CN206235687U - 一种交流断电信号的可靠检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种交流断电信号的可靠检测电路，其特征在于：单相桥式整流电路连接分压电路，由分压电路为电容C1充电，电容C1跨接在MOS管Q1的栅极与源极之间，MOS管Q1的漏极连接光耦的一个输入端，光耦的另一个输入端经由电阻R4连接至电源VCC，光耦的一个输出端接地，另一个输出端经由电阻R6连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极连接至电源VCC，在三极管Q2的基极与发射极之间跨接电阻R5，三极管Q2的集电极为断电信号输出端。本实用新型的交流断电可靠检测电路，结构简单，能够鉴别出交流电源电压信号短暂跌落和交流断电之间的差异，也能鉴别出交流电压过零区与真实交流断电之间的差异。

Description

一种交流断电信号的可靠检测电路

技术领域

本实用新型一种交流断电信号的可靠检测电路，属于电子电路技术领域。

背景技术

在现有的隔离与非隔离交流断电信号检测电路中，普遍存在检测误判的可能，典型的情况有两种：一种是交流电压进入过零区附近的情况；第二种是因电网电压暂时跌落或中断的情况；以上两种情况都极易被现有检测电路错误判断为电源已经进入长时间断电状态，这种不可靠的判断会引起电路错误的动作。对于检测可靠性要求很高的电路来说已经不能适应要求。

参照图1所示，为现有的断电信号电路，交流电源输入依次连接二极管整流电路、光耦隔离电路、三极管关断电路、MOS管开关电路。当交流电源输入端断电时，光耦呈现断开状态，三极管导通，MOS管截止，漏极输出为高电平的报警信号。这种电路的设计，难以区分当交流电压进入过零区附近的情况与交流电压长时间正常断电的情况的差别；也难以区分因交流电压暂时跌落或中断的情况与交流电压长时间断电的情况的差别，进而会引起错误判断。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：避免断电信号电路出现错误判断。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种交流断电信号的可靠检测电路，包括单相交流电压信号输入端，单相交流电压信号输入端与单相桥式整流电路相连，其特征在于：单相桥式整流电路连接分压电路，由分压电路为电容C1充电，电容C1跨接在MOS管Q1的栅极与源极之间，MOS管Q1的漏极连接光耦的一个输入端，光耦的另一个输入端经由电阻R4连接至电源VCC，光耦的一个输出端接地，另一个输出端经由电阻R6连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极连接至电源VCC，在三极管Q2的基极与发射极之间跨接电阻R5，三极管Q2的集电极为断电信号输出端。

优选地，所述分压电路包括串联的电阻R1、电阻R2及电阻R3，所述电容C1并联在电阻R3的两端。

优选地，在所述MOS管Q1的栅极与源极之间还跨接有稳压二极管D5。

优选地，所述电源VCC还为电容C2供电，电容C2经由所述电阻R4还与所述光耦的另一个输入端相连，电容C2还与所述三极管Q2的发射极相连。

本实用新型根据电容储存电能的功能，调整电容容值可以改变储存电能的大小，也改变电能的保持时间，在超过一定时限T外，若储存的电能衰减至零，则可以判定交流断电成立；若储存的电能并未减损，则判定交流电压正常。基于以上电路原理，利用延时确定的方法，能够鉴别出交流电源电压信号短暂跌落和交流断电之间的差异，也能鉴别出交流电过零区与交流断电之间的差异，由此避免错误的判断，进而输出真实可靠的交流断电检测信号。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的交流断电可靠检测电路，结构简单，能够鉴别出交流电源电压信号短暂跌落和交流断电之间的差异，也能鉴别出交流电压过零区与真实交流断电之间的差异，由此避免错误的判断，进而输出真实可靠的交流断电检测信号。

附图说明

图1为现有的交流断电信号检测电路框图；

图2为本实用新型提供的一种交流断电信号的可靠检测电路图；

图3整流后的直流电压波形图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

如图2所示，本实用新型提供的一种交流断电信号的可靠检测电路包含单相交流电压信号输入端AC_L、AC_N，由二极管D1、D2、D3和D4组成的单相桥式整流电路，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电容C1，电容C2，稳压二极管D5，光耦U1，MOS管Q1，三极管Q2。

二极管D1、D2的阴极通过电阻R1、R2与MOS管Q1的栅极连接，二极管D3、D4的阳极与MOS管Q1的源极相连并接地。电阻R3和电容C1并联在整流后的电压之间。MOS管Q1的漏极与光耦U1的一个输入端连接，电阻R4与光耦U1的另一个输入端相连。电容C2的一端和电阻R4相连接并接到电源VCC。光耦U1的一个输出端接地，另一个输出端与电阻R6连接。电容C2的另外一端接地。电阻R5连接到三极管Q2的发射极，同时接到电源VCC。电阻R5和电阻R6相连接并接到三极管Q2的基极，Q2的集电极为断电信号检测输出端。

所述断电信号来自桥式整流电路的输出端。所述电容C2为抗干扰电容。所述电容C1为储存电能电容。所述D5为稳压器件，所述R3和C1构成滤波电路。

本实用新型包括

1、交流电源电压输入部分，对交流输入电压进行单相桥式全波整流，再通过电阻分压，直流电压被稳压管D5稳压在V_z电位，D5的主要作用在于将直流高压降为直流低电压，选取合适的稳压管，可保证D5的稳压电压V_z大于等于MOS管Q1的开启电压V_GS(th)。

2、交流电压侦测部分，降压后的直流电压被稳压在V_z，控制MOS管Q1和光耦U1的开关状态，使得在正常情况下电容C1两端电压等于V_z。当直流电压低于V_z时，电容C1两端电压的电压将会继续保持一段时间，以延时确定的方式给检测信号输出电路提供可靠的电平信号。

3、检测信号输出部分，由电压侦测电路输出的高低电平来控制Q2管的导通或关断。Q2管的集极输出高电平，表示交流电源电压正常，反之则表示交流电源断电。

本实用新型的工作原理为：当交流电压信号输入到AC_L和AC_N输入端时，经过由二极管D1、D2、D3和D4组成的桥式整流电路，输出全波直流电压信号，经过R1和R2电阻降压，MOS管Q1的栅极为高电平，使得Q1导通，进而光耦U1导通，Q2的基极为低电平，Q2导通，Q3的第三脚即AC Power Fail信号输出为高电平，表示交流电压正常。当交流电压信号输入端AC_L和AC_N端点断电时，MOS管Q1截止，光耦U1断开，晶体管Q2截止，AC Power Fail信号输出为低电平的断电警告信号。同时，R3和C1组成的滤波电路可以滤掉纹波。

实际使用当中，有两种情况必须考虑：

第一，如图3所示，Vz为D5稳压管稳压电压，t₁为直流电压从V_z跌落至零的时间，同理，电压从零增加至V_z的时间也为t₁。根据交流电压波形图，有：

其中T₁＝ωt₁，ω＝2∏*f，ω为角频率，f＝50Hz工频；

推导出

推出

从图2可以看出，整流后的直流电压存在过零区(阴影区)，当加在C1两端的直流电压低于V_GS(th)时，Q1会截止，光耦U1关断，Q2输出低电平的断电警告信号，而实际上，这只是交流电压整流为直流电压后，电压的正常降落变化，不是电压断电。因此，需要合理选取电容C1的容值，保证C1两端的电压为Vz的维持时间大于2*t₁，经过2*t₁时间后，C1两端电压并未跌落，Q1、U1和Q2均导通，Q2输出高电平，表示电源电压正常。本设计正是以这种延时确定的方式排除电源电压降落至过零区前后因电压的增减而可能引起的误判断。

第二，由于电网负载波动等因素的影响，交流电源电压会出现短暂的跌落或短暂中断，在现有的断电检测电路中，往往容易把这种交流电压短暂的波动误认为电压长时间的断电，从而给出错误的警告信号。本电路的设计利用电容C1来储能，当电源电压因短暂跌落或短暂中断时，C1可以继续保持MOS管Q1的栅极为高电平一段时间，只要C1所储存电能(电压≥V_z)的保持时间大于交流电压的跌落时间，AC Power Fail信号则输出仍为高电平，不会给出断电警告信号。Q1的栅极电压保持时间长短取决于电容C1的容值。C1容值越大，保持时间越长。本电路正是利用电容C1端的储电功能和延时功能，鉴别出交流电源电压信号短暂跌落和长时间电压中断之间的差异，避免错误的判断，进而得到真实可靠的断电警告信号。

Claims (4)

1.一种交流断电信号的可靠检测电路，包括单相交流电压信号输入端(AC_L、AC_N)，单相交流电压信号输入端(AC_L、AC_N)与单相桥式整流电路相连，其特征在于：单相桥式整流电路连接分压电路，由分压电路为电容C1充电，电容C1跨接在MOS管Q1的栅极与源极之间，MOS管Q1的漏极连接光耦(U1)的一个输入端，光耦(U1)的另一个输入端经由电阻R4连接至电源VCC，光耦(U1)的一个输出端接地，另一个输出端经由电阻R6连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极连接至电源VCC，在三极管Q2的基极与发射极之间跨接电阻R5，三极管Q2的集电极为断电信号输出端。

2.如权利要求1所述的一种交流断电信号的可靠检测电路，其特征在于，所述分压电路包括串联的电阻R1、电阻R2及电阻R3，所述电容C1并联在电阻R3的两端。

3.如权利要求1所述的一种交流断电信号的可靠检测电路，其特征在于，在所述MOS管Q1的栅极与源极之间还跨接有稳压二极管D5。

4.如权利要求1所述的一种交流断电信号的可靠检测电路，其特征在于，所述电源VCC还为电容C2供电，电容C2经由所述电阻R4还与所述光耦(U1)的另一个输入端相连，电容C2还与所述三极管Q2的发射极相连。