CN214539764U - 一种隔离型交流电电压检测电路及电磁炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隔离型交流电电压检测电路，包括隔离降压电路、运放放大电路和MCU，所述隔离降压电路分别与交流电的火线和零线连接，所述运放放大电路与所述隔离降压电路连接，所述MCU与所述运放放大电路连接。本实用新型还公开了一种电磁炉，包括电磁炉本体和所述隔离型交流电电压检测电路，所述隔离型交流电电压检测电路设于所述电磁炉本体内。本实用新型通过隔离运放电压测量技术测量交流电电压，不但规避了强弱电共地带来的漏电触电风险，而且提高了测量电压的精度。

Description

一种隔离型交流电电压检测电路及电磁炉

技术领域

本实用新型涉及交流电电压检测技术领域，尤其涉及一种隔离型交流电电压检测电路及电磁炉。

背景技术

当前电磁感应加热技术的功率等于输入交流线电流乘以输入交流线电压，需要实时测量电流和电压才能实时实现恒功率，电流测量技术大多数可以通过交流互感器实现，但是目前市面上大多数电磁炉产品都是采取强弱电共地的方法测量直流母线电压，也就是弱电控制部分(比如电磁炉的控制面板)的GND与强电的0V是连接在一起的，然而人体的手是经常接触控制部分的，一旦空气潮湿或者控制面板进水，就可能发生漏电触电，对人身安全造成致命伤害。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种隔离型交流电电压检测电路及电磁炉，可实现交流电电压的隔离测量，不但可以规避强弱电共地带来的漏电触电风险，而且可以提高测量电压的精度。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种隔离型交流电电压检测电路，包括隔离降压电路、运放放大电路和MCU；所述隔离降压电路分别与交流电的火线和零线连接，所述隔离降压电路对交流电的电压信号进行降压；所述运放放大电路与所述隔离降压电路连接，所述运放放大电路将所述电压信号的负半周电压波形进行反相，并放大反相后的电压信号；所述MCU与所述运放放大电路连接，所述MCU将放大后的电压信号转换为数字信号，并通过所述数字信号计算出实际输入的交流电压值。

进一步地，所述隔离降压电路包括第一降压电路和第二降压电路；所述第一降压电路的输入端与所述火线连接，所述第一降压电路的输出端接地，所述第二降压电路的输入端与所述零线连接，所述第二降压电路的输出端接地。

进一步地，所述第一降压电路和第二降压电路均包括多个依次串联连接的大阻值电阻及输出接地电阻。

进一步地，所述运放放大电路包括双运算放大器芯片、输入电阻、接地电阻及反馈电阻，所述双运算放大器芯片包括第一运算放大器和第二运算放大器，所述输入电阻包括第一输入电阻、第二输入电阻、第三输入电阻和第四输入电阻，所述接地电阻包括第一接地电阻和第二接地电阻，所述反馈电阻包括第一反馈电阻和第二反馈电阻；所述第一运算放大器的正输入端通过所述第一输入电阻与所述第一降压电路的输出端连接，所述第一运算放大器的正输入端还通过所述第一接地电阻接地，所述第一运算放大器的负输入端通过所述第二输入电阻与所述第二降压电路的输出端连接；所述第二运算放大器的正输入端通过所述第三输入电阻与所述第二降压电路的输出端连接，所述第二运算放大器的正输入端还通过所述第二接地电阻接地，所述第二运算放大器的负输入端通过所述第四输入电阻与所述第一降压电路的输出端连接；所述第一运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的输出端与自身的负输入端之间串联有所述第一反馈电阻，所述第二运算放大器的输出端与自身的负输入端之间串联有所述第二反馈电阻。

进一步地，所述双运算放大器芯片连接有供电电压的滤波电容。

进一步地，所述双运算放大器芯片型号为LM358。

进一步地，所述隔离型交流电电压检测电路还包括保护电路，所述保护电路包括输出保护电阻，所述第一运算放大器的输出端通过所述输出保护电阻与所述MCU的AD输入引脚连接。

进一步地，所述保护电路还包括钳位二极管，所述MCU的AD输入引脚还与所述钳位二极管连接，所述钳位二极管的VDD端接正电压，所述钳位二极管的GND端接地。

相应地，本实用新型还提供了一种电磁炉，包括电磁炉本体和所述隔离型交流电电压检测电路，所述隔离型交流电电压检测电路设于所述电磁炉本体内。

实施本实用新型的有益效果在于：

本实用新型包括隔离降压电路、运放放大电路和MCU；所述隔离降压电路分别与交流电的火线和零线连接，所述隔离降压电路对交流电的电压信号进行降压；所述运放放大电路与所述隔离降压电路连接，所述运放放大电路将所述电压信号的负半周电压波形反相，并放大反相后的电压信号；所述MCU与所述运放放大电路连接，所述MCU将放大后的电压信号转换为数字信号，并通过所述数字信号计算出实际输入的交流电压值。本实用新型通过隔离运放电压测量技术测量交流电电压，不但规避了强弱电共地带来的漏电触电风险，而且提高了测量电压的精度，进而使输出功率的精度得到提高。

附图说明

图1是本实用新型隔离型交流电电压检测电路的第一实施例结构示意图；

图2是本实用新型隔离型交流电电压检测电路的第二实施例结构示意图；

图3是本实用新型隔离型交流电电压检测电路的第三实施例结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

结合图1所示，本实用新型提供了一种隔离型交流电电压检测电路，包括隔离降压电路1、运放放大电路2和MCU 3；所述隔离降压电路1分别与交流电的火线和零线连接，所述隔离降压电路1对交流电的电压信号进行降压；所述运放放大电路2与所述隔离降压电路1连接，所述运放放大电路2将所述电压信号的负半周电压波形进行反相，并放大反相后的电压信号；所述MCU 3与所述运放放大电路2连接，所述MCU 3将放大后的电压信号转换为数字信号，并通过所述数字信号计算出实际输入的交流电压值。因此所述隔离型交流电电压检测电路可通过隔离运放电压测量技术测量交流电电压。

结合图1所示，以下为测量市电电压220V的一个具体实施例：

所述隔离降压电路1的具体展开：所述隔离降压电路1包括第一降压电路和第二降压电路；所述第一降压电路的输入端与所述火线连接，所述第一降压电路的输出端接地，所述第二降压电路的输入端与所述零线连接，所述第二降压电路的输出端接地，进而实现强弱电互相隔离。所述第一降压电路包括三个依次串联连接的大阻值电阻R1-R3及输出接地电阻R7，所述第二降压电路包括三个依次串联连接的大阻值电阻R4-R6及输出接地电阻R8，所述大阻值电阻R1-R3和大阻值电阻R4-R6均为470KΩ，所述输出接地电阻R7和输出接地电阻R8均为1.41KΩ。所述隔离降压电路1通过所述大阻值电阻R1-R3和大阻值电阻R4-R6将市电电压220V进行对地衰减，以得到所述电压信号，流经所述火线的电流I＝220V/(R1+R2+R3+R7)＝0.156mA，因此即便人体流过此电流值，也是相当安全，从而规避了强弱电共地带来的漏电触电风险。

所述运放放大电路2的具体展开：所述运放放大电路2包括双运算放大器芯片、输入电阻R9-R12、接地电阻R13、接地电阻R15、反馈电阻R14及反馈电阻R16，所述双运算放大器芯片包括第一运算放大器U1A和第二运算放大器U1B；所述第一运算放大器U1A的正输入端通过输入电阻R9与所述第一降压电路的输出端连接，所述第一运算放大器U1A的正输入端还通过接地电阻R13接地，所述第一运算放大器U1A的负输入端通过输入电阻R10与所述第二降压电路的输出端连接；所述第二运算放大器U1B的正输入端通过输入电阻R11与所述第二降压电路的输出端连接，所述第二运算放大器U1B的正输入端还通过接地电阻R15接地，所述第二运算放大器U1B的负输入端通过输入电阻R12与所述第一降压电路的输出端连接；所述第一运算放大器U1A的输出端与所述第二运算放大器U1B的输出端连接，所述第一运算放大器U1A的输出端与自身的负输入端之间串联有反馈电阻R14，所述第二运算放大器U1B的输出端与自身的负输入端之间串联有反馈电阻R16。所述双运算放大器芯片连接有供电电压+18V的滤波电容C1和滤波电容C2，所述滤波电容C1和滤波电容C2并联，所述双运算放大器芯片型号为LM358。优选地，所述输入电阻R9-R12均为10KΩ，所述接地电阻R13、接地电阻R15、反馈电阻R14和反馈电阻R16均为100KΩ，所述滤波电容C1为10μF，所述滤波电容C2为0.1μF。其中，所述第一运算放大器U1A将所述电压信号的正半周电压波形放大10倍，所述第二运算放大器U1B将所述电压信号的负半周电压波形反相后再放大10倍，然后V0处将所述电压信号的正半周电压波形与反相后的负半周电压波形进行叠加，获得所述MCU 3能够识别的正电压输出信号，由于交流电输入220V的峰值是310V，所以VAB＝310V*1.41K/(470K*3+1.41K)＝0.31068V，V0输出的峰值VAB*10＝3.10V，与输入刚好是100倍的关系，所述MCU 3计算的时候只需将所述正电压输出信号乘以100就是实际输入交流电的电压，测量电压的精度高。

参见图2，图2是本实用新型隔离型交流电电压检测电路的第二实施例，与图1所示的第一实施例不同的是，本实施例中，所述隔离型交流电电压检测电路还包括保护电路4，所述保护电路4包括输出保护电阻R17，所述第一运算放大器U1A的输出端通过所述输出保护电阻R17与所述MCU 3的AD输入引脚连接，以保护输出电路，所述输出保护电阻R17为1KΩ。

参见图3，图3是本实用新型隔离型交流电电压检测电路的第三实施例，与图2所示的第二实施例不同的是，本实施例中，所述保护电路4还包括钳位二极管D1，所述MCU 3的AD输入引脚还与所述钳位二极管D1连接，所述钳位二极管D1的VDD端接+5V电压，所述钳位二极管D1的GND端接地，以出现浪涌电压时将所述正电压输出信号钳制在5V内，起到保护所述MCU 3的AD输入引脚的作用，所述钳位二极管D1选用BAV99型芯片。

相应地，本实用新型还提供了一种电磁炉，包括电磁炉本体和所述隔离型交流电电压检测电路，所述隔离型交流电电压检测电路设于所述电磁炉本体内，所述电磁炉具有与以上所述隔离型交流电电压检测电路的功能和有益效果，所述隔离型交流电电压检测电路测量电压的精度高，进而使所述电磁炉输出功率的精度也高。

综上所述，本实用新型通过隔离运放电压测量技术测量交流电电压，不但规避了强弱电共地带来的漏电触电风险，而且提高了测量电压的精度，进而使输出功率的精度得到提高。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种隔离型交流电电压检测电路，其特征在于，包括隔离降压电路、运放放大电路和MCU；

所述隔离降压电路分别与交流电的火线和零线连接，所述隔离降压电路对交流电的电压信号进行降压；

所述运放放大电路与所述隔离降压电路连接，所述运放放大电路将所述电压信号的负半周电压波形进行反相，并放大反相后的电压信号；

所述MCU与所述运放放大电路连接，所述MCU将放大后的电压信号转换为数字信号，并通过所述数字信号计算出实际输入的交流电压值。

2.根据权利要求1所述的隔离型交流电电压检测电路，其特征在于，所述隔离降压电路包括第一降压电路和第二降压电路；

所述第一降压电路的输入端与所述火线连接，所述第一降压电路的输出端接地，所述第二降压电路的输入端与所述零线连接，所述第二降压电路的输出端接地。

3.根据权利要求2所述的隔离型交流电电压检测电路，其特征在于，所述第一降压电路和第二降压电路均包括多个依次串联连接的大阻值电阻及输出接地电阻。

4.根据权利要求2所述的隔离型交流电电压检测电路，其特征在于，所述运放放大电路包括双运算放大器芯片、输入电阻、接地电阻及反馈电阻，所述双运算放大器芯片包括第一运算放大器和第二运算放大器，所述输入电阻包括第一输入电阻、第二输入电阻、第三输入电阻和第四输入电阻，所述接地电阻包括第一接地电阻和第二接地电阻，所述反馈电阻包括第一反馈电阻和第二反馈电阻；

所述第一运算放大器的正输入端通过所述第一输入电阻与所述第一降压电路的输出端连接，所述第一运算放大器的正输入端还通过所述第一接地电阻接地，所述第一运算放大器的负输入端通过所述第二输入电阻与所述第二降压电路的输出端连接；

所述第二运算放大器的正输入端通过所述第三输入电阻与所述第二降压电路的输出端连接，所述第二运算放大器的正输入端还通过所述第二接地电阻接地，所述第二运算放大器的负输入端通过所述第四输入电阻与所述第一降压电路的输出端连接；

所述第一运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的输出端与自身的负输入端之间串联有所述第一反馈电阻，所述第二运算放大器的输出端与自身的负输入端之间串联有所述第二反馈电阻。

5.根据权利要求4所述的隔离型交流电电压检测电路，其特征在于，所述双运算放大器芯片连接有供电电压的滤波电容。

6.根据权利要求5所述的隔离型交流电电压检测电路，其特征在于，所述双运算放大器芯片型号为LM358。

7.根据权利要求4所述的隔离型交流电电压检测电路，其特征在于，还包括保护电路，所述保护电路包括输出保护电阻，所述第一运算放大器的输出端通过所述输出保护电阻与所述MCU的AD输入引脚连接。

8.根据权利要求7所述的隔离型交流电电压检测电路，其特征在于，所述保护电路还包括钳位二极管，所述MCU的AD输入引脚还与所述钳位二极管连接，所述钳位二极管的VDD端接正电压，所述钳位二极管的GND端接地。

9.一种电磁炉，其特征在于，包括电磁炉本体和如权利要求1-8任一项所述的隔离型交流电电压检测电路，所述隔离型交流电电压检测电路设于所述电磁炉本体内。

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