，负载识别输出电路输出负载阻抗性质信息；其显著效果是：能够识别出负载是否为阻抗性负载，同时，也能定性获取负载功率信息，有助于校园用电管理。
Description
技术领域
本实用新型属于一种电路负载检测技术，具体涉及一种阻性负载识别电路。
背景技术
电路中的负载主要分为容性负载、感性负载和阻性负载，在家用电器中，除电炉、白炽灯等少数设备纯阻抗负载，其余电器大都属于容性负载和感性负载。阻性负载和其他负载在电路波形上有明显的区别，如图1、2所示，其他负载对波形通过0点时，具有明显的阻尼特征，即其在0点附近的电流低于正常正弦波电流值，而阻性负载在0点附近的电流值与正常正弦波变化一致。
现在的校园寝室管理中，最容易出现的问题是：学生自制水加热器，而水加热器这类大功率阻抗性负载经常引起校园电路故障，严重情况会引起火灾，如何智能化管理校园寝室，是一个重要课题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种阻性负载识别电路，能够识别出负载是否为阻抗性负载，有助于校园用电管理。
为达到上述目的，本实用新型表述一种阻性负载识别电路，其关键在于：设置有正向矩形波电路、负向矩形波电路、矩形波集成电路、负载采样电路和负载识别输出电路；其中正向矩形波电路获取与交流电源正半波同步的矩形波，并发送给所述矩形波集成电路，负向矩形波电路获取与交流电源负半波同步的矩形波，并发送给所述矩形波集成电路，矩形波集成电路集成矩形波后，控制所述负载采样电路的输出电压，并发送给负载识别输出电路，负载识别输出电路输出负载阻抗性质信息；
其中负向矩形波电路由负向偏置下拉电路和负向放大电路组成，其中负向偏置下拉电路设置有电解电容C1，该电解电容C1的正端接地，负端串电阻R6后再接二极管D1的阳极，该二极管D1的阴极接一个交流电源端；
所述负向放大电路包括放大器U2，该放大器U2的正向输入端连接分压电阻R1和分压电阻R2的公共端，分压电阻R1和分压电阻R2串接在一个交流电源端和地之间，所述放大器U2的正向输入端还依次串电阻R8、电阻R7后接地，该电阻R8和电阻R7的公共端接所述电解电容C1的负端，放大器U2的负向输入端串电阻R9后接地，该负向输入端接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极接所述放大器U2的输出端，放大器U2的输出端接所述矩形波集成电路的输入端。
所述正向矩形波电路包括放大器U1，该放大器U1的正向输入端串电阻R5后接地，放大器U1的负向输入端接所述分压电阻R1和分压电阻R2的公共端，放大器U1的输出端接所述矩形波集成电路的输入端。
所述矩形波集成电路设置有三极管Q1，该三极管Q1的基极为矩形波集成电路的输入端，三极管Q1的基极串电阻R11后接地，该三极管Q1的发射极接地，集电极接所述负载采样电路的输出端，集电极还接所述负载识别输出电路的输入端。
所述放大器U1的输出端接二极管D3的阳极，所述放大器U2的输出端接二极管D4的阳极，所述二极管D3和二极管D4的阴极共接在电阻R10的一端，电阻R10的另一端接所述三极管Q1的基极。
所述负载采样电路设置有放大器U3，该放大器U3的正向输入端串电阻R12后，与负载连接，放大器U3的反向输入端串电阻R13后接地，放大器U3的反向输入端与输出端之间串有电阻R14，放大器U3的输出端串电阻R15后接所述负载识别输出电路的输入端。
所述负载识别输出电路设置有比较器U4，该比较器U4的反相输入端连接所述负载采样电路的输出端，该比较器U4的同相输入端经电阻R16接正电源，比较器U4的同相输入端经电阻R17接地，比较器U4的输出端输出负载阻抗性质信息。
所述比较器U4的反相输入端接电解电容C2的正端，电解电容C2的负端接地。
正向矩形波电路生成与交流电源正半波相位同步的矩形波，负向矩形波电路获取与交流电源负半波相位同步的矩形波，但负向矩形波电路因为负向偏置下拉电路的作用，负向矩形波电路波形的两端均短于交流电源负半波，两路矩形波无法完全互补360度相位，在电压0点附近的留有窗口，此窗口就是检验负载是否为阻性元件，因阻尼效果，其他性质的负载无法令电压值大于该窗口电压阈值，矩形波集成电路负责将正负半波的矩形波统一在正相，负载采样电路获取负载电流信号并转换为电压信号，并加以放大，负载识别输出电路确定电压阈值，并比较电压阈值与窗口处的负载电压值，实现负载识别。
本实用新型的显著效果是：提供了一种阻性负载识别电路，能够识别出负载是否为阻抗性负载，同时，也能定性获取负载功率信息，有助于校园用电管理。
附图说明
图1阻性负载的电流波形；
图2其他负载的电流波形；
图3为本实用新型电路原理图；
图4为图3中各关键点图的波形时序图，其中a为U1的输出电压，b为U2的输出电压，c为Q1的基极电压，去掉电容C2时，U3的输出电压为d。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图3所示：一种阻性负载识别电路，设置有正向矩形波电路、负向矩形波电路、矩形波集成电路、负载采样电路和负载识别输出电路；
如图4所示：其中正向矩形波电路获取与交流电源正半波同步的矩形波，并发送给所述矩形波集成电路，负向矩形波电路获取与交流电源负半波同步的矩形波，并发送给所述矩形波集成电路，矩形波集成电路集成矩形波后，控制所述负载采样电路的输出电压，并发送给负载识别输出电路，负载识别输出电路输出负载阻抗性质信息；
其中负向矩形波电路由负向偏置下拉电路和负向放大电路组成，其中负向偏置下拉电路设置有电解电容C1，该电解电容C1的正端接地，负端串电阻R6后再接二极管D1的阳极，该二极管D1的阴极接一个交流电源端；
负向放大电路包括放大器U2，该放大器U2的正向输入端连接分压电阻R1和分压电阻R2的公共端，分压电阻R1和分压电阻R2串接在一个交流电源端和地之间，所述放大器U2的正向输入端还依次串电阻R8、电阻R7后接地，该电阻R8和电阻R7的公共端接所述电解电容C1的负端，放大器U2的负向输入端串电阻R9后接地，该负向输入端接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极接所述放大器U2的输出端，放大器U2的输出端接所述矩形波集成电路的输入端。
所述正向矩形波电路包括放大器U1，该放大器U1的正向输入端串电阻R5后接地，放大器U1的负向输入端接所述分压电阻R1和分压电阻R2的公共端，放大器U1的输出端接所述矩形波集成电路的输入端。
所述矩形波集成电路设置有三极管Q1，该三极管Q1的基极为矩形波集成电路的输入端，三极管Q1的基极串电阻R11后接地，该三极管Q1的发射极接地，集电极接所述负载采样电路的输出端，集电极还接所述负载识别输出电路的输入端。
所述放大器U1的输出端接二极管D3的阳极，所述放大器U2的输出端接二极管D4的阳极，所述二极管D3和二极管D4的阴极共接在电阻R10的一端，电阻R10的另一端接所述三极管Q1的基极。
所述负载采样电路设置有放大器U3，该放大器U3的正向输入端串电阻R12后，与负载连接，放大器U3的反向输入端串电阻R13后接地，放大器U3的反向输入端与输出端之间串有电阻R14，放大器U3的输出端串电阻R15后接所述负载识别输出电路的输入端。
所述负载识别输出电路设置有比较器U4，该比较器U4的反相输入端连接所述负载采样电路的输出端，该比较器U4的同相输入端经电阻R16接正电源，比较器U4的同相输入端经电阻R17接地，比较器U4的输出端输出负载阻抗性质信息。
所述比较器U4的反相输入端接电解电容C2的正端，电解电容C2的负端接地。
Claims (7)
1.一种阻性负载识别电路，其特征在于：设置有正向矩形波电路、负向矩形波电路、矩形波集成电路、负载采样电路和负载识别输出电路；
其中正向矩形波电路获取与交流电源正半波同步的矩形波，并发送给所述矩形波集成电路，负向矩形波电路获取与交流电源负半波同步的矩形波，并发送给所述矩形波集成电路，矩形波集成电路集成矩形波后，控制所述负载采样电路的输出电压，并发送给负载识别输出电路，负载识别输出电路输出负载阻抗性质信息；
其中负向矩形波电路由负向偏置下拉电路和负向放大电路组成，其中负向偏置下拉电路设置有电解电容C1，该电解电容C1的正端接地，负端串电阻R6后再接二极管D1的阳极，该二极管D1的阴极接一个交流电源端；
所述负向放大电路包括放大器U2，该放大器U2的正向输入端连接分压电阻R1和分压电阻R2的公共端，分压电阻R1和分压电阻R2串接在一个交流电源端和地之间，所述放大器U2的正向输入端还依次串电阻R8、电阻R7后接地，该电阻R8和电阻R7的公共端接所述电解电容C1的负端，放大器U2的负向输入端串电阻R9后接地，该负向输入端接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极接所述放大器U2的输出端，放大器U2的输出端接所述矩形波集成电路的输入端。
2.根据权利要求1所述阻性负载识别电路，其特征在于：所述正向矩形波电路包括放大器U1，该放大器U1的正向输入端串电阻R5后接地，放大器U1的负向输入端接所述分压电阻R1和分压电阻R2的公共端，放大器U1的输出端接所述矩形波集成电路的输入端。
3.根据权利要求2所述阻性负载识别电路，其特征在于：所述矩形波集成电路设置有三极管Q1，该三极管Q1的基极为矩形波集成电路的输入端，三极管Q1的基极串电阻R11后接地，该三极管Q1的发射极接地，集电极接所述负载采样电路的输出端，集电极还接所述负载识别输出电路的输入端。
4.根据权利要求3所述阻性负载识别电路，其特征在于：所述放大器U1的输出端接二极管D3的阳极，所述放大器U2的输出端接二极管D4的阳极，所述二极管D3和二极管D4的阴极共接在电阻R10的一端，电阻R10的另一端接所述三极管Q1的基极。
5.根据权利要求1所述阻性负载识别电路，其特征在于：所述负载采样电路设置有放大器U3，该放大器U3的正向输入端串电阻R12后，与负载连接，放大器U3的反向输入端串电阻R13后接地，放大器U3的反向输入端与输出端之间串有电阻R14，放大器U3的输出端串电阻R15后接所述负载识别输出电路的输入端。
6.根据权利要求1所述阻性负载识别电路，其特征在于：所述负载识别输出电路设置有比较器U4，该比较器U4的反相输入端连接所述负载采样电路的输出端，该比较器U4的同相输入端经电阻R16接正电源，比较器U4的同相输入端经电阻R17接地，比较器U4的输出端输出负载阻抗性质信息。
7.根据权利要求6所述阻性负载识别电路，其特征在于：所述比较器U4的反相输入端接电解电容C2的正端，电解电容C2的负端接地。
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| CN (1) | CN203894327U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108110898A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-06-01 | 北京北方瑞德仪器仪表有限公司 | 基于互联网的远程智能用电管理系统 |
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2014
- 2014-06-03 CN CN201420290430.7U patent/CN203894327U/zh not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20141022 |