CN212231101U - 一种采样电路及交流稳压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采样电路及交流稳压器，包括：降压电路、隔离电路、电压采样电路及积分电路，其中，降压电路、隔离电路、电压采样电路及积分电路依次顺序连接，降压电路与交流电力线路连接，积分电路与外接电源连接，积分电路输出交流采样电压。本实用新型的降压电路及隔离电路对交流电力线路的电压分别进行降压及隔离之后，电压采样电路及积分电路依次对其进行采样及积分，从而保证采集的交流电力线路的电压的高精准度。

Description

一种采样电路及交流稳压器

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，具体涉及一种采样电路及交流稳压器。

背景技术

一般的交流稳压器以补偿式较多，利用连接在主回路上的补偿变压器产生的电压和输入电压叠加得到稳定输出电压。用微处理器来控制的交流稳压器在响应时间、节能、免维护等方面都表现较好，逐渐取代了机电式的交流稳压器。但是目前的交流稳压器对于主回路电压的采样不准确，容易造成稳压器误动作。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的交流稳压器采样精度低的缺陷，从而提供一种采样电路及交流稳压器，

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

第一方面本实用新型实施例提供一种采样电路，包括：降压电路、隔离电路、电压采样电路及积分电路，其中，降压电路、隔离电路、电压采样电路及积分电路依次顺序连接，降压电路与交流电力线路连接，积分电路与外接电源连接，积分电路输出交流采样电压。

在一实施例中，降压电路包括第一电阻；隔离电路包括微型电压互感器；电压采样电路包括电位器及第二电阻；积分电路包括第一电容、第三电阻及第四电阻；其中，微型电压互感器，其第一输入端通过第一电阻与交流电力线路连接，其第二输入端与交流电力线路连接，其第一输出端与第一电容的负极连接，其第二输出端与接地端连接；电位器与第二电阻串联连接后的第一端与微型电压互感器的第一输出端连接，第二端分别与微型电压互感器的第二输出端及接地端连接；第三电阻与第四电阻串联连接后的第一端与外接电源连接，第二端分别与电位器与第二电阻串联连接后的第二端、微型电压互感器的第二输出端及接地端连接；第一电容的正极与第三电阻与第四电阻串联连接的连接线连接，并引出交流采样电压引出线。

第二方面，本实用新型实施例提供一种交流稳压器，包括：第一方面的采样电路、控制电路、驱动电路及电源电路，其中，控制电路，其输入端与采样电路连接，其输出端与驱动电路连接，用于将交流采样电压与不同的预设电压阈值比较，生成比较结果；驱动电路，其输入端与控制电路连接，其输出端分别与负载及电机连接，用于根据比较结果，控制电机的运行状态及负载供电状态；电源电路，其输入端与交流电力线路连接，其输出端分别与采样电路、控制电路及驱动电路连接，用于将交流电力线路的电压进行转换后，为采样电路、控制电路及驱动电路提供电能。

在一实施例中，交流稳压器还包括：第一接触变压器，其输入端与驱动电路连接，其输出端与负载连接，用于控制负载的供电电压等级。

在一实施例中，电源电路包括：第一电源电路及第二电源电路，其中，第一电源电路，其输入端通过第二接触变压器与交流电力线路隔离连接，其输出端与驱动电路连接，用于对交流电力线路的电压依次进行极性转换、滤波后，生成正极电压及负极电压，为驱动电路提供供电电压；第二电源电路，其输入端分别与第一电源电路及交流电力线路连接，其输出端与采样电路、控制电路及驱动电路连接，用于对第一电源电路输出的电压依次进行稳压、滤波后，为采样电路、控制电路及驱动电路提供供电电压。

在一实施例中，控制电路包括：单片机及其外围电路，其中，单片机，其输入端与交流采样电压引出线连接，其输出端与驱动电路连接，用于将交流采样电压与不同的预设电压阈值比较，生成比较结果，比较结果包括交流电力线路欠压、交流电力线路过压、交流电力线路故障、交流电力线路正常。

在一实施例中，驱动电路包括：电机驱动电路，其输入端与控制电路的输出端连接，其输出端与电机连接，用于当交流电力线路过压时，驱动电机正转，当交流电力线路欠压时，驱动电机反转；继电器驱动电路，其输入端与控制电路的输出端连接，其输出端与负载连接，用于当交流电力线路故障时，断开负载与交流电力线路的连接。

在一实施例中，电机驱动电路包括：电机正转驱动电路及电机反转驱动电路，其中，电机正转驱动电路及电机反转驱动电路均包括驱动隔离电路、稳压电路、滤波电路及开关管，驱动隔离电路、滤波电路、稳压电路及开关管顺序连接后的两端分别与控制电路及电机连接。

在一实施例中，继电器驱动电路包括：继电器、继电器电源电路及开关管，其中，继电器电源电路，其输入端与第一电源电路的输出端连接，用于将正极电压依次进行限压、稳压之后为继电器及开关管供电；继电器，其输入端与继电器驱动电路并联连接，其输出端与第一接触变压器连接；开关管，其控制端通过限压电阻与控制电路的输出端连接，其第一端与继电器电源电路的第二输出端连接，其第二端与接地端连接。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的采样电路，降压电路及隔离电路对交流电力线路的电压分别进行降压及隔离之后，电压采样电路及积分电路依次对其进行采样及积分，从而保证采集的交流电力线路的电压的高精准度。

2.本实用新型提供的交流稳压器，利用采样电路采集高精准的交流采样电压，控制电路根据交流采样电压及不同的预设电压阈值，判断交流电力线路是否出现欠压、过压及故障等情况，并根据判断结果，控制驱动电路驱动电机反转、或正转、或断开负载与交流电力线路的连接，从而保证负载供电电压稳定，并避免发生由于交流电力线路故障而损坏负载的现象，使控制回路与电力线路之间实现了隔离控制，避免电力线路中的高电压串入控制回路的现象，提高了交流稳压器的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的采样电路的一个具体示例的组成图；

图2为本实用新型实施例提供的采样电路的另一个具体示例的组成图；

图3为本实用新型实施例提供的交流稳压器的一个具体示例的组成图；

图4为本实用新型实施例提供的交流稳压器的另一个具体示例的组成图；

图5为本实用新型实施例提供的电源电路的一个具体示例的组成图；

图6为本实用新型实施例提供的交流稳压器的另一个具体示例的组成图；

图7为本实用新型实施例提供的控制电路的一个具体示例的组成图；

图8为本实用新型实施例提供的电机驱动电路的一个具体示例的组成图；

图9为本实用新型实施例提供的继电器驱动电路的一个具体示例的组成图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实用新型实施例提供一种采样电路1，应用于需要对交流信号进行检测的场合，如图1所示，包括：降压电路11、隔离电路12、电压采样电路13及积分电路14，其中，降压电路11、隔离电路12、电压采样电路13及积分电路14依次顺序连接，降压电路11与交流电力线路连接，积分电路14与外接电源连接，积分电路14输出交流采样电压。

本实用新型实施例中的采样电路1可以用于稳压器等需要根据交流信号进行后续操作的装置，因此本实用新型实施例的采样电路1首先利用降压电路11及隔离电路12对交流电力线路的电压分别进行降压及隔离之后，利用电压采样电路13对其进行采样。由于本实用新型实施例的采样电路1为交流采样电路，因此为了得到高精准的采样信号，设置积分电路14对电压采样电路13得到的电压进行积分，最终得到交流采样电压。

本实用新型实施例提供的采样电路，降压电路及隔离电路对交流电力线路的电压分别进行降压及隔离之后，电压采样电路及积分电路依次对其进行采样及积分，从而保证采集的交流电力线路的电压的高精准度。

在一具体实施例中，如图2所示，降压电路11包括第一电阻R1；隔离电路12包括微型电压互感器T1；电压采样电路13包括电位器W1及第二电阻R2；积分电路14包括第一电容C12、第三电阻R34及第四电阻R33。

如图2所示，微型电压互感器T1其第一输入端通过第一电阻R1与交流电力线路连接，其第二输入端与交流电力线路连接，其第一输出端与第一电容C12的负极连接，其第二输出端与接地端连接，电位器W1与第二电阻R2串联连接后的第一端与微型电压互感器T1的第一输出端连接，第二端分别与微型电压互感器T1的第二输出端及接地端连接；第三电阻R34与第四电阻R33串联连接后的第一端与外接电源连接，第二端分别与电位器W1与第二电阻R2串联连接后的第二端、微型电压互感器T1的第二输出端及接地端连接,第一电容C12的正极与第三电阻R34与第四电阻R33串联连接的连接线连接，并引出交流采样电压引出线。

本实用新型实施例利用R1对交流电力线路的电压进行降压后，T1对降压后的电压进行隔离，W1与R2串联后采集T1输出的电压，采集的电压经过C12、R34及R33构成的积分电路14进行积分后，得到高精度的交流采样电压。

本实用新型实施例提供的采样电路，降压电路及隔离电路对交流电力线路的电压分别进行降压及隔离之后，电压采样电路及积分电路依次对其进行采样及积分，从而保证采集的交流电力线路的电压的高精准度。

实施例2

本实用新型实施例提供一种交流稳压器，如图3所示，包括：控制电路2、驱动电路3、电源电路4及实施例1的采样电路1。

如图3所示，本实用新型实施例的控制电路2，其输入端与采样电路1连接，其输出端与驱动电路3连接，用于将交流采样电压与不同的预设电压阈值比较，生成比较结果。驱动电路3，其输入端与控制电路2连接，其输出端分别与负载及电机连接，用于根据比较结果，控制电机的运行状态及负载供电状态。

本实用新型实施例中，负载通过采样电路1、控制电路2及驱动电路3与交流电力线路连接，控制模块将采样电路1采集的交流采样电压与不同的预设电压阈值比较，从而判断此刻交流电力线路是否发生欠压、过压或故障的情况，当交流电力线路发生欠压或过压的情况，则驱动电路3驱动电机反转或正传，从而保证负载的供电电压稳定，当交流电力线路故障时，则驱动电路3及时切断交流电力线路与负载的连接，其中交流电力线路故障可以为过流现象。

如图3所示，本实用新型实施例的电源电路4，其输入端与交流电力线路连接，其输出端分别与采样电路1、控制电路2及驱动电路3连接，用于将交流电力线路的电压进行转换后，为采样电路1、控制电路2及驱动电路3提供电能。

在一具体实施例中，如图4所示，交流稳压器还包括：第一接触变压器5，其输入端与驱动电路3连接，其输出端与负载连接，用于控制负载的供电电压等级。

本实用新型实施例中的第一接触变压器5可以为抽头变压器，通过改变接触位置，可以调整负载的供电电压，从而供给不同的负载。

在一具体实施例中，如图5及图6所示，电源电路4包括：第一电源电路41及第二电源电路42，其中，第一电源电路41，其输入端通过第二接触变压器6与交流电力线路隔离连接，其输出端与驱动电路3连接，用于对交流电力线路的电压依次进行极性转换、滤波后，生成正极电压及负极电压，为驱动电路3提供供电电压；第二电源电路42，其输入端分别与第一电源电路41及交流电力线路连接，其输出端与采样电路1、控制电路2及驱动电路3连接，用于对第一电源电路41输出的电压依次进行稳压、滤波后，为采样电路1、控制电路2及驱动电路3提供供电电压。

由于本实用新型实施例中的采样电路1、控制电路2与驱动电路3的供电电压不同，因此将电源电路4设置为第一电源电路41及第二电源电路42，其中第一电源电路41与交流电力线路连接，第二电源电路42与第一电源电路41及交流电力线路连接。第一电源电路41将其输入端的电压进行极性转换、滤波后，输出正极电压及负极电压，正极电压及负极电压用于驱动电压正转及反转之外，正极电压还用于供给驱动电路3中的继电器驱动电路3供电电压，继电器驱动电路3用于控制负载与交流电力线路的连接与断开。

具体地，图5中，第一电源电路41中，交流电力线路电压经过D1-D4整流桥整流及C1、C2滤波后，得到对称的正极电压VCC及负极电压VEE。第二电源电路42中，正极电压VCC及负极电压VEE由Q3三极管、U4三端可调分流基准源器、R8、R9、R10电阻组成高精密串联稳压电路进行稳压，经C6固定电容、C3电解电容滤波后，向采样电路1及控制电路2提供高精密稳压电源。本实用新型实施例中采样电路1及控制电路2的供电电压为5V，但仅此举例，不以此为限。

在一具体实施例中，如图7所示，控制电路2包括：单片机及其外围电路，其中，单片机，其输入端与交流采样电压引出线连接，其输出端与驱动电路3连接，用于将交流采样电压与不同的预设电压阈值比较，生成比较结果，比较结果包括交流电力线路欠压、交流电力线路过压、交流电力线路故障、交流电力线路正常。

具体地，如图7所示，单片机的10脚用于输入交流采样电压，单片机将当前时刻的交流采样电压与不同的预设电压阈值比较，生成比较结果，当交流电力线路过压时，单片机2脚输出过压信号，当交流电力线路欠压时，单片机1脚输出欠压信号，当交流电力线路故障时，单片机3脚输出故障信号。

在一具体实施例中，驱动电路3包括：电机驱动电路，其输入端与控制电路2的输出端连接，其输出端与电机连接，用于当交流电力线路过压时，驱动电机正转，当交流电力线路欠压时，驱动电机反转；继电器驱动电路，其输入端与控制电路2的输出端连接，其输出端与负载连接，用于当交流电力线路故障时，断开负载与交流电力线路的连接。

本实用新型实施例中的电机驱动电路的输入端与单片机的1脚、2脚连接，继电器驱动电路的输入端与单片机的3脚连接。

在一具体实施例中，电机驱动电路包括：电机正转驱动电路及电机反转驱动电路，其中，电机正转驱动电路及电机反转驱动电路均包括驱动隔离电路、稳压电路、滤波电路及开关管，驱动隔离电路、滤波电路、稳压电路及开关管顺序连接后的两端分别与控制电路2及电机连接。

具体的，如图8所示，本实用新型实施例的电机正转驱动电路由U2、C9、ZD2、R7及Q1构成，电机反转驱动电路由U3、C7、ZD1、R6及Q2构成，其中U2及U3为隔离芯片，R6、R7、ZD1、ZD2组成正负稳压电路，经C7、C9为电容滤波电路。U2的2端连接单片机的2脚，U3的2端连接单片机的1脚。当交流电力线路过压时，单片机的2脚输出低电平信号，该信号经过隔离、滤波、稳压后，触发Q1导通，电机正转；当交流电力线路过压时，单片机的1脚输出低电平信号，该信号经过隔离、滤波、稳压后，触发Q2导通，电机反转；通过电机正转或反转，带动K1碳刷，改变第一接触变压器5的绕组，实现稳压功能。

在一具体实施例中，如图9所示，继电器驱动电路包括：继电器J1、继电器电源电路及开关管Q6。

如图9所示，本实用新型实施例的继电器电源电路由R14、R15、D6、LED构成，继电器电源电路输入端与第一电源电路41的输出端连接，用于将正极电压依次进行限压、稳压之后为继电器及开关管供电。

如图9所示，本实用新型实施例的继电器J1，其输入端与继电器驱动电路并联连接，其输出端与第一接触变压器5(即图9的T2)连接；开关管Q6，其控制端通过限压电阻与控制电路2的输出端连接，其第一端与继电器电源电路的第二输出端连接，其第二端与接地端连接。

具体地，如图9所示，开关管Q6通过R17与单片机3脚连接，且在交流电力线路过压、欠压及正常情况下，继电器J1闭合，此时负载通过驱动电路、控制电路2及采样电路1与交流电力线路连接。当交流电力线路故障时(过流故障)，单片机3脚输出低电平，开关管Q6断开，继电器J1供电断开，负载与交流电力线路连接断开；当交流电力线路过压时，单片机2脚输出低电平，电机正转，带动K1碳刷，改变第一接触变压器5的绕组，降低负载供电电压；当交流电力线路欠压时，单片机1脚输出低电平，电机反转，带动K1碳刷，改变第一接触变压器5的绕组，升高负载供电电压。

如图9所示，通过改变本实用新型实施例的继电器的绕组，可输出220V或110V电压，但仅以此举例，并不以此为限制。

本实用新型实施例提供的交流稳压器，利用采样电路采集高精准的交流采样电压，控制电路根据交流采样电压及不同的预设电压阈值，判断交流电力线路是否出现欠压、过压及故障等情况，并根据判断结果，控制驱动电路驱动电机反转、或正转、或断开负载与交流电力线路的连接，从而保证负载供电电压稳定，并避免发生由于交流电力线路故障而损坏负载的现象，使控制回路与电力线路之间实现了隔离控制，避免电力线路中的高电压串入控制回路的现象，提高了交流稳压器的安全性能。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种采样电路，其特征在于，包括：降压电路、隔离电路、电压采样电路及积分电路，其中，降压电路、隔离电路、电压采样电路及积分电路依次顺序连接，降压电路与交流电力线路连接，积分电路与外接电源连接，积分电路输出交流采样电压。

2.根据权利要求1所述的采样电路，其特征在于，所述降压电路包括第一电阻；所述隔离电路包括微型电压互感器；所述电压采样电路包括电位器及第二电阻；积分电路包括第一电容、第三电阻及第四电阻；其中，

微型电压互感器，其第一输入端通过第一电阻与交流电力线路连接，其第二输入端与交流电力线路连接，其第一输出端与第一电容的负极连接，其第二输出端与接地端连接；

电位器与第二电阻串联连接后的第一端与所述微型电压互感器的第一输出端连接，第二端分别与所述微型电压互感器的第二输出端及接地端连接；

第三电阻与第四电阻串联连接后的第一端与外接电源连接，第二端分别与电位器与第二电阻串联连接后的第二端、微型电压互感器的第二输出端及接地端连接；

第一电容的正极与第三电阻与第四电阻串联连接的连接线连接，并引出交流采样电压引出线。

3.一种交流稳压器，其特征在于，包括：控制电路、驱动电路、电源电路及权利要求1-2任一项所述的采样电路，其中，

控制电路，其输入端与所述采样电路连接，其输出端与驱动电路连接，用于将交流采样电压与不同的预设电压阈值比较，生成比较结果；

驱动电路，其输入端与所述控制电路连接，其输出端分别与负载及电机连接，用于根据所述比较结果，控制电机的运行状态及负载供电状态；

电源电路，其输入端与交流电力线路连接，其输出端分别与所述采样电路、控制电路及驱动电路连接，用于将交流电力线路的电压进行转换后，为所述采样电路、控制电路及驱动电路提供电能。

4.根据权利要求3所述的交流稳压器，其特征在于，还包括：

第一接触变压器，其输入端与所述驱动电路连接，其输出端与负载连接，用于控制负载的供电电压等级。

5.根据权利要求4所述的交流稳压器，其特征在于，所述电源电路包括：第一电源电路及第二电源电路，其中，

第一电源电路，其输入端通过第二接触变压器与交流电力线路隔离连接，其输出端与驱动电路连接，用于对交流电力线路的电压依次进行极性转换、滤波后，生成正极电压及负极电压，为所述驱动电路提供供电电压；

第二电源电路，其输入端分别与所述第一电源电路及交流电力线路连接，其输出端与所述采样电路、控制电路及驱动电路连接，用于对所述第一电源电路输出的电压依次进行稳压、滤波后，为采样电路、控制电路及驱动电路提供供电电压。

6.根据权利要求5所述的交流稳压器，其特征在于，所述控制电路包括：单片机及其外围电路，其中，

单片机，其输入端与所述交流采样电压引出线连接，其输出端与所述驱动电路连接，用于将交流采样电压与不同的预设电压阈值比较，生成比较结果，所述比较结果包括交流电力线路欠压、交流电力线路过压、交流电力线路故障、交流电力线路正常。

7.根据权利要求6所述的交流稳压器，其特征在于，所述驱动电路包括：

电机驱动电路，其输入端与所述控制电路的输出端连接，其输出端与电机连接，用于当交流电力线路过压时，驱动电机正转，当交流电力线路欠压时，驱动电机反转；

继电器驱动电路，其输入端与所述控制电路的输出端连接，其输出端与负载连接，用于当交流电力线路故障时，断开负载与交流电力线路的连接。

8.根据权利要求7所述的交流稳压器，其特征在于，所述电机驱动电路包括：电机正转驱动电路及电机反转驱动电路，其中，

电机正转驱动电路及电机反转驱动电路均包括驱动隔离电路、稳压电路、滤波电路及开关管，驱动隔离电路、滤波电路、稳压电路及开关管顺序连接后的两端分别与控制电路及电机连接。

9.根据权利要求8所述的交流稳压器，其特征在于，所述继电器驱动电路包括：继电器、继电器电源电路及开关管，其中，

继电器电源电路，其输入端与所述第一电源电路的输出端连接，用于将正极电压依次进行限压、稳压之后为继电器及开关管供电；

继电器，其输入端与所述继电器驱动电路并联连接，其输出端与所述第一接触变压器连接；

开关管，其控制端通过限压电阻与所述控制电路的输出端连接，其第一端与继电器电源电路的第二输出端连接，其第二端与接地端连接。

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