[发明专利]一种交流电网电压检测系统

说明书

本发明属于交流电网电压检测领域，具体公开了一种交流电网电压检测系统，包括输入火线，输入零线，用于给整个系统提供接入电网的连线；整流桥，用于整流交流输入的电压，且系统的参考地为整流桥的负输出端；差分电压检测模块，模块用于检测零线和火线的电压差值；交流电压检测模块基于检测电路，且该检测电路通过检测零线和火线的电压差分信号，并根据差分信号的大小，给出交流电压的信息。本发明能有效解决子系统浮地的情况下，交流电网电压和相位的精准检测，即利用本发明，可以在检测子电路参考地与整流桥负输出端不共地的情况下，精确检测交流电网电压值和相位值，且检测手段有效且准确。

技术领域

本发明涉及交流电网电压检测领域，具体为一种交流电网电压检测系统。

背景技术

在一般的交流供电系统中，如附图1所示，交流电网中的零线(VN)，火线(VL)在经过全相整流桥之后输出，其中，整流桥的正输出端的电压高，而在整流桥之后的负输出端得到的电压低。这样，在所有通过整流桥整流的系统中，交流电压信号通过整流之后的输出电压即可保持正输出端电压一直高于负输出端电压，而不会像交流输入的两端电压VN，VL，其电压差为半个周期正，而另外半个周期负。因此可将整流桥的负输出端定义为系统的GND。

同时，由于整流桥的二极管的钳位作用，在其中一个输入端高的时候，另外一个输入端的电压被钳位到比系统GND低一个整流二极管的导通压降VF。比如，VN大于VL的时候，以系统GND，即整流桥的负输出端为参考的时候，VN为交流正电压，而VL则被钳位在-Vf，Vf即为整流桥二极管的导通压降。当相位发生变化后，VL大于VN的时候，以系统GND，即整流桥的负输出端，为参考的时候，VL为交流正电压，而VN则被钳位在-Vf，Vf即为整流桥二极管的导通压降。因此，在整流桥后面的系统中，会根据VN或者VL，或者整流桥的正输出端VBUS的电压，或者上述电压的一个分压值，与基准电压(这个基准电压的参考地电位，即是整流桥的负输出端)比较，比较电路的参考地电位，也是这个系统GND，根据比较结果来判断交流电网电压是否建立，或者交流电网电压是否亏电。如附图2所示。

图3所示，即为整流桥共地系统中，VL，VN，VBUS，比较器以及参考电压vref所构成的电网电压检测电路中各关键节点的波形图。根据上述描述，容易看出，在t1，t2时刻，分别检测出VL的电压相位，而在t3，t4时刻，检测出了VN的相位。并且，检测方式为分别将VL，VN信号(或者VBUS)信号与一个基准电压比较，该基准电压的参考地为整流桥的GND。

但是在某些特殊的应用场合中，如图4所示，整流桥后系统应用的原因，检测电路的gnd端不能与整流桥的负输出端即系统的GND连到一起。为了区分这两个地，我们将整流桥的负输出端定义为GND，而将检测系统部分子电路的地端定义为gnd。

而通常情况下，检测电路的地端，即gnd是处于BUS(整流桥正输出端)和GND(整流桥负输出端)之间的一个电平，并且也会随着输入电压的变化而变化。在这种情况下，如果检测电路要检测交流电压信号，则由于gnd的变化，而无法检测出交流电网电压的状态。因为交流火线的两个输入信号VL，VN就不一定大于gnd。并且，在某些情况下，比如，在t1和t2两个时刻下，即使交流输入电压VN，VL之间的电压差相位和幅值都相同，由于t1和t2时刻gnd的电位可能会不同，从而导致VN，VL或者VBUS端对gnd的相对电压不同，那么子系统则无法正确判断出交流输入电压的电压值和相位值。

现有的方案中，当检测交流电网电压的子电路其参考地电压不是整流桥的负输出端的时候，交流电网电压的检测以及相位的检测会因为子系统浮地的原因而使得检测不准确。因此需要另外一种检测方式/系统，来实现检测电路的地端不是整流桥负输出端的情况下的交流电网电压检测，并且该检测系统检测过程准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交流电网电压检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种交流电网电压检测系统，包括输入火线，输入零线，用于给整个系统提供接入电网的连线；