CN215180476U - 电压检测电路以及用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种电压检测电路以及用电设备，电压检测电路包括电源输入端、隔离检测电路和计时控制电路，隔离检测电路的输入端与电源输入端连接，计时控制电路的检测端与隔离检测电路的输出端连接。电源输入端接入交流电源；隔离检测电路根据交流电源的电压值输出对应的检测信号，检测信号的电压为第一电平或第二电平，计时控制电路根据第一电平的持续时间确定交流电源的电压值。电压检测电路用于解决现有电压检测电路体积较大的问题。

Description

电压检测电路以及用电设备

技术领域

本实用新型涉及电压检测技术领域，尤其涉及一种电压检测电路以及用电设备。

背景技术

电压检测电路作为现有用电设备广泛使用的一种电路，在维持用电电压稳定、电压安全保护等方面具有较好的作用，但是在高压线路中，电鸭变化幅度较大，若直接进行测量，会对电压检测电路造成一定负荷甚至损坏电压检测电路，因此，为了实现安全的高压检测，目前设计的隔离电压检测电路，主要是通过电压互感器来比例降压(类似于变压器原理)，但由于电压互感器体积原因，此方案占用PCB空间大，不利于小型化设计。

实用新型内容

本申请提出一种电压检测电路，用于解决现有电压检测电路体积过大的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种所述电压检测电路包括：

电源输入端，用于接入交流电源；

隔离检测电路，所述隔离检测电路的输入端与所述电源输入端连接，用于根据所述交流电源的电压值输出对应的检测信号，检测信号的电压为第一电平或第二电平；

计时控制电路，所述计时控制电路的检测端与所述隔离检测电路的输出端连接，所述计时控制电路根据所述第一电平的持续时间或所述第二电平的持续时间确定所述交流电源的电压值。

可选地，所述隔离检测电路包括光耦合器，所述光耦合器包括第一端、第二端、第三端和第四端，所述电源输入端包括L端和N端，所述光耦合器的第一端和第二端构成所述隔离检测电路的输入端，所述光耦合器的第三端和第四端构成所述隔离检测电路的输出端；所述光耦合器的第一端与所述电源输入端的L端连接，所述光耦合器的第二端与所述电源输入端的N端连接，所述光耦合器的第三端接地，所述光耦合器的第四端与计时控制电路的检测端连接。

可选地，所述计时控制电路为具有计时功能的控制芯片。

可选地，所述电压检测电路还包括单向导通电路，所述单向导通电路的输入端与所述电源输入端连接，所述单向导通电路的输出端与所述隔离检测电路的输入端连接；

所述单向导通电路，用于将所述交流电源中的正向电压输出至所述隔离检测电路。

可选地，所述单向导通电路包括第一电阻和第一二极管，所述第一电阻的第一端为所述单向导通电路的输入端，所述第一电阻的第二端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极为所述单向导通电路的输出端。

可选地，所述电压检测电路还包括下拉电路，所述下拉电路的输入端与所述隔离检测电路的输出端连接，所述下拉电路的输出端与所述计时控制电路的检测端连接；

所述下拉电路，用于在所述隔离检测电路导通时输出低电平，并在所述隔离检测电路断开时时输出高电平。

可选地，所述下拉电路包括第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的第一端与第一电源连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，其连接节点为为所述下拉电路的输入端；所述第三电阻的第二端为所述下拉电路的输出端。

可选地，所述电压检测电路还包括滤波电路，所述滤波电路的输入端与所述计时控制电路的检测端连接，所述滤波电路的输出端接地；

所述滤波电路，用于对所述检测信号进行滤波。

可选地，所述滤波电路包括第一电容，所述第一电容的第一端为所述滤波电路的输入端，所述第一电容的第二端为所述滤波电路的输出端。

本申请还提出一种用电设备，所述用电设备包括如上所述的电压检测电路。

实施本实用新型电压检测电路，电压检测电路包括电源输入端、隔离检测电路和计时控制电路，隔离检测电路的输入端与电源输入端连接，计时控制电路的检测端与隔离检测电路的输出端连接。电源输入端接入交流电源；隔离检测电路根据交流电源的电压值输出对应的检测信号，检测信号的电压为第一电平或第二电平，计时控制电路根据第一电平或第二电平的持续时间确定交流电源的电压值。

本实用新型电压检测电路将具有如下有益效果：

采用了上述电压检测电路之后，可以将电压互感器用隔离检测电路替代，从而实现小型化电压检测电路的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。

其中：

图1为一个实施例中电压检测电路的模块示意图；

图2为一个实施例中电压检测电路的电路示意图；

图3为一个实施例中交流电源的时间-电压曲线示意图。

具体实施方式

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作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。

本实用新型提出一种电压检测电路，用于解决现有电压检测电路体积过大的问题。

如图1所示，在一实施例中，电压检测电路包括电源输入端10、隔离检测电路20以及计时控制电路30，隔离检测电路20的输入端与电源输入端10连接，计时控制电路30的检测端与隔离检测电路20的输出端连接。

其中，电源输入端10接入交流电源，隔离检测电路20根据交流电源的电压值输出对应的检测信号，检测信号的电压为第一电平或第二电平，即在交流电源的电压值大于预设电压值时输出电压值为第一电平的检测信号，在交流电源的电压值小于预设电压值时输出电压值为第二电平的检测信号。计时控制电路30根据第一电平的持续时间或第二电平的持续时间确定交流电源的电压值。通过上述方案，将互感变压器用隔离检测电路20代替，将电压的变化量转换为时间的变化量进行检测，从而可以替换掉体积较大的互感变压器，从而大大的简化了电压检测电路。另外，需要说明的是，进行时间的长度统计可以通过计时控制电路30中进行时间实现，因此，本申请可以通过硬件电路实现。在本申请中，第一电平和第二电平并不是特指某个电压，而是指代一定的电压范围。

为了更进一步说明本申请的工作方式，以下例举两种判断方式来确定交流电源的电压值，以统计时间为第二电平的持续时间为例；

在第一实施例中，计时控制电路30将检测信号为第二电平的持续时间长度记为检测时间长度，当检测时间长度大于预设时间长度时，即确定交流电源的电压值为第一电压值，当检测时间长度小于预设时间长度时，即确定交流电源的电压值为第二电压值。由于第一电平为隔离检测电路20导通时输出的检测信号，因此，计时控制电路30可以根据第一电平的持续时间长度确定交流电源的电压值。

在第二实施例中，计时控制电路30将检测信号为第二电平的持续时间长度记为检测时间长度，此时的预设时间长度可以设置为多个阶梯值，例如，在检测时间长度大于第一时间长度小于第二时间长度时，交流电源的电压值为第一电压值，在检测时间长度大于第二时间长度且小于第三时间长度时，交流电源的电压值为第二电压值，在检测时间长度大于第N时间长度且小于第N+1时间长度时，交流电源的电压值为第N电压值。此时，用户可以根据实际需要进行设置。

若计时控制电路30将检测信号为第一电平的持续时间长度记为检测时间长度，当检测时间长度大于预设时间长度时，即确定交流电源的电压值为第二电压值，当检测时间长度小于预设时间长度时，即确定交流电源的电压值为第一电压值。由于第一电平为隔离检测电路20导通时输出的检测信号，因此，计时控制电路30可以根据第一电平的持续时间确定交流电源的电压值。

可选地，如图2所示，隔离检测电路20包括光耦合器U2，光耦合器U2包括第一端1、第二端2、第三端3和第四端4，电源输入端10包括L端和N端，光耦合器U2的第一端1和第二端2构成隔离检测电路20的输入端，光耦合器U2的第三端3和第四端4构成隔离检测电路20的输出端；光耦合器U2的第一端1与电源输入端10的L端连接，光耦合器U2的第二端2与电源输入端10的N端连接，光耦合器U2的第三端3接地，光耦合器U2的第四端与计时控制电路30的检测端连接。

上述实施例中，通过将光耦合器U2替换掉体积较大的互感变压器，从而大大的减小了电压检测电路的体积，除此之外，由于光耦合器U2是将电流转换为光流，再转换为电流的器件，从而可以很好的将需要检测的交流电源与控制电路隔离开，从而实现大电压与检测电压隔离，保护隔离检测电路20与控制电路的安全。

可选地，计时控制电路30为具有计时功能的控制芯片U1。

需要说明的是，现有的绝大多数控制芯片均可以实现计时功能，即现有的控制芯片可以实现本实用新型的目的，在使用时，此计时控制电路30的功能还可以是电压检测电路所在的用电设备自带的芯片进行实现。因此，在此不对控制芯片的具体型号进行限定。

可选地，如图2所示，电压检测电路还包括单向导通电路40，单向导通电路40的输入端与电源输入端10连接，单向导通电路40的输出端与隔离检测电路20的输入端连接。

其中，单向导通电路40将交流电源中的正向电压输出至隔离检测电路20。通过单向导通电路40，可以保证仅有正向电压输出至光耦合器U2中，从而可以保证光耦合器U2的检测安全，避免反向击穿。

可选地，如图2所示，单向导通电路40包括第一电阻R1和第一二极管D1，第一电阻R1的第一端为单向导通电路40的输入端，第一电阻R1的第二端与第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极为单向导通电路40的输出端。

其中，第一电阻R1可以将输入的电源电压进行分压，通过对第一电阻R1的电阻值进行调试，保证光耦合器U2工作在正常工作范围，第一二极管D1将交流电源中的正向电压输出至后续电路。需要说明的是，本领域技术人员也可以依据单向导通电路40的工作原理对其元器件进行进行增加或者删减以实现更好的分压功能。

可选地，如图2所示，电压检测电路还包括下拉电路50，下拉电路50的输入端与隔离检测电路20的输出端连接，下拉电路50的输出端与计时控制电路30的检测端连接。

其中，在隔离检测电路20导通时输出低电平，并在隔离检测电路20断开时时输出高电平。其中，低电平对应导通时的第一电平的检测信号，高电平对应断开时的第二电平的检测信号，可以进一步保证输入计时控制电路30的电压范围处于安全区间，进一步提高电压检测电路的安全性。

可选地，如图2所示，下拉电路50包括第二电阻R2和第三电阻R3，第二电阻R2的第一端与第一电源V1连接，第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第一端连接，其连接节点为为下拉电路50的输入端；第三电阻R3的第二端为下拉电路50的输出端。

其中，由于第二电阻R2接入第一电源V1，当隔离检测电路20导通时，由于光耦合器的第三端接地，则第三电阻R3输出低电平，当隔离检测电路20断开时，第二电阻R2与第三电阻R3将第一电源V1电压分压，则第三电阻R3输出高电平，从而实现稳定的下拉功能，以提高计时控制电路30的安全性。需要说明的是，本领域技术人员也可以依据下拉电路50的工作原理对其元器件进行进行增加或者删减以实现更好的下拉功能。

可选地，电压检测电路还包括滤波电路，滤波电路的输入端与计时控制电路30的检测端连接，滤波电路的输出端接地。

其中，滤波电路对检测信号进行滤波。通过滤波，可以保证输入计时控制电路30的电压的安全性，并避免其他信号对检测结果的干扰。从而保证电压检测的准确性。

可选地，滤波电路包括第一电容，第一电容的第一端为滤波电路的输入端，第一电容的第二端为滤波电路的输出端。

其中，滤波电容可以滤出干扰信号，保证检测结果的准确性，需要说明的是，滤波电路中电容的数量也可以根据需要设计为多个。

以下，结合图片1、2、3对本实用新型的工作原理进行说明：

交流电源经过电源输入端10的L端输入，然后经过第一电阻R1，第一二极管D1，再经过光耦合器U2的第一端1、第二端2流回电源输入端10的N线，光耦合器U2的第三端3(接收端)发射极接GND，光耦合器U2的第四端4(集电极)经过第二电阻R2连接到第一电源V1，同时光耦合器U2的第四端4集电极经过第三电阻R3连接到计时控制芯片U1的Zero端。

当输入的交流电源的电压升高，如图3所示，若交流电源的电压由V1升高到V2，光耦合器U2的发射端(第一端1、第二端2)开通时间变长，光耦合器U2的接收端(第三端3、第四端4)导通时间也变长，从而计时控制芯片U1的zero检测到的低电平时间变长，由t1加长到t2，高电平时间变短。

当输入的交流电源的电压降低，电压由V2降低到V1，光耦合器U2的发射端(第一端1、第二端2)开通时间变短，光耦合器U2的接收端(第三端3、第四端4)导通时间也变短，从而计时控制芯片U1的检测到的低电平时间变短，由t2减短到t1，高电平时间变长。

因此，结合整体方案来看，第一电平为低电平(此时的高低电平范围根据电路的实际参数确定)，第二电平为高电平，设立中间值t0，t1小于t2，t0大于t1且小于t2，在低电平的持续时间大于t0且小于等于t2时，确定电压为V2，在低电平的持续时间大于等于t1且小于t0时，确定电压为V1。

根据上述方案互将感变压器用光耦合器U2代替，还将电压的变化量转换为时间的变化量进行检测，从而可以替换掉体积较大的互感变压器，简化电压检测电路。

本实用新型还提出一种用电设备，用电设备包括如上的电压检测电路。

值得注意的是，因为本申请用电设备包含了上述电压检测电路的全部实施例，因此本申请用电设备具有上述电压检测电路的所有有益效果，此处不再赘述。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种电压检测电路，其特征在于，所述电压检测电路包括：

电源输入端，用于接入交流电源；

隔离检测电路，所述隔离检测电路的输入端与所述电源输入端连接，用于根据所述交流电源的电压值输出对应的检测信号，检测信号的电压为第一电平或第二电平；

计时控制电路，所述计时控制电路的检测端与所述隔离检测电路的输出端连接，所述计时控制电路根据所述第一电平的持续时间或所述第二电平的持续时间确定所述交流电源的电压值。

2.如权利要求1所述的电压检测电路，其特征在于，所述隔离检测电路包括光耦合器，所述光耦合器包括第一端、第二端、第三端和第四端，所述电源输入端包括L端和N端，所述光耦合器的第一端和第二端构成所述隔离检测电路的输入端，所述光耦合器的第三端和第四端构成所述隔离检测电路的输出端；所述光耦合器的第一端与所述电源输入端的L端连接，所述光耦合器的第二端与所述电源输入端的N端连接，所述光耦合器的第三端接地，所述光耦合器的第四端与所述计时控制电路的检测端连接。

3.如权利要求2所述的电压检测电路，其特征在于，所述计时控制电路为具有计时功能的控制芯片。

4.如权利要求1-3任一项所述的电压检测电路，其特征在于，所述电压检测电路还包括单向导通电路，所述单向导通电路的输入端与所述电源输入端连接，所述单向导通电路的输出端与所述隔离检测电路的输入端连接；

所述单向导通电路，用于将所述交流电源中的正向电压输出至所述隔离检测电路。

5.如权利要求4所述的电压检测电路，其特征在于，所述单向导通电路包括第一电阻和第一二极管，所述第一电阻的第一端为所述单向导通电路的输入端，所述第一电阻的第二端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极为所述单向导通电路的输出端。

6.如权利要求1-3任一项所述的电压检测电路，其特征在于，所述电压检测电路还包括下拉电路，所述下拉电路的输入端与所述隔离检测电路的输出端连接，所述下拉电路的输出端与所述计时控制电路的检测端连接；

所述下拉电路，用于在所述隔离检测电路导通时输出低电平，并在所述隔离检测电路断开时时输出高电平。

7.如权利要求6所述的电压检测电路，其特征在于，所述下拉电路包括第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的第一端与第一电源连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，其连接节点为为所述下拉电路的输入端；所述第三电阻的第二端为所述下拉电路的输出端。

8.如权利要求1-3任一项所述的电压检测电路，其特征在于，所述电压检测电路还包括滤波电路，所述滤波电路的输入端与所述计时控制电路的检测端连接，所述滤波电路的输出端接地；

所述滤波电路，用于对所述检测信号进行滤波。

9.如权利要求8所述的电压检测电路，其特征在于，所述滤波电路包括第一电容，所述第一电容的第一端为所述滤波电路的输入端，所述第一电容的第二端为所述滤波电路的输出端。

10.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括如权利要求1-9任一项所述的电压检测电路。

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