CN220626509U - 一种防触电的供电检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种防触电的供电检测电路，包括开关电路、比较驱动电路、过零点检测电路、信号驱动电路和MCU；开关电路连接电源和负载；MCU输出信号到信号驱动电路，信号驱动电路控制开关电路启动；比较驱动电路检测电源线路是否出现短路；过零检测电路检测电源线路的电压过零点；当电源线路出现短路，比较驱动电路输出高电压信号给开关电路的驱动信号端；待电源线路处于过零点时，MCU发出的控制信号通过信号驱动电路发送到开关电路的驱动信号端；当的驱动信号端接收到比较驱动电路输出的信号和MCU输出的控制信号，比较驱动电路输出的信号和MCU输出的控制信号叠加驱动开关电路断开；减少电弧的产生，同时MCU报警，可靠性高。

Description

一种防触电的供电检测电路

技术领域

本实用新型涉及电力灭弧领域，具体涉及一种防触电的供电检测电路。

背景技术

电力是以电能作为动力的能源，而在电力领域为了实现电源的控制经常会采用一些具有触点的控制器，在有触点电器中，触头接通和分断电流的过程往往伴随着电弧的产生及熄灭。电弧是一种气体放电现象，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。现有的灭弧方式具有多种，(1)利用气体或油熄灭电弧。在开关电器中利用各种形式的灭弧室使气体或油产生巨大的压力并有力地吹向弧隙，电弧在气流或油流中被强烈地冷却和去游离，并且其中的游离物质被未游离物质所代替，电弧便迅速熄灭；(2)采用多断口。高压断路器常制成每相有两个或多个串联的断口，使加于每个断口的电压降低，电弧易于熄灭；(3)断路器断口加装并联电阻。在高压大容量断路器中，广泛利用弧隙并联电阻来改善它们的工作条件。断路器每相假如有两对触头，一对为主触头，另一对为辅助触头，电阻并联在主触头上。当断路器在合闸位置时，主、辅触头都闭合。当断开电路时，主触头先断开，这时并联在主触头断口上的电阻在主触头断开过程中起分流作用，有利于主触头断口灭弧；(4)采用新介质。利用灭弧性能优越的新介质，例如SF6(六氟化硫)断路器和真空断路器等；(5)利用金属灭弧栅熄灭电弧。用铁磁物质制成金属灭弧栅，当电弧发生后，立刻把电弧吸引到栅片内，将长弧分割成一串短弧，当电弧过零时，每个短弧的附近会出现150～250伏的介质强度，如果作用于触头间的电压小于各个介质强度的总和时，电弧就立即熄灭；这种灭弧方法在低压开关中用得很多，如继电器等电器。

在中国申请号为201710029782.5，公告日为2019.06.25的专利文献公开了复合开关及其过零投切控制与自身投切故障判断方法，具体公开了该复合开关既能检测自身投切故障，又能准确检测交流电电压过零点时并能进行投切。可控硅开关Kb的一端和磁保持继电器开关Kc的一端分别与一号节点连接，可控硅开关Kb的另一端和电感La的一端分别与节点Ma连接，电感La的另一端和六号开关的一端分别与节点Mb连接，磁保持继电器开关Kc的另一端、一号开关的另一端和二号开关的另一端分别与节点Mc连接，电容C2的一端、四号开关的另一端、二极管D1的正极端和二极管D3的负极端分别与节点Md连接，硅驱动电路分别与可控硅开关Kb的控制端和控制器连接，磁驱动电路分别与磁保持继电器开关Kc的控制端和控制器连接。

该保护器利用电压零点捕捉信号采集电压信号判断交流电是否经过过零点；同时通过继电器的方式实现交流电的通电，由于继电器关断电路具有一定的延时，从而使得需要提前一端时间发出控制信号才能使得在过零点能实现切断操作，而若时间上管控不好的话将会导致无法准确在过零点进行切换操作，同时本电路通过光电耦合器检测电流过零点情况，而光耦开关在使用过程中会出现衰退的情况，从而导致发光二极管的亮度变化从而导致光耦开关无法进行正常打开进而影响过零点检测的效果，将导致过零点检测不稳定的情况发生。

实用新型内容

本实用新型提供一种防触电的供电检测电路，在对负载供电的同时采集电源与负载之间的电压，检测电压变化量，对采集到的电压进行二次放大，准确率高；电源线路的电压异常时，在电源线路处于过零点时，控制电源线路断开，控制精度高；同时当检测到电压异常时，报警电路发出信号的MCU报警，从而能及时给外界进行报警提示，可靠性高，信号驱动电路通过发出低电压的控制信号控制高电压给负载供电，从而使得负载能够使用高电压进行工作的同时防止较高的电压可能会对控制元件造成损坏。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种防触电的供电检测电路，包括开关电路、比较驱动电路、过零点检测电路、信号驱动电路、MCU和报警电路；

开关电路的输入端与电源的零线、火线连接，开关电路的输出端负载连接；开关电路连接有正半轴采样点、负半轴采样点和驱动信号端，正半轴采样点和负半轴采样点用于采集电源的电压。

驱动信号端与比较驱动电路的输出端和信号驱动电路的输出端连接，信号驱动电路的输入端与MCU连接。

信号驱动电路包括驱动芯片U5、负载供电电路、负载驱动电路和信号供电电路，所述驱动芯片U5的第2引脚连接信号供电电路；驱动芯片U5的第7引脚和第8引脚连接负载供电电路；驱动芯片U5的第1引脚和第4引脚空接；驱动芯片U5的第3引脚和第5引脚接地；驱动芯片U5的第6引脚连接负载驱动电路，所述负载供电电路还连接驱动芯片U5的第6引脚；所述信号供电电路用于接收MCU的开关信号；负载驱动电路外接开关电路；信号供电电路外接3.3V电源端，负载驱动电路和负载供电电路外接12V电源端，驱动芯片U5用于当信号供电电路给芯片提供电压时使得芯片输出电压为高电平并驱动负载供电电路导通并为开关电路供电。

比较驱动电路包括检测放大电路和检测驱动电路；检测放大电路包括第一比较放大模块、第二比较放大模块、第三比较放大模块和第四比较放大模块。

第一比较放大模块的输入端和第二比较放大模块的输入端都与正半轴采样点、负半轴采样点连接；第一比较放大模块的输出端和第二比较放大模块的输出端与第三比较放大模块的输入端连接，第三比较放大模块的输入端接地；第三比较放大模块用于比较第一比较放大模块和第二比较放大模块输出电压值是否相同，并在相同时输出高电压信号，第三比较放大模块的输出端与第四比较放大模块的输入端连接，第四比较放大模块的输入端还与参考电源连接；第四比较放大模块的输出端与检测驱动电路连接。

检测驱动电路包括电阻R13、电阻R23、双二极管D4.1、电阻R14、电阻R17、三极管Q5；电阻R13的一端与第四比较放大模块的输出端连接，电阻R13的另一端通过电阻R23接地，且与双二极管D4.1的第一引脚连接；电阻R13的另一端和双二极管D4.1的第一引脚外接报警电路，双二极管D4.1的第二引脚接地；双二极管D4.1的第三引脚与电阻R14的一端和三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极接地，且与电阻R14的另一端连接；三极管Q5的集电极与开关电路连接且通过电阻R17与12V电源端连接。

报警电路包括光电耦合器U7、电阻R14.1、电阻R21.2、电阻R13.1、三极管Q1.1以及电容C28，信号输入端与电阻R14.1的一端连接，电阻R14.1的另一端与三极管Q1.1的基极连接，三极管Q1.1的集电极分别与12V电源端以及光电耦合器U7的第3引脚相连，12V电源端另一方面与光电耦合器U7的第2引脚相连，光电耦合器U7的第5引脚接地，光电耦合器U7的第6引脚用于输出控制信号，光电耦合器U7的第6引脚还与电阻R21.2的一端相连，电阻R21.2的另一端与3.3V电源端相连，光电耦合器U7的第1引脚与3.3V电源端相连，光电耦合器U7的第7引脚通过电阻R13.1与3.3V电源端相连，电容C28的一端与3.3V电源端相连，电容C28的另一端接地，光电耦合器U7用于将输入的电压值转换为数字电平值。

过零点检测电路包括运算放大器U3，运算放大器U3的反相输入端与火线连接，运算放大器U3的同相输入端与零线和基准电压电路连接；运算放大器U3的输出端与MCU连接。

以上信号驱动电路，通过MCU发送驱动信号至三极管Q1.2的第1引脚，从而使得三极管的第2引脚和第3引脚导通，进而使得3.3V电源端输出电压信号至驱动芯片U5的第2引脚，驱动芯片U5的第6引脚即可发出驱动信号三极管Q3.1的第1引脚，从而使得三极管Q3.1的第2引脚和第3引脚导通，由此12V电源端即可输出电压信号至开关电路从而驱动开关电路工作。由此通过发出低电压的控制信号控制高电压给负载供电，从而使得负载能够使用高电压进行工作的同时防止较高的电压可能会对控制元件造成损坏。

检测放大电路中，将采样点采集到的电压分别输入到第一比较放大模块和第二比较放大模块进行比较以及第一次放大；然后再将第一放大模块的输出电压、第二放大模块的输出电压进行比较放大之后输入到第三比较放大模块中进行第二次放大；第三比较放大模块再将输出电压输入到第四比较放大模块中与基准电压进行比较；通过第一放大模块和第二放大模块比较分别得出采样到的电压值，然后在第三放大模块中进行比较，若第一放大模块和第二放大模块中采样到的电压值不同时第三放大模块中将输出比较结果，然后通过第四放大模块进行放大输出，从而使得第四放大模块输出的电压值能驱动开关电路启动，准确率高。

检测驱动电路中，当采样点电压经过第一比较放大模块比较之后的电压与经过第二比较放大模块比较之后的电压相同时，然后在经过第三比较放大模块输出高电压信号然后与第四放大模块的参考电源进行比较，若第三比较放大模块输出高电压信号小于参考电源的电压，输出高电压信号到双二极管D4.1的第一引脚并输出到报警电路进行报警操作，并使得双二极管D4.1中第一引脚和第三引脚导通，进而使得三极管Q5具有电压输入，三极管Q5导通，从而三极管Q5的集电极输出高电压信号给开关电路，方便开关电路在后续收到MCU检测到过零点信号时与该信号叠加驱动开关电路断开，通过一个电路既能实现报警电路以及开关电路驱动，电路结构简单且可靠。

通过设置报警电路，检测到异常时输入的电压值通过三极管Q1.1导通，从而光电耦合器U7的第2引脚和第3引脚导通接入电压值，并通过光电耦合器U7的第6引脚输出逻辑电平值给MCU进行识别，这样既可通过一个光电耦合器U7实现将输入电压值转为逻辑电平的控制信号，通过MCU控制报警器以及光电提示器进行报警提示，从而方便接入MCU，同时电容C28输入给光电耦合器U7的电压进行过滤，确保光电耦合器工作的稳定性。

通过设置过零点检测电路，用于检测过零点；若电源线路出现异常时，在过零点时，MCU发出信号控制开关电路断开；使电源与负载之间断开；确保电路安全，减少电弧产生。

进一步的，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。

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，运算放大器U3与5V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；检测电源线路的电压过零点；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，当电源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；当电源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电源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，第一比较放大模块包括电阻R16、电阻R18、电阻R28、电容C3和运算放大器U1A；运算放大器U1A的第六引脚通过电阻R16与正半轴采样点连接，运算放大器U1A的第六引脚还通过电阻R28与运算放大器U1A的第七引脚连接；运算放大器U1A的第五引脚通过电阻R18与负半轴采样点连接，运算放大器U1A的第四引脚接地，运算放大器U1A的第八引脚与12V电源端连接且通过电容C3接地，运算放大器U1A的第七引脚与第二比较放大模块连接。

以上电路，通过运算放大器接入正半轴采样点和负半轴采样点，对输入的采样点电压进行比较，将负半轴采样电压和正半轴采样电压值进行比较得到采样电压值。

进一步的，第二比较放大模块包括电阻R20、电阻R21、电阻R22和运算放大器U1B；运算放大器U1B的第三引脚通过电阻R20与正半轴采样点连接，运算放大器U1B的第三引脚还通过电阻R21与运算放大器U1B的第一引脚连接，运算放大器U1B的第二引脚通过电阻R22与负半轴采样点连接，运算放大器U1B的第一引脚与第二比较放大模块连接。

以上电路，通过运算放大器接入正半轴采样点和负半轴采样点，对输入的采样点电压进行比较，将负半轴采样电压和正半轴采样电压值进行比较得到采样电压值。

进一步的，第三比较放大模块包括电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电容C5和运算放大器U2A；运算放大器U2A的第五引脚通过电阻R24与运算放大器U1B的第一引脚连接，运算放大器U2A的第五引脚还通过电阻R25运算放大器U1A的第七引脚连接；运算放大器U2A的第六引脚通过电阻R26接地，运算放大器U2A的第六引脚还通过电阻R27与运算放大器U2A的第七引脚连接；运算放大器U2A的第八引脚与12V电源端连接，且通过电容C5接地；运算放大器U2A的第四引脚接地；运算放大器U2A的第七引脚与第四比较放大模块连接。

以上电路，若第一比较放大模块和第二比较放大模块中输出的采样电压值相同时，即输入的电压值为两个采样电压值，输入到第三比较放大模块中，然后通过第三比较放大模块与第6引脚进行比较从而输出高电压信号。

进一步的，第四比较放大模块包括电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R15、电阻R19、电容C4、双二极管D3.1和运算放大器U2B。

运算放大器U2B的第三引脚通过电阻R9与运算放大器U2B的第七引脚连接，运算放大器U2B的第三引脚还通过电阻R11接地，运算放大器U2B的第三引脚还通过电阻R12与双二极管D3.1的第三引脚连接，双二极管D3.1的第二引脚接地，双二极管D3.1的第三引脚与运算放大器U2B的第一引脚连接；电阻R10与电阻R12并联。

运算放大器U2B的第二引脚与参考电源连接，运算放大器U2B的第二引脚通过电阻R19接地；运算放大器U2B的第二引脚还与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与12V电源端连接，且通过电容C4接地。

以上电路，在第三比较放大模块输入相同时，输出高电压信号给第四比较放大模块与基准电压进行比较，若电压值高于基准电压值时输出高电压信号，从而能在进行第二次放大的同时也能对采样电压进行进一步比较，从而确保电压比较的准确性。

进一步的，参考电源的电压值为4V。

以上电路，能使得反相输入端的电压值小于同相输入端的电压，同时确保采样电压之间的差值不小于4V。

进一步的，基准电压电路包括电容C6、电阻R41、电阻R42、电阻R20.1、运算放大器U2、电阻R21.1；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R20.1的一端连接，电阻R42的另一端接地，电阻R20.1的另一端与运算放大器U2的同相输入端连接；电阻R21.1的一端与运算放大器U2的反相输入端连接，电阻R21.1的另一端与运算放大器U2的输出端连接。

以上设置，3.3V的电压经过电阻R41、电阻R20.1分压后输入到运算放大器U2中，同时使用运算放大器U2作为减法器进一步降低输入到运算放大器U2中的电压；实现输出1.65V的基准电压，其中电容C6以及电阻R42对输入的3.3V电压进行过滤，确保输入电压的稳定性，然后通过电阻R41和电阻R20.1进行分压之后输入到运算放大器U2中进行比较，电阻R21.1设置在运算放大器的输出端以及反向输入端确保运算放大器的输出的稳定性，然后电阻R40和电容C13对输出参考电压进行过滤确保输出电压的稳定性。

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。

进一步的，还包括降温电路，降温电路包括供电电路、温度检测电路、温度驱动电路、风扇驱动电路和温度传感电路；所述MCU与供电电路、温度驱动电路和风扇驱动电路相连；所述供电电路连接温度传感电路，所述温度驱动电路连接温度检测电路，温度检测电路连接温度传感电路和MCU，所述温度传感电路连接第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器用于检测主发热区域内靠近主发热器件的温度，第二传感器用于检测主发热区域内远离主发热器件的温度，所述风扇驱动电路连接风扇。

所述温度检测电路包括连接器J4、放大器U2.1、电阻R64、电阻R1.1、电阻R8.1、电阻R9.1、电阻R60、电阻R61、电阻R58、电容C2.1和电容C11；所述连接器J4的第1引脚通过电阻R1.1连接放大器U2.1的第6引脚；所述连接器J4的第2引脚通过电阻R8.1连接放大器U2.1的第5引脚；所述连接器J4的第3引脚和第5引脚连接温度传感电路；所述连接器J4的第4引脚和第6引脚连接温度驱动电路；所述连接器J4的第1引脚还通过电阻R64接地；所述放大器U2.1的第4引脚接地；所述放大器U2.1的第7引脚通过电阻R58连接MCU；所述放大器U2.1的第8引脚连接5V电源端；所述电阻R58通过电容C11接地；所述放大器U2.1的第5引脚还通过电阻R9.1连接基准电压电路的输出端；所述放大器U2.1的第8引脚还通过电容C2.1接地；在放大器U2.1的第6引脚和第7引脚之间连接有电阻R61和电阻R60，所述电阻R60与电阻R61并联。

以上降温电路，当连接器J4通过第1引脚和第2引脚发送信号至放大器U2.1，第1引脚用于接收第一温度传感器检测到的电压值，第2引脚用于接收第二温度传感器检测到的电压值，通过放大器比较电器设备内主发热区域内靠近主发热器件的温度大于远离主发热器件的温度且大于预设值时，使得放大器放大信号之后输出控制信号给MCU，MCU接收到信号并控制风扇驱动电路打开风扇从而对电路进行降温，当电器设备内靠近主发热器件的温度小于远离主发热器件的温度且或预设值时，经过放大器U2.1之后从而使得温度检测电路与MCU之间的信号断开，由此MCU则不驱动风扇驱动电路启动，从而降低启动风扇带来的电耗；通过设置温度检测电路和温度传感电路使得能够检测到电器中主发热区域内靠近主要发热器件的温度是否大于主发热区域内的远离主发热器件的温度从而确定是主发热器件引起的温度的升高，进而能够及时启动风扇对电路进行降温，防止电路因高温而短路，检测的准确性更高，且通过放大器实现检测结构简单且可靠。

附图说明

图1为本实用新型的连接框图。

图2为本实用新型中比较驱动电路的电路图。

图3为本实用新型中检测放大电路的电路图。

图4为本实用新型中检测驱动电路的电路图。

图5为本实用新型中过零点检测电路的的电路图。

图6为本实用新型中基准电压电路的电路图。

图7为本实用新型中开关电路的电路图。

图8为本实用新型中报警电路的电路图。

图9为本实用新型中信号驱动电路的电路图。

图10为本实用新型中降温电路与MCU的连接框图。

图11为本实用新型的温度检测电路的示意图。

图12为本实用新型的温度传感电路中第一温度传感器电路的示意图。

图13为本实用新型的温度传感器电路中第二温度传感器电路的示意图。

图14为本实用新型的供电电路的示意图。

图15为本实用新型的温度驱动电路的示意图。

图16为本实用新型的风扇驱动电路的示意图。

图17为本实用新型的MCU的示意图。

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1-17所示；一种防触电的供电检测电路，包括开关电路1a、比较驱动电路2a、基准电压电路4a、过零点检测电路3a、信号驱动电路5a、MCU、第一降压电路和第二降压电路；第一降压电路输出12V电源端和5V电源端；第二降压电路输出3.3V电源端。第一降压电路采用芯片型号可为AH8652，第二降压电路采用芯片型号可为PW6566。

第一降压电路对电源的输出电压进行降压并为比较驱动电路、过零点检测电路、第二降压电路供电；第二降压电路对第一降压电路的输出电压进行降压并为基准电压电路和MCU供电；电源的零线和火线通过开关电路与负载连接。

电源的零线包括零线输出端和零线输入端，电源的火线包括火线输出端和火线输入端。

开关电路1a包括二极管组1a 1、电感L1、MOS管模块电路、电压采集点1a2、驱动信号端1a3；电压采集点1a2与比较驱动电路的输入端连接；驱动信号端1a3与比较驱动电路的输出端和信号驱动电路5a的输出端连接，信号驱动电路5a的输入端与MCU连接。

电压采集点包括正半轴采样点和负半轴采样点，正半轴采样点和负半轴采样点用于采集电源的电压。

火线输入端与电感L1的一端连接，电感L1的另一端与MOS管模块电路的一端连接，MOS管模块电路的另一端与火线输出端连接，MOS管模块电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3和MOS管Q4，驱动信号端通过电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4分别与MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3和MOS管Q4的栅极连接，MOS管Q1和MOS管Q2的源极分别与正半轴采样点连接，正半轴采样点另一方面与通过电阻R7与负半轴采样点相连，MOS管Q3和MOS管Q4的源极与负半轴采样点连接，火线输出端和零线输出端外接负载，本实施例中，MOS管Q1的源极与漏极之间设置二极管D3，MOS管Q2的源极与漏极之间设置二极管D4，MOS管Q3的源极与漏极之间设置二极管D5，以及MOS管Q4的源极与漏极之间设置二极管D6，二极管D3的正极、二极管D4的正极、二极管D5的正极和二极管D6的正极分别与MOS管Q1的源极、MOS管Q2的源极、MOS管Q3的源极和MOS管Q4的源极相连。通过在四个MOS管的源极和漏极之间并联设置有二极管，通过二极管对输入到MOS管的电压进行保护，确保MOS管的稳定性。MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3和MOS管Q4为NMOS管，电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4的阻值相等。

本实施例中，开关电路还包括电阻R6和电容C2，电阻R6的一端与电感L1的另一端相连，电阻R6的另一端与电容C2的一端相连，电容C2的一端与火线输出端相连。

通过设置电阻R6和电容C2，与电感L1对火线输入端输入的电压进行滤波，确保火线输入端的电压的稳定性。

开关电路还包括二极管D2和二极管D1，二极管D2的负极与电感的另一端以及电阻R6的一端相连，二极管D2的正极与二极管D1的正极相连，二极管D1的负极与火线输出端相连。

通过在火线输入端和输出端设置两个二极管，防止火线输入端反向接入高电压对整个电路造成损坏。

本实施例中，驱动信号端用于与信号驱动电路和比较驱动电路连接，信号驱动电路与MCU连接；接收比较驱动电路和MCU发出的控制信号，电压检测点用于与比较驱动电路相连，为比较驱动电路提供检测电压。

开关电路的工作原理：通过MCU发出控制信号到信号驱动电路，通过信号驱动电路给定驱动信号端一高电平信号，由于四个MOS管的源极接地，从而使得MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3和MOS管Q4导通，进而火线输入端通过MOS管Q1和MOS管Q2之后进入到电压采集点；然后电压采集点的信号输入到比较驱动电路中进行检测，同时电源的火线输入端和零线输入端的电信号输入到过零检测电路中进行检测；比较驱动电路用于检测电源线路是否出现短路；过零检测电路用于检测电源线路的电压过零点。

当电源线路出现短路，比较驱动电路输出高电压信号给开关电路的驱动信号端；同时过零检测电路将电源线路当前的电平信号输出到MCU中，MCU根据当前的电平信号判断电源线路是否处于过零点；待电源线路处于过零点时，MCU发出控制信号到开关电路的驱动信号端；当的驱动信号端接收到比较驱动电路输出的信号和MCU输出的控制信号，比较驱动电路输出的信号和MCU输出的控制信号叠加驱动开关电路断开；减少电弧的产生。

信号驱动电路5a包括驱动芯片U5、负载供电电路5a1、负载驱动电路5a2和信号供电电路5a3，所述驱动芯片U5的第2引脚连接信号供电电路5a3；驱动芯片U5的第7引脚和第8引脚连接负载供电电路5a1；驱动芯片U5的第1引脚和第4引脚空接；驱动芯片U5的第3引脚和第5引脚接地；驱动芯片U5的第6引脚连接负载驱动电路5a2，所述负载供电电路5a1还连接驱动芯片U5的第6引脚；所述信号供电电路5a3用于接收MCU的开关信号；负载驱动电路5a2外接开关电路；信号供电电路1外接3.3V电源端，负载驱动电路5a2和负载供电电路3外接12V电源端，驱动芯片U5用于当信号供电电路给芯片提供电压时使得芯片输出电压为高电平并驱动负载供电电路导通并为开关电路供电。驱动芯片U5还包括发光二极管D1.2、驱动芯片U5的与门以及三极管Q4.1，发光二极管D1.2的正极与芯片U5的第2脚相连，发光二极管D1.2的负极与驱动芯片U5的第3引脚相连，三极管Q4.1的基极与驱动芯片U5的第6引脚相连，三极管Q4.1的发射极接地，三极管Q4.1的基极和驱动芯片U5的与门的输出端相连，驱动芯片U5的与门与驱动芯片U5的第7引脚相连。本实施例中，驱动芯片U5的型号可以是6N137。

当发光二极管D1.2导通时，其和驱动芯片U5的与门的另一连接端即芯片U5的第7引脚相与之后使得驱动芯片U5的与门产生高电压输出，然后使得三极管Q4.1导通，然后三极管Q4.1的集电极产生高电压信号使得三极管Q3.1导通，从而使得三极管Q3.1能给开关电路提供大电压信号，电路结构简单。在本实施例中，所述MCU为常见的控制芯片，其芯片型号为CDCLVD1208RHDT。

所述信号供电电路5a3包括三极管Q1.2、电阻R24.1、电阻R7、电阻R6和电阻R57，所述三极管Q1.2的第3引脚通过电阻R24.1连接驱动芯片U5的第2引脚；所述三极管Q1.2的第1引脚通过电阻R57连接MCU；三极管Q1.2的第2引脚连接3.3V电源；三极管Q1.2的第2引脚还通过电阻R7连接3.3V电源；所述三极管Q1.2的第3引脚还通过电阻R6接地。

所述负载供电电路5a1包括电阻R3、电阻R4和电容C5.1，所述驱动芯片U5的第7引脚通过电阻R3连接12V电源端；驱动芯片U5第8引脚连接12V电源端；所述电容C5.1的一端连接12V电源端，电容C5.1的另一端接地；驱动芯片U5的第6引脚通过电阻R4连接12V电源端。12V电源端一方面通过第8引脚给芯片U5供电，另一方面通过电压R3进行分压之后形成芯片U5的基准电压，然后通过电阻R4确保芯片U5输出电压过大或过小，通过电容C5.1对输入的12V电源端进行滤波。

所述负载驱动电路5a2包括三极管Q3.1、电阻R18.1和电阻R17.1，所述三极管Q3.1的第1引脚连接驱动芯片U5的第6引脚，三极管Q3.1的第2引脚接地，三极管Q3.1的第3引脚连接负载5；三极管Q3.1的第3引脚通过电阻R17.1连接12V电源端；三极管Q3.1的第1引脚还通过电阻R18.1接地。当驱动芯片U5输出高电平信号使得三极管Q3.1导通，然后三极管Q3.1的集电极实处高电平信号为开关电路供电。

信号驱动电路的工作原理：通过MCU发送驱动信号至三极管Q1.2的第1引脚，从而使得三极管的第2引脚和第3引脚导通，进而使得3.3V电源端输出电压信号至驱动芯片U5的第2引脚，驱动芯片U5的第6引脚即可发出驱动信号三极管Q3.1的第1引脚，从而使得三极管Q3.1的第2引脚和第3引脚导通，由此12V电源端即可输出电压信号至负载从而驱动负载工作。由此通过发出低电压的控制信号控制高电压给负载供电，从而使得负载能够使用高电压进行工作的同时防止较高的电压可能会对控制元件造成损坏。

当电源电路异常时且在过零点时，MCU输出控制信号到信号驱动电路，三极管Q1.2截止，三极管Q3.1截止，12V电源端停止输出电压信号至开关电路的信号驱动端；开关电路断开火线、零线与负载的连接。

比较驱动电路2a包括信号检测放大电路2a 1和检测驱动电路2a 2；信号检测放大电路2a 1包括第一比较放大模块、第二比较放大模块、第三比较放大模块和第四比较放大模块。

第一比较放大模块的输入端和第二比较放大模块的输入端都与正半轴采样点、负半轴采样点连接；第一比较放大模块的输出端和第二比较放大模块的输出端与第三比较放大模块的输入端连接，第三比较放大模块的输入端接地；第三比较放大模块用于比较第一比较放大模块和第二比较放大模块输出电压值是否相同，并在相同时输出高电压信号，第三比较放大模块的输出端与第四比较放大模块的输入端连接，第四比较放大模块的输入端还与参考电源连接；第四比较放大模块的输出端与检测驱动电路连接。在本实施例中，参考电源的电压值为4V。

第一比较放大模块包括电阻R16、电阻R18、电阻R28、电容C3和运算放大器U1A；运算放大器U1A的第六引脚通过电阻R16与正半轴采样点连接，运算放大器U1A的第六引脚还通过电阻R28与运算放大器U1A的第七引脚连接；运算放大器U1A的第五引脚通过电阻R18与负半轴采样点连接，运算放大器U1A的第四引脚接地，运算放大器U1A的第八引脚与12V电源端连接且通过电容C3接地，运算放大器U1A的第七引脚与第二比较放大模块连接。通过运算放大器接入正半轴采样点和负半轴采样点，对输入的采样点电压进行比较，将负半轴采样电压和正半轴采样电压值进行比较得到采样电压值。

第二比较放大模块包括电阻R20、电阻R21、电阻R22和运算放大器U1B；运算放大器U1B的第三引脚通过电阻R20与正半轴采样点连接，运算放大器U1B的第三引脚还通过电阻R21与运算放大器U1B的第一引脚连接，运算放大器U1B的第二引脚通过电阻R22与负半轴采样点连接，运算放大器U1B的第一引脚与第二比较放大模块连接。通过运算放大器接入正半轴采样点和负半轴采样点，对输入的采样点电压进行比较，将负半轴采样电压和正半轴采样电压值进行比较得到采样电压值。

第三比较放大模块包括电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电容C5和运算放大器U2A；运算放大器U2A的第五引脚通过电阻R24与运算放大器U1B的第一引脚连接；运算放大器U2A的第五引脚还通过电阻R25运算放大器U1A的第七引脚连接；运算放大器U2A的第六引脚通过电阻R26接地，运算放大器U2A的第六引脚还通过电阻R27与运算放大器U2A的第七引脚连接；运算放大器U2A的第八引脚与12V电源端连接，且通过电容C5接地；运算放大器U2A的第四引脚接地；运算放大器U2A的第七引脚与第四比较放大模块连接。若第一比较放大模块和第二比较放大模块中输出的采样电压值相同时，即输入的电压值为两个采样电压值，输入到第三比较放大模块中，然后通过第三比较放大模块与第6引脚进行比较从而输出高电压信号。

第四比较放大模块包括电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R15、电阻R19、电容C4、双二极管D3.1和运算放大器U2B；

运算放大器U2B的第三引脚通过电阻R9与运算放大器U2B的第七引脚连接，运算放大器U2B的第三引脚还通过电阻R11接地，运算放大器U2B的第三引脚还通过电阻R12与双二极管D3.1的第三引脚连接，双二极管D3.1的第二引脚接地，双二极管D3.1的第三引脚与运算放大器U2B的第一引脚连接；电阻R10与电阻R12并联。

运算放大器U2B的第二引脚与参考电源连接，运算放大器U2B的第二引脚通过电阻R19接地；运算放大器U2B的第二引脚还与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与12V电源端连接，且通过电容C4接地。运算放大器U2B的第一引脚与检测驱动电路连接。在第三比较放大模块输入相同时，输出高电压信号给第四比较放大模块与参考电源进行比较，若电压值高于参考电源值时输出高电压信号，从而能在进行第二次放大的同时也能对采样电压进行进一步比较，从而确保电压比较的准确性。

检测驱动电路2a2包括电阻R13、电阻R23、双二极管D4.1、电阻R14、电阻R17和三极管Q5；电阻R13的一端与运算放大器U2B的第一引脚连接，电阻R13的另一端通过电阻R23接地，且与双二极管D4.1的第一引脚连接；电阻R13的另一端和双二极管D4.1外接报警电路6a，双二极管D4.1接地；双二极管D4.1的第三引脚与电阻R14的一端和三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极接地，且与电阻R14的另一端连接，三极管Q5的集电极与开关电路连接且通过电阻R17与12V电源端连接。

在本实施例中，运算放大器U1和运算放大器U2的型号为MC33172DR2G；双二极管D3.1和双二极管D4.1的型号为BAT54S。

以上比较驱动电路中，将电压采集点采集到的电压分别输入到第一比较放大模块和第二比较放大模块进行比较以及第一次放大；然后再将第一比较放大模块的输出电压、第二比较放大模块的输出电压进行比较放大之后都输入到第三比较放大模块中进行第二次放大；第三比较放大模块再将输出电压输入到第四比较放大模块中与参考电源进行比较；通过第一放大模块和第二放大模块比较分别得出采样到的电压值，然后在第三放大模块中进行比较，若第一放大模块和第二放大模块中采样到的电压值不同时第三放大模块中将输出比较结果，然后通过第四放大模块进行放大输出，从而使得第四放大模块输出的电压值能驱动开关电路启动，准确率高。

比较驱动电路中，当电压采集点电压经过第一比较放大模块比较之后的电压与经过第二比较放大模块比较之后的电压相同时，然后在经过第三比较放大模块输出高电压信号然后与第四放大模块的参考电源进行比较，若第三比较放大模块输出高电压信号小于参考电源的电压，输出高电压信号到双二极管D4.1的第一引脚并输出到报警电路进行报警操作，并使得双二极管D4.1中第一引脚和第三引脚导通，进而使得三极管Q5具有电压输入，三极管Q5导通，从而三极管Q5的集电极输出高电压信号到开关电路的驱动信号端1a3，方便开关电路在后续收到MCU检测到过零点信号时与比较驱动电路输出的高电压信号叠加驱动开关电路断开，通过一个电路既能实现报警电路以及开关电路驱动，电路结构简单且可靠。

报警电路6a包括光电耦合器U7、电阻R14.1、电阻R21.2、电阻R13.1、三极管Q1.1、电阻R10.1和电阻R15.1、电阻R5以及电容C28，信号输入端6a1与电阻R14.1的一端连接，信号输入端6a1用于外接比较驱动电路；在本实施例中，信号输入端6a1与电阻R13.1和双二极管D4.1连接。

电阻R14.1的另一端与三极管Q1.1的基极连接，三极管Q1.1的集电极分别与12V电源端以及光电耦合器U7的第3引脚相连，12V电源端另一方面与光电耦合器U7的第2引脚相连，光电耦合器U7的第5引脚接地，光电耦合器U7的第6引脚与信号输出端6a2相连，信号输出端6a2用于输出控制信号给MCU，光电耦合器U7的第6引脚还与电阻R21.2的一端相连，电阻R21.2的另一端与3.3V电源端相连，光电耦合器U7的第1引脚与3.3V电源端相连，光电耦合器U7的第7引脚通过电阻R13.1与3.3V电源端相连，电容C28的一端与3.3V电源端相连，电容C28的另一端接地，光电耦合器U7用于将输入的电压值转换为数字电平值，在三极管Q1.1的集电极与第一电压之间设置有电阻R10.1，在三极管Q1.1的集电极与光电耦合器U7的第3引脚之间设置有电阻R15.1，所述三极管Q1.1的基极还与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端和所述三极管Q1.1的发射极相连并接地。12V电源端3.3V电源端三极管Q1.1和三极管Q2.1为NPN三极管。

光电耦合器U7包括发光二极管D1.1、三极管Q2.1以及与门，光电耦合器U7的第2引脚和第3引脚之间分别与发光二极管D1.1的正极和负极相连，光电耦合器U7的第7引脚接入与门的使能端，光电耦合器U7的第6引脚与第5引脚与三极管Q2.1的集电极和发射极相连。本实施例中，光电耦合器U7的型号可以为6N137。

当输入电压使得二极管D1导通时发光，从而产生的电压值与使能端输入电压值进行与门运算之后输出数字信号给三极管Q2.1导通，从而使得光电耦合器U7的第6引脚输出低电平信号，进而实现数字逻辑信号的输出。MCU根据报警电路输出的控制信号控制蜂鸣器以及声光二极管打开或关闭实现报警功能。

报警电路的工作原理：检测到电源异常时，比较驱动电路输出的电压值通过三极管Q1.1导通，从而光电耦合器U7的第2引脚和第3引脚导通接入电压值，并通过光电耦合器U7的第6引脚输出逻辑电平值给MCU进行识别，这样既可通过一个光电耦合器U7实现将输入电压值转为逻辑电平的控制信号，通过MCU控制报警器以及光电提示器进行报警提示，从而方便接入MCU，同时电容C28输入给光电耦合器的电压进行过滤，确保光电耦合器工作的稳定性。

基准电压电路包括电容C6、电阻R41、电阻R42、电阻R20.1、运算放大器U2、电阻R21.1、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R20.1的一端连接，电阻R42的另一端接地，电阻R20.1的另一端与运算放大器U2的同相输入端连接；电阻R21.1的一端与运算放大器U2的反相输入端连接，电阻R21.1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电源端连接且通过电容C20接地，运算放大器U3的VEE端接地。在运算放大器U3的电源端连接有电容C20，对运算放大器U3的电源端进行过滤操作，运算放大器U3可靠。

3.3V的电压经过电阻R41、电阻R20.1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R21.1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U2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5V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；检测电源线路的电压过零点；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，当电源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基准电压；运算放大器U3的输出端输出0；当电源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基准电压；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电源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U3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U3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。

所述基准电压电路包括电容C6、电阻R41、电阻R42、电阻R20.1、运算放大器U2、电阻R21.1、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R20.1的一端连接，电阻R42的另一端接地，电阻R20.1的另一端与运算放大器U2的同相输入端连接；电阻R21.1的一端与运算放大器U2的反相输入端连接，电阻R21.1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。

检测电路还包括降温电路7a；降温电路7a降温电路7a包括供电电路7a1、温度检测电路7a2、温度驱动电路7a3、风扇驱动电路7a4和温度传感电路7a5；所述MCU与供电电路7a1、温度驱动电路7a3和风扇驱动电路7a4相连；所述供电电路7a1连接温度传感电路7a5，所述温度驱动电路7a3连接温度检测电路7a2，温度检测电路7a2连接温度传感电路7a5和MCU，所述温度传感电路连接第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器用于检测主发热区域内靠近主发热器件的温度，第二传感器用于检测主发热区域内远离主发热器件的温度，本实施例中，电器设备设置在箱体内，电器设备的主发热区域比如设置有容易出现电弧的电器如继电器等区域，主发热区域靠近主发热器件为设置有继电器这些主要发热器件的区域，而主发热区域内远离主发热器件为在主发热区域背离主发热器件的区域，所述风扇驱动电路7a4连接风扇。

所述温度检测电路7a2包括连接器J4、放大器U2.1、电阻R64、电阻R1.1、电阻R8.1、电阻R9.1、电阻R60、电阻R61、电阻R58、电容C2.1和电容C11；所述连接器J4的第1引脚通过电阻R1.1连接放大器U2.1的第6引脚；所述连接器J4的第2引脚通过电阻R8.1连接放大器U2.1的第5引脚；所述连接器J4的第3引脚和第5引脚连接温度传感电路7a5；所述连接器J4的第4引脚和第6引脚连接温度驱动电路7a3；所述连接器J4的第1引脚还通过电阻R64接地；所述放大器U2.1的第4引脚接地；所述放大器U2.1的第7引脚通过电阻R58连接MCU；所述放大器U2.1的第8引脚连接5V电源端；所述电阻R58通过电容C11接地；所述放大器U2.1的第5引脚还通过电阻R9.1连接1.65V的基准电压；所述放大器U2.1的第8引脚还通过电容C2.1接地；在放大器U2.1的第6引脚和第7引脚之间连接有电阻R61和电阻R60，所述电阻R60与电阻R61并联。

所述温度传感电路7a5连接第一温度传感电路7a51和第二温度传感电路7a52，第一温度传感电路包括第一温度传感器SEN1，所述第一温度传感器SEN1的第1引脚和第2引脚连接供电电路；第一温度传感器SEN1的第3引脚连接与连接器J4的第1引脚相连；第二温度传感电路SEN2包括第二温度传感器，所述第二温度传感器SEN2的第1引脚和第2引脚连接温度驱动电路；第二温度传感器SEN2的第3引脚连接与连接器J4的第2引脚相连。

以上降温电路7a，第一温度传感器SEN1和第二温度传感器SEN2的第1引脚和第2引脚通过供电电路以及温度驱动电路接入电源驱动温度传感器进行工作，然后第一传感器SEN1和第二温度传感器SEN2检测到的信号通过连接器J4输入到放大器中，从而通过连接器J4发送信号至主控芯片进而控制风扇开启。

所述供电电路7a1包括电阻R28.1、电阻R39、电阻R38、电容C14、电容C22和电容C26；温度传感器的第4引脚通过电阻R28.1连接3.3V电源端；温度传感器的第3引脚连接电阻R39的一端，电阻R39的另一端连接MCU；电阻R39的另一端还通过电容C14接地；温度传感器的第3引脚还通过电阻R38接地；所述电容C26与电阻R38并联设置；所述电容C22的一端连接3.3V电源端，电容C22的另一端接地。由此设置，通过供电电路对温度传感器进行供电，即可使得温度传感器可以工作对温度进行检测。

所述温度驱动电路7a3包括电阻R27.1、电阻R37、电阻R36、电容C15、电容C21和电容C25；连接器J4的第6引脚通过电阻R27.1连接3.3V电源端；连接器J4的第4引脚连接电阻R37的一端，电阻R37的另一端连接MCU；电阻R37的另一端还通过电容C15接地；连接器J4的第4引脚还通过电阻R36接地；所述电容C25和电阻R36并联设置；所述电容C21的一端连接3.3V电源端；电容C21的另一端接地。由此设置，MCU通过温度驱动电路发送信号至连接器J4驱动温度检测电路进行工作。

所述风扇驱动电路7a4包括连接端子J1、电阻R59、电阻R11.1、三极管Q2.2、二极管D3.2和二极管D3.21，所述连接端子J1的一端连接风扇，连接端子J1的另一端连接三极管Q2.2的第3引脚；所述连接端子J1的一端还通过二极管D3.2和二极管D3.21连接三极管Q2.2的第3引脚；所述三极管Q2.2的第2引脚接地；所述三极管Q2.2的第1引脚通过电阻R59连接MCU；三极管Q2.2的第1引脚还通过电阻R11.1接地。

当需要开启风扇时，MCU发送信号至三极管Q2.2的第1引脚使得三极管Q2.2导通，由此使得三极管Q2.2的第2引脚和第3引脚有电流通过，进而使得通过连接端子J1给风扇供电，由此实现风扇的开启，同时通过二极管D3.2和二极管D3.21导通给外界进行提示。

所述MCU的第13引脚连接温度检测电路；MCU的第11引脚连接风扇驱动电路；MCU的第19引脚连接供电电路；MCU的第20引脚连接温度驱动电路；所述MCU的第7引脚接地；MCU的第8引脚通过电容C27接地；MCU的第9引脚通过电容C7接地，MCU的第9引脚还连接3.3V电源端。由此设置，通过MCU在收到主发热区域内靠近主发热器件的温度大于远离主发热器件的温度且大于预设值时发送的控制信号时，发送给风扇驱动电路一个控制信号控制风扇启动或停止。

降温电路7a的工作原理，当连接器J4通过第1引脚和第2引脚发送信号至放大器U2.1，第1引脚用于接收第一温度传感器检测到的电压值，第2引脚用于接收第二温度传感器检测到的电压值，通过放大器比较电器设备内主发热区域内靠近主发热器件的温度大于远离主发热器件的温度且大于预设值时，使得放大器放大信号之后输出控制信号给MCU，MCU接收到信号并控制风扇驱动电路打开风扇从而对电路进行降温，当电器设备内靠近主发热器件的温度小于远离主发热器件的温度且或预设值时，经过放大器U2.1之后从而使得温度检测电路与MCU之间的信号断开，由此MCU则不驱动风扇驱动电路启动，从而降低启动风扇带来的电耗；通过设置温度检测电路和温度传感电路使得能够检测到电器中主发热区域内靠近主要发热器件的温度是否大于主发热区域内的远离主发热器件的温度从而确定是主发热器件引起的温度的升高，进而能够及时启动风扇对电路进行降温，防止电路因高温而短路，检测的准确性更高，且通过放大器U2.1实现检测结构简单且可靠。

Claims (10)

1.一种防触电的供电检测电路，其特征在于：包括开关电路、比较驱动电路、过零点检测电路、信号驱动电路、MCU和报警电路；

开关电路的输入端与电源的零线、火线连接，开关电路的输出端负载连接；开关电路连接有正半轴采样点、负半轴采样点和驱动信号端，正半轴采样点和负半轴采样点用于采集电源的电压；

驱动信号端与比较驱动电路的输出端和信号驱动电路的输出端连接，信号驱动电路的输入端与MCU连接；

信号驱动电路包括驱动芯片U5、负载供电电路、负载驱动电路和信号供电电路，所述驱动芯片U5的第2引脚连接信号供电电路；驱动芯片U5的第7引脚和第8引脚连接负载供电电路；驱动芯片U5的第1引脚和第4引脚空接；驱动芯片U5的第3引脚和第5引脚接地；驱动芯片U5的第6引脚连接负载驱动电路，所述负载供电电路还连接驱动芯片U5的第6引脚；所述信号供电电路用于接收MCU的开关信号；负载驱动电路外接开关电路；信号供电电路外接3.3V电源端，负载驱动电路和负载供电电路外接12V电源端，驱动芯片U5用于当信号供电电路给芯片提供电压时使得芯片输出电压为高电平并驱动负载供电电路导通并为开关电路供电；比较驱动电路包括检测放大电路和检测驱动电路；检测放大电路包括第一比较放大模块、第二比较放大模块、第三比较放大模块和第四比较放大模块；

第一比较放大模块的输入端和第二比较放大模块的输入端都与正半轴采样点、负半轴采样点连接；第一比较放大模块的输出端和第二比较放大模块的输出端与第三比较放大模块的输入端连接，第三比较放大模块的输入端接地；第三比较放大模块用于比较第一比较放大模块和第二比较放大模块输出电压值是否相同，并在相同时输出高电压信号，第三比较放大模块的输出端与第四比较放大模块的输入端连接，第四比较放大模块的输入端还与参考电源连接；第四比较放大模块的输出端与检测驱动电路连接；

检测驱动电路包括电阻R13、电阻R23、双二极管D4.1、电阻R14、电阻R17、三极管Q5；电阻R13的一端与第四比较放大模块的输出端连接，电阻R13的另一端通过电阻R23接地，且与双二极管D4.1的第一引脚连接；电阻R13的另一端和双二极管D4.1的第一引脚外接报警电路，双二极管D4.1的第二引脚接地；双二极管D4.1的第三引脚与电阻R14的一端和三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极接地，且与电阻R14的另一端连接；三极管Q5的集电极与开关电路连接且通过电阻R17与12V电源端连接；

报警电路包括光电耦合器U7、电阻R14.1、电阻R21.2、电阻R13.1、三极管Q1.1以及电容C28，信号输入端与电阻R14.1的一端连接，电阻R14.1的另一端与三极管Q1.1的基极连接，三极管Q1.1的集电极分别与12V电源端以及光电耦合器U7的第3引脚相连，12V电源端另一方面与光电耦合器U7的第2引脚相连，光电耦合器U7的第5引脚接地，光电耦合器U7的第6引脚用于输出控制信号，光电耦合器U7的第6引脚还与电阻R21.2的一端相连，电阻R21.2的另一端与3.3V电源端相连，光电耦合器U7的第1引脚与3.3V电源端相连，光电耦合器U7的第7引脚通过电阻R13.1与3.3V电源端相连，电容C28的一端与3.3V电源端相连，电容C28的另一端接地，光电耦合器U7用于将输入的电压值转换为数字电平值；

过零点检测电路包括运算放大器U3，运算放大器U3的反相输入端与火线连接，运算放大器U3的同相输入端与零线和基准电压电路连接；运算放大器U3的输出端与MCU连接。

2.根据权利要求1所述的一种防触电的供电检测电路，其特征在于：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；

运算放大器U3的VCC端与5V电源端连接且通过电容C20接地。

3.根据权利要求1所述的一种防触电的供电检测电路，其特征在于：第一比较放大模块包括电阻R16、电阻R18、电阻R28、电容C3和运算放大器U1A；运算放大器U1A的第六引脚通过电阻R16与正半轴采样点连接，运算放大器U1A的第六引脚还通过电阻R28与运算放大器U1A的第七引脚连接；运算放大器U1A的第五引脚通过电阻R18与负半轴采样点连接，运算放大器U1A的第四引脚接地，运算放大器U1A的第八引脚与12V电源端连接且通过电容C3接地，运算放大器U1A的第七引脚与第二比较放大模块连接。

4.根据权利要求3所述的一种防触电的供电检测电路，其特征在于：第二比较放大模块包括电阻R20、电阻R21、电阻R22和运算放大器U1B；运算放大器U1B的第三引脚通过电阻R20与正半轴采样点连接，运算放大器U1B的第三引脚还通过电阻R21与运算放大器U1B的第一引脚连接，运算放大器U1B的第二引脚通过电阻R22与负半轴采样点连接，运算放大器U1B的第一引脚与第二比较放大模块连接。

5.根据权利要求4所述的一种防触电的供电检测电路，其特征在于：第三比较放大模块包括电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电容C5和运算放大器U2A；运算放大器U2A的第五引脚通过电阻R24与运算放大器U1B的第一引脚连接，运算放大器U2A的第五引脚还通过电阻R25运算放大器U1A的第七引脚连接；运算放大器U2A的第六引脚通过电阻R26接地，运算放大器U2A的第六引脚还通过电阻R27与运算放大器U2A的第七引脚连接；运算放大器U2A的第八引脚与12V电源端连接，且通过电容C5接地；运算放大器U2A的第四引脚接地；运算放大器U2A的第七引脚与第四比较放大模块连接。

6.根据权利要求5所述的一种防触电的供电检测电路，其特征在于：第四比较放大模块包括电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R15、电阻R19、电容C4、双二极管D3.1和运算放大器U2B；

运算放大器U2B的第三引脚通过电阻R9与运算放大器U2B的第七引脚连接，运算放大器U2B的第三引脚还通过电阻R11接地，运算放大器U2B的第三引脚还通过电阻R12与双二极管D3.1的第三引脚连接，双二极管D3.1的第二引脚接地，双二极管D3.1的第三引脚与运算放大器U2B的第一引脚连接；电阻R10与电阻R12并联；

运算放大器U2B的第二引脚与参考电源连接，运算放大器U2B的第二引脚通过电阻R19接地；运算放大器U2B的第二引脚还与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与12V电源端连接，且通过电容C4接地。

7.根据权利要求6所述的一种防触电的供电检测电路，其特征在于：参考电源的电压值为4V。

8.根据权利要求1所述的一种防触电的供电检测电路，其特征在于：基准电压电路包括电容C6、电阻R41、电阻R42、电阻R20.1、运算放大器U2、电阻R21.1；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R20.1的一端连接，电阻R42的另一端接地，电阻R20.1的另一端与运算放大器U2的同相输入端连接；电阻R21.1的一端与运算放大器U2的反相输入端连接，电阻R21.1的另一端与运算放大器U2的输出端连接。

9.根据权利要求8所述的一种防触电的供电检测电路，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。

10.根据权利要求1所述的一种防触电的供电检测电路，其特征在于：还包括降温电路，降温电路包括供电电路、温度检测电路、温度驱动电路、风扇驱动电路和温度传感电路；所述MCU与供电电路、温度驱动电路和风扇驱动电路相连；所述供电电路连接温度传感电路，所述温度驱动电路连接温度检测电路，温度检测电路连接温度传感电路和MCU，所述温度传感电路连接第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器用于检测主发热区域内靠近主发热器件的温度，第二传感器用于检测主发热区域内远离主发热器件的温度，所述风扇驱动电路连接风扇；

所述温度检测电路包括连接器J4、放大器U2.1、电阻R64、电阻R1.1、电阻R8.1、电阻R9.1、电阻R60、电阻R61、电阻R58、电容C2.1和电容C11；所述连接器J4的第1引脚通过电阻R1.1连接放大器U2.1的第6引脚；所述连接器J4的第2引脚通过电阻R8.1连接放大器U2.1的第5引脚；所述连接器J4的第3引脚和第5引脚连接温度传感电路；所述连接器J4的第4引脚和第6引脚连接温度驱动电路；所述连接器J4的第1引脚还通过电阻R64接地；所述放大器U2.1的第4引脚接地；所述放大器U2.1的第7引脚通过电阻R58连接MCU；所述放大器U2.1的第8引脚连接5V电源端；所述电阻R58通过电容C11接地；所述放大器U2.1的第5引脚还通过电阻R9.1连接基准电压电路的输出端；所述放大器U2.1的第8引脚还通过电容C2.1接地；在放大器U2.1的第6引脚和第7引脚之间连接有电阻R61和电阻R60，所述电阻R60与电阻R61并联。