CN213398814U - 过压欠压检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种过压欠压检测电路，包括：分压模块，分压模块的输入端用于与电网电源的火线连接；比较模块，比较模块的输入端与分压模块的输出端连接；隔离模块，隔离模块的输入端与比较模块的输出端连接；控制模块，控制模块的输入端与隔离模块的输出端连接；分压模块用于降低比较模块的输入电压；比较模块用于根据输入电压并响应输出PWM信号，并将PWM信号传输至隔离模块；隔离模块用于导通时将PWM信号传输至控制模块；控制模块用于接收PWM信号并对PWM信号进行处理，以检测电路处于过压状态或欠压状态。本实用新型的技术方案能够有效降低经济成本。

Description

过压欠压检测电路

技术领域

本实用新型涉及电压检测领域，特别涉及一种过压欠压检测电路。

背景技术

随着当代电子技术的不断发展，过压欠压检测电路已非常广泛，与此同时，用户也对相应的过压欠压检测电路提出了一些更高的要求。

在以往的过压欠压检测电路里，往往会使用2个单片机来相互配合产生PWM(PulseWidth Modulation，脉冲宽度调制)信号与接收PWM信号，从而对电路进行检测是否处于过压状态或欠压状态。然而采用这种结构的过压欠压检测电路，将产生较高的经济成本。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种过压欠压检测电路，降低了经济成本。

本实用新型实施例提供了一种过压欠压检测电路，包括：

分压模块，所述分压模块的输入端用于与电网电源的火线连接；

比较模块，所述比较模块的输入端与所述分压模块的输出端连接；

隔离模块，所述隔离模块的输入端与所述比较模块的输出端连接；

控制模块，所述控制模块的输入端与所述隔离模块的输出端连接；

所述分压模块用于降低所述比较模块的输入电压；所述比较模块用于根据所述输入电压响应输出PWM信号，并将所述PWM信号传输至所述隔离模块；所述隔离模块用于导通时将所述PWM信号传输至所述控制模块；所述控制模块用于接收所述PWM信号并对所述PWM信号进行处理，以检测电路处于过压状态或欠压状态。

根据本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：本实用新型实施例提供了一种过压欠压检测电路，设置有分压模块、比较模块、隔离模块和控制模块，通过分压模块降低比较模块的输入电压，比较模块对该输入电压进行比较以产生PWM信号，并将PWM信号传输至隔离模块；隔离模块导通时将该PWM信号传输至控制模块；控制模块接收PWM信号并对PWM信号进行处理，以检测电路处于过压状态或欠压状态。相比现有技术，本实用新型实施例无需采用两个控制模块来分别产生和接收PWM信号，有效降低了经济成本。

根据本实用新型的一些实施例，所述过压欠压检测电路还包括整流模块，所述整流模块的输入端用于与电网电源的火线连接，所述整流模块的输出端与所述分压模块的输入端连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述整流模块包括整流二极管和第一电阻，所述整流二极管的阳极用于与电网电源的火线连接，所述整流二极管的阴极通过所述第一电阻与所述分压模块的输入端连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述分压模块包括第二电阻、第三电阻，所述第二电阻的一端与所述整流模块的输出端连接，所述第二电阻的另一端通过所述第三电阻连接至参考地，所述比较模块的输入端连接至所述第二电阻的另一端、所述第三电阻之间。

根据本实用新型的一些实施例，所述比较模块包括比较器、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第一电容，所述第四电阻的一端连接至所述第二电阻的另一端、所述第三电阻之间，所述第四电阻的另一端通过所述第五电阻连接至所述比较器的正输入端，所述比较器的负输入端通过所述第一电容连接至参考地，所述第六电阻的一端连接至所述第五电阻和所述比较器的正输入端之间，所述第六电阻的另一端通过所述第七电阻、所述第一电容连接至参考地，所述比较器的输出端与所述隔离模块的输入端连接，所述第八电阻的一端连接至第一电源，所述第八电阻的另一端连接至所述比较器的输出端、所述隔离模块的输入端之间，所述第八电阻的另一端还连接至所述第六电阻的另一端、所述第七电阻之间。

根据本实用新型的一些实施例，所述比较模块还包括第十一电阻、第三电容，所述第十一电阻的一端连接至所述第四电阻的另一端、所述第五电阻之间，所述第十一电阻的另一端连接至参考地，所述第三电容与所述第十一电阻并联。

根据本实用新型的一些实施例，所述隔离模块包括光耦合器、第九电阻和第二电容，所述第九电阻的一端与第二电源连接，所述第九电阻的另一端通过所述第二电容连接至参考地；所述光耦合器的第一输入端通过第十电阻连接至所述第一电源，所述光耦合器的第二输入端与所述比较器的输出端连接，所述光耦合器的第一输出端连接至所述第九电阻的另一端、所述第二电容之间，所述光耦合器的第一输出端还与所述控制模块的输入端连接，所述光耦合器的第二输出端连接至参考地。

根据本实用新型的一些实施例，所述控制模块包括单片机控制芯片。

根据本实用新型的一些实施例，所述过压欠压检测电路还包括LED显示模块，所述LED显示模块与所述控制模块的输出端连接。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型一个实施例所提供的过压欠压检测电路的结构示意图；

图2为本实用新型另一个实施例所提供的过压欠压检测电路的结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例所提供的过压欠压检测电路的电路示意图；

图4为本实用新型一个实施例所提供的过压欠压检测电路的流程示意图。

附图标记：

分压模块100；比较模块200；隔离模块300；控制模块400；整流模块500。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十等词只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供了一种过压欠压检测电路，包括：分压模块100，分压模块100的输入端用于与电网电源的火线连接；比较模块200，比较模块200的输入端与分压模块100的输出端连接；隔离模块300，隔离模块300的输入端与比较模块200的输出端连接；控制模块400，控制模块400的输入端与隔离模块300的输出端连接；分压模块100用于降低比较模块200的输入电压；比较模块200用于根据输入电压响应输出PWM信号，并将PWM信号传输至隔离模块300；隔离模块300用于导通时将PWM信号传输至控制模块400；控制模块400用于接收PWM信号并对PWM信号进行处理，以检测电路处于过压状态或欠压状态。

参照图1，在本实用新型实施例的过压欠压检测电路中，包括分压模块100、比较模块200、隔离模块300和控制模块400。由于电网电源提供的电压较大，需要通过分压模块100来对电网电源电压进行调控，即减少分路(比较模块200)的输入电压，使得电网电源电压输入至本过压欠压检测电路时，先经过分压模块100后再到达比较模块200。比较模块200接收该输入电压后对输入电压进行比较，即设置预设阈值，通过输出电压高低来反映输入电压与预设阈值之间的关系。比较模块200对输入电压进行比较后，输出相应信号至隔离模块300。当比较模块200的输出端输出有PWM信号时，隔离模块300将导通，从而使得PWM信号经过隔离模块300后被发送至控制模块400。控制模块400接收隔离模块300输出的PWM信号并对该PWM信号作处理，从而检测电路处于过压状态或欠压状态。在本实施例中，若是电路中不存在过压状态或欠压状态，则控制模块400将持续检测电路，在获取及检测到当前PWM信号达到预设的PWM信号频率范围时，控制模块400将迅速作出响应。

由于本实施例的过压欠压检测电路，主要以PWM信号的形式来获取反馈信息的，故在设计PCB电路板时，需要将本过压欠压检测电路设置远离干扰源，以避免干扰源对PWM信号产生干扰，造成反馈回来的PWM信号与实际的PWM信号产生较大差异。

根据本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：本实用新型实施例提供了一种过压欠压检测电路，设置有分压模块100、比较模块200、隔离模块300和控制模块400，通过分压模块100降低比较模块200的输入电压，比较模块200接收该输入电压并对输入电压进行比较以产生PWM信号。比较模块200将PWM信号传输至隔离模块300，隔离模块300将导通并将该PWM信号传输给控制模块400，控制模块400接收并处理该PWM信号，以检测电路处于过压状态或欠压状态，相比现有技术，本实用新型实施例无需采用两个控制模块来产生和接收PWM信号，有效降低了经济成本。

参照图2，根据本实用新型的一些实施例，过压欠压检测电路还包括整流模块500，整流模块500的输入端用于与电网电源的火线连接，整流模块500的输出端与分压模块100的输入端连接。在本实用新型实施例中，还设置有整流模块500。通过设置整流模块500，来起到降压作用，使得电网电源电压经过整流模块500后降低了一定电压，以起到保护电路作用。

参照图3，根据本实用新型的一些实施例，整流模块500包括整流二极管D1和第一电阻R1，整流二极管D1的阳极用于与电网电源的火线连接，整流二极管D1的阴极通过第一电阻R1与分压模块100的输入端连接。在本实用新型实施例中，通过设置整流二极管D1和第一电阻R1来对电网电源进行整流、降压。整流二极管D1为单向导电性，在本实施例的过压欠压检测电路中，电网电源电流只能从整流二极管D1的阳极流入，阴极流出。设置的整流二极管D1可以防止电路中的电流倒灌，还可以起到整流降压作用，以有效保护电路。

参照图3，根据本实用新型的一些实施例，分压模块100包括第二电阻R2、第三电阻R3，第二电阻R2的一端与整流模块500的输出端连接，第二电阻R2的另一端通过第三电阻R3连接至参考地，比较模块200的输入端连接至第二电阻R2的另一端、第三电阻R3之间。在本实用新型实施例中，通过第二电阻R2、第三电阻R3来对电网电源电压进行调控，以降低分路(比较模块200)的输入电压。例如第二电阻R2的阻值为680KΩ，第三电阻R3的阻值为100KΩ，设置的第二电阻R2或第三电阻R3的阻值越大，分压作用也将更大。

参照图3，根据本实用新型的一些实施例，比较模块200包括比较器U1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第一电容C1，第四电阻R4的一端连接至第二电阻R2的另一端、第三电阻R3之间，第四电阻R4的另一端通过第五电阻R5连接至比较器U1的正输入端，比较器U1的负输入端通过第一电容C1连接至参考地，第六电阻R6的一端连接至第五电阻R5和比较器U1的正输入端之间，第六电阻R6的另一端通过第七电阻R7、第一电容C1连接至参考地，比较器U1的输出端与隔离模块300的输入端连接，第八电阻R8的一端连接至第一电源，第八电阻R8的另一端连接至比较器U1的输出端、隔离模块300的输入端之间，第八电阻R8的另一端还连接至第六电阻R6的另一端、第七电阻R7之间。

在本实用新型实施例中，当电网电源电压输入时，经过整流二极管D1及第一电阻R1整流，第二电阻R2、第三电阻R3分压后到达比较器U1的正输入端(3脚)。当正输入端得到的电平为高电平时，比较器U1的输出端(1脚)为高电平，此时第七电阻R7给储能电容即第一电容C1进行充电(第一电容C1充电的快慢与第四电阻R4的输入电压高低有关)。当第一电容C1充电量等于自身容量时，第一电容C1进行放电到比较器U1的负输入端(2脚)，此时比较器U1的负输入端与正输入端的电压为相同，比较器U1的正输入端的电压为低电平(输出端将根据负输入端与正输入端的输入电压值进行比较，以输出相应的PWM信号)。当比较器U1的输出端输出PWM信号时，隔离模块300将导通并将PWM信号传输至控制模块400，控制模块400检测隔离模块300输出的PWM信号并作出相应的反馈信息，以检测电路处于过压状态或欠压状态。

根据本实用新型的一些实施例，比较模块200还包括第十一电阻R11、第三电容C3，第十一电阻R11的一端连接至第四电阻R4的另一端、第五电阻R5之间，第十一电阻R11的另一端连接至参考地，第三电容C3与第十一电阻R11并联。通过设置第三电容C3进行滤波，以有效滤除对比较器U1的输入电压的干扰，以起到稳压作用。

参照图3，根据本实用新型的一些实施例，隔离模块300包括光耦合器OP1、第九电阻R9和第二电容C2，第九电阻R9的一端与第二电源连接，第九电阻R9的另一端通过第二电容C2连接至参考地；光耦合器OP1的第一输入端通过第十电阻R10连接至第一电源，光耦合器OP1的第二输入端与比较器U1的输出端连接，光耦合器OP1的第一输出端连接至第九电阻R9的另一端、第二电容C2之间，光耦合器OP1的第一输出端还与控制模块400的输入端连接，光耦合器OP1的第二输出端连接至参考地。

在本实用新型实施例中，当光耦合器OP1接收到比较器U1输出的PWM信号时，光耦合器OP1导通，并向控制模块400发送PWM信号，控制模块400接收到PWM信号后对该PWM信号进行检测。例如，当控制模块400接收到的PWM信号频率为30K时，控制模块400反馈过压状态，相反，当控制模块400接收到的PWM信号频率为10K时，控制模块400反馈欠压状态。在本实施例中，第一电源为15V，第二电源为5V，第二电源为光耦合器OP1供电。

根据本实用新型的一些实施例，控制模块400包括单片机控制芯片。

参照图3，在本实用新型实施例中，控制模块400包括单片机控制芯片，使得光耦合器OP1的第一输出端连接至第九电阻R9的另一端、第二电容C2之间，光耦合器OP1的第一输出端还连接至单片机控制芯片的I/O口。当比较器U1的输出端有PWM信号时，光耦合器OP1导通，单片机控制芯片的I/O口接收该PWM信号并进行处理，以使得PWM信号输入至单片机控制芯片时，单片机控制芯片能够对该PWM信号进行检测，以迅速作出响应，以输出过压状态或欠压状态结果。

在本实施例中，整流模块500、分压模块100、比较模块200为高压区，隔离模块300、控制模块400为隔离低压区，高压区能够产生PWM信号，隔离低压区能够实时检测电路处于过压状态或欠压状态。相比现有技术，减少了高压区中的单片机控制芯片，通过比较模块200产生PWM信号，隔离低压区的单片机控制芯片来实现对PWM信号的接收和检测。隔离低压区的单片机控制芯片能够实时对电路的过压状态或欠压状态进行检测，一旦电路出现了过压状态或者欠压状态，单片机控制芯片能够迅速将过压状态或者欠压状态的信息反馈回来，防止过压状态时由于电压过大而损坏器件，欠压状态时造成电路无法正常工作。

根据本实用新型的一些实施例，过压欠压检测电路还包括LED显示模块，LED显示模块与控制模块400的输出端连接。

在本实用新型实施例中，通过设置LED显示模块来直观显示控制模块400的输出结果。例如在LED显示模块中设有两个不同颜色指示灯，根据检测结果，控制模块400可控制LED显示模块中的相应指示灯亮起，如红色指示灯表示电路处于过压，绿色指示灯表示电路处于欠压。在其他实施例中，还可以设置指示灯状态不同，以表示电路处于过压状态或欠压状态或正常状态，如指示灯常亮表示正常状态，指示灯闪烁表示电路处于欠压状态，指示灯熄灭表示电路处于过压状态等。

例如参照图4以一个具体的实施例详细描述根据本实用新型实施例的过压欠压检测电路的流程。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对实用新型的具体限制。

比较模块200用于产生PWM信号，当比较模块200的输出端输出有PWM信号时，隔离模块300将导通，隔离模块300输出PWM信号，控制模块400接收隔离模块300输出的PWM信号并对该PWM信号作处理，检测该PWM信号频率是否达到预设的PWM信号频率范围，即当该PWM信号频率大于或等于30K时，此时电路处于过压状态，控制模块输出过压状态结果；当该PWM信号频率小于或等于10K时，此时电路处于欠压状态，控制模块输出欠压状态结果。在其他实施例中，还可以设置预设PWM信号频率值，通过控制模块对接收的PWM信号进行检测，在当前的PWM信号频率达到预设PWM信号频率值(例如30K、10K等)时，控制模块迅速检测电路存在的过压状态或者欠压状态等情况。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体地”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种过压欠压检测电路，其特征在于，包括：

分压模块，所述分压模块的输入端用于与电网电源的火线连接；

比较模块，所述比较模块的输入端与所述分压模块的输出端连接；

隔离模块，所述隔离模块的输入端与所述比较模块的输出端连接；

控制模块，所述控制模块的输入端与所述隔离模块的输出端连接；

所述分压模块用于降低所述比较模块的输入电压；所述比较模块用于根据所述输入电压响应输出PWM信号，并将所述PWM信号传输至所述隔离模块；所述隔离模块用于导通时将所述PWM信号传输至所述控制模块；所述控制模块用于接收所述PWM信号并对所述PWM信号进行处理，以检测电路处于过压状态或欠压状态。

2.根据权利要求1所述的过压欠压检测电路，其特征在于：所述过压欠压检测电路还包括整流模块，所述整流模块的输入端用于与电网电源的火线连接，所述整流模块的输出端与所述分压模块的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的过压欠压检测电路，其特征在于：所述整流模块包括整流二极管和第一电阻，所述整流二极管的阳极用于与电网电源的火线连接，所述整流二极管的阴极通过所述第一电阻与所述分压模块的输入端连接。

4.根据权利要求2所述的过压欠压检测电路，其特征在于：所述分压模块包括第二电阻、第三电阻，所述第二电阻的一端与所述整流模块的输出端连接，所述第二电阻的另一端通过所述第三电阻连接至参考地，所述比较模块的输入端连接至所述第二电阻的另一端、所述第三电阻之间。

5.根据权利要求4所述的过压欠压检测电路，其特征在于：所述比较模块包括比较器、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第一电容，所述第四电阻的一端连接至所述第二电阻的另一端、所述第三电阻之间，所述第四电阻的另一端通过所述第五电阻连接至所述比较器的正输入端，所述比较器的负输入端通过所述第一电容连接至参考地，所述第六电阻的一端连接至所述第五电阻和所述比较器的正输入端之间，所述第六电阻的另一端通过所述第七电阻、所述第一电容连接至参考地，所述比较器的输出端与所述隔离模块的输入端连接，所述第八电阻的一端连接至第一电源，所述第八电阻的另一端连接至所述比较器的输出端、所述隔离模块的输入端之间，所述第八电阻的另一端还连接至所述第六电阻的另一端、所述第七电阻之间。

6.根据权利要求5所述的过压欠压检测电路，其特征在于：所述比较模块还包括第十一电阻、第三电容，所述第十一电阻的一端连接至所述第四电阻的另一端、所述第五电阻之间，所述第十一电阻的另一端连接至参考地，所述第三电容与所述第十一电阻并联。

7.根据权利要求5所述的过压欠压检测电路，其特征在于：所述隔离模块包括光耦合器、第九电阻和第二电容，所述第九电阻的一端与第二电源连接，所述第九电阻的另一端通过所述第二电容连接至参考地；所述光耦合器的第一输入端通过第十电阻连接至所述第一电源，所述光耦合器的第二输入端与所述比较器的输出端连接，所述光耦合器的第一输出端连接至所述第九电阻的另一端、所述第二电容之间，所述光耦合器的第一输出端还与所述控制模块的输入端连接，所述光耦合器的第二输出端连接至参考地。

8.根据权利要求1至7任一项所述的过压欠压检测电路，其特征在于：所述控制模块包括单片机控制芯片。

9.根据权利要求1至7任一项所述的过压欠压检测电路，其特征在于：所述过压欠压检测电路还包括LED显示模块，所述LED显示模块与所述控制模块的输出端连接。

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