TWI535161B - 交流電壓偵測電路 - Google Patents

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TWI535161B TW100118530A TW100118530A TWI535161B TW I535161 B TWI535161 B TW I535161B TW 100118530 A TW100118530 A TW 100118530A TW 100118530 A TW100118530 A TW 100118530A TW I535161 B TWI535161 B TW I535161B
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張俊偉
莊宗仁
翁世芳
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Description

交流電壓偵測電路
本發明涉及一種可偵測交流電源電壓的電路。
市電電源的穩定供應對家用電器的壽命產生著直接影響，如果交流電壓過大則容易燒壞電器，而交流電壓過小則容易使家用電器處於非正常工作狀態。市電電源電壓如果處於一較長的波動較大的狀況，必然會使得家用電器的壽命大大減少。
有鑒於此，有必要提供一種交流電壓偵測電路，以解決上述問題。
本發明提供一種交流電壓偵測電路，可即時偵測交流電壓，並在交流電壓超出預定範圍時產生相應提示，從而用戶可及時關閉家用電器，避免家用電器的損壞。
一種交流電壓偵測電路，用於偵測交流電源的電壓並產生提示，包括一轉換模組、一比較模組以及一提示模組。該轉換模組與該交流電源連接，用於將交流電源的電壓轉換成一交流電流，並將該交流電流轉換成一直流電壓，該直流電壓反映了該交流電源的實際電壓。該比較模組與該轉換模組連接，用於將該直流電壓與一第一標準電壓以及一小於該第一標準電壓的第二標準電壓進行比較，並在該直流電壓大於該第一標準電壓或小於該第二標準電 壓時產生一控制信號，該第一標準電壓反映了交流電源允許的最大電壓值，該第二標準電壓反映了交流電源允許的最小電壓值。該提示模組，用於接收該控制信號產生提示信號。
本發明的交流電壓偵測電路可方便地偵測交流電源電壓是否處於允許的範圍，並在交流電源電壓超出該允許的範圍時產生提示信號，給用戶以提醒。
1‧‧‧交流電壓偵測電路
2‧‧‧交流電源
10‧‧‧轉換模組
20‧‧‧比較模組
30‧‧‧提示模組
101‧‧‧光耦合電路
1011‧‧‧第一輸入端
1012‧‧‧第二輸入端
1013‧‧‧第一輸出端
1014‧‧‧第二輸出端
21、22‧‧‧輸出端
201‧‧‧標準電壓設定電路
202‧‧‧第一比較器
203‧‧‧第二比較器
2021、2031‧‧‧正相輸入端
2022、2032‧‧‧反相輸入端
2023、2033‧‧‧輸出端
R1、R2、R3、R4、R5‧‧‧電阻
圖1為本發明第一實施方式中交流電壓偵測電路的模組示意圖。
圖2為本發明第一實施方式中交流電壓偵測電路的具體電路圖。
請參閱圖1，為本發明較佳實施方式中交流電壓偵測電路1的電路框圖。該交流電壓偵測電路1包括一轉換模組10、一比較模組20以及一提示模組30。該轉換模組10用於將交流電源2的電壓轉換成一交流電流，並將該交流電流轉換成一直流電壓，其中，該交流電流與該交流電源2的電壓呈一固定關係，該直流電壓與該交流電流又呈另一固定關係，從而該直流電壓與交流電源2的電壓呈固定的一一對應關係，反映了該交流電源2的實際電壓。該比較模組20用於將該直流電壓分別與第一標準電壓、以及小於該第一標準電壓的第二標準電壓進行比較，其中，該第一標準電壓反映了該交流電壓的最大允許值，該第二標準電壓反映了該交流電壓的最小允許值。該比較模組20比較該直流電壓大於該第一標準電壓或小於該第二標準電壓時，輸出一控制信號至該提示模組30，該提示模組30產生相應的提示信號來提醒用戶該交流電源2的電壓超出了允許的範圍。其中，該第一、第二標準電壓的大小可 根據交流電源2實際允許的電壓範圍進行設定。
請參閱圖2，為本發明較佳實施方式中交流電壓偵測電路1的具體電路圖。在該具體電路圖中，該轉換模組10包括電阻R1、R2，光耦合電路101，該光耦合電路101包括第一輸入端1011、第二輸入端1012、第一輸出端1013以及第二輸出端1014。該第一輸入端1011、第二輸入端1012分別通過電阻R1、R2與交流電源2的兩個輸出端21、22連接，該第二輸出端1014接地。具體的，該轉換模組10可為通過一兩腳插頭的形式插入電源插座中從而與該交流電源2的兩個輸出端21、22連接。
在本實施方式中，該光耦合電路101為一雙嚮導通光耦合開關，該光耦合電路101的第一輸入端1011以及第二輸入端1012隨著交流電源電壓的正負變化而產生從第一輸入端1011至第二輸入端1012的電流或從第二輸入端1012至第一輸入端1011的電流，使得該光耦合電路101處於導通狀態。設交流電壓為Vs，則流經第一輸入端1011以及第二輸入端1012的電流為Vs/(R1+R2)，由於電阻R1、R2阻值固定，該流經第一輸入端1011以及第二輸入端1012的電流與該交流電源2的電壓呈一固定關係。
設該第一輸入端1011以及第二輸入端1012流過的電流為第一電流，由光耦合電路101的性質可知，當該光耦合電路101導通時，若第一輸入端1011以及第二輸入端1012流過第一電流，該光耦合電路101的將產生與該第一電流呈一定關係的從第一輸出端1013流至第二輸出端1014的第二電流。在本實施方式中，該第二輸出端1014接地，由光耦合電路101的內部結構可知，該第一輸出端1013與第二輸出端1014分別與一NPN三極管(圖中未標示)的集 電極和發射極連接，從而該第一輸出端1013具有一電壓，且隨著流過NPN三極管的電流的改變，集電極與發射極之間的電壓差以一固定關係變化。從而，第一輸出端1013的直流電壓值與該作為第一電流的交流電流呈一一對應的固定關係，而該交流電流又與交流電源2的電壓呈一一對應關係，因此，該第一輸出端1013的直流電壓值與該交流電源2的電壓呈一一對應關係。
該比較模組20包括一標準電壓設定電路201、第一比較器202以及第二比較器203。該標準電壓設定電路201包括一電壓端Vcc以及串聯於電壓端Vcc以及接地點之間的電阻R3、R4以及R5。該電壓段Vcc產生的電壓經過該電阻R3、R4以及R5的分壓後分別產生該第一標準電壓以及第二標準電壓。其中，該電阻R3、R4的連接節點產生第一標準電壓，該電阻R4、R5的連接節點產生第二標準電壓。該第一比較器202包括正相輸入端2021、反相輸入端2022以及輸出端2023，該第二比較器203包括正相輸入端2031、反相輸入端2032以及輸出端2033。該第一比較器202的反相輸入端2022與電阻R3、R4的連接節點相連而獲得該第一標準電壓，正相輸入端2021與光耦合電路101的第一輸出端1013連接而獲得該第一輸出端1013輸出的直流電壓。該第二比較器203的正相輸入端2031與電阻R4、R5的連接節點連接而獲得該第二標準電壓，反相輸入端2032也與該光耦合電路101的第一輸出端1013連接而獲得該第一輸出端1013輸出的直流電壓。
該第一比較器202的輸出端2023以及該第二比較器203的輸出端2033均與該提示模組30連接。
該第一比較器202將該第一標準電壓與該光耦合電路101的第一輸 出端1013輸出的直流電壓進行比較，並在該直流電壓大於該第一標準電壓時通過輸出端2023輸出一高電準位的控制信號至該提示模組30，觸發該提示模組30產生提示信號。該第二比較器203將該第二標準電壓與該光耦合電路101的第一輸出端1013輸出的直流電壓進行比較，並在直流電壓小於該第二標準電壓時產生一高電準位的控制信號至該提示模組30，觸發該提示模組30產生提示信號。從而，當該直流電壓大於該第一標準電壓或小於該第二標準電壓時，該提示模組30均會產生提示信號。其中，該提示模組40可為一LED指示電路，進行發光提示，也可為一發聲電路，進行聲音提示。其中，該比較模組20還包括其他電路元件，由於為現有習知電路且與本發明相關性不大，故未在此描述。
本發明中，通過該轉換模組10將交流電源2的電壓轉換為一直流電壓後與預先設定的反映了交流電源2電壓合適範圍的標準電壓進行比較，當直流電壓並未在標準電壓範圍內時，判斷交流電源2超出了合適的範圍，並給予提示，從而提示用戶及時關閉用電器，避免用電器的損壞。
1‧‧‧交流電壓偵測電路
2‧‧‧交流電源
10‧‧‧轉換模組
20‧‧‧比較模組
30‧‧‧提示模組

Claims (7)

  1. 一種交流電壓偵測電路，用於偵測交流電源的電壓並產生提示，其中該交流電源包括兩輸出端，其改良在於，該交流電壓偵測電路包括：一轉換模組，與該交流電源連接，用於將交流電源的電壓轉換成一交流電流，並將該交流電流轉換成一直流電壓，該直流電壓反映了該交流電源的實際電壓，其中該轉換模組包括第一電阻、第二電阻以及光耦合電路，該光耦合電路包括第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端以及第二輸出端，該第一輸入端、第二輸入端分別通過第一電阻、第二電阻與交流電源的兩個輸出端連接，該光耦合電路的第二輸出端接地，第一輸出端輸出該直流電壓；一比較模組，與該轉換模組中光耦合電路的第一輸出端連接，用於將該直流電壓與一第一標準電壓以及一小於該第一標準電壓的第二標準電壓進行比較，並在該直流電壓大於該第一標準電壓或小於該第二標準電壓時產生一控制信號，該第一標準電壓反映了交流電源允許的最大電壓值，該第二標準電壓反映了交流電源允許的最小電壓值；一提示模組，用於接收該控制信號產生提示信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之交流電壓偵測電路，其中該光耦合電路為一雙嚮導通光耦合開關，在該第一輸入端、第二輸入端分別通過第一電阻、第二電阻與交流電源的兩個輸出端連接時，由於交流電源電壓為正弦波信號，從而產生從第一輸入端流至第二輸出端的電流或從第二輸入端流至第一輸入端的第一電流，該第一電流與該交流電源電壓呈一定關係；該光耦合電路處於導通，並產生從第一輸出端流至第二輸出端的第二電流，該第二電流與該第一電流呈一定關係，該第一輸出端輸出與該第 二電流成一定關係的直流電壓，從而該直流電壓與該交流電源電壓呈一定關係，反映了交流電源電壓的大小。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之交流電壓偵測電路，其中該比較模組包括一標準電壓設定電路、第一比較器以及第二比較器，該標準電壓設定電路包括一電壓端以及串聯於電壓端以及接地點之間的第三電阻、第四電阻以及第五電阻，該第三電阻、第四電阻的連接節點產生第一標準電壓，該第四電阻、第五電阻的連接節點產生第二標準電壓。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之交流電壓偵測電路，其中該第一比較器以及第二比較器均包括正相輸入端、反相輸入端以及輸出端，該第一比較器的反相輸入端與第三電阻、第四電阻的連接節點相連而獲得該第一標準電壓，正相輸入端與光耦合電路的第一輸出端連接；該第二比較器的正相輸入端與第四電阻、第五電阻的連接節點連接而獲得該第二標準電壓，反相輸入端也與該光耦合電路的第一輸出端連接，該第一比較器與第二比較器的輸出端均與該提示模組連接。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之交流電壓偵測電路，其中該第一比較器比較該第一輸出端的直流電壓大於該第一標準電壓時，輸出一高電準位的控制信號至該提示模組，控制該提示模組產生提示信號；該第二比較器比較該第一輸出端的直流電壓小於該第二標準電壓時，同樣輸出高電準位的提示信號至該提示模組，控制該提示模組產生提示信號。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之交流電壓偵測電路，其中該提示模組為一LED指示電路，接收該控制信號後進行發光提示。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之交流電壓偵測電路，其中該提示模組為一發聲電路，接收該控制信號後進行聲音提示。
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