CN219980800U - 一种灭弧用小基准电压驱动零点比较电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种灭弧用小基准电压驱动零点比较电路，包括基准电压电路和过零点检测电路，基准电压电路中，3.3V的电压经过电阻R41、电阻R20分压后输入到运算放大器U2中，然后通过运算放大器U2之后进行加减法运算之后使得输出1.65V的基准电压，其中电阻R21作为负反馈电阻，使得在正向输入端大于反向输入端时，输出高电平，然后再返回给运算放大器的反向输入端，实现分流，确保输出的电压更小。
Description
技术领域
本实用新型涉及电气灭弧领域，具体涉及一种灭弧用小基准电压驱动零点比较电路。
背景技术
在电力电器工作中，为了实现电源的控制经常会采用一些具有触点的控制器，如果没有特殊处理，会有较大的概率出现高电压吸合或者大电流分断的过程，这两种情况都会产生电弧，电弧产生的高温对电器触点的寿命影响较大，因此吸合和分断灭弧处理尤其重要。现有交流电灭弧方式中，可以在检测到电路异常时，在检测到交流电过零点时切断电路。
在中国申请号为201510906163.0，公布日为2016.3.16的专利文献公开了串联电弧故障检测电路和方法，在被检测线路的交流电压过零点附近来进行火线电流的检测信号的模数转换，并基于模数转换获得的数字信号检测是否存在电弧特征。在该电路中，利用过零点时火线的电流发生变化影响过零检测光耦开关的输出光，进而通过零检测光耦开关的输出光控制光控开关动作；但是当检测线路正常时，其会输入电流到过零检测光耦开关中，该零点检测电路是通过光耦开关实现开关功能，然后通过三极管实现开关以及放大功能，也就是说该电路需要光耦开关以及三极管两个器件进行组合实现过零点检测功能，其无法通过基准电压电路对输入端进行进一步检测，确保检测的准确性，也无需对零点检测电路提供基准电压，而基准电路用于为控制器提供精准的基准电压，使控制器根据当前检测到的电压与基准电压对比控制继电器的通断；现有的基准电路不能实现小电压的降压。
发明内容
本实用新型提供一种灭弧用小基准电压驱动零点比较电路，能对小电压驱动，同时能对确保零点检测电路检测的准确性。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种灭弧用小基准电压驱动零点比较电路，包括基准电压电路和过零点检测电路，基准电压电路包括电容C6、电阻R41、电阻R42、电阻R20、运算放大器U2、电阻R21；电阻R41的一端与3.3V电源端连接且通过电容C6接地，电阻R41的另一端与电阻R42的一端和电阻R20的一端连接，电阻R42的另一端接地，电阻R20的另一端与运算放大器U2的同相输入端连接；电阻R21的一端与运算放大器U2的反相输入端连接，电阻R21的另一端与运算放大器U2的输出端连接；
过零点检测电路包括电阻R35、电阻R43、电阻R45、电阻R46、电阻R47、电阻R48、电阻R49、电阻R50、电阻R51、电阻R52、电阻R53、电容C16和运算放大器U3。
电阻R45的一端与火线连接，电阻R45的另一端与电阻R46的一端连接，电阻R46的另一端与电阻R47的一端连接，电阻R47的另一端与电阻R48的一端连接，电阻R48的另一端与电阻R49的一端连接，电阻R49的另一端与运算放大器U3的反相输入端连接。
电阻R50的一端与零线连接，电阻R50的另一端与电阻R51的一端连接，电阻R51的另一端与电阻R52的一端连接，电阻R52的另一端与电阻R53的一端连接，电阻R53的另一端与电阻R54的一端连接，电阻R54的另一端与运算放大器U3的同相输入端连接。
运算放大器U3的输出端与电阻R35的一端连接，电阻R35的另一端与MCU处理器连接且通过电容C16接地。
运算放大器U3的反相输入端还与电阻R43的一端连接，电阻R43的另一端与运算放大器U3的输出端连接；运算放大器U3的同相输入端还与电阻R44的一端连接，电阻R44的另一端与基准电压电路的输出端连接。
以上电路，3.3V的电压经过电阻R41、电阻R20分压后输入到运算放大器U2中，然后通过运算放大器U2之后进行加减法运算之后使得输出1.65V的基准电压，其中电阻R21作为负反馈电阻，使得在正向输入端大于反向输入端时，输出高电平，然后再返回给运算放大器的反向输入端，实现分流，确保输出的电压更小。
运算放大器U3与电源端连接，实现对运算放大器U3供电；零线和火线通过电阻与运算放大器U3连接；检测被检测线路的电压过零点；通过串联的电阻起到限流作用，运算放大器U3的同相输入端连接的基准电压电路提供参考电压，当被检测线路的电压远离过零点时，运算放大器U3的反相输入端的电压为火线的电压值经过五个电阻分压之后小于参考电压；运算放大器U3的输出端输出0；当被检测线路的电压经过零点时，零线和火线的电压值为0，运算放大器U3的反相输入端的电压大于参考电压；运算放大器U3的输出端输出高电平；运算放大器U3输出的高电平或低电平都输入到MCU中，MCU根据当前的电平信号判断被检测线路是否处于过零点，控制精度高，且通过设置基准电压电路提供小电压使得运算放大器在正常工作时处于工作状态，从而无需额外设置压降电路，电路结构简单，另外在运算放大器的输出端和反向输入端之间设置有电阻R43，形成负反馈，使得输出更加可靠。
进一步的，电阻R54的另一端与电阻R49的另一端之间连接有电容C24。
以上电路，通过连接C24实现隔直通交的效果，从而能对输入端电压进行过滤，确保输入电压的可靠性。
进一步的，运算放大器U3的VCC端与5V电源端连接且通过电容C20接地。
以上电路，在运算放大器的电源端连接有电容C20，对电源端进行过滤操作，运算放大器可靠。
进一步的，基准电压电路还包括电阻R40和电容C13，运算放大器U2的输出端还与电阻R40的一端连接，电阻R40的另一端与基准电压电路的输出端连接且通过电容C13接地。
以上设置，通过电阻R40和电容C13实现对基准电压电路输出电压进行过滤，确保输出的基准电压的稳定性。
附图说明
图1为实用新型中基准电压电路的电路示意图。
图2为为实用新型中过零点检测电路的电路示意图。
图3为本实用新型的框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。
如图1-3所示；一种灭弧用小基准电压驱动零点比较电路，包括基准电压电路和过零点检测电路，基准电压电路，基准电压电路包括电容C6、电阻R41、电阻R42、电阻R20、运算放大器U2、电阻R21、电阻R40和电容C13；电阻R41的一端与3.3V电源端连接且通过电容C6接地，电阻R41的另一端与电阻R42的一端和电阻R20的一端连接，电阻R42的另一端接地，电阻R20的另一端与运算放大器U2的同相输入端连接；电阻R21的一端与运算放大器U2的反相输入端连接，电阻R21的另一端与运算放大器U2的输出端连接，运算放大器U2的输出端还与电阻R40的一端连接，电阻R40的另一端与基准电压电路的输出端连接且通过电容C13接地。
过零点检测电路包括电阻R35、电阻R43、电阻R45、电阻R46、电阻R47、电阻R48、电阻R49、电阻R50、电阻R51、电阻R52、电阻R53、电容C16和运算放大器U3。
电阻R45的一端与火线连接，电阻R45的另一端与电阻R46的一端连接，电阻R46的另一端与电阻R47的一端连接，电阻R47的另一端与电阻R48的一端连接，电阻R48的另一端与电阻R49的一端连接，电阻R49的另一端与运算放大器U3的反相输入端连接。
电阻R50的一端与零线连接，电阻R50的另一端与电阻R51的一端连接，电阻R51的另一端与电阻R52的一端连接，电阻R52的另一端与电阻R53的一端连接，电阻R53的另一端与电阻R54的一端连接，电阻R54的另一端与运算放大器U3的同相输入端连接。在电阻R54的另一端与阻R49的另一端之间连接有电容C24。通过连接C24实现隔直通交的效果，从而能对输入端电压进行过滤，确保输入电压的可靠性。
运算放大器U3的输出端与电阻R35的一端连接，电阻R35的另一端与MCU处理器连接且通过电容C16接地。
运算放大器U3的反相输入端还与电阻R43的一端连接，电阻R43的另一端与运算放大器U3的输出端连接；运算放大器U3的同相输入端还与电阻R44的一端连接，电阻R44的另一端与基准电压电路的输出端连接。在本实施例中，基准电压电路的输出端输出1.65V电压，确保运算放大器在非过零点时能输出高电平，确保运算放大器可靠地工作。
运算放大器U3的VCC端与5V电源连接且通过电容C20接地，运算放大器U3的VEE端接地。在运算放大器的电源端连接有电容C20，对电源端进行过滤操作，运算放大器可靠。
.3V的电压经过电阻R41、电阻R20分压后输入到运算放大器U2中，然后通过运算放大器U2之后进行加减法运算之后使得输出1.65V的基准电压，其中电阻R21作为负反馈电阻，使得在正向输入端大于反向输入端时，输出高电平，然后再返回给运算放大器的反向输入端，实现分流，确保输出的电压更小。
运算放大器U3与电源端连接，实现对运算放大器U3供电；零线和火线通过电阻与运算放大器U3连接；检测被检测线路的电压过零点；通过串联的电阻起到限流作用，运算放大器U3的同相输入端连接的基准电压电路提供参考电压，当被检测线路的电压远离过零点时，运算放大器U3的反相输入端的电压为火线的电压值经过五个电阻分压之后小于参考电压；运算放大器U3的输出端输出0；当被检测线路的电压经过零点时，零线和火线的电压值为0，运算放大器U3的反相输入端的电压大于参考电压；运算放大器U3的输出端输出高电平；运算放大器U3输出的高电平或低电平都输入到MCU中，MCU根据当前的电平信号判断被检测线路是否处于过零点，控制精度高，且通过设置基准电压电路提供小电压使得运算放大器在正常工作时处于工作状态，从而无需额外设置压降电路，电路结构简单，另外在运算放大器的输出端和反向输入端之间设置有电阻R43，形成负反馈，使得输出更加可靠。
使用时，本实用新型与继电器连接使用；若被检测线路短路时，待检测线路是否处于过零点时，MCU发出信号控制继电器断开；这样能减少电弧的产生。
Claims (4)
1.一种灭弧用小基准电压驱动零点比较电路，其特征在于：包括基准电压电路和过零点检测电路，基准电压电路包括电容C6、电阻R41、电阻R42、电阻R20、运算放大器U2、电阻R21；电阻R41的一端与3.3V电源端连接且通过电容C6接地，电阻R41的另一端与电阻R42的一端和电阻R20的一端连接，电阻R42的另一端接地，电阻R20的另一端与运算放大器U2的同相输入端连接；电阻R21的一端与运算放大器U2的反相输入端连接，电阻R21的另一端与运算放大器U2的输出端连接；
过零点检测电路包括电阻R35、电阻R43、电阻R45、电阻R46、电阻R47、电阻R48、电阻R49、电阻R50、电阻R51、电阻R52、电阻R53、电容C16和运算放大器U3；
电阻R45的一端与火线连接，电阻R45的另一端与电阻R46的一端连接，电阻R46的另一端与电阻R47的一端连接，电阻R47的另一端与电阻R48的一端连接，电阻R48的另一端与电阻R49的一端连接，电阻R49的另一端与运算放大器U3的反相输入端连接；
电阻R50的一端与零线连接，电阻R50的另一端与电阻R51的一端连接，电阻R51的另一端与电阻R52的一端连接，电阻R52的另一端与电阻R53的一端连接，电阻R53的另一端与电阻R54的一端连接，电阻R54的另一端与运算放大器U3的同相输入端连接；
运算放大器U3的输出端与电阻R35的一端连接，电阻R35的另一端与MCU处理器连接且通过电容C16接地；
运算放大器U3的反相输入端还与电阻R43的一端连接，电阻R43的另一端与运算放大器U3的输出端连接；运算放大器U3的同相输入端还与电阻R44的一端连接，电阻R44的另一端与基准电压电路的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种灭弧用小基准电压驱动零点比较电路，其特征在于：电阻R54的另一端与电阻R49的另一端之间连接有电容C24。
3.根据权利要求1所述的一种灭弧用小基准电压驱动零点比较电路，其特征在于：运算放大器U3的VCC端与5V电源端连接且通过电容C20接地。
4.根据权利要求1所述的一种灭弧用小基准电压驱动零点比较电路，其特征在于：基准电压电路还包括电阻R40和电容C13，运算放大器U2的输出端还与电阻R40的一端连接，电阻R40的另一端与基准电压电路的输出端连接且通过电容C13接地。
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