CN207148241U - 220v市电通断状态监测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种220V市电通断状态监测器，包括降压电路、整流滤波模块、隔离模块和控制模块，220V的交流电输入给降压电路，降压电路将降压后的信号传递给整流滤波模块，整流滤波模块将处理后的信号传递给隔离模块，隔离模块处理后的信号传递给控制模块。本实用新型减小了系统体积，简化了电路的设计，使用电阻代替变压器做降压，从而使系统变得小巧。

Description

220V市电通断状态监测器

技术领域

本实用新型属于市电监测设备技术领域，尤其是涉及一种220V市电通断状态监测器。

背景技术

随着科学技术的不断发展，人类社会迎来了电子信息时代和自动化时代。而无线监测技术随着智慧城市、智能工业的蓬勃兴起而迅速发展。有些供电设备由于使用场合特殊，工作人员不方便进行实时检测设备的供电情况。因此，必须对设备的供电情况进行远距离的实时监测，在设备供电异常的情况下，提示用户进行维修等。以免造成设备不能工作，影响正常使用。

目前为止，各种220V市电状态通断监测设备，基本上是采用先使用变压器进行降压，然后通过整流滤波等操作输出TTL信号，最后通过光耦隔离交给单片机或者PLC进行处理。由于变压器的体积相对较大，我们的无线监测系统体积一般要求小型化，所以变压器的使用严重影响系统的整体体积。所以，发明一种小巧，稳定，而且适用于工业现场条件比较苛刻的系统，在无线监测系统中有着十分重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种220V市电通断状态监测器，以解决现有技术中的不足，降低成本。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

220V市电通断状态监测器，包括降压电路、整流滤波模块、隔离模块和控制模块，220V的交流电输入给降压电路，降压电路将降压后的信号传递给整流滤波模块，整流滤波模块将处理后的信号传递给隔离模块，隔离模块处理后的信号传递给控制模块。

进一步的，降压电路包括第二电阻R2，第二电阻R2的一端与220V交流电的火线连接，第二电阻R2的另外一端与整流滤波模块连接。

进一步的，整流滤波模块包括串联贴片式整流桥堆MB6S、二极管D2、第一电容C1，降压电路与整流桥堆MB6S的1脚连接，220V交流电的零线接整流桥堆MB6S的2脚，整流桥堆MB6S的3脚与二极管D2的正极连接，整流桥堆MB6S的4脚与二极管D2的负极连接，第一电容C1与二极管D2并联，二极管D2与第一电容C1的两端的连接节点分别与隔离模块连接。

进一步的，隔离模块包括光电耦合器OP1，光电耦合器OP1的型号为TLP521-1，光电耦合器OP1的1脚和2脚分别与整流滤波模块连接，光电耦合器OP1的4脚分别与控制模块和第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与控制模块连接，光电耦合器OP1的3脚接地。

进一步的，控制模块包括16位低功耗单片机U1，单片机U1的型号为MSP430F149，隔离模块与单片机U1连接，单片机U1还分别与复位电路、晶振电路、供电电路、指示灯电路连接。

进一步的，复位电路包括第三电阻R3和独石电容C6，第三电阻R3的一端与单片机U1的1脚或者64脚连接，第三电阻R3的另外一端与独石电容C6的一端连接，第三电阻R3与独石电容C6的节点与单片机U1的58脚连接，独石电容C6的另外一端接地，独石电容C6还并联有复位按钮RST1。

进一步的，晶振电路包括低速晶体振荡器Y2、高速晶体振荡器Y1、独石电容C2、独石电容C3，高速晶体振荡器Y1的一端与独石电容C3的一端连接，独石电容C3的另一端与独石电容C2的一端连接，独石电容C2的另一端与高速晶体振荡器Y1的另一端连接，独石电容C3与独石电容C2的连接节点接地，高速晶体振荡器Y1与独石电容C3的连接节点与单片机U1的53脚连接，高速晶体振荡器Y1与独石电容C2的连接节点与单片机U1的52脚连接，低速晶体振荡器Y2的两端分别与单片机U1的8脚和9脚连接。

进一步的，供电电路包括接线端子P1、独石电容C4、独石电容C5，接线端子P1的1脚与单片机U1的64脚连接，接线端子P1的1脚还与独石电容C4的一端连接，独石电容C4的另外一端接地，接线端子P1的2脚接地，独石电容C5的一端与单片机U1的7脚连接，独石电容C5的另一端接地。

进一步的，指示灯电路包括第四电阻R4和发光二极管D1，第四电阻R4的一端与单片机U1的64脚连接，第四电阻R4的另外一端与发光二极管D1的负极连接，发光二极管D1的正极与单片机U1的45脚连接。

进一步的，降压电路包括第二电阻R2，第二电阻R2的一端与220V交流电的火线连接，第二电阻R2的另外一端与整流滤波模块连接，第二电阻R2为金属氧化膜电阻,第二电阻R2的电阻值为200K欧姆。

相对于现有技术，本实用新型所述的220V市电通断状态监测器具有以下优势：

(1)本实用新型减小了系统体积，简化了电路的设计，使用电阻代替变压器做降压，从而使系统变得小巧；

(2)本实用新型准确度高、功耗小、成本低廉，特别适合用在对设备成本比较敏感的设备上。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例的原理图；

图2为本实用新型实施例所述的降压电路、整流滤波模块和隔离模块的电路图；

图3为本实用新型实施例所述的控制模块的电路图；

图4为本实用新型实施例所述的复位电路的电路图；

图5为本实用新型实施例所述的晶振电路的电路图；

图6为本实用新型实施例所述的供电电路的电路图；

图7为本实用新型实施例所述的指示灯电路的电路图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，220V市电通断状态监测器，包括降压电路、整流滤波模块、隔离模块和控制模块。降压电路将处理后的信号传递给整流滤波模块，整流滤波模块处理后的信号传递给隔离模块，隔离模块处理后的信号传递给控制模块。

如图2所示，降压电路包括第二电阻R2(金属氧化电阻)，第二电阻R2与整流滤波模块连接。

如图2所示，整流滤波模块包括串联贴片式整流桥堆MB6S、瞬态抑制二极管D2、第一电容C1组成的整流滤波电路。第二电阻R2和整流桥堆MB6S连接，第二电阻R2一端与220V交流电的火线连接，另一端接贴片式整流桥堆MB6S的1脚，而220V交流电的零线直接接MB6S的2脚。整流桥堆MB6S的3脚与二极管D2的正极连接，整流桥堆MB6S的4脚与二极管D2的负极连接，第一电容C1与二极管D2并联。经过降压电路的交流电源输入到贴片式整流桥堆MB6S的1脚和2脚，经过整流桥整流后由3脚和4脚输出3V的直流电源，然后再经过第一电容C1滤波。

如图2所示，隔离模块包括光电耦合器OP1，光电耦合器OP1的型号为TLP521-1，光电耦合器OP1的1脚与二极管D2的负极连接，光电耦合器OP1的2脚与二极管D2的正极连接，光电耦合器OP1的4脚与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与控制模块连接。光电耦合器OP1的3脚接地。经过整流滤波的直流电源输入到光电耦合器OP1的1脚和2脚，当光电耦合器OP1的1脚和2脚有电流流过时，则光电耦合器OP1的3脚和4脚就导通，由于光电耦合器OP1的4脚串联接第一电阻R1并接到VCC,所以在OP1的1脚2脚没有电流流过时com口就是VCC，当光电耦合器OP1的1脚和2脚有电流流过时，com口就时GDN。

如图3所示，控制模块包括16位低功耗单片机U1，单片机U1的型号为MSP430F149，第一电阻R1与单片机U1的64脚连接，光电耦合器OP1的4脚还与单片机U1的13脚连接。单片机U1还分别与复位电路、晶振电路、供电电路、指示灯电路连接。

如图4所示，复位电路包括第三电阻R3和独石电容C6，第三电阻R3的一端与单片机U1的1脚或者64脚连接，第三电阻R3的另外一端与独石电容C6的一端连接，第三电阻R3与独石电容C6的节点与单片机U1的58脚连接，独石电容C6的另外一端接地，独石电容C6还并联有复位按钮RST1。

如图5所示，晶振电路包括低速晶体振荡器Y2、高速晶体振荡器Y1、独石电容C2、独石电容C3，高速晶体振荡器Y1的一端与独石电容C3的一端连接，独石电容C3的另一端与独石电容C2的一端连接，独石电容C2的另一端与高速晶体振荡器Y1的另一端连接，独石电容C3与独石电容C2的连接节点接地。高速晶体振荡器Y1与独石电容C3的连接节点与单片机U1的53脚连接，高速晶体振荡器Y1与独石电容C2的连接节点与单片机U1的52脚连接。低速晶体振荡器Y2的两端分别与单片机U1的8脚和9脚连接。

如图6所示，供电电路包括接线端子P1、独石电容C4、独石电容C5，接线端子P1的1脚与单片机U1的1脚或者64脚连接，接线端子P1的1脚还与独石电容C4的一端连接，独石电容C4的另外一端接地。接线端子P1的2脚接地。独石电容C5的一端与单片机U1的7脚连接，独石电容C5的另一端接地。

如图7所示，指示灯电路包括第四电阻R4和发光二极管D1，第四电阻R4的一端与单片机U1的64脚和1脚连接，第四电阻R4的另外一端与发光二极管D1的负极连接，发光二极管D1的正极与单片机U1的45脚连接。

第一电阻R1为47K欧姆，第二电阻R2为200K欧姆的金属氧化膜电阻、第三电阻R3为10K欧姆、第四电阻R4为4.7K欧姆；第一电容C1为25V/100uF的电解电容；独石电容C2，C3均为20PF；独石电容C4，C5，C6均为0.1uf。

本实用新型的工作原理：220V交流电通过输入端子P2经过第二电阻R2降压后，输入到贴片式整流桥堆MB6S的1脚和2脚，然后经过整流滤波后输入到光电耦合器OP1的1脚和2脚，当输入端有220V市电输入的时候光电耦合器OP1的3脚和4脚闭合，由于光电耦合器0P1的4脚串联接第一电阻R1并接到VCC,所以在光电耦合器OP1的1脚2脚没有电流流过时com口就是VCC，当光电耦合器OP1的1脚和2脚有电流流过时，com口就是GDN，最后将com口接入到单片机U1的13脚P1.1口，这样单片机就能收到信号，当com口为0时则表示有220V市电存在，如果收到的是1则说明没有220V市电存在。

目前市场上的220V市电状态监测设备，由于使用的是变压器降压，变压器本身体积就比较大，所以导致设备整体的体积较大，电路相较复杂。成本过高：一个变压器就得10元左右，加上整流桥光耦等器件成本相比较高。

本实用新型的电路设计简单、准确度高、功耗小、成本低廉，特别适合用在对设备成本比较敏感的设备上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.220V市电通断状态监测器，其特征在于：包括降压电路、整流滤波模块、隔离模块和控制模块，220V的交流电输入给降压电路，降压电路将降压后的信号传递给整流滤波模块，整流滤波模块将处理后的信号传递给隔离模块，隔离模块处理后的信号传递给控制模块。

2.根据权利要求1所述的220V市电通断状态监测器，其特征在于：降压电路包括第二电阻(R2)，第二电阻(R2)的一端与220V交流电的火线连接，第二电阻(R2)的另外一端与整流滤波模块连接。

3.根据权利要求1所述的220V市电通断状态监测器，其特征在于：整流滤波模块包括串联贴片式整流桥堆(MB6S)、二极管(D2)、第一电容(C1)，降压电路与整流桥堆(MB6S)的1脚连接，220V交流电的零线接整流桥堆(MB6S)的2脚，整流桥堆(MB6S)的3脚与二极管(D2)的正极连接，整流桥堆(MB6S)的4脚与二极管(D2)的负极连接，第一电容(C1)与二极管(D2)并联，二极管(D2)与第一电容(C1)的两端的连接节点分别与隔离模块连接。

4.根据权利要求1所述的220V市电通断状态监测器，其特征在于：隔离模块包括光电耦合器(OP1)，光电耦合器(OP1)的型号为TLP521-1，光电耦合器(OP1)的1脚和2脚分别与整流滤波模块连接，光电耦合器(OP1)的4脚分别与控制模块和第一电阻(R1)的一端连接，第一电阻(R1)的另一端与控制模块连接，光电耦合器(OP1)的3脚接地。

5.根据权利要求1所述的220V市电通断状态监测器，其特征在于：控制模块包括16位低功耗单片机(U1)，单片机(U1)的型号为MSP430F149，隔离模块与单片机(U1)连接，单片机(U1)还分别与复位电路、晶振电路、供电电路、指示灯电路连接。

6.根据权利要求5所述的220V市电通断状态监测器，其特征在于：复位电路包括第三电阻(R3)和独石电容(C6)，第三电阻(R3)的一端与单片机(U1)的1脚或者64脚连接，第三电阻(R3)的另外一端与独石电容(C6)的一端连接，第三电阻(R3)与独石电容(C6)的节点与单片机(U1)的58脚连接，独石电容(C6)的另外一端接地，独石电容(C6)还并联有复位按钮(RST1)。

7.根据权利要求5所述的220V市电通断状态监测器，其特征在于：晶振电路包括低速晶体振荡器(Y2)、高速晶体振荡器(Y1)、独石电容(C2)、独石电容(C3)，高速晶体振荡器(Y1)的一端与独石电容(C3)的一端连接，独石电容(C3)的另一端与独石电容(C2)的一端连接，独石电容(C2)的另一端与高速晶体振荡器(Y1)的另一端连接，独石电容(C3)与独石电容(C2)的连接节点接地，高速晶体振荡器(Y1)与独石电容(C3)的连接节点与单片机(U1)的53脚连接，高速晶体振荡器(Y1)与独石电容(C2)的连接节点与单片机(U1)的52脚连接，低速晶体振荡器(Y2)的两端分别与单片机(U1)的8脚和9脚连接。

8.根据权利要求5所述的220V市电通断状态监测器，其特征在于：供电电路包括接线端子(P1)、独石电容(C4)、独石电容(C5)，接线端子(P1)的1脚与单片机(U1)的64脚连接，接线端子(P1)的1脚还与独石电容(C4)的一端连接，独石电容(C4)的另外一端接地，接线端子(P1)的2脚接地，独石电容(C5)的一端与单片机(U1)的7脚连接，独石电容(C5)的另一端接地。

9.根据权利要求5所述的220V市电通断状态监测器，其特征在于：指示灯电路包括第四电阻(R4)和发光二极管(D1)，第四电阻(R4)的一端与单片机(U1)的64脚连接，第四电阻(R4)的另外一端与发光二极管(D1)的负极连接，发光二极管(D1)的正极与单片机(U1)的45脚连接。

10.根据权利要求1所述的220V市电通断状态监测器，其特征在于：降压电路包括第二电阻(R2)，第二电阻(R2)的一端与220V交流电的火线连接，第二电阻(R2)的另外一端与整流滤波模块连接，第二电阻(R2)为金属氧化膜电阻,第二电阻(R2)的电阻值为200K欧姆。