CN103163358B - 交流掉电检测电路 - Google Patents

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Abstract

一种快速可靠的交流掉电检测电路包括依次连接的信号整流模块（10）、信号检测模块（20）以及信号整形模块（30），所述信号检测模块（20）包括受控于所述信号整流模块（10）的开关元件Q1以及连接该开关元件Q1和充电电源V的储能元件C1。本发明电路结构简单，成本低廉，但却可以保证在半个交流周期内快速的检测到交流掉电信号，并保证在交流信号瞬时跌落等异常情况下不出现误动作，解决了现有交流掉电检测电路中的矛盾，保证各电子设备在交流输入掉电情况发生时快速检测并正确动作，提高了设备的性能和可靠性。

Description

交流掉电检测电路
技术领域
本发明涉及检测电路，特别涉及电子设备单相交流信号掉电检测的检测电路。
背景技术
在大多数使用交流电源供电的电子设备中，在输入交流电源掉电时，需要快速的检测到交流输入掉电的信号，并对设备进行必要的保护，以保证电子设备的正常工作。特别是对现在越来越多的精密电子设备，更需要尽早的检测到交流掉电的信号，并避免检测电路误动导致设备异常操作。但由于交流输入电源本身是一个正负对称的信号，导致交流信号的电压自然过零特性与交流掉电时的电压过零无法有效区分。因此，现在各种检测电路主要通过检测输入交流信号平均值、峰值等量下降到一定值就进行告警，但却基本无法解决既快速检测到交流掉电信号，又不会在交流信号出现瞬时干扰跌落等情况下误动作的矛盾。由于不能快速而准确的识别交流掉电信号，很大程度上影响了电子设备的性能和可靠性。
发明内容
本发明提供一种交流信号掉电的检测电路，采用储能元件与开关元件相配合，进行比较和整形，解决现有技术中检测不准确以及出现误动作的技术问题。
本发明为解决上述技术问题而提供的这种交流掉电检测电路包括依次连接的信号整流模块、信号检测模块以及信号整形模块，所述信号检测模块包括受控于所述信号整流模块的开关元件Q1以及连接该开关元件Q1和充电电源V的储能元件C1。
所述信号整流模块包括连接交流信号输入的整流电路，所述整流电路为桥式整流电路，包括二极管D1至D4，所述交流信号输入分别连接所述二极管D1和D3以及二极管D2和D4之间，所述信号检测模块的输入端分别连接所述二极管D1和D2以及二极管D3和D4之间。所述信号检测模块还包括串联的分压电阻R1和R2，该分压电阻R1和R2的两端连接所述信号整流模块，所述开关元件Q1连接于分压电阻R1和R2之间，所述分压电阻R2与信号整流模块连接端接地。
所述开关元件Q1为三极管，其基极连接于分压电阻R1和R2之间，其集电极连接所述充电电源V和储能元件C1的一端，其发射极连接所述储能元件C1的另一端并接地，所述储能元件C1为电容，所述储能元件C1与充电电源V之间串联有充电电阻R3。
所述信号整形模块包括整形元件U1以及串联的分压电阻R4和R5，该串联的分压电阻R4和R5分别连接所述充电电源V和储能元件C1的接地端，所述整形元件U1包括两个信号输入端，其中低电位端连接所述开关元件Q1的集电极，高电位端连接分压电阻R4和R5之间，该整形元件U1还包括接地端、电源输入端以及信号输出端。所述整形元件U1为比较电路，该比较电路为运算放大器或比较器，或者所述整形元件U1为整形电路，该整形电路为三极管或MOS管。
本发明电路结构简单，成本低廉，但却可以保证在半个交流周期内快速的检测到交流掉电信号，并保证在交流信号瞬时跌落等异常情况下不出现误动作，解决了现有交流掉电检测电路中的矛盾，保证各电子设备在交流输入掉电情况发生时快速检测并正确动作，提高了设备的性能和可靠性。
附图说明
图1是本发明检测电路的原理示意图。
具体实施方式
结合上述附图说明本发明的具体实施例。
由图1中可知，这种交流掉电检测电路包括依次连接的信号整流模块10、信号检测模块20以及信号整形模块30，所述信号检测模块20包括受控于所述信号整流模块10的开关元件Q1以及连接该开关元件Q1和充电电源V的储能元件C1。本发明利用储能元件进行充电，利用开关元件控制储能元件的能量释放，由此在信号整形模块30的输入端造成电平的变化，产生控制信号，由于开关元件受控于前端的信号整流模块，当长时间不能释放储能元件能量时，在储能元件上将产生高电位，信号整形模块30的两个输入端都是高电位，整形模块将输出掉电信号，反之，将不输出掉电信号。此专利的最重要发明点为：利用交流输入信号周期特性来控制储能电容的周期放电以实现对信号异常的检测。
由图1中可知，所述信号整流模块10包括连接交流信号输入的整流电路11，所述整流电路11为桥式整流电路，包括二极管D1至D4，所述交流信号输入分别连接所述二极管D1和D3以及二极管D2和D4之间，所述信号检测模块20的输入端分别连接所述二极管D1和D2以及二极管D3和D4之间。本发明第1组成部分为交流信号整流部分，如图中所示的由二极管D1～D4组成的整流电路。该整流部分也可是由其他种类电子器件构成的不同拓扑的可控整流电路、不控整流电路或精密整流电路。
由图1中可知，所述信号检测模块20还包括串联的分压电阻R1和R2，该分压电阻R1和R2的两端连接所述信号整流模块10，所述开关元件Q1连接于分压电阻R1和R2之间，所述分压电阻R2与信号整流模块10连接端接地。所述开关元件Q1为三极管，其基极连接于分压电阻R1和R2之间，其集电极连接所述充电电源V和储能元件C1的一端，其发射极连接所述储能元件C1的另一端并接地。所述储能元件C1为电容，所述储能元件C1与充电电源V之间串联有充电电阻R3。本发明第2组成部分为信号检测部分，如图中所示由电阻R1~R3、电容C1和晶体管Q1组成。其中Q1可以是三极管、MOS管等可控电子器件，也可是由运放、比较器等有源器件构成的比较电路。
由图1中可知，所述信号整形模块30包括整形元件U1以及串联的分压电阻R4和R5，该串联的分压电阻R4和R5分别连接所述充电电源V和储能元件C1的接地端，所述整形元件U1包括两个信号输入端，其中低电位端连接所述开关元件Q1的集电极，高电位端连接分压电阻R4和R5之间，该整形元件U1还包括接地端、电源输入端以及信号输出端。所述整形元件U1为比较电路，该比较电路为运算放大器或比较器，或者所述整形元件U1为整形电路，该整形电路为三极管或MOS管。本发明第3部分为信号比较和整形部分，如图中所示由电阻R4、R5和U1组成。信号比较和整形部分可以是如图所示由运放、比较器等有源器件构成的比较电路，也可是由三极管、MOS管等电子器件构成的其它整形电路。
以图1所示电路说明本发明工作原理如下：输入交流信号连接本发明中整流部分，信号经整流后产生的馒头波信号送入信号检测部分。馒头波信号经R1，R2分压到合适的等级，用于驱动晶体管Q1。根据Q1器件的特性和所需要的最低告警电压值，合适选择R1和R2的参数，使交流输入电压大于告警电压值时，在每半交流周期内电压上升到某一电压时Q1可以导通，使其对C1放电，在交流电压经过峰值后下降到某电压值后Q1关断，C1通过R3充电，直到下次Q1开通放电。在交流输入正常时，每半个交流周期Q1导通一次对C1放电，C1电压不会达到后续电路的翻转动作电压；而在异常情况发生导致输入信号较小或完全消失较长时间时，在此时间段内Q1将一直关断，C1持续充电，C1电压持续升高最终达到并超过后级电路的翻转动作电压，后级电路翻转动作，输出交流掉电信号。合适配置R3、R4、R5和C1参数，可以根据需要设置保护动作延时时间。
根据电路工作原理，此电路在半个交流信号周期内即可可靠的检测出交流掉电信号，并且在交流信号出现瞬时的跌落或震荡时，不会引起电路的误动作而输出错误的信号，具有较强的抗干扰能力。同时，本发明结构简单，成本低廉，而且设计灵活，易于实现。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种交流掉电检测电路，其特征在于：该检测电路包括依次连接的信号整流模块（10）、信号检测模块（20）以及信号整形模块（30），所述信号检测模块（20）包括受控于所述信号整流模块（10）的开关元件Q1以及连接该开关元件Q1和充电电源V的储能元件C1。
2.根据权利要求1所述交流掉电检测电路，其特征在于：所述信号整流模块（10）包括连接交流信号输入的整流电路（11）。
3.根据权利要求2所述交流掉电检测电路，其特征在于：所述整流电路（11）为桥式整流电路，包括二极管D1至D4，所述交流信号输入分别连接所述二极管D1和D3以及二极管D2和D4之间，所述信号检测模块（20）的输入端分别连接所述二极管D1和D2以及二极管D3和D4之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述交流掉电检测电路，其特征在于：所述信号检测模块（20）还包括串联的分压电阻R1和R2，该分压电阻R1和R2的两端连接所述信号整流模块（10），所述开关元件Q1连接于分压电阻R1和R2之间，所述分压电阻R2与信号整流模块（10）连接端接地。
5.根据权利要求4所述交流掉电检测电路，其特征在于：所述开关元件Q1为三极管，其基极连接于分压电阻R1和R2之间，其集电极连接所述充电电源V和储能元件C1的一端，其发射极连接所述储能元件C1的另一端并接地。
6.根据权利要求4所述交流掉电检测电路，其特征在于：所述储能元件C1为电容，所述储能元件C1与充电电源V之间串联有充电电阻R3。
7.根据权利要求5所述交流掉电检测电路，其特征在于：所述信号整形模块（30）包括整形元件U1以及串联的分压电阻R4和R5，该串联的分压电阻R4和R5分别连接所述充电电源V和储能元件C1的接地端，所述整形元件U1包括两个信号输入端，其中低电位端连接所述开关元件Q1的集电极，高电位端连接分压电阻R4和R5之间，该整形元件U1还包括接地端、电源输入端以及信号输出端。
8.根据权利要求7所述交流掉电检测电路，其特征在于：所述整形元件U1为比较电路，该比较电路为运算放大器或比较器。
9.根据权利要求7所述交流掉电检测电路，其特征在于：所述整形元件U1为整形电路，该整形电路为三极管或MOS管。
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