CN204205552U - 一种ac欠压过压检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种AC欠压过压检测电路，包括：用于将交流电转换为直流电的整流模块，用于对整流模块输出的直流电进行分压处理的分压模块，用于检测分压模块输出的脉动电压的峰值的峰值检波模块，用于将脉动电压的峰值与预设值比较、当峰值异常时产生控制信号的比较模块，用于根据所述控制信号进行输出保护的控制模块。本实用新型由峰值检波模块检测分压模块输出的脉动电压的峰值并输出给比较模块，比较模块将脉动电压的峰值与预设值比较、当检测峰值异常时产生控制信号使控制模块进行输出保护，确保了用电设备稳定可靠，解决了开关电源带PFC电路的用电设备，且输出空载或轻载情况下会造成高压或低压保护误动作的情况。

Description

一种AC欠压过压检测电路

技术领域

本实用新型涉及用电设备安全技术领域，特别涉及一种AC欠压过压检测电路。

背景技术

目前，用电设备在使用中对工作电源有着较高的要求，但通常电网产生的电压偏高(电网产生的电压偏高是指给定的瞬间设备端电压U与设备额定电压Un之差)，以及大功率电动机的起动、电焊机的工作等大型冲击性负荷的工作，均会引起负荷的急剧变动，使电网电压损耗随之产生相应变动，从而使用户公共供电点的电压出现波动现象，如果长时间供给用电设备，则会极大的损坏用电设备。所以在AC/DC（交流转直流）电源使用中，一般会加入相应的AC欠压过压检测电路，以保证用电设备在正常的供电状态下使用。当供电线路出现过压、欠压时，进行有效保护，从而确保用电设备安全正常运行。

如图1所示，传统的欠压过压检测电路包括AC/DC整流电路、分压电路、滤波电路、比较电路和控制电路，通过AC/DC整流电路对输入的交流电进行整流变成高压直流电压，然后通过分压电路将高压直流电压进行分压处理，将低压直流电进行滤波之后送入比较电路进行比较，如电压出现过压、欠压现象时(比较电路比较的过压、欠压值可根据所需设定)，比较电路会输出不同的控制信号给到控制电路，控制线路内部执行继电器延时、释放进行输出保护，从而对用电设备进行保护。

如图2所示，交流信号输入时电压波形如图2中的（a）所示，经过AC/DC整流电路整流后，电压波形如图2中的（b）左侧部分的信号波形所示，再由滤波电路滤波处理，送入比较电路比较后，输出电压信号如图2中的（b）右侧部分信号波形所示，可见在输入电压高压或欠压时，均可得到保护。

但目前，大部分开关电源都带PFC（功率因数）电路，在用电设备输出空载或轻载情况下会造成高压或低压保护误动作，造成这种情况的原因是带PFC电路的开关电源在输出空载或轻载情况下，传统的欠压过压检测电路的检测信号发生变形，如图3中的（b）所示，而这种变形导致经过滤波电路平滑滤波之后比用电设备满载时电压要高[如图3中的（b）与图3中的（a）对比]，从而导致高压或低压保护误动作。可见现有的AC欠压过压检测电路的可靠性并不高，因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种AC欠压过压检测电路，避免开关电源带PFC电路的用电设备在输出空载或轻载造成高压或低压保护误动作。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种AC欠压过压检测电路，包括：用于将交流电转换为直流电的整流模块，用于对整流模块输出的直流电进行分压处理的分压模块，用于检测分压模块输出的脉动电压的峰值的峰值检波模块，用于将脉动电压的峰值与预设值比较、当峰值异常时产生控制信号的比较模块，用于根据所述控制信号进行输出保护的控制模块；所述整流模块、分压模块、峰值检波模块、比较模块和控制模块依次连接。

所述的AC欠压过压检测电路中，所述整流模块包括整流桥和第一电容，所述整流桥的第一端连接分压模块、还通过第一电容接地，所述整流桥的第二端和第三端分别连接电源的火线和零线，所述整流桥的第四端接地。

所述的AC欠压过压检测电路中，所述分压模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一电阻通过第二电阻连接第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接峰值检波模块和第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接地。

所述的AC欠压过压检测电路中，所述峰值检波模块包括第一运算放大器和第一二极管，所述第一运算放大器的同相输入端连接第三电阻的另一端和第四电阻的一端，所述第一运算放大器的反相输入端连接第一二极管的负极和比较模块，所述第一运算放大器的输出端连接第一二极管的正极。

所述的AC欠压过压检测电路中，所述比较模块包括第二运算放大器、第三运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第二电容、第二二极管和第三二极管；所述第二运算放大器的同相输入端通过第五电阻连接第六电阻的一端、第七电阻的一端和第八电阻的一端、还通过第九电阻连接第二运算放大器的输出端和第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接控制模块，所述第六电阻的另一端连接供电端，第七电阻的另一端和第八电阻的另一端均接地，所述第二运算放大器的反相输入端通过第十电阻连接第一二极管的负极；所述第三运算放大器的同相输入端通过第十一电阻连接第一二极管的负极、也通过第二电容接地、还通过第十二电阻连接第三运算放大器的输出端和第三二极管的负极，第三二极管的正极连接所述控制模块，所述第三运算放大器的反相输入端通过第十三电阻连接供电端、还分别通过第十四电阻、第十五电阻接地。

所述的AC欠压过压检测电路中，所述控制模块包括光耦、第十六电阻和第三电容，所述光耦的A端通过第十六电阻连接供电端，所述述光耦的K端接地，光耦的C端连接AC欠压过压检测电路的后级电路的反馈端、还通过第三电容接地，所述光耦的E端接地。

相较于现有技术，本实用新型提供的AC欠压过压检测电路，由峰值检波模块检测分压模块输出的脉动电压的峰值并输出给比较模块，比较模块将脉动电压的峰值与预设值比较、当检测峰值异常时产生控制信号使控制模块进行输出保护，确保了用电设备稳定可靠，解决了开关电源带PFC电路的用电设备，且输出空载或轻载情况下会造成高压或低压保护误动作的情况。

附图说明

图1为现有AC欠压过压检测电路的结构框图。

图2为现有AC欠压过压检测电路中各电路输出信号的波形示意图。

图3为现有AC欠压过压检测电路中用电设备满载，空载或轻载时，检测信号的波形示意图。

图4为本实用新型AC欠压过压检测电路的结构框图。

图5为本实用新型AC欠压过压检测电路的电路图。

图6为本实用新型AC欠压过压检测电路中用电设备满载，空载或轻载时，检测信号的波形图。

具体实施方式

本实用新型提供一种AC欠压过压检测电路，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图4，其为本实用新型AC欠压过压检测电路的结构框图。本实用新型的AC欠压过压检测电路包括依次连接的整流模块10、分压模块20、峰值检波模块30、比较模块40和控制模块50。

所述整流模块10连接交流电源用于将交流电转换为直流电，之后由分压模块20对整流模块10输出的直流电进行分压处理送入峰值检波模块30，由峰值检波模块30检测分压模块20输出的脉动电压的峰值输出给比较模块40，由比较模块40将脉动电压的峰值与预设值比较、当峰值异常时产生控制信号给控制模块50，使控制模块50根据所述控制信号进行输出保护。

本实用新型通过将AC整流之后的电压进行分压处理后送给峰值检波模块30，由峰值检波模块30将脉动交流电压的峰值传送给比较模块40，由比较模块40给出高压或低压保护的控制信号给控制模块50进行输出保护，确保了用电设备稳定可靠的运行，解决了开关电源带PFC电路，且用电设备空载或轻载时，造成高压或低压保护误动作的问题。

请一并参阅图5，具体实施时，所述整流模块10包括整流桥D和第一电容C1，所述整流桥D的第一端连接分压模块20、还通过第一电容C1接地，所述整流桥D的第二端和第三端分别连接电源的火线和零线，所述整流桥D的第四端接地。交流电经整流桥D整流成直流后，由第一电容C1滤波为平滑的直流电输入分压模块20中。

所述分压模块20包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，所述第一电阻R1通过第二电阻R2连接第三电阻R3的一端，所述第三电阻R3的另一端连接峰值检波模块30和第四电阻R4的一端，所述第四电阻R4的另一端接地。第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4为分压电阻，用于设置峰值检波模块30的输入电压。

所述峰值检波模块30包括第一运算放大器A1和第一二极管D1，所述第一运算放大器A1的同相输入端连接第三电阻R3的另一端和第四电阻R4的一端，所述第一运算放大器A1的反相输入端连接第一二极管D1的负极和比较模块40。所述第一二极管D1的型号为IN4148，所述第一运算放大器A1的输出端连接第一二极管D1的正极。所述第一运算放大器A1可采用型号为LM358A的运放芯片，主要用于检测于分压模块20输出电压信号的峰值，并经第一二极管D1输入比较模块40中与设置值进行比较。

请继续参阅图4和图5，所述比较模块40包括第二运算放大器A2、第三运算放大器A3、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第二电容C2、第二二极管D2和第三二极管D3。

其中，所述第二运算放大器A2的同相输入端通过第五电阻R5连接第六电阻R6的一端、第七电阻R7的一端和第八电阻R8的一端、还通过第九电阻R9连接第二运算放大器A2的输出端和第二二极管D2的负极，所述第二二极管D2的正极连接控制模块50，所述第六电阻R6的另一端连接供电端，第七电阻R7的另一端和第八电阻R8的另一端均接地，所述第二运算放大器A2的反相输入端通过第十电阻R10连接第一二极管D1的负极；所述第三运算放大器A3的同相输入端通过第十一电阻R11连接第一二极管D1的负极、也通过第二电容C2接地、还通过第十二电阻R12连接第三运算放大器A3的输出端和第三二极管D3的负极，第三二极管D3的正极连接所述控制模块50，所述第三运算放大器A3的反相输入端通过第十三电阻R13连接供电端、还分别通过第十四电阻R14、第十五电阻R15接地。

所述供电端用于提供15V直流电压，第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8用于设置第二运算放大器A2的比较基准值，所述第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14和第十五电阻R15用于设置第三运算放大器A3的比较基准值。所述第二运算放大器A2和第三运算放大器A3可集成在型号为LM339A的运放芯片中，所述第二二极管D2和第三二极管D3的型号为IN4148，该第二二极管D2和第三二极管D3为低电平有效二极管，两二极管构成一个“或”电路，在发生过压或欠压时都会触发控制模块50动作。

请再次参阅图4和图5，所述控制模块50包括光耦U1、第十六电阻R16和第三电容C3，所述光耦U1的A端通过第十六电阻R16连接供电端，所述述光耦U1的K端接地，光耦U1的C端连接AC欠压过压检测电路的后级电路的反馈端FB、还通过第三电容C3接地，所述光耦U1的E端接地。其中，所述反馈端FB可以是电源PWM芯片的反馈端，在控制模块50输出保护时反馈端FB经光耦U1到地，使电源没有电压输出进入保护状态。

本实用新型的AC欠压过压检测电路中，交流电经整流桥D整流成直流后，由第一电容C1滤波为平滑的直流电，之后由第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4构成的分压电路进行分压后，输入第一运算放大器A1中，由第一运算放大器A1检测脉动交流信号的峰值，再送入第二运算放大器A2和第三运算放大器A3中进行比较，当出现过压或欠压时输出控制信号使光耦U1进行输出保护。如图6所示，图6中的（a）为用电设备满载时的信号波形示意图，图6中的（b）为用电设备轻载或空载时的信号波形示意图，由图6中的（b）与图6中的（a）所示的波形对比可知，本实用新型很好的解决了开关电源带PFC电路的用电设备，且输出空载或轻载情况下会造成高压或低压保护误动作的问题。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，如将控制模块的电路设置有继电器延时的方式，对分压模块和比较模块中的电阻作适当的变形等，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种AC欠压过压检测电路，包括：用于将交流电转换为直流电的整流模块和用于对整流模块输出的直流电进行分压处理的分压模块，其特征在于，还包括：用于检测分压模块输出的脉动电压的峰值的峰值检波模块，用于将脉动电压的峰值与预设值比较、当峰值异常时产生控制信号的比较模块，用于根据所述控制信号进行输出保护的控制模块；所述整流模块、分压模块、峰值检波模块、比较模块和控制模块依次连接。

2.根据权利要求1所述的AC欠压过压检测电路，其特征在于，所述整流模块包括整流桥和第一电容，所述整流桥的第一端连接分压模块、还通过第一电容接地，所述整流桥的第二端和第三端分别连接电源的火线和零线，所述整流桥的第四端接地。

3.根据权利要求2所述的AC欠压过压检测电路，其特征在于，所述分压模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一电阻通过第二电阻连接第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接峰值检波模块和第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的AC欠压过压检测电路，其特征在于，所述峰值检波模块包括第一运算放大器和第一二极管，所述第一运算放大器的同相输入端连接第三电阻的另一端和第四电阻的一端，所述第一运算放大器的反相输入端连接第一二极管的负极和比较模块，所述第一运算放大器的输出端连接第一二极管的正极。

5.根据权利要求4所述的AC欠压过压检测电路，其特征在于，所述比较模块包括第二运算放大器、第三运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第二电容、第二二极管和第三二极管；所述第二运算放大器的同相输入端通过第五电阻连接第六电阻的一端、第七电阻的一端和第八电阻的一端、还通过第九电阻连接第二运算放大器的输出端和第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接控制模块，所述第六电阻的另一端连接供电端，第七电阻的另一端和第八电阻的另一端均接地，所述第二运算放大器的反相输入端通过第十电阻连接第一二极管的负极；所述第三运算放大器的同相输入端通过第十一电阻连接第一二极管的负极、也通过第二电容接地、还通过第十二电阻连接第三运算放大器的输出端和第三二极管的负极，第三二极管的正极连接所述控制模块，所述第三运算放大器的反相输入端通过第十三电阻连接供电端、还分别通过第十四电阻、第十五电阻接地。

6.根据权利要求5所述的AC欠压过压检测电路，其特征在于，所述控制模块包括光耦、第十六电阻和第三电容，所述光耦的A端通过第十六电阻连接供电端，所述述光耦的K端接地，光耦的C端连接AC欠压过压检测电路的后级电路的反馈端、还通过第三电容接地，所述光耦的E端接地。