CN216956323U - 一种交流线路接触不良检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种交流线路接触不良检测装置，包括由多个电阻、电解电容和电容、二极管、整流桥、稳压器、运算放大器组成的交流检测模块，交流检测模块的ACL端、ACN端和GND端连接电源插头，电源插头插接于电源插座上。交流检测模块连接光电耦合器U2，交流检测模块根据电压变化情况，生成电平信号，通过光电耦合器U2传输给与光电耦合器U2连接的微处理器，微处理器对信号进行处理、判断后，控制其连接的显示电路显示交流电的通断情况，就可以检测出电源插座中线路的接触是否良好。本方案的检测装置既可以在用电设备使用前对电源插座进行测试，也可在用电设备使用过程中，对设备的供电情况进行监视，若线路接触不良，可及时处理。

Description

一种交流线路接触不良检测装置

技术领域

本实用新型涉及交流线路检测技术领域，具体涉及一种交流电电源插座内部走线接触不良的检测电路。

背景技术

交流电是指大小和方向都发生周期性变化的电流，周期电流在一个周期内的运行平均值为零，称为交变电流或简称交流电。交流电升降压容易，所以被广泛运用于电力的传输，以降低电力传输过程中的能量损耗，所以现在的生活用电和工业用电主要为交流电，交流电源在人们生活及工作中的应用十分广泛。由于交流电具有随时间变化的特点，因此产生了一系列区别于直流电路的特性。在交流电路中使用的元件不仅有电阻，而且有电容元件和电感元件，使用的元件多了，现象和规律就复杂了。

同时随着交流电源的广泛应用，和交流线路中多种电子元件的复杂连接关系，交流线路的接触不良问题也不可避免的会偶尔发生。交流线路的接触不良，若不及时处理，将使用电设备受到损坏，还有可能因接触不良打火而引起火灾，尤其在一些存在可燃性气体和易燃易爆物品的场所，如果出现因线路接触不良而出现的打火现象，将造成巨大的危害和损失。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种交流线路接触不良检测装置，该电路可以检测出交流线路是否有接触不良的现象，以便及时进行处理，保证交流电设备的安全使用。

本实用新型采用的技术方案是：一种交流线路接触不良检测装置，包括交流检测模块和光电耦合器U2；

所述交流检测模块包括与交流电火线相连的ACL端、与交流电零线相连的ACN端和与地线相连的GND端，所述ACL端和ACN端分别连接整流电路的对应输入端，整流电路将交流电变为直流电，整流电路的输出端连接稳压电路的输入端，稳压电路将直流电以固定的电压值稳定输出。所述ACL端和稳压电路的电压输出端共同连接有运算放大电路。所述稳压电路的电压输出端连接运算放大电路的正向输入端，所述ACL端连接运算放大电路的反向输入端，运算放大电路通过对输入电压的比较，产生电平信号。

所述运算放大电路的输出端连接光电耦合器U2的输入端，光电耦合器U2用于传输电平信号。所述运算放大电路和光电耦合器U2的电源接口分别与稳压电路的电压输出端连接。

作为对上述技术方案的进一步限定，所述交流检测模块的ACL端、ACN端和GND端连接有电源插头，其中ACL端连接电源插头的火线触头，ACN端连接电源插头的零线触头，GND端连接电源插头的地线触头。所述电源插头插接于电源插座上。

所述光电耦合器U2的输出端连接有微处理器，微处理器可以接收光电耦合器U2输出的信号，并对信号进行处理和判断。所述微处理器的输出端连接有显示电路的输入端，微处理器将处理和判断的结果传输给显示电路，并控制显示电路显示结果。所述微处理器还连接有为其供电的电池。

作为对上述技术方案的进一步限定，所述整流电路包括整流桥B1，所述稳压电路包括稳压器U1，所述运算放大电路包括运算放大器U3。

所述交流检测模块的ACL端连接电阻R1的一端和二极管D1的阳极。

所述电阻R1的另一端连接电容C1的一端，所述电容C1的另一端连接整流桥B1的第二引脚。

所述整流桥B1的第三引脚连接ACN端。

所述整流桥B1的第一引脚连接稳压器U1的第一引脚和电解电容E2的一端。

所述稳压器U1的第二引脚连接GND端、电解电容E2的另一端和整流桥B1的第四引脚，还连接电解电容E1的一端、电解电容E3的一端、电阻R8的一端、电阻R3的一端和运算放大器U3的第二引脚。

所述稳压器U1的第三引脚连接电解电容E1的另一端口、运算放大器U3的第五引脚、光电耦合器U2的第一引脚和电阻R4的一端。

所述二极管D1的阴极连接电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端连接电解电容E3的另一端、电阻R8的另一端和运算放大器U3的第三引脚。

所述电阻R4的另一端连接电阻R3的另一端口和运算放大器U3的第一引脚。

所述运算放大器U3的第四引脚连接电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端连接光电耦合器U2的第二引脚。

所述光电耦合器U2的第三引脚接地，并连接电容C3的一端。

所述光电耦合器U2的第四引脚连接电容C3的另一端，且光电耦合器U2的第四引脚为其信号输出端，所以还连接有接收其输出信号的微处理器。

上述交流检测模块中通过整流桥B1将交流电变为直流电，通过稳压器U1将直流电转变为一个稳定的电压值，并稳定输出。运算放大器U3将稳压器U1的输出电压和火线ACL端分压后的电压进行比较，并根据ACL端电压的变化情况，生成电平信号，电平信号通过光电耦合器U2输出。

当运算放大器U3正向输入端的电压大于反向输入端的电压值时，运算放大器U3的信号输出端输出高电平信号，当运算放大器U3正向输入端的电压小于反向输入端的电压值时，信号输出端输出低电平信号。而本方案中，ACL端分压后，运算放大器正向输入端电压小于反向输入端电压，所以，当电源插座内交流线路接触良好时，运算放大器U3输出稳定的低电平信号；当电源插座内交流线路接触不良，线路通断发生变化时，运算放大器U3输出变化的高低电平信号；当电源插座内交流线路完全断开时，交流检测模块中电压为0，运算放大器U3不产生电平信号。

光电耦合器U2以光为媒介传输电信号，它对输入、输出电信号有良好的隔离作用。电平信号通过光电耦合器U2形成微处理器可以接收的信号，并传输给微处理器。

作为对上述技术方案的进一步限定，所述稳压器U1可以选用7805、HT7533、7812、7815等型号的稳压器，稳压器输出电压在3.3V-15V范围内。所述运算放大器U3的型号为LM321。所述整流桥B1的型号为DB107。所述光电耦合器U2的型号为PC817。所述微处理器的型号为STC89C51。

当电源插座需要检测是否接触不良时，首先，将交流检测模块连接的电源插头插入电源插座中；其次，交流检测模块检测电源插头上的交流电，主要是检测交流电是否有掉电情况，交流检测模块可以根据电源插头ACL端和ACN端的电压变化情况，判断交流电路的通断情况，生成电平信号。电平信号通过光电耦合器U2传输给微处理器，微处理器由电池供电；然后，微处理器将光电耦合器U2传输过来的信号进行处理，之后微处理器发出控制信号，控制显示电路显示电源插座交流电的掉电情况。

采用上述技术，本实用新型的优点在于：本方案的检测装置简单易操作，交流检测模块和光电耦合器U2、微处理器等可集成于一个电路板上，且电路中的元件及电路连接简单容易实现。本方案的检测装置可以在用电设备使用前对其要插接的交流插座进行测试，判断交流电路的通断情况，就可以判断出电源插座中线路的接触是否良好。如果出现交流电路接触不良可以提前处理，一定程度上可以避免用电设备的损坏。此装置也可在用电设备正常使用过程中，并接在用电设备的电源线上，对设备的供电情况进行监视，若线路有接触不良的情况出现，可及时作出应对。

附图说明

图1为本实用新型交流线路接触不良检测装置的原理框图；

图2为本实用新型中交流检测模块的原理图；

图中：1-电源插座；2-电源插头；3-交流检测模块；4-光电耦合器U2；5-微处理器；6-显示电路；7-电池；

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1-2所示，该交流线路接触不良检测装置，包括电源插座1、电源插头2、交流检测模块3、光电耦合器U2(4)、微处理器5、显示电路6和电池7。

交流检测模块3包括与交流电火线相连的ACL端、与交流电零线相连的ACN端和与地线相连的GND端，并且ACL端、ACN端和GND端连接有电源插头2，其中ACL端连接电源插头的火线触头，ACN端连接电源插头的零线触头，GND端连接电源插头的地线触头。电源插头2插接于电源插座1上。

交流检测模块3还包括有电容C1、二极管D1、整流桥B1、稳压器U1、运算放大器U3和8个电阻、3个电解电容。其中，8个电阻分别为电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8，3个电解电容分别为电解电容E1、E2、E3。

交流检测模块的ACL端连接电阻R1的一端和二极管D1的阳极。

电阻R1的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接整流桥B1的第二引脚。

整流桥B1的第三引脚连接ACN端。

整流桥B1的第一引脚连接稳压器U1的第一引脚和电解电容E2的一端。

稳压器U1的第二引脚连接GND端、电解电容E2的另一端和整流桥B1的第四引脚，还连接电解电容E1的一端、电解电容E3的一端、电阻R8的一端、电阻R3的一端和运算放大器U3的第二引脚。

稳压器U1的第三引脚为电压输出端，连接电解电容E1的另一端口、运算放大器U3的第五引脚、光电耦合器U2(4)的第一引脚和电阻R4的一端。

二极管D1的阴极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接电解电容E3的另一端、电阻R8的另一端和运算放大器U3的第三引脚。

电阻R4的另一端连接电阻R3的另一端口和运算放大器U3的第一引脚。

运算放大器U3的第四引脚连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接光电耦合器U2(4)的第二引脚。

光电耦合器U2(4)的第三引脚接地，并连接电容C3的一端。

光电耦合器U2(4)的第四引脚连接电容C3的另一端，且光电耦合器U2(4)的第四引脚为信号输出端，所以还连接微处理器5的信号输入端。

另外需要说明的是，因为光电耦合器U2以光为媒介传输电信号，它对输入、输出电信号有良好的隔离作用。光电耦合器左边是初级地，右边是次级地，初级地和交流没有隔离，人是不可以触摸的，次级地和交流有电气隔离，人是可以接触的，两个地是不同的，所以图2中，光电耦合器U2输出端的接地端与交流检测模块的GND端采用了不同的接地符号表示。

微处理器5的输出端连接显示电路6，微处理器5将光电耦合器U2(4)传输的电平信号进行处理，产生控制信号传输给显示电路6，显示电路6将微处理器5处理后的信号进行显示。微处理器5还连接有电池7，电池7为微处理器5供电。

本方案中的稳压器U1可以选用7805、HT7533、7812、7815等型号的稳压器，稳压器输出电压在3.3V-15V范围内。具体到本实施例中的稳压器U1选用的是7805稳压器，其输出电压为+5V，另外，本实施例中，运算放大器U3的型号为LM321。整流桥B1的型号为DB107。光电耦合器U2的型号为PC817。微处理器5的型号为STC89C51。

本实施例的检测装置检测电源插座是否接触不良时的操作步骤为：

步骤一：首先将交流检测模块3连接的电源插头2插入电源插座1中；

步骤二：交流检测模块3检测电源插头2上的交流电，主要是检测交流电是否有掉电情况，生成电平信号，电平信号通过光电耦合器U2(4)将信号传输给微处理器5；

步骤三：微处理器5将光电耦合器U2(4)传输过来的信号进行处理，之后微处理器5发出控制信号，控制显示电路6显示电源插座1交流电的掉电情况。

本实施例中检测装置的工作原理为：交流检测模块3中通过整流桥B1将交流电变为直流电，通过稳压器U1将直流电转变为一个稳定的电压值，并稳定输出，运算放大器U3将稳压器U1的输出电压和火线ACL端分压后的电压进行比较，并根据ACL端电压的变化情况，生成电平信号，电平信号通过光电耦合器U2形成微处理器5可以接收的信号，并传输给微处理器。微处理器5对接收的电平信号进行处理，判断出电源插头ACL端和ACN端的通断情况，之后控制显示电路6显示出电源插头ACL端和ACN端的通断情况，就可以检测出电源插座1中线路的接触是否良好。

当运算放大器U3正向输入端的电压大于反向输入端的电压值时，运算放大器U3的信号输出端输出高电平信号，当运算放大器U3正向输入端的电压小于反向输入端的电压值时，信号输出端输出低电平信号。而本实施例中，ACL端分压后，运算放大器正向输入端电压小于反向输入端电压，所以，当电源插座内交流线路接触良好时，运算放大器U3输出稳定的低电平信号；当电源插座内交流线路接触不良，线路通断发生变化时，运算放大器U3输出变化的高低电平信号；当电源插座内交流线路完全断开时，交流检测模块中电压为0，运算放大器U3不产生电平信号。

本实施例的检测装置可以在用电设备使用前对连接交流电的电源插座进行测试，出现交流电路接触不良可以提前处理，一定程度上可以避免用电设备的损坏。也可在用电设备正常使用过程中，并接在用电设备的电源线上，对设备的供电情况进行监视，若线路有接触不良的情况发生，可及时作出应对。

以上所述仅为本实用新型较佳实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术构思加以等同替换或改变所得的技术方案，都应涵盖于本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种交流线路接触不良检测装置，其特征在于：包括交流检测模块(3)和光电耦合器U2(4)；

所述交流检测模块(3)包括与交流电火线相连的ACL端、与交流电零线相连的ACN端和与地线相连的GND端，所述ACL端和ACN端分别连接整流电路的对应输入端，整流电路的输出端连接稳压电路的输入端，所述ACL端和稳压电路的电压输出端共同连接有运算放大电路，所述稳压电路的电压输出端连接运算放大电路的正向输入端，所述ACL端连接运算放大电路的反向输入端；

所述运算放大电路的输出端连接光电耦合器U2(4)的输入端，所述运算放大电路和光电耦合器U2(4)的电源接口分别与稳压电路的电压输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种交流线路接触不良检测装置，其特征在于：所述交流检测模块(3)的ACL端、ACN端和GND端连接有电源插头(2)，所述电源插头(2)插接于电源插座(1)上；

所述光电耦合器U2(4)的输出端连接有微处理器(5)，所述微处理器(5)的输出端连接有显示电路(6)的输入端，所述微处理器(5)还连接有为其供电的电池(7)。

3.根据权利要求2所述的一种交流线路接触不良检测装置，其特征在于：所述整流电路包括整流桥B1，所述稳压电路包括稳压器U1，所述运算放大电路包括运算放大器U3；

所述交流检测模块(3)的ACL端连接电阻R1的一端和二极管D1的阳极，所述电阻R1的另一端连接电容C1的一端，所述电容C1的另一端连接整流桥B1的第二引脚，所述整流桥B1的第三引脚连接ACN端，所述整流桥B1的第一引脚连接稳压器U1的第一引脚和电解电容E2的一端，所述稳压器U1的第二引脚连接GND端、电解电容E2的另一端和整流桥B1的第四引脚，还连接电解电容E1的一端、电解电容E3的一端、电阻R8的一端、电阻R3的一端和运算放大器U3的第二引脚，所述稳压器U1的第三引脚连接电解电容E1的另一端、运算放大器U3的第五引脚、光电耦合器U2(4)的第一引脚和电阻R4的一端；

所述二极管D1的阴极连接电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端连接电解电容E3的另一端、电阻R8的另一端和运算放大器U3的第三引脚，所述电阻R4的另一端连接电阻R3的另一端口和运算放大器U3的第一引脚，所述运算放大器U3的第四引脚连接电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端连接光电耦合器U2(4)的第二引脚；

所述光电耦合器U2(4)的第三引脚接地，并连接电容C3的一端，所述光电耦合器U2的第四引脚连接电容C3的另一端。

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