[实用新型]一种单相交流电源信号检测电路

说明书

本发明涉及一种单相交流电源信号检测电路，包括两个接线端子、四个光耦U1～U4、电阻R3、移相器、中线接点L1；两个接线端子分别用于对接单相交流电源的L线及N线，其中一个接线端子分别连接光耦U1的1脚、光耦U2的2脚，另一个接线端子分别连接光耦U1的2脚、光耦U2的1脚、光耦U3的2脚、光耦U4的1脚；中线接点L1分别连接光耦U3的1脚、光耦U4的2脚；移相器跨接于其中一个接线端子与中线接点L1之间；四个光耦U1～U4的受光器相互并联形成支路，支路串联电阻R3后跨接于VCC与地之间，其中，支路与电阻R3之间的接点作为单相交流电源信号检测电路的信号输出节点DSP‑32。本发明用于解决单相交流电源有无判断不能快速和准确检测的问题。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，特别涉及一种单相交流电源信号检测电路。

背景技术

在电力电子产品中，单相交流电源一般作为系统的控制电源，通过AC/DC转换后给控制系统供电。由于AC/DC中有电感、电容等储能元件的存在，即使单相交流电源断开后控制系统也仍然能工作一小段时间。但单相交流电源发生掉电是十分恶劣的事件，有可能对系统产生严重的影响，影响正常的生产生活，甚至损坏系统，若能在掉电时及时检测到电源的跌落，并将掉电时间、上电时间等系统的重要数据利用AC/DC中储能元件的小段时间保存在由备用电池供电的RAM中，则在供电恢复后可以保证系统的继续正常工作。所以，对单相交流电源掉电的快速和可靠检测变得非常重要。

如图1所示为单相交流电压波形，有效值为AC220V，频率为50Hz，最高电压为311V，最低低压为-311V，中间电压为0V。图中纵坐标为电压，单位为V，横坐标为时间轴，单位为s。在0ms也就是sin0°时电压为0V，在5ms也就是在sin90°时电压为311V，在10ms也就是sin180°时电压为0V，在15ms也就是sin270°时电压为-311V，在20ms时电压为0V。依次类推，每隔10ms都会出现0V电压。

图2为传统的单相交流电源信号检测电路，L、N为单相交流进线端，分别为火线和零线。当火线L的电压比零线N高时(正半周)，即在sin0°～sin180°时，光耦U1的发光二极管发光，内部光敏三极管导通，此时DSP-32端子输出低电平。此时，光耦U2的发光二极管处于反向状态，没法导通发光，内部光敏三极管截止。当火线L的电压比零线N低时，即在sin180°～sin360°时(负半周)，光耦U2的发光二极管发光，内部光敏三极管导通，DSP-32端子输出低电平。此时，U1中发光二极管处于反向状态，没法导通发光。通过上面的分析，在有交流电源时，DSP-32端子输出低电平，在交流电源断开后，两光耦中发光二极管都不会发光，两光敏三极管截止，DSP-32端子输出高电平。控制系统就根据DSP-32端子的高低电平进行判断，在检测到低电平时认为交流电源正常，在检测到高电平时认为交流电源断开。

但是，依据此方法快速判断交流电源的有无容易出现误判，因为交流电源电压波形在正负半周交替时，均有0V电压和较小电压的出现，而光耦不会导通发光，DSP-32端子由于上拉电阻R3的存在输出高电平，导致输出波形图如图3所示，在火线L的电压远高于或远低于零线N时，信号检测电路输出低电平，在火线L与零线N的压差接近或等于0V时，输出高电平，而此时将高电平信号作为交流电源断开的信号显然是不合理的。

由于传统的单相交流电源信号检测电路在没有掉电的正负半周交替时信号检测电路也会出现高电平，所以控制系统没法正确判断单相交流电源掉电的情况。如果控制系统对信号做滤波处理，在检测到高电平时反复检测一段时间后仍然是高电平则认为是已经掉电，开始做掉电处理工作。这样的话，虽然能够避开没有掉电时的正负半周交替时候，也不会出现误报掉电的故障，但在真正掉电时要滞后一段时间后才能检测出掉电的故障。若滤波时间过长，会导致真正掉电时滞后检测时间拉长，若时间过短，可能误报掉电故障。

为解决上述问题，本发明在原有电路基础上采取增加对称电路和电容的方法，从可靠性和快速性出发，根本上解决了单相交流电源有无判断不能快速和准确检测的问题。

发明内容