CN212364407U - 一种交流电压采样电路及空调器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种交流电压采样电路及空调器。所述交流电压采样电路包括：分压滤波电路(1)，包括第一分压滤波电路(11)和第二分压滤波电路(12)，以分别对输入的交流电压的火线端电压UL和零线端电压UN进行分压滤波；采样电路(2)，包括第一采样电路(21)和第二采样电路(22)，分别连接所述第一分压滤波电路(11)的采样节点和第二分压滤波电路(12)的采样节点，以分别对分压滤波后的火线端电压UL和零线端电压UN进行采样。利用分压滤波电路将待采样电压分压为采样电路可以直接处理的电压，简化了电路结构，并对分压后的电压进行滤波，提高了采样准确度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路技术领域，具体地，涉及一种交流电压采样电路及空调器。
背景技术
空调控制过程中需要采集电压、电流、温度等信号。输入交流电压是空调控制过程中需要检测的信号之一。输入交流电压的大小和方向发生变化，其与采样电路的共地问题难以解决，无法直接通过电阻采样。相关技术中使用运算放大器构成差分放大器，实现采样功能，导致电路结构复杂，成本高。
发明内容
本实用新型的主要目的在于提供一种交流电压采样电路及空调器，利用分压滤波电路将待采样电压分压为采样电路可以直接处理的电压，从而简化了电路结构，并对分压后的电压进行滤波，提高了采样准确度。
本实用新型一方面提供一种交流电压采样电路，所述电路包括：分压滤波电路1，包括第一分压滤波电路11和第二分压滤波电路12，以分别对输入的交流电压的火线端电压UL和零线端电压UN进行分压滤波；采样电路2，包括第一采样电路21和第二采样电路22，分别连接所述第一分压滤波电路11的采样节点和第二分压滤波电路12的采样节点，以分别对分压滤波后的火线端电压UL和零线端电压UN进行采样。
由此，利用分压滤波电路分别对火线端电压和零线端电压进行分压处理，得到分压后的差分电压，无需考虑共地问题，采样电路可以直接处理差分电压，简化了电路结构，并对分压后的电压进行滤波，提高了采样准确度。
可选地，所述第一分压滤波电路11包括串联的电阻R1和电阻R4，电阻R1和电阻R4的一端连接所述第一采样电路21，电阻R1的另一端连接交流电压的火线端L，电阻R4的另一端接地。
可选地，所述第一分压滤波电路11还包括并联在电阻R4两端的滤波电容C1。
由此，滤除火线端电压信号中的干扰信号。
可选地，所述滤波电容C1的值在第一预设范围内。
由此，避免滤波电容C1过小而降低滤波效果，又避免滤波电容C1过大而造成采样节点之间的信号相位滞后。
可选地，所述第二分压滤波电路12包括串联的电阻R3和电阻R5，电阻R3和电阻R5的一端连接所述第二采样电路22，电阻R3的另一端连接交流电压的零线端N，电阻R5的另一端接地。
可选地，所述第二分压滤波电路12还包括并联在电阻R5两端的滤波电容C2。
由此，滤除零线端电压信号中的干扰信号。
可选地，所述滤波电容C2的值在第二预设范围内。
由此，避免滤波电容C2过小而降低滤波效果，又避免滤波电容C2过大而造成采样节点之间的信号相位滞后。
可选地，所述第一分压滤波电路11的采样节点与所述第二分压滤波电路12的采样节点之间连接有电阻R2。
由此，避免采样节点上存在较小的负电压而损坏采样电路。
可选地，所述采样电路2还用于根据采样所得电压和采样系数计算输入的交流电压，所述采样系数由所述分压滤波电路1的电路参数确定。
由此，可直接计算出输入的交流电压，简单易实现。
可选地，所述采样电路2单片机。
由此，便于实现多路采样，并且能同时实现采样与数据处理，进一步精简电路结构。
本实用新型另一方面提供一种空调器，所述空调器包括如上所述的交流电压采样电路。
所述空调器与所述交流电压采样电路具有的优势相同，此处不再赘述。
附图说明
图1示意性示出了本实用新型一实施例提供的交流电压采样电路的框图；
图2示意性示出了本实用新型一实施例提供的交流电压采样电路的电路原理示意图；
图3示意性示出了本实用新型一实施例提供的设置有交流电压采样电路的单相整流电路的电路原理示意图。
附图标记说明：
1-分压滤波电路；11-第一分压滤波电路；12-第二分压滤波电路；
2-采样电路；21-第一采样电路；22-第二采样电路；
3-整流器；4-负载。
具体实施方式
为使得本实用新型的申请目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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。
图1示意性示出了本实用新型一实施例提供的交流电压采样电路的框图。如图1所示，该交流电压采样电路包括分压滤波电路1和采样电路2。分压滤波电路1包括第一分压滤波电路11和第二分压滤波电路12。采样电路2包括第一采样电路21和第二采样电路22。第一采样电路21的采样输入端连接至第一分压滤波电路11的采样节点，第二采样电路22的采样输入端连接至第二分压滤波电路12的采样节点。第一分压滤波电路11对输入的交流电压的火线端电压UL进行分压滤波，第二分压滤波电路12对输入的交流电压的零线端电压UN进行分压滤波，第一采样电路21采集火线端电压UL分压滤波后得到的电压，第二采样电路22采集零线端电压UN分压滤波后得到的电压，采样电路2根据采样结果计算火线与零线之间的电压差UL-N。
图2示意性示出了本实用新型一实施例提供的交流电压采样电路的电路原理示意图。参阅图2，同时结合图3，对本实施例中的交流电压采样电路进行详细说明。
交流电压采样电路包括分压滤波电路1和采样电路2。分压滤波电路1对输入的交流电压进行分压滤波；采样电路2连接分压滤波电路1的采样节点，以对分压滤波后的交流电压进行采样。
参阅图2，分压滤波电路1包括第一分压滤波电路11和第二分压滤波电路12。第一分压滤波电路11对输入的交流电压的火线端电压UL进行分压滤波，第一分压滤波电路11包括串联的电阻R1和电阻R4，电阻R1和电阻R4彼此连接的一端为第一分压滤波电路11的采样节点，电阻R1的另一端连接交流电压的火线端L，电阻R4的另一端接地，第一分压滤波电路11的采样节点上的电位u1为电阻R4两端的电压。可以理解的是，u1的电压值小于UL的电压值，从而实现了对交流电压的火线端电压UL的分压。本实施例中，第一分压滤波电路11还包括并联在电阻R4两端的滤波电容C1，滤波电容C1可以对电阻R4两端的电压进行滤波，即对u1进行滤波，滤除交流电压采样电路中的干扰信号。
第二分压滤波电路12对输入的交流电压的零线端电压UN进行分压滤波，第二分压滤波电路12包括串联的电阻R3和电阻R5，电阻R3和电阻R5彼此连接的一端为第二分压滤波电路12的采样节点，电阻R3的另一端连接交流电压的零线端N，电阻R5的另一端接地，第二分压滤波电路12的采样节点上的电位u2为电阻R5两端的电压。可以理解的是，u2的电压值小于UN的电压值，从而实现了对交流电压的零线端电压UN的分压。本实施例中，第二分压滤波电路12还包括并联在电阻R5两端的滤波电容C2，滤波电容C2可以对电阻R5两端的电压进行滤波，即对u2进行滤波，滤除交流电压采样电路中的干扰信号。滤波电容C1的值在第一预设范围内，滤波电容C2的值在第二预设范围内，以避免滤波电容C1和滤波电容C2过小而降低滤波效果，又避免滤波电容C1和滤波电容C2过大而造成采样节点之间的信号相位滞后。本实施例中，根据交流电压采样电路的实际应用场景来确定上述第一预设范围和第二预设范围，从而设置滤波电容C1和滤波电容C2的电容值，例如可以通过试验调试对比来确定滤波电容C1和滤波电容C2的电容值。
采样电路2包括第一采样电路21和第二采样电路22。第一采样电路21的采样输入端连接至第一分压滤波电路11的采样节点，即连接至电阻R1和电阻R4互相连接的一端，以对电阻R4一端上的电压u1进行采样。第二采样电路22的采样输入端连接至第二分压滤波电路12的采样节点，即连接至电阻R3和电阻R5互相连接的一端，以对电阻R5一端上的电压u2进行采样。
采样电路2可以为单片机。本实施例中，单片机具有两个或两个以上的采样通道，其中两个采样通道分别连接至第一分压滤波电路11的采样节点和第二分压滤波电路12的采样节点，以分别采集电阻R4一端的电压u1以及采集电阻R5一端的电压u2。
第一分压滤波电路11的采样节点与第二分压滤波电路12的采样节点之间连接有电阻R2。若第一分压滤波电路11的采样节点与第二分压滤波电路12的采样节点之间未连接有电阻R2，第一分压滤波电路11的采样节点与第二分压滤波电路12的采样节点上会有较小的负电压。本实施例中，若采样电路2为可以接收较小的负电压的电路时，第一分压滤波电路11的采样节点与第二分压滤波电路12的采样节点之间可以不必设置电阻R2；若采样电路2为单片机时，第一分压滤波电路11的采样节点与第二分压滤波电路12的采样节点上较小的负电压会损坏单片机，需要在第一分压滤波电路11的采样节点与第二分压滤波电路12的采样节点之间设置电阻R2，避免采样节点上存在较小的负电压而损坏采样电路。
采样电路2还用于根据采样所得电压和采样系数计算输入的交流电压，采样系数由分压滤波电路1的电路参数确定。当采样电路2为单片机时，单片机中集成有多路采样通道以及处理电路，一路采样通道采集第一分压滤波电路11采样节点上的模拟电压并转换为数字电压，另一路采集通道采集第二分压滤波电路12采样节点上的模拟电压并转换为数字电压，处理电路根据这两个数字电压以及采样系数计算输入的交流电压的值。具体地，UL-N＝G*(u1-u2)，UL-N为火线端L与零线端N之间的电压差，即为输入为交流电压，u1为第一分压滤波电路11采样节点上的模拟电压采样处理后得到的数字电压，u2为第二分压滤波电路12采样节点上的模拟电压采样处理后得到的数字电压，G＝(1-R1/(R1+R4))*((R1+R2)//R5)/(R3+((R1+R2)//R5))，G为采样系数。
参阅图3，图3示出了本实施例中的交流电压采样电路在单相整流电路中的应用。单相整流电路由单相交流电源AC、整流器3、直流母线电容Cdc、负载4组成。整流器3例如为全桥整流电路，负载4例如为阻性负载RL，交流电源AC输出的交流电经整流器3整流后，通过直流母线电容Cdc进行滤波以将交流电转换为直流电，负载4可以对直流母线电容Cdc上存储的电能进行释放，防止烧毁该单相整流电路。本实施例中，将交流电压采样电路的第一分压滤波电路11的一端连接至电源AC的火线端L，将第二分压滤波电路12的一端连接至电源AC的零线端N，为单片机提供5V的供电电压，使得交流电压采样电路正常工作，分压滤波电路1对电源AC输出的电压进行分压滤波，单片机对第一分压滤波电路11采样节点上的电压u1以及第二分压滤波电路12采样节点上的电压u2进行采样，通过UL-N＝G*(u1-u2)计算电源AC输出的电压。单相整流电路实际应用中，当不确定电源AC输出的电压时，可以利用本实施例中的交流电压采样电路获得电源AC输出的电压，然后再为该单相整流电路连接相应的后级电路，以避免因电源AC输出电压不确定而连接至错误的后级电路，从而避免烧毁后级电路及单相整流电路。
本实用新型实施例中，交流电压采样电路包括分压滤波电路和采样电路，利用分压滤波电路将待采样的交流电压分压为采样电路可以直接处理的电压，从而简化了电路结构，并且在分压滤波电路中设置滤波电容，以对输入至采样电路中的电压进行滤波，滤除干扰信号，提高了采样准确度，根据采样电压以及采样系数直接计算得到输入的交流电，简单易实现。
本实用新型另一实施例提供了一种空调器，包括上述交流电压采样电路。
该空调器与上述实施例中交流电压采样电路的技术特征相同，且与上述实施例中交流电压采样电路具有的优势相同，此处不再赘述。
虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (11)
1.一种交流电压采样电路，其特征在于，所述电路包括：
分压滤波电路(1)，包括第一分压滤波电路(11)和第二分压滤波电路(12)，以分别对输入的交流电压的火线端电压UL和零线端电压UN进行分压滤波；采样电路(2)，包括第一采样电路(21)和第二采样电路(22)，分别连接所述第一分压滤波电路(11)的采样节点和第二分压滤波电路(12)的采样节点，以分别对分压滤波后的火线端电压UL和零线端电压UN进行采样。
2.根据权利要求1所述的交流电压采样电路，其特征在于，所述第一分压滤波电路(11)包括串联的电阻R1和电阻R4，电阻R1和电阻R4的一端连接所述第一采样电路(21)，电阻R1的另一端连接交流电压的火线端L，电阻R4的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的交流电压采样电路，其特征在于，所述第一分压滤波电路(11)还包括并联在电阻R4两端的滤波电容C1。
4.根据权利要求3所述的交流电压采样电路，其特征在于，所述滤波电容C1的值在第一预设范围内。
5.根据权利要求1所述的交流电压采样电路，其特征在于，所述第二分压滤波电路(12)包括串联的电阻R3和电阻R5，电阻R3和电阻R5的一端连接所述第二采样电路(22)，电阻R3的另一端连接交流电压的零线端N，电阻R5的另一端接地。
6.根据权利要求5所述的交流电压采样电路，其特征在于，所述第二分压滤波电路(12)还包括并联在电阻R5两端的滤波电容C2。
7.根据权利要求6所述的交流电压采样电路，其特征在于，所述滤波电容C2的值在第二预设范围内。
8.根据权利要求1所述的交流电压采样电路，其特征在于，所述第一分压滤波电路(11)的采样节点与所述第二分压滤波电路(12)的采样节点之间连接有电阻R2。
9.根据权利要求1所述的交流电压采样电路，其特征在于，所述采样电路(2)还用于根据采样所得电压和采样系数计算输入的交流电压，所述采样系数由所述分压滤波电路(1)的电路参数确定。
10.根据权利要求1-9任一项所述的交流电压采样电路，其特征在于，所述采样电路(2)为单片机。
11.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括如权利要求1-10任一项所述的交流电压采样电路。
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