CN215449536U - 一种市电掉电检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种市电掉电检测电路，包括隔离器、低压电源和信号监测模块；隔离器的输入端用于与市电连接，隔离器的输出端分别与低压电源及信号监测模块连接；本实用新型当市电正常供电时，信号监测模块检测到市电的供电信号，当市电停止供电时，信号监测模块检测到低压电源的供电信号，则根据信号监测模块所检测到的不同供电信号就能实现对市电的掉电检测，信号监测模块通过隔离器与市电相连，在市电掉电时自动切换低压电源供电从而接收到的供电信号由市电的供电信号变为低压电源的供电信号，降低了市电掉电至检测到掉电的时延。
Description
技术领域
本实用新型涉及掉电检测领域，尤其涉及一种市电掉电检测电路。
背景技术
对于如监控、信号灯等依赖市电供电又对不断电有较高需求的设备来说，通常会配置两套电源系统，若市电正常供电，则直接通过市电进行供电，若市电出现故障导致掉电，会启用蓄电池等备用电源进行持续供电，直到市电恢复正常供电，但通常备用电源的电量较少，能够支撑设备运行的时间短，需要运维人员及时发现市电的掉电情况做出相应处理，保证设备的持续运行。
故，如何能够及时检测到市电掉电且进行主备电源的切换以维持设备的持续工作或及时提醒运维人员前往现场维护减少断电时间是迫切需要解决的问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种市电掉电检测电路，降低掉电检测的时延。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种市电掉电检测电路，包括隔离器、低压电源和信号监测模块；
所述隔离器的输入端用于与市电连接，所述隔离器的输出端分别与所述低压电源及所述信号监测模块连接。
进一步地，所述隔离器为光电耦合器；
所述光电耦合器的输入端的阳极引脚与市电的火线连接，所述光电耦合器的输入端的阴极引脚用于与市电的零线连接；
所述光电耦合器的输出端的集电极引脚分别与所述低压电源及所述信号监测模块连接，所述光电耦合器的输出端的发射极引脚接地。
进一步地，所述信号监测模块包括信号监测接口及单片机；
所述信号监测接口的输入端与所述集电极引脚连接；
所述信号监测接口的输出端与所述单片机连接。
进一步地，所述信号监测模块还包括电容；
所述信号监测接口的输入端分别与所述集电极引脚及所述电容的一端连接，所述电容的另一端接地。
进一步地，还包括第一电阻，所述隔离器的输出端分别与所述第一电阻的一端及所述信号监测模块连接，所述第一电阻的另一端与所述低压电源连接。
进一步地，还包括整流电路，所述整流电路包括第一二极管、第二电阻及第三电阻；
所述第一二极管的阳极用于与市电的火线连接，所述第一二极管的阴极与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第一引脚连接；
所述第三电阻的一端与市电的零线连接，所述第三电阻的另一端与所述第二引脚连接。
进一步地，还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极用于与市电的零线端连接，所述第二二极管的阴极用于与市电的火线端连接。
进一步地，所述光电耦合器的型号为EL357C。
进一步地，所述低压电源的电压为3-5伏。
进一步地，所述第二二极管的型号为1N4148WS T4。
本实用新型的有益效果在于：隔离器一端连接市电，另一端连接低压电源与信号监测模块，当市电正常供电时，信号监测模块检测到市电的供电信号，当市电停止供电时，信号监测模块检测到低压电源的供电信号，则根据信号监测模块所检测到的不同供电信号就能实现对市电的掉电检测，信号监测模块通过隔离器与市电相连，在市电掉电时自动切换低压电源供电从而接收到的供电信号由市电的供电信号变为低压电源的供电信号，降低了市电掉电至检测到掉电的时延。
附图说明
图1为本实用新型实施例的一种市电掉电检测电路结构图。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1，一种市电掉电检测电路，包括隔离器、低压电源和信号监测模块；
所述隔离器的输入端用于与市电连接，所述隔离器的输出端分别与所述低压电源及所述信号监测模块连接。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：隔离器一端连接市电，另一端连接低压电源与信号监测模块，当市电正常供电时，信号监测模块检测到市电的供电信号，当市电停止供电时，信号监测模块检测到低压电源的供电信号，则根据信号监测模块所检测到的不同供电信号就能实现对市电的掉电检测，信号监测模块通过隔离器与市电相连，在市电掉电时自动切换低压电源供电从而接收到的供电信号由市电的供电信号变为低压电源的供电信号，降低了市电掉电至检测到掉电的时延。
进一步地，所述隔离器为光电耦合器；
所述光电耦合器的输入端的阳极引脚与市电的火线连接，所述光电耦合器的输入端的阴极引脚用于与市电的零线连接；
所述光电耦合器的输出端的集电极引脚分别与所述低压电源及所述信号监测模块连接，所述光电耦合器的输出端的发射极引脚接地。
由上述描述可知，使用光电耦合器作为隔离器，光电耦合器的输入端和输出端的隔离性强，能够有效隔离输入端的强电和输出端的弱电，保证了信号监测模块测试结果的准确性。
进一步地，所述信号监测模块包括信号监测接口及单片机；
所述信号监测接口的输入端与所述集电极引脚连接；
所述信号监测接口的输出端与所述单片机连接。
由上述描述可知，通过信号监测接口连接单片机，由单片机对信号进行处理，若市电正常供电，则单片机能够接收到市电对应的脉冲信号，若市电断电，则脉冲信号改变，单片机通过处理脉冲信号判断市电是否掉电，进而输出高电平或者低电平控制后续备用电源或信号发射器的开启或关闭，脉冲信号的获取快速，降低了掉电检测的时延。
进一步地，所述信号监测模块还包括电容；
所述信号监测接口的输入端分别与所述集电极引脚及所述电容的一端连接，所述电容的另一端接地。
由上述描述可知，通过在电路中接入电容，单片机能够直接接收到电平信号，若市电正常供电，则接收低电平信号，若市电掉电，则接收到低压电源发送的高电平信号，此种处理方式单片机无需进行信号处理，能够直接将电平信号进行输出控制备用电源或信号发射器，经过电容之后单片机接收到电平信号的时延相较于接收到脉冲信号的时延高，但单片机无需对电平信号进行进一步处理，消除了单片机处理脉冲信号可能出现处理时延的问题，在相较于现有技术降低时延的基础上进一步提高了系统的稳定性。
进一步地，还包括第一电阻，所述隔离器的输出端分别与所述第一电阻的一端及所述信号监测模块连接，所述第一电阻的另一端与所述低压电源连接。
由上述描述可知，设置第一电阻与低压电源连接，避免了低压电源空载，保护电路安全。
进一步地，还包括整流电路，所述整流电路包括第一二极管、第二电阻及第三电阻；
所述第一二极管的阳极用于与市电的火线连接，所述第一二极管的阴极与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第一引脚连接；
所述第三电阻的一端与市电的零线连接，所述第三电阻的另一端与所述第二引脚连接。
由上述描述可知，整流电路使市电输出的正弦波电压变为半波电压，便于后续信号监测模块获取信号，其中第二电阻和第三电阻实现对电路的限流，避免电流过大。
进一步地，还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极用于与市电的零线端连接，所述第二二极管的阴极用于与市电的火线端连接。
由上述描述可知，设置第二二极管，限制电路中电流的方向，进一步保护电路。
进一步地，所述光电耦合器的型号为EL357C。
进一步地，所述低压电源的电压为3-5伏。
进一步地，所述第二二极管的型号为1N4148WS T4。
请参照图1，本实用新型的实施例一为：
一种市电掉电检测电路，包括光电耦合器U1、低压电源VDD和信号监测模块，信号监测模块包括信号监测接口CAP及单片机；
光电耦合器的输入端的阳极引脚用于与市电的火线连接，光电耦合器的输入端的阴极引脚用于与市电的零线连接；
光电耦合器的输出端的集电极引脚分别与低压电源及信号监测接口的输入端连接，光电耦合器的输出端的发射极引脚接地；信号监测接口的输出端与单片机的输入端连接；单片机的输出端可连接信号发射器开关或UPS(Uninterrupted Power Supply，不间断电源)的相应开关，在市电断电时开启信号发射器通知运维人员或开启不间断电源中的供电开关为设备供电；
在一种可选的实施方式中，低压电源的电压范围为3-5V；
在一种可选的实施方式中，光电耦合器的型号为EL357C，为SMD(Surface MountedDevices，表面贴装)光电耦合器，封装方式为SOP-4_P2.54；
在一种可选的实施方式中，信号发射器为路由器，开启路由器通过连接网络发送消息通知运维人员市电断电信息；
在本实施例中，在市电正常供电的情况下，光电耦合器的输入端导通为光电耦合器的输出端提供电源，信号监测接口能够接收到市电传递的第一频率的脉冲信号，若市电出现断电，则光电耦合器的输入端无电流，光电耦合器输出端的低压电源为光电耦合器输出端的电路供电，此时信号监测接口接收到第二频率的脉冲信号，单片机通过信号监测接口获取到脉冲信号并根据预设程序进行分析，若是第一频率的脉冲信号则输出低电平，若是第二频率的脉冲信号则输出高电平控制信号发射器或UPS的相应开关打开，实现通知的发送和备用电源的启动；脉冲信号获取时延小，能够及时获取到脉冲信号的改变，降低获知市电掉电的时延；
其中，第一频率根据不同地域的市电变化，如在我国，第一频率为50Hz，若当地市电的频率为60Hz，则第一频率为60Hz；
在一种可选的实施方式中，低压电源为直流电源，输出电压为3.3V，则当市电断开时，信号监测接口无法监测到脉冲信号，避免了单片机处理不同频率脉冲信号可能出现错误的情况。
请参照图1，本实用新型的实施例二为：
一种市电掉电检测电路，其与实施例1的不同之处在于，还包括电容C1；
信号监测接口的输入端分别与光电耦合器的集电极及电容的一端连接，电容的另一端接地；
在一种可选的实施方式中，电容为贴片电容，在PCB板上的封装方式为0603_C，相关参数为2.2uF 10％50V；
则在本实施例中，在市电正常供电的情况下，光电耦合器的输入端导通为光电耦合器的输出端提供电源，信号监测接口能够接收到光电耦合器输出端的低电平信号，若市电出现断电，则光电耦合器的输入端无电流，光电耦合器输出端的低压电源为光电耦合器输出端的电路供电，此时信号监测接口接收到与低压电源对应的高电平信号，单片机通过信号监测接口获取到相应电平信号并直接输出，若是高电平信号则控制信号发射器或UPS的相应开关打开，实现通知的发送和备用电源的启动；省去了单片机的信号处理步骤，因单片机内部可能需要处理多项数据，造成排队现象，即脉冲信号的获取速度快但处理时限不可控，加入电容后可通过调整电容的的电容值控制获取到电平信号与出现掉电现象之间的时延，适应不同的工作环境，且电平信号能够直接作为控制信号输出，节省了单片机处理信号的时间，整体降低了处理市电掉电的时延。
请参照图1，本实用新型的实施例三为：
一种市电掉电检测电路，其与上述实施例的不同之处在于，还包括第一电阻R1，光电耦合器的集电极引脚分别与第一电阻的一端及信号监测接口连接，第一电阻的另一端与低压电源连接；
在一种可选的实施方式中，第一电阻为贴片电阻，参数为100KΩ±5％，封装方式为0603_R；
还包括整流电路，整流电路包括第一二极管D1、第二电阻R2及第三电阻R3；
第一二极管的阳极用于与市电的火线连接，第一二极管的阴极与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与光电耦合器的阳极引脚连接；
第三电阻的一端与市电的零线连接，所述第三电阻的另一端与光电耦合器的阴极引脚连接；
在一种可选的实施方式中，第一二极管的型号为ES1J，为快速恢复整流二极管，封装方式为SMA(DO-214AC)_S1；
在一种可选的实施方式中，第二电阻及第三电阻都为贴片电阻，参数都为100KΩ±5％且封装方式也都为0805_R；
还包括第二二极管D2，第二二极管的阳极用于与市电的零线端连接，第二二极管的阴极用于与市电的火线端连接；
在一种可选的实施方式中，第二二极管的型号为1N4148WS T4，封装方式为SOD-123。
综上所述，本实用新型提供的一种市电掉电检测电路，设置整流电路、隔离器、低压电源及信号监测模块，整流电路输入端与市电连接，输出端连接隔离器的输入端，隔离器的输出端分别连接低压电源及信号监测模块，市电正常供电时，隔离器的输入端与输出端都导通，信号监测模块获取到第一信号，若市电断开，隔离器的输入端断路，由输出端的低压电源为电路供电，此时信号监测模块获取到第二信号；则根据第一信号与第二信号的变化就能获取市电是否出现掉电，降低了时延；并且，在一种实现方式中设置信号监测模块包括信号监测接口和单片机，信号监测接口的输入端连接隔离器的输出端，单片机与信号监测接口的输出端连接，市电正常供电时，通过整流电路获取第一频率的脉冲信号，且此时隔离器的输入端与输出端都导通，信号监测模块获取到第一频率的脉冲信号，若市电断开，隔离器的输入端断路，由输出端的低压电源为电路供电，此时信号监测模块获取到第二频率的脉冲信号，单片机获取脉冲信号之后输出对应的电平信号控制后续电路；在另一种实现方式中，信号监测模块还包括电容，电容一端与隔离器的输出端连接，另一端接地，则信号监测接口在隔离器输入端导通时获取到低电平信号，在隔离器输入端断开时获取到低压电源供电的高电平信号，单片机能够直接转发电平信号无需再进行处理，在降低时延的同时实现了时延时间的可控。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种市电掉电检测电路，其特征在于，包括隔离器、低压电源和信号监测模块；
所述隔离器的输入端用于与市电连接，所述隔离器的输出端分别与所述低压电源及所述信号监测模块连接；
所述隔离器为光电耦合器；
所述光电耦合器的输入端的阳极引脚与市电的火线连接，所述光电耦合器的输入端的阴极引脚用于与市电的零线连接；
所述光电耦合器的输出端的集电极引脚分别与所述低压电源及所述信号监测模块连接，所述光电耦合器的输出端的发射极引脚接地；
所述信号监测模块包括信号监测接口及单片机；
所述信号监测接口的输入端与所述集电极引脚连接；
所述信号监测接口的输出端与所述单片机连接；
所述信号监测模块还包括电容；
所述信号监测接口的输入端分别与所述集电极引脚及所述电容的一端连接，所述电容的另一端接地；
还包括第一电阻，所述隔离器的输出端分别与所述第一电阻的一端及所述信号监测模块连接，所述第一电阻的另一端与所述低压电源连接；
还包括整流电路，所述整流电路包括第一二极管、第二电阻及第三电阻；
所述第一二极管的阳极用于与市电的火线连接，所述第一二极管的阴极与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述阳极引脚连接；
所述第三电阻的一端用于与市电的零线连接，所述第三电阻的另一端与所述阴极引脚连接；
还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极用于与市电的零线端连接，所述第二二极管的阴极用于与市电的火线端连接。
2.根据权利要求1所述的一种市电掉电检测电路，其特征在于，所述光电耦合器的型号为EL357C。
3.根据权利要求1所述的一种市电掉电检测电路，其特征在于，所述低压电源的电压为3-5伏。
4.根据权利要求1所述的一种市电掉电检测电路，其特征在于，所述第二二极管的型号为1N4148WS T4。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202121170197.5U CN215449536U (zh) | 2021-05-28 | 2021-05-28 | 一种市电掉电检测电路 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202121170197.5U CN215449536U (zh) | 2021-05-28 | 2021-05-28 | 一种市电掉电检测电路 |
Publications (1)
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| CN215449536U true CN215449536U (zh) | 2022-01-07 |
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Family Applications (1)
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| CN202121170197.5U Active CN215449536U (zh) | 2021-05-28 | 2021-05-28 | 一种市电掉电检测电路 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN215449536U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114966187A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-08-30 | 华录易云科技有限公司 | 一种市电电压监测电路、方法及在交通信号机中的应用 |
-
2021
- 2021-05-28 CN CN202121170197.5U patent/CN215449536U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114966187A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-08-30 | 华录易云科技有限公司 | 一种市电电压监测电路、方法及在交通信号机中的应用 |
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