CN220913219U - 一种设备异常处理电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及设备用电安全技术领域，提供一种设备异常处理电路，包括主控制器、串联在火线上的开关模块和异常检测模块；所述异常检测模块的一端通过所述开关模块与火线输入端连接，另一端作为火线输出端与负载连接；所述主控制器的电压检测脚与所述异常检测模块连接，输出端与所述开关模块连接。本实用新型一方面在火线上串联异常检测模块，实时监测输入的交流电压的变化，进而有助于主控制器及时确定设备负载是否异常；另一方面在异常检测模块于火线输入端之间串联开关模块，主控制器根据是否检测到异常状况驱动开关模块导通或截止，进而提高电路的安全性。

Description

一种设备异常处理电路

技术领域

本实用新型涉及设备用电安全技术领域，尤其涉及一种设备异常处理电路。

背景技术

在日常的用电设备使用时，如果发生短路、开路等异常状况，电力系统中电压波动将给用电设备造成损害，轻则影响用电设备的使用寿命，重则用电设备烧毁引发火灾。为避免财产损失并降低安全风险，用电设备需要配置电压检测电路，其用于检测电网的电压波动，在电压过低或者过高时执行保护动作，保证用电设备不受电压波动影响。

而现有的电路电压异常检测，实时性较差，因此在远端控制中心无法及时发现和做出处理。因此，有必要对现有的电压检测电路进行改进。

发明内容

本实用新型提供一种设备异常处理电路，解决了现有的电压检测电路检测实时性差导致的设备反应灵敏度低，远端控制中心无法及时进行电路保护导致设备受损的技术问题。

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种设备异常处理电路，包括主控制器、串联在火线上的开关模块和异常检测模块；所述异常检测模块的一端通过所述开关模块与火线输入端连接，另一端作为火线输出端与负载连接；所述主控制器的电压检测脚与所述异常检测模块连接，输出端与所述开关模块连接。

本基础方案一方面在火线上串联异常检测模块，实时监测输入的交流电压的变化，进而有助于主控制器及时确定设备负载是否异常；另一方面在异常检测模块于火线输入端之间串联开关模块，主控制器根据是否检测到异常状况驱动开关模块导通或截止，进而提高电路的安全性。

在进一步的实施方案中，所述异常检测模块包括信号采集单元、第一检测单元、第二检测单元，所述第一检测单元、第二检测单元并联，所述信号采集单元的两个采集端分别与所述开关模块、负载连接：

所述第一检测单元包括二极管D1，二极管D1的阴极与所述开关模块连接，阳极与负载连接；

所述第二检测单元包括二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5；所述二极管D2的阴极与负载连接，阳极与二极管D3的阴极连接；二极管D4的阴极与二极管D3的阳极连接，阳极与二极管D5的阴极连接；二极管D5的阳极与所述开关模块连接。

本方案在火线上设置并联的第一检测单元和第二检测单元，分别对应交流电的正半波、负半波，实现对交流电压的有效检测。

在进一步的实施方案中，所述信号采集单元包括光电耦合器和第一电阻；所述光电耦合器的1脚作为采集端通过所述第一电阻与所述开关模块连接，2脚作为采集端与负载连接，3脚与所述主控制器的电压检测脚连接，4脚与电源端VCC1连接。

本方案通过将交流电压大小的模拟量变化，关联成光耦开关截止导通的数字量变化，不但使得检测响应速度得到大幅提升，数字量直接反馈至主控制器进行异常判断，判断效率高，设备反应灵敏度强。

在进一步的实施方案中，所述信号采集单元还包括第二电阻和第一电容；所述第二电阻的一端与所述光电耦合器的3脚连接，另一端接地；所述第一电容与所述第二电阻并联。

本方案在光电耦合器的3脚出接入第二电阻和第一电容，形成RC延时回路，可有效防止VCC1出的电流冲击，提高电路稳定性。

在进一步的实施方案中，所述开关模块包括电性连接的继电器和开关驱动组件；所述继电器的串联在火线上，一端与火线输入端连接，另一端与所述开关驱动组件连接；所述开关驱动组件的控制端与所述主控制器的输出端连接。

在进一步的实施方案中，所述开关驱动组件包括第一开关管、第二开关管、第三电阻、第四电阻、第五电阻和二极管D6；

所述第一开关管的第一端通过所述第四电阻与电源端VCC2连接，第二端接地，控制端通过所述第三电阻与所述主控制器的输出端连接；

所述第二开关管的第一端与所述继电器连接，第二端接地，控制端与所述第一开关管的第一端连接；

所述第五电阻的一端与所述第一开关管的控制端连接，另一端接地；

所述二极管D6的阳极与所述第二开关管的第一端连接，阴极与电源端VCC2连接。

本方案采用开关管控制继电器的吸合、断开，进而控制电路的开关、实现电路的自动控制和保护。

在进一步的实施方案中，所述第一开关管为N沟道MOS管或P沟道MOS管。

在进一步的实施方案中，所述第二开关管为N沟道MOS管或P沟道MOS管。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种设备异常处理电路的框架图；

图2是本实用新型实施例提供的图1中的部分硬件电路图；

其中：主控制器1、开关模块2、异常检测模块3、负载4；

二极管D1～二极管D6，光电耦合器U1，第一电容C1，第一电阻R1～第五电阻R5，继电器K1，第一开关管Q1，第二开关管Q2。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本实用新型的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本实用新型的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本实用新型专利保护范围的限制，因为在不脱离本实用新型精神和范围基础上，可以对本实用新型进行许多改变。

本实用新型实施例提供的一种设备异常处理电路，如图1所示，在本实施例中，包括主控制器1、串联在火线上的开关模块2和异常检测模块3；异常检测模块3的一端通过开关模块2与火线输入端AC-L连接，另一端作为火线输出端AC-OUT与负载4连接；主控制器1的电压检测脚DET与异常检测模块3连接，输出端ctrl与开关模块2连接。

在本实施例中，主控制器1为具备数据处理功能的芯片，例如MCU。

在本实施例中，异常检测模块3包括信号采集单元、第一检测单元、第二检测单元，第一检测单元、第二检测单元并联，信号采集单元的两个采集端分别与开关模块2、负载4连接：

第一检测单元包括二极管D1，二极管D1的阴极与开关模块2连接，阳极与负载4连接；

第二检测单元包括二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5；二极管D2的阴极与负载4连接，阳极与二极管D3的阴极连接；二极管D4的阴极与二极管D3的阳极连接，阳极与二极管D5的阴极连接；二极管D5的阳极与开关模块2连接。

本实施例在火线上设置并联的第一检测单元和第二检测单元，分别对应交流电的正半波、负半波，实现对交流电压的有效检测。

在本实施例中，信号采集单元包括光电耦合器U1和第一电阻R1；光电耦合器U1的1脚作为采集端通过第一电阻R1与开关模块2连接，2脚作为采集端与负载4连接，3脚与主控制器1的电压检测脚DET连接，4脚与电源端VCC1连接。

本实施例通过将交流电压大小的模拟量变化，关联成光耦开关截止导通的数字量变化，不但使得检测响应速度得到大幅提升，数字量直接反馈至主控制器1进行异常判断，判断效率高，设备反应灵敏度强。

在本实施例中，信号采集单元还包括第二电阻R2和第一电容C1；第二电阻R2的一端与光电耦合器U1的3脚连接，另一端接地；第一电容C1与第二电阻R2并联。

本实施例在光电耦合器U1的3脚出接入第二电阻R2和第一电容C1，形成RC延时回路，可有效防止VCC1出的电流冲击，提高电路稳定性。

在本实施例中，开关模块2包括电性连接的继电器K1和开关驱动组件；继电器K1的串联在火线上，一端与火线输入端AC-L连接，另一端与开关驱动组件连接；开关驱动组件的控制端与主控制器1的输出端ctrl连接。

在本实施例中，开关驱动组件包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和二极管D6；

第一开关管Q1的第一端通过第四电阻R4与电源端VCC2连接，第二端接地，控制端通过第三电阻R3与主控制器1的输出端ctrl连接；

第二开关管Q2的第一端与继电器K1连接，第二端接地，控制端与第一开关管Q1的第一端连接；

第五电阻R5的一端与第一开关管Q1的控制端连接，另一端接地；

二极管D6的阳极与第二开关管Q2的第一端连接，阴极与电源端VCC2连接。

在本实施例中，第一开关管Q1为N沟道MOS管或P沟道MOS管。

在本实施例中，第二开关管Q2为N沟道MOS管或P沟道MOS管。

具体的，第一开关管Q1、第二开关管Q2的开关管类型可根据实际的电路需求进行设置。以第一开关管Q1、第二开关管Q2均为N沟道MOS管为例，上述第一端为漏极、第二端为源极、控制端为栅极。

本实施例采用开关管控制继电器K1的吸合、断开，进而控制电路的开关、实现电路的自动控制和保护。

本实用新型的工作原理如下：

交流电由正半波和负半波组成一个周期。

首先，主控制器1输出信号，通过开关管驱动继电器K1吸合。

其次，当交流电正半波时，通过二极管D1流入设备负载4。

当交流电负半波时，通过二极管D2、D3、D4、D5产生压降(适配交流电)，光电耦合器U1导通，主控制器1通过电压检测脚DET检测此处电平，主控制器1以固定频率(例如10ms)检测电压检测脚DET的电平信号，当出现异常时，主控制器1的电压检测脚DET检测到低电平。

因此，主控制器1设定在一定的周期内，只有低电平，没收到高电平，即判断为异常产生。由此，主控制器1输出信号执行异常处理，通过开关管驱动继电器K1断开或者关联备用设备等。

本实用新型实施例一方面在火线上串联异常检测模块3，实时监测输入的交流电压的变化，进而有助于主控制器1及时确定设备负载4是否异常；另一方面在异常检测模块3于火线输入端AC-L之间串联开关模块2，主控制器1根据是否检测到异常状况驱动开关模块2导通或截止，进而提高电路的安全性。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种设备异常处理电路，其特征在于：包括主控制器、串联在火线上的开关模块和异常检测模块；所述异常检测模块的一端通过所述开关模块与火线输入端连接，另一端作为火线输出端与负载连接；所述主控制器的电压检测脚与所述异常检测模块连接，输出端与所述开关模块连接。

2.如权利要求1所述的一种设备异常处理电路，其特征在于：所述异常检测模块包括信号采集单元、第一检测单元、第二检测单元，所述第一检测单元、第二检测单元并联，所述信号采集单元的两个采集端分别与所述开关模块、负载连接：

所述第一检测单元包括二极管D1，二极管D1的阴极与所述开关模块连接，阳极与负载连接；

所述第二检测单元包括二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5；所述二极管D2的阴极与负载连接，阳极与二极管D3的阴极连接；二极管D4的阴极与二极管D3的阳极连接，阳极与二极管D5的阴极连接；二极管D5的阳极与所述开关模块连接。

3.如权利要求2所述的一种设备异常处理电路，其特征在于：所述信号采集单元包括光电耦合器和第一电阻；所述光电耦合器的1脚作为采集端通过所述第一电阻与所述开关模块连接，2脚作为采集端与负载连接，3脚与所述主控制器的电压检测脚连接，4脚与电源端VCC1连接。

4.如权利要求3所述的一种设备异常处理电路，其特征在于：所述信号采集单元还包括第二电阻和第一电容；所述第二电阻的一端与所述光电耦合器的3脚连接，另一端接地；所述第一电容与所述第二电阻并联。

5.如权利要求4所述的一种设备异常处理电路，其特征在于：所述开关模块包括电性连接的继电器和开关驱动组件；所述继电器的串联在火线上，一端与火线输入端连接，另一端与所述开关驱动组件连接；所述开关驱动组件的控制端与所述主控制器的输出端连接。

6.如权利要求5所述的一种设备异常处理电路，其特征在于：所述开关驱动组件包括第一开关管、第二开关管、第三电阻、第四电阻、第五电阻和二极管D6；

所述第一开关管的第一端通过所述第四电阻与电源端VCC2连接，第二端接地，控制端通过所述第三电阻与所述主控制器的输出端连接；

所述第二开关管的第一端与所述继电器连接，第二端接地，控制端与所述第一开关管的第一端连接；

所述第五电阻的一端与所述第一开关管的控制端连接，另一端接地；

所述二极管D6的阳极与所述第二开关管的第一端连接，阴极与电源端VCC2连接。

7.如权利要求6所述的一种设备异常处理电路，其特征在于：所述第一开关管为N沟道MOS管或P沟道MOS管。

8.如权利要求6所述的一种设备异常处理电路，其特征在于：所述第二开关管为N沟道MOS管或P沟道MOS管。