CN220855134U - 一种交流电断电检测电路、电路板及缝纫机产品 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电路检测的技术领域，公开了一种交流电断电检测电路、电路板及缝纫机产品。该检测电路包括分压模块、隔离模块及滤波模块；交流电源火线和零线分别接入分压模块输入端，分压模块输出端接隔离模块；隔离模块用于根据第一连接端至第二连接端的导通状态控制隔离模块的第三连接端至第四连接端的导通状态；滤波模块输入端分别接直流电源及第三连接端，滤波模块分别接第四连接端及地面，滤波模块输出端的电平状态用于表征交流电源火线和零线的交流电状态。通过单片机读取该检测电路的IO状态识别交流电状态，判断是否需断电保护，既实现交流电与直流电隔离，又实现直流电路检测交流电，降低成本，提高电路系统的稳定性。

Description

一种交流电断电检测电路、电路板及缝纫机产品

技术领域

本申请涉及电路检测的技术领域，尤其是涉及一种交流电断电检测电路、电路板及缝纫机产品。

背景技术

目前，工业生产离不开电力的支持，电源断电可能会导致供电产品损坏或电源内部电路受损的情况；在计算机系统中，交流电源断电还可能导致系统宕机，造成数据丢失、文件损坏等问题。现有的交流电源断电检测系统结构较为复杂，应用成本较高。因此，为了避免交流电源断电造成的损失，交流电源断电检测系统还有待简化，既可以实现交流电与直流电隔离，又可以实现直流电路检测交流电，在实现断电检测的同时降低成本，提高电路系统的稳定性。

实用新型内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种交流电断电检测电路、电路板及缝纫机产品，既可以实现交流电与直流电隔离，又可以实现直流电路检测交流电，在实现断电检测的同时降低成本，提高电路系统的稳定性。

第一方面，本申请实施例提供了一种交流电断电检测电路，包括分压模块、隔离模块及滤波模块；所述分压模块包括分压模组及防反向二极管，所述分压模组一端连接交流电源的火线，所述分压模组另一端分别连接所述防反向二极管的负极与所述隔离模块的第一连接端，所述防反向二极管的正极分别连接所述交流电源的零线与所述隔离模块的第二连接端；所述隔离模块用于根据所述第一连接端至所述第二连接端的导通状态控制所述隔离模块的第三连接端至第四连接端的导通状态；所述滤波模块的输入端分别连接直流电源及所述第三连接端，且所述滤波模块分别连接所述第四连接端及地面，所述滤波模块的输出端的电平状态用于表征所述交流电源的火线和零线的交流电状态。

优选的，还包括上拉电阻，所述上拉电阻一端连接所述直流电源，所述上拉电阻另一端分别连接所述第三连接端与所述滤波模块。

优选的，所述分压模组由多个电阻串联构成。

优选的，所述分压模组包括依次串联的第二电阻、第三电阻、第四电阻及第五电阻，所述第二电阻一端连接所述交流电源的火线，所述第五电阻一端分别连接所述防反向二极管的负极与所述隔离模块的第一连接端。

优选的，所述滤波模块包括滤波电阻及滤波电容，所述滤波电阻一端分别连接所述第三连接端与所述直流电源，所述滤波电阻另一端连接所述滤波电容一端形成所述滤波模块的输出端，所述滤波电容另一端分别连接所述第四连接端及地面。

优选的，所述隔离模块包括发光二极管及光敏三极管，所述发光二极管的正极分别连接所述分压模组一端与所述防反向二极管的负极，所述发光二极管的负极分别连接所述防反向二极管的正极与所述交流电源的零线；所述光敏三极管的基极用于接收来自所述发光二极管的电信号，所述光敏三极管的集电极分别连接所述直流电源与所述滤波电阻一端，所述光敏三极管的发射极分别连接地面与所述滤波电容另一端。

优选的，所述防反向二极管的耐压值大于所述交流电源的电压值。

第二方面，本申请实施例提供了一种电路板，所述电路板包括如第一方面任一项实施例所述的交流电断电检测电路。

第三方面，本申请实施例提供了一种缝纫机产品，所述缝纫机产品包括如第二方面所述的电路板。

与现有技术相比，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

通过单片机的读取口读取IO信号波形，当交流电处于正半波周期时，交流电源的火线输入的交流电依次经过分压模组进行分压限流，随后流经隔离模块，即第一连接端至第二连接端导通，再回到交流电源的零线，从而导通隔离模块，即第三连接端至第四连接端的支路导通，直流电源VCC输出的直流电直接经过隔离模块的第三连接端至第四连接端，此时单片机的读取口读取IO电平为低电平。当交流电处于负半波周期时，交流电源的零线输入的交流电先经过防反向二极管，随后依次流经分压模组进行分压限流，再回到交流电源的火线；此时交流电不流经隔离模块，即第一连接端至第二连接端不导通，因此隔离模块截止，即第三连接端至第四连接端的支路不导通，直流电源VCC输出的直流电从滤波模块的输出端流出，单片机的读取口读取IO电平为高电平。该交流电断电检测电路既实现了交流电与直流电隔离，又实现了直流电路检测交流电，在实现断电检测的同时降低成本，提高电路系统的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，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，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的交流电断电检测电路的电路原理图。

图2为本申请实施例提供的单片机识别的检测波形图。

附图标记说明：R1、上拉电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、滤波电阻；C、滤波电容；D1、防反向二极管；E、隔离模块；D2、发光二极管；Q、光敏三极管；L、火线；N、零线；VCC：直流电源。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/ 或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参照图1，本申请实施例提供了一种交流电断电检测电路，包括分压模块、隔离模块E及滤波模块。其中，交流电源的火线L和零线N分别连接分压模块，分压模块接入隔离模块E的输入端，隔离模块E的输出端分别连接直流电源VCC及滤波模块；同时，单片机的读取口连接滤波模块的输出端，以读取该检测电路的IO状态（I即输入，O即输出）来识别交流电源的火线L和零线N的交流电状态，从而判断是否需要行断电保护。

在具体的实施例中，分压模块包括分压模组及防反向二极管D1。在此，将隔离模块E的输入端定义为第一连接端及第二连接端，将隔离模块E的输出端定义为第三连接端及第四连接端。其中，分压模组一端连接交流电源的火线L，分压模组另一端分别连接防反向二极管D1的负极与隔离模块E的第一连接端，防反向二极管D1的正极分别连接交流电源的零线N与隔离模块E的第二连接端。

在此，隔离模块E用于根据第一连接端至第二连接端的导通状态控制隔离模块E的第三连接端至第四连接端的导通状态；滤波模块的输入端分别连接直流电源VCC及隔离模块E的第三连接端，且滤波模块分别连接隔离模块E的第四连接端及地面，滤波模块的输出端的电平状态用于表征交流电源的火线L和零线N的交流电状态。另一方面，该检测电路选取的防反向二极管D1的耐压值需大于交流电源的电压值，例如检测220V的交流电需选择耐压220V以上的防反向二极管D1，以免因防反向二极管D1的耐压值不够达不到检测的效果。

在具体的实施例中，分压模组由多个电阻串联构成。具体的，分压模组包括依次串联的第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4及第五电阻R5。其中，第二电阻R2一端连接交流电源的火线L，第三电阻R3两端分别连接第二电阻R2另一端及第四电阻R4一端，第四电阻R4另一端连接第五电阻R5一端，第五电阻R5另一端分别连接防反向二极管D1的负极与隔离模块E的第一连接端。在此，依次串联的第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4及第五电阻R5用以限制所在支路电流的大小，以防电流过大烧坏该检测电路上的元器件；防反向二极管D1具有较高的反压承受能力，能够有效地防止反向电压对电子元器件的破坏。

在具体的实施例中，滤波模块包括滤波电阻R6及滤波电容C。其中，滤波电阻R6一端分别连接隔离模块E的第三连接端与直流电源VCC，滤波电阻R6另一端连接滤波电容C一端形成滤波模块的输出端，通过单片机的读取口读取滤波模块输出端的电平状态，以表征交流电源的火线L和零线N的交流电状态，滤波电容C另一端分别连接隔离模块E的第四连接端及地面。在此，滤波电阻R6起到稳定输出电压和电流的作用，在该检测电路后端的直流输出电路中，滤波电阻R6能够防止检测电路中的电流过大，从而使检测电路不受过载的影响，保护电路的稳定性和可靠性；滤波电容C用以降低交流脉动波纹系数，使输出的直流更平滑；因而，该滤波模块可提升IO信号的稳定性。

在具体的实施例中，该检测电路还包括上拉电阻R1。其中，上拉电阻R1一端连接直流电源VCC，上拉电阻R1另一端分别连接隔离模块E的第三连接端与滤波电阻R6一端。在此，通过上拉电阻R1将不确定的电信号钳位在高电平，且上拉电阻R1起限流作用。

在具体的实施例中，隔离模块E选用四端光电耦合器，四端光电耦合器的输入端与输出端间互相隔离，电信号传输具有单向性的特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。

其中，四端光电耦合器包括发光二极管D2及光敏三极管Q，发光二极管D2的正极分别连接第五电阻R5一端与防反向二极管D1的负极，发光二极管D2的负极分别连接防反向二极管D1的正极与交流电源的零线N；光敏三极管Q的基极用于接收来自发光二极管D2的电信号，光敏三极管Q的集电极分别连接直流电源VCC与滤波电阻R6一端，光敏三极管Q的发射极分别连接地面与滤波电容C一端。四端光电耦合器工作时，其输入端接收来自交流电源的交流电信号，使发光二极管D2的芯体发光，而光敏三极管Q受光照后产生光电流并经后端直流电路放大后输出，实现由电到光到电的转换，从而实现输入和输出电路的电器隔离。

请参照图1和图2，该检测电路的工作状态为：通过单片机的读取口读取IO信号波形，当交流电处于正半波周期时，交流电源的火线L输入的交流电依次经过第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4及第五电阻R5等分压模组进行分压限流，随后流经四端光电耦合器中的发光二极管D2，即四端光电耦合器的第一连接端至第二连接端导通，再回到交流电源的零线N，从而导通四端光电耦合器，即四端光电耦合器的第三连接端至第四连接端的支路导通，直流电源VCC输出直流电直接经过四端光电耦合器的第三连接端至第四连接端；此时四端光电耦合器的第三连接端与滤波电阻R6的连接处、第四连接端与滤波电容C的连接处均短路，单片机的读取口读取IO电平为低电平。

当交流电处于负半波周期时，交流电源的零线N输入的交流电先经过防反向二极管D1，随后依次流经第五电阻R5、第四电阻R4、第三电阻R3及第二电阻R2等分压模组进行分压限流，再回到交流电源的火线L；此时交流电不流经四端光电耦合器，即四端光电耦合器的第一连接端至第二连接端不导通，因此四端光电耦合器截止，即四端光电耦合器的第三连接端至第四连接端的支路不导通，直流电源VCC输出的直流电从滤波模块的输出端流出，单片机的读取口读取IO电平为高电平。

在本实施例中，每秒钟输入50赫兹的交流电，单片机内每100毫秒计算所接收到的脉冲数目，若每100毫秒接收到的脉冲数目小于三个，则判定电源的火线L、零线N断电，此时无法读取到IO信号波形。

因此，单片机可以根据读取到IO电平状态判断交流电的状态。当单片机的读取口读取到IO电平为低电平时，此时IO信号波形水平，无需进行断电保护功能；当单片机的读取口读取到IO电平为高电平时，此时IO信号波形处于波动状态，启动断电保护功能。该交流电断电检测电路既实现了交流电与直流电隔离，又实现了直流电路检测交流电，在实现断电检测的同时降低成本，提高电路系统的稳定性。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种交流电断电检测电路，其特征在于：包括分压模块、隔离模块及滤波模块；

所述分压模块包括分压模组及防反向二极管，所述分压模组一端连接交流电源的火线，所述分压模组另一端分别连接所述防反向二极管的负极与所述隔离模块的第一连接端，所述防反向二极管的正极分别连接所述交流电源的零线与所述隔离模块的第二连接端；

所述隔离模块用于根据所述第一连接端至所述第二连接端的导通状态控制所述隔离模块的第三连接端至第四连接端的导通状态；

所述滤波模块的输入端分别连接直流电源及所述第三连接端，且所述滤波模块分别连接所述第四连接端及地面，所述滤波模块的输出端的电平状态用于表征所述交流电源的火线和零线的交流电状态。

2.根据权利要求1所述的交流电断电检测电路，其特征在于，还包括上拉电阻，所述上拉电阻一端连接所述直流电源，所述上拉电阻另一端分别连接所述第三连接端与所述滤波模块。

3.根据权利要求1所述的交流电断电检测电路，其特征在于，所述分压模组由多个电阻串联构成。

4.根据权利要求3所述的交流电断电检测电路，其特征在于，所述分压模组包括依次串联的第二电阻、第三电阻、第四电阻及第五电阻，所述第二电阻一端连接所述交流电源的火线，所述第五电阻一端分别连接所述防反向二极管的负极与所述隔离模块的第一连接端。

5.根据权利要求1所述的交流电断电检测电路，其特征在于，所述滤波模块包括滤波电阻及滤波电容，所述滤波电阻一端分别连接所述第三连接端与所述直流电源，所述滤波电阻另一端连接所述滤波电容一端形成所述滤波模块的输出端，所述滤波电容另一端分别连接所述第四连接端及地面。

6.根据权利要求5所述的交流电断电检测电路，其特征在于，所述隔离模块包括发光二极管及光敏三极管，所述发光二极管的正极分别连接所述分压模组一端与所述防反向二极管的负极，所述发光二极管的负极分别连接所述防反向二极管的正极与所述交流电源的零线；所述光敏三极管的基极用于接收来自所述发光二极管的电信号，所述光敏三极管的集电极分别连接所述直流电源与所述滤波电阻一端，所述光敏三极管的发射极分别连接地面与所述滤波电容另一端。

7.根据权利要求1所述的交流电断电检测电路，其特征在于，所述防反向二极管的耐压值大于所述交流电源的电压值。

8.一种电路板，其特征在于，包括如权利要求1-7任意一项所述的交流电断电检测电路。

9.一种缝纫机产品，其特征在于，包括权利要求8所述的电路板。