CN216959324U - 防高压电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防高压电路，在电压转换模块上设置两个不同的输入端，通过第一电压检测单元、第二电压检测单元分别对电压转换模块的电压采集端、交流输入模块的输出端进行电压检测，判断此时接入的电压值及交流输入模块是否正常输出，当为高压时，高电压经电压转换模块转换后给主控制单元供电，使其控制负载及相关元件不工作，当为工作电压时，电压经电压转换模块转换后给主控制单元供电，控制开关电路导通，交流输入模块正常输出给电压转换模块，使负载及相关元件正常工作，对电路及电机进行有效的保护，使用更加安全。

Description

防高压电路

技术领域

本实用新型涉及高压保护技术领域，具体涉及防高压电路。

背景技术

无刷电机的应用范围比较广泛，不同使用环境对无刷电机的性能要求也不同。为提高无刷电机使用的安全性，需要在系统中增加各种保护电路，例如过电压、低电压、过流、过热等保护电路。

由于在生产的过程中，不同的设备可能会使用到不同的输入电压，如果出现插错的情况，例如插错高压输入，系统又在没有设计高压检测或设置防高压电路等措施的情况下，一旦启动可能会导致无刷电机及对应的系统电路出现异常，甚至会出现系统电路损坏、电机烧毁等情况的发生。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型提出的防高压电路以解决现有技术的不足。

本实用新型主要通过以下技术方案来实现：

本实用新型提供的防高压电路，包括主控制单元、开关电路、第一电压检测单元、第二电压检测单元及供电单元，所述供电单元包括交流输入模块、电压转换模块，所述交流输入模块的输出端与电压转换模块的第一输入端电连接，所述交流输入模块的输入端与电压转换模块的第二输入端电连接，所述开关电路分别与主控制单元、交流输入模块、电压转换模块的第二输入端、电压转换模块的第一输出端电连接，所述第一电压检测单元分别与主控制单元、电压转换模块的电压采集端电连接，所述第二电压检测单元分别与主控制单元、交流输入模块的输出端电连接，所述电压转换模块的第二输出端与主控制单元电连接。

进一步地，还包括第三电压检测单元，所述第三电压检测单元分别与主控制单元、交流输入模块的输入端电连接。

进一步地，所述电压转换模块包括第一电压转换模块、第二电压转换模块，所述交流输入模块、第一电压转换模块、第二电压转换模块依次电连接，所述第一电压转换模块的电压采集端与第一电压检测单元电连接，所述第一电压转换模块的第一输入端与交流输入模块的输出端电连接，所述第一电压转换模块的第二输入端分别与交流输入模块的输入端、开关电路电连接，所述第一电压转换模块的输出端与开关电路电连接，所述第二电压转换模块的输出端与主控制单元电连接。

进一步地，所述开关电路包括第一继电器、第二继电器、第一二极管、第二二极管、第一开关管、第二开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第一电阻与第二电阻串接，所述第一电阻的第一端部与第二继电器的静触点电连接，所述第二电阻的第二端部、交流输入模块的输入端分别与第一继电器的动触点电连接，所述第一继电器的静触点与第二继电器的动触点的连接处与交流输入模块电连接，所述第一继电器线圈的第一端分别与第一二极管的负极及第一电压转换模块的输出端电连接，所述第一继电器线圈的第二端与第一二极管的正极电连接，所述第一继电器线圈的第二端与接地端之间依次串接第三电阻、第一开关管，所述第一开关管的控制端与主控制单元之间串接第五电阻。

所述第二继电器线圈的第一端与第二二极管的正极电连接，所述第二继电器线圈的第二端分别与第二二极管的负极、第一电压转换模块的输出端电连接，所述第二继电器线圈的第一端与接地端之间依次串接第四电阻、第二开关管，所述第二开关管的控制端与主控制单元之间串接第六电阻。

进一步地，所述第一电压检测单元包括第一电容、第七电阻、第八电阻和第九电阻，所述第八电阻的第一端部为第一采集端，所述第一电压转换模块的电压采集端与第一采集端连接，所述第八电阻的第二端部与接地端之间依次串接第七电阻、第一电容，所述第八电阻、第七电阻的连接处与接地端之间串接第九电阻，所述第七电阻与第一电容的连接处与主控制单元电连接。

进一步地，所述第二电压检测单元包括第二电容、第十电阻、第十一电阻和第十二电阻，所述第十电阻的第一端部为第二采集端，所述交流输入模块的输出端与第二采集端连接，所述第十电阻的第二端部与接地端之间依次串接第十一电阻、第二电容，所述第十电阻、第十一电阻的连接处与接地端之间串接第十二电阻，所述第十一电阻与第二电容的连接处与主控制单元电连接。

进一步地，所述第三电压检测单元包括第三电容、第三二极管、第四二极管、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻和第十六电阻，所述第三二极管的正极为第三采集端，所述交流输入模块的输入端与第三采集端连接，所述第三二极管的负极与接地端之间依次串接第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第三电容，所述第十四电阻、第十五电阻的连接处与接地端之间串接第十六电阻，所述第十五电阻、第三电容的连接处与接地端之间串接第四二极管，所述第十五电阻、第三电容的连接处与主控制单元电连接。

进一步地，所述主控制单元为单片机。

与现有技术比较本实用新型技术方案的有益效果为：

本实用新型提供的防高压电路，在电压转换模块上设置两个不同的输入端，初始状态，开关电路断开，通过第一电压检测单元对电压转换模块的电压采集端进行电压检测，判断此时接入的电压值，第二电压检测单元对交流输入模块的输出端进行电压检测，判断交流输入模块是否正常输出，当检测到插错高压时，开关电路保持断开状态，交流输入模块不导通，无法正常输出，高电压从电压转换模块的第二输入端输入，经电压转换模块转换成低电压后给主控制单元供电，主控制单元根据第一电压检测单元的检测信息，控制负载及相关元件不工作；当检测到没插错高压时，交流输入模块的输入端经电压转换模块电压转换后为主控制单元供电，主控制单元根据第一电压检测单元的检测信息，使开关电路导通，交流输入模块的输入端及交流输入模块的输出端均可以通过电压转换给主控制单元供电，主控制单元根据第二电压检测单元检测的交流输入模块输出工作电压的信息，控制负载及相关元件正常工作，能及时检测到插错电源的情况，使系统安全启动，对电路及电机进行有效的保护，使用更加安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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。

图1是本实用新型实施例提供的防高压电路的结构原理框图；

图2是本实用新型实施例提供的主控制单元的电路原理图；

图3是本实用新型实施例提供的开关电路及供电单元的电路原理图；

图4是本实用新型实施例提供的第一电压检测单元、第二电压检测单元及第三电压检测单元的电路原理图。

附图标记如下：

1、主控制单元，2、开关电路，3、第一电压检测单元，4、供电单元，41、交流输入模块，411、整流桥，412、滤波模块，42、第一电压转换模块，43、第二电压转换模块，5、第二电压检测单元，6、第三电压检测单元，保险丝F1，第一继电器J1，第二继电器J2，第一开关管Q1，第二开关管Q11，第一电阻R11，第二电阻R12，第三电阻R17，第四电阻R88，第五电阻R20，第六电阻R98，第七电阻R14，第八电阻R15，第九电阻R25，第十电阻R31，第十一电阻R89，第十二电阻R36，第十三电阻R22，第十四电阻R30，第十五电阻R34，第十六电阻R35，第一电容C10，第二电容C35，第三电容C34，第一二极管D5，第二二极管D16，第三二极管D6，第四二极管Z7。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型，从而对本实用新型要求保护的范围作出更清楚地限定，下面就本实用新型的某些具体实施例对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，以下仅是本实用新型构思的某些具体实施方式仅是本实用新型的一部分实施例，其中对于相关结构的具体的直接的描述仅是为方便理解本实用新型，各具体特征并不当然、直接地限定本实用新型的实施范围。本领域技术人员在本实用新型构思的指导下所作的常规选择和替换，均应视为在本实用新型要求保护的范围内。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供了防高压电路，包括主控制单元1、开关电路2、第一电压检测单元3、第二电压检测单元5及供电单元4，供电单元4包括交流输入模块41、电压转换模块，交流输入模块41的输出端与电压转换模块的第一输入端电连接，交流输入模块41的输入端与电压转换模块的第二输入端电连接，开关电路2分别与主控制单元1、交流输入模块41、电压转换模块的第二输入端、电压转换模块的第一输出端电连接，第一电压检测单元3分别与主控制单元1、电压转换模块的电压采集端电连接，第二电压检测单元5分别与主控制单元1、交流输入模块41的输出端电连接，电压转换模块的第二输出端与主控制单元1电连接。

如图2所示，本实施例中，主控制单元1为单片机。

如图3所示，优选地，电压转换模块包括第一电压转换模块42、第二电压转换模块43，交流输入模块41、第一电压转换模块42、第二电压转换模块43依次电连接，第一电压转换模块42的电压采集端与第一电压检测单元3电连接，第一电压转换模块42的第一输入端与交流输入模块41的输出端电连接，第一电压转换模块42的第二输入端分别与交流输入模块41的输入端、开关电路2电连接，第一电压转换模块42的输出端与开关电路2电连接，第二电压转换模块43的输出端与主控制单元1电连接。

交流输入模块41包括整流桥411、滤波模块412，系统正常启动时，交流输入模块41输入220V交流电，经整流桥411整流形成310V直流电，滤波模块412将310V直流电滤波形成平直稳定的310V直流电输出，310V直流电分别输入至第一电压转换模块42的DC/DC模块、第二电压检测单元5的310V输入端，DC/DC模块将310V直流电转换得到15V直流电，15V直流电分别输入至第二电压转换模块43的输入端、开关电路2的15V输入端，第二电压转换模块43将15V直流电转换得到3.3V直流电，3.3V直流电输入至主控制单元1。

本实施例中，交流输入模块41还包括保险丝F1，用于当交流电输入过大时发生熔断，以保护电路不被损坏。

如图4所示，优选地，还包括第三电压检测单元6，第三电压检测单元6分别与主控制单元1、交流输入模块41的输入端电连接。

第三电压检测单元6对交流输入模块41的输入端是否通电进行检测，不通电则电路处于停机状态，如果通电，第一电压检测单元3检测第一电压转换模块42的电压采集端是否插错高压，如果插错380V，电压转换后主控制单元1工作，并控制负载及相关元件不工作，如果第一电压检测单元3检测没有插错380V且检测第一电压转换模块42的电压采集端为220V，电压转换后主控制单元1工作，控制开关电路2导通，使交流输入模块41接通，第二电压检测单元5检测交流输入模块41的输出端是否达到工作电压310V，如达到310V，电压转换后主控制单元1工作，并控制负载及相关元件正常工作。

较佳地，第三电压检测单元6包括第三电容C34、第三二极管D6、第四二极管Z7、第十三电阻R22、第十四电阻R30、第十五电阻R34和第十六电阻R35，第三二极管D6的正极为第三采集端，交流输入模块41的输入端与第三采集端连接，第三二极管D6的负极与接地端之间依次串接第十三电阻R22、第十四电阻R30、第十五电阻R34、第三电容C34，第十四电阻R30、第十五电阻R34的连接处与接地端之间串接第十六电阻R35，第十五电阻R34、第三电容C34的连接处与接地端之间串接第四二极管Z7，第十五电阻R34、第三电容C34的连接处与主控制单元1电连接。

如图3所示，开关电路2包括第一继电器J1、第二继电器J2、第一二极管D5、第二二极管D16、第一开关管Q1、第二开关管Q11、第一电阻R11、第二电阻R12、第三电阻R17、第四电阻R88、第五电阻R20和第六电阻R98，第一电阻R11与第二电阻R12串接，第一电阻R11的第一端部与第二继电器J2的静触点电连接，第二电阻R12的第二端部、交流输入模块41的输入端分别与第一继电器J1的动触点电连接，第一继电器J1的静触点与第二继电器J2的动触点的连接处与交流输入模块41的整流桥411电连接，第一继电器J1线圈的第一端分别与第一二极管D5的负极及第一电压转换模块42的输出端电连接，第一继电器J1线圈的第二端与第一二极管D5的正极电连接，第一继电器J1线圈的第二端与接地端之间依次串接第三电阻R17、第一开关管Q1，第一开关管Q1的控制端与主控制单元1之间串接第五电阻R20。

第二继电器J2线圈的第一端与第二二极管D16的正极电连接，第二继电器J2线圈的第二端分别与第二二极管D16的负极、第一电压转换模块42的输出端电连接，第二继电器J2线圈的第一端与接地端之间依次串接第四电阻R88、第二开关管Q11，第二开关管Q11的控制端与主控制单元1之间串接第六电阻R98。

电源正常接通且开关电路2导通时，310V瞬间高压输入至滤波模块412，此时第一继电器J1、第二继电器J2工作，与电阻R11、R12配合对输入310V上电瞬间高压进行缓冲，以起到对滤波模块412上的电容C8进行保护，使得系统使用性能更佳。

电源接通前，第一继电器J1、第二继电器J2处于断开状态，当接错高压380V时，由于第一继电器J1、第二继电器J2均断开，使得交流输入模块41无法正常整流、滤波输出，高压380V经二极管D17进入第一电压转换模块42的第二输入端，并转换为15V给开关电路2供电，然后经第二电压转换模块43转换为3.3V给主控制单元1供电，同时，第一电压检测单元3检测到电压采集端处为380V，并将对应的信号发送给主控制单元1，使其控制负载及相关元件不工作。

当接入是220V交流电时，220V经二极管D17进入第一电压转换模块42的第二输入端，并转换为15V给开关电路2供电，然后经第二电压转换模块43转换为3.3V给主控制单元1供电，第一电压检测单元3检测到电压采集端处为220V，并将对应的信号发送给主控制单元1，使其控制第一继电器J1闭合，给滤波模块412中的电容充电，当即将充满时控制第二继电器J2闭合，交流输入模块41正常输出，进入第一电压转换模块42的第一输入端，并依次经第一电压转换模块42、第二电压转换模块43转换电压后，给主控制单元1、负载及相关元件供电，同时，第二电压检测单元5检测到交流输入模块41正常输出310V并将对应的信号发送给主控制单元1，使其控制负载及相关元件正常工作。

如图4所示，较佳地，第一电压检测单元3包括第一电容C10、第七电阻R14、第八电阻R15和第九电阻R25，第八电阻R15的第一端部为第一采集端，第一电压转换模块42的电压采集端与第一采集端连接，第八电阻R15的第二端部与接地端之间依次串接第七电阻R14、第一电容C10，第八电阻R15、第七电阻R14的连接处与接地端之间串接第九电阻R25，第七电阻R14与第一电容C10的连接处与主控制单元1电连接。

较佳地，第二电压检测单元5包括第二电容C35、第十电阻R31、第十一电阻R89和第十二电阻R36，第十电阻R31的第一端部为第二采集端，交流输入模块41的输出端与第二采集端连接，第十电阻R31的第二端部与接地端之间依次串接第十一电阻R89、第二电容C35，第十电阻R31、第十一电阻R89的连接处与接地端之间串接第十二电阻R36，第十一电阻R89与第二电容C35的连接处与主控制单元1电连接。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种防高压电路，其特征在于：包括主控制单元（1）、开关电路（2）、第一电压检测单元（3）、第二电压检测单元（5）及供电单元（4），所述供电单元（4）包括交流输入模块（41）、电压转换模块，所述交流输入模块（41）的输出端与电压转换模块的第一输入端电连接，所述交流输入模块（41）的输入端与电压转换模块的第二输入端电连接，所述开关电路（2）分别与主控制单元（1）、交流输入模块（41）、电压转换模块的第二输入端、电压转换模块的第一输出端电连接，所述第一电压检测单元（3）分别与主控制单元（1）、电压转换模块的电压采集端电连接，所述第二电压检测单元（5）分别与主控制单元（1）、交流输入模块（41）的输出端电连接，所述电压转换模块的第二输出端与主控制单元（1）电连接。

2.如权利要求1所述的防高压电路，其特征在于：还包括第三电压检测单元（6），所述第三电压检测单元（6）分别与主控制单元（1）、交流输入模块（41）的输入端电连接。

3.如权利要求1或2所述的防高压电路，其特征在于：所述电压转换模块包括第一电压转换模块（42）、第二电压转换模块（43），所述交流输入模块（41）、第一电压转换模块（42）、第二电压转换模块（43）依次电连接，所述第一电压转换模块（42）的电压采集端与第一电压检测单元（3）电连接，所述第一电压转换模块（42）的第一输入端与交流输入模块（41）的输出端电连接，所述第一电压转换模块（42）的第二输入端分别与交流输入模块（41）的输入端、开关电路（2）电连接，所述第一电压转换模块（42）的输出端与开关电路（2）电连接，所述第二电压转换模块（43）的输出端与主控制单元（1）电连接。

4.如权利要求3所述的防高压电路，其特征在于：所述开关电路（2）包括第一继电器、第二继电器、第一二极管、第二二极管、第一开关管、第二开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第一电阻与第二电阻串接，所述第一电阻的第一端部与第二继电器的静触点电连接，所述第二电阻的第二端部、交流输入模块（41）的输入端分别与第一继电器的动触点电连接，所述第一继电器的静触点与第二继电器的动触点的连接处与交流输入模块（41）电连接，所述第一继电器线圈的第一端分别与第一二极管的负极及第一电压转换模块（42）的输出端电连接，所述第一继电器线圈的第二端与第一二极管的正极电连接，所述第一继电器线圈的第二端与接地端之间依次串接第三电阻、第一开关管，所述第一开关管的控制端与主控制单元（1）之间串接第五电阻；

所述第二继电器线圈的第一端与第二二极管的正极电连接，所述第二继电器线圈的第二端分别与第二二极管的负极、第一电压转换模块（42）的输出端电连接，所述第二继电器线圈的第一端与接地端之间依次串接第四电阻、第二开关管，所述第二开关管的控制端与主控制单元（1）之间串接第六电阻。

5.如权利要求3所述的防高压电路，其特征在于：所述第一电压检测单元（3）包括第一电容、第七电阻、第八电阻和第九电阻，所述第八电阻的第一端部为第一采集端，所述第一电压转换模块（42）的电压采集端与第一采集端连接，所述第八电阻的第二端部与接地端之间依次串接第七电阻、第一电容，所述第八电阻、第七电阻的连接处与接地端之间串接第九电阻，所述第七电阻与第一电容的连接处与主控制单元（1）电连接。

6.如权利要求1所述的防高压电路，其特征在于：所述第二电压检测单元（5）包括第二电容、第十电阻、第十一电阻和第十二电阻，所述第十电阻的第一端部为第二采集端，所述交流输入模块（41）的输出端与第二采集端连接，所述第十电阻的第二端部与接地端之间依次串接第十一电阻、第二电容，所述第十电阻、第十一电阻的连接处与接地端之间串接第十二电阻，所述第十一电阻与第二电容的连接处与主控制单元（1）电连接。

7.如权利要求2所述的防高压电路，其特征在于：所述第三电压检测单元（6）包括第三电容、第三二极管、第四二极管、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻和第十六电阻，所述第三二极管的正极为第三采集端，所述交流输入模块（41）的输入端与第三采集端连接，所述第三二极管的负极与接地端之间依次串接第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第三电容，所述第十四电阻、第十五电阻的连接处与接地端之间串接第十六电阻，所述第十五电阻、第三电容的连接处与接地端之间串接第四二极管，所述第十五电阻、第三电容的连接处与主控制单元（1）电连接。

8.如权利要求1所述的防高压电路，其特征在于：所述主控制单元（1）为单片机。

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