CN106569015B - 交流负载检测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种交流负载检测电路，包括：第一电阻，与待检测的负载电路并联；二极管全桥电路，与待检测的负载电路串联；滤波电容，并联在所述二极管全桥电路上；第二电阻；和光电耦合器，与所述第二电阻串联之后并联在所述二极管全桥电路上。在本发明前述各个实例性的实施例中，采用单个检测电路同时实现过零检测、开关检测和负载故障检测，降低了交流负载检测电路的成本，并且能够在负载运行过程中实时监测负载是否正常工作，提高了整个负载***的运行安全性。

Description

交流负载检测电路
技术领域
本发明涉及一种交流负载检测电路。
背景技术
在现有的交流负载电路检测技术中，需要提供三个独立的检测电路，这三个独立的检测电路分别为过零检测电路、开关检测电路和负载故障检测电路。由于需要提供三个独立的检测电路，这会导致检测电路成本上升，而且检测操作复杂。
此外，在现有的交流负载电路检测技术中，负载故障检测电路与开关并联，因此，在负载电路工作时(在开关闭合时)，负载故障检测电路被开关短路，无法检测负载断路故障。因此，不能在负载运行过程中实时监测负载是否正常工作，降低了整个负载***的运行安全性。
发明内容
本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
本发明的一个目的在于提供一种交流负载检测电路，其采用单个检测电路同时实现过零检测、开关检测和负载故障检测，降低了交流负载检测电路的成本。
本发明的另一个目的在于提供一种交流负载检测电路，其能够在负载运行过程中实时监测负载是否正常工作，提高了整个负载***的运行安全性。
根据本发明的一个方面，提供一种交流负载检测电路，包括：第一电阻，与待检测的负载电路并联；二极管全桥电路，与待检测的负载电路串联；滤波电容，并联在所述二极管全桥电路上；第二电阻；和光电耦合器，与所述第二电阻串联之后并联在所述二极管全桥电路上。所述二极管全桥电路包括：第一二级管；第二二极管，其正极端电连接至第一二级管的负极端；第三二级管，其负极端电连接至第一二级管的正极端；和第四二极管，其正极端电连接至第二二极管的负极端，其负极端电连接至第三二级管的正极端。所述第一二级管的负极端和所述第二二极管的正极端电连接至所述负载电路。
根据本发明的一个实施例，所述光电耦合器具有两个输入端、一个接地端和一个输出端；所述光电耦合器的一个输入端电连接至所述第二电阻的一端；所述第二电阻的另一端电连接至所述第一二级管的负极端和所述第二二极管的正极端；并且所述光电耦合器的另一个输入端电连接至所述第三二级管的正极端和所述第四二极管的负极端。
根据本发明的另一个实施例，所述光电耦合器包括：发光二级管，所述发光二级管的正极端和负极端作为所述光电耦合器的两个输入端；和光敏三极管，所述光敏三极管的集电极和发射极中的一个接地，作为所述光电耦合器的接地端，所述光敏三极管的集电极和发射极中的另一个电连接至高电压，作为所述光电耦合器的输出端。
根据本发明的另一个实施例，所述滤波电容的一个电极端电连接至所述第一二级管的负极端和所述第二二极管的正极端；并且所述滤波电容的另一个电极端电连接至所述第三二级管的正极端和所述第四二极管的负极端。
根据本发明的另一个实施例，所述交流负载检测电路还包括：第三电阻，并联在所述二极管全桥电路上。
根据本发明的另一个实施例，所述第三电阻的一端电连接至所述第一二级管的负极端和所述第二二极管的正极端；并且所述第三电阻的另一端电连接至所述第三二级管的正极端和所述第四二极管的负极端。
根据本发明的另一个实施例，所述负载电路的正极端电连接至交流供电电路的火线，并电连接至所述第一电阻的一端；并且所述负载电路的负极端电连接至所述第一电阻的另一端。
根据本发明的另一个实施例，所述第一二级管的负极端和所述第二二极管的正极端电连接至所述负载电路的负极端。
根据本发明的另一个实施例，所述第三二级管的正极端和所述第四二极管的负极端电连接至交流供电电路的零线。
根据本发明的另一个实施例，所述负载电路包括相互并联的多个分支负载电路，每个分支负载电路包括一个负载和与该负载串联的开关。
在本发明前述各个实例性的实施例中，采用单个检测电路同时实现过零检测、开关检测和负载故障检测，降低了交流负载检测电路的成本，并且能够在负载运行过程中实时监测负载是否正常工作，提高了整个负载***的运行安全性。
通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
附图说明
图1显示根据本发明的一个实例性的实施例的交流负载检测电路的原理图；和
图2显示二极管全桥电路上的交流电压曲线以及与此对应的光电耦合器的开通脉宽。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
根据本发明的一个总体技术构思，提供一种交流负载检测电路，包括：第一电阻，与待检测的负载电路并联；二极管全桥电路，与待检测的负载电路串联；滤波电容，并联在所述二极管全桥电路上；第二电阻；和光电耦合器，与所述第二电阻串联之后并联在所述二极管全桥电路上。所述二极管全桥电路包括：第一二级管；第二二极管，其正极端电连接至第一二级管的负极端；第三二级管，其负极端电连接至第一二级管的正极端；和第四二极管，其正极端电连接至第二二极管的负极端，其负极端电连接至第三二级管的正极端。所述第一二级管的负极端和所述第二二极管的正极端电连接至所述负载电路。
图1显示根据本发明的一个实例性的实施例的交流负载检测电路的原理图。
在本发明的一个实例性的实施例中，公开了一种交流负载检测电路。如图1所示，该交流负载检测电路主要包括第一电阻R1、二极管全桥电路200滤波电容C、光电耦合器300和第二电阻R2。
在图1所示的实施例中，第一电阻R1与待检测的负载电路100并联。二极管全桥电路200与待检测的负载电路100串联。滤波电容C并联在二极管全桥电路200上。光电耦合器300与第二电阻R2串联之后并联在二极管全桥电路200上。
在图示的实施例中，如图1所示，第一电阻R1为二极管全桥电路200提供分压保护，同时为过零检测提供交流通路，当电路中未接入负载(S1，S2...SN断开时)，由第一电阻R1，第二电阻R2和光电耦合器300构成电压过零点检测电路。通常，第一电阻R1的电阻值较大，例如，在图示的实施例中，第一电阻R1为75千欧。第二电阻R2为光电耦合器300提供分压保护，通常，第二电阻R2的电阻值较小，例如，稍小于一个二极管的电阻值。
在图示的实施例中，如图1所示，二极管全桥电路200包括第一二级管D1、第二二极管D2、第三二级管D3和第四二极管D4。第二二极管D2的正极端电连接至第一二级管D1的负极端。第三二级管D3的负极端电连接至第一二级管D1的正极端。第四二极管D4的正极端电连接至第二二极管D2的负极端。第四二极管D4的负极端电连接至第三二级管D3的正极端。
在图示的实施例中，如图1所示，第一二级管D1的负极端和第二二极管D2的正极端电连接至负载电路100的负极端。
在图示的实施例中，如图1所示，光电耦合器300为结构简单的、常用的光电耦合器，其具有两个输入端1、2、一个接地端3和一个输出端4。在图1所示的实施例中，光电耦合器300的一个输入端1电连接至第二电阻R2的一端；第二电阻R2的另一端电连接至第一二级管D1的负极端和第二二极管D2的正极端；光电耦合器300的另一个输入端2电连接至第三二级管D3的正极端和第四二极管D4的负极端。
如图1所示，在图示的实施例中，光电耦合器300主要包括发光二级管D5和光敏三极管D6。因此，在图示的实施例中，如图1所示，发光二级管D5的正极端和负极端作为光电耦合器300的两个输入端1、2。光敏三极管D6的集电极和发射极中的一个接地，作为光电耦合器300的接地端3，光敏三极管D6的集电极和发射极中的另一个电连接至高电压VCC，作为光电耦合器300的输出端4。
在图示的实施例中，如图1所示，发光二级管D5为将电能转换成光能的光电转换器件，当施加在发光二级管D5上的电压大于预定值时，发光二级管D5就会发光。光敏三极管D6为将光能转换成电能的光电转换器件。当发光二级管D5发光时，光敏三极管D6的集电极和发射极导通，使得输出端4上为低电平，当发光二级管D5不发光时，光敏三极管D6的集电极和发射极断开，使得输出端4上为高电平。
请继续参见图1，在图示的实施例中，滤波电容C的一个电极端电连接至第一二级管D1的负极端和第二二极管D2的正极端；滤波电容C的另一个电极端电连接至第三二级管D3的正极端和第四二极管D4的负极端。
在图示的实施例中，滤波电容C主要用于过滤掉交流电压中的尖峰脉冲。
请继续参见图1，在图示的实施例中，交流负载检测电路还包括第三电阻R3，该第三电阻R3并联在二极管全桥电路200上，为二极管全桥电路200提供分流保护。
在图示的实施例中，如图1所示，第三电阻R3的一端电连接至第一二级管D1的负极端和第二二极管D2的正极端；第三电阻R3的另一端电连接至第三二级管D3的正极端和第四二极管D4的负极端。
在图示的实施例中，如图1所示，负载电路100的正极端电连接至交流供电电路的火线L，并电连接至第一电阻R1的一端；负载电路100的负极端电连接至第一电阻R1的另一端。
在图示的实施例中，如图1所示，第一二级管D1的负极端和第二二极管D2的正极端电连接至负载电路100的负极端。第三二级管D3的正极端和第四二极管D4的负极端电连接至交流供电电路的零线N。
在图示的实施例中，如图1所示，负载电路100包括相互并联的多个分支负载电路，每个分支负载电路包括一个负载Load1、Load2...LoadN和与该负载Load1、Load2...LoadN串联的开关S1、S2...SN。每个开关S1、S2...SN用于控制对应的负载Load1、Load2...LoadN的接通和断开。
图1所示的交流负载检测电路既可以实现过零检测功能，也能够实现开关检测功能和负载故障检测功能。
图2显示二极管全桥电路200上的交流电压曲线以及与此对应的光电耦合器300的开通脉宽。
下面将参照图1和图2来详细说明图1所示的交流负载检测电路如何实现开关检测功能和负载故障检测功能。
在图2所示的实施例中，当二极管全桥电路200上的交流电压大于或等于预定值V1时，光电耦合器300就会开通(输出端4与接地端3导通)，此时，光电耦合器300的输出端4上为低电平。当二极管全桥电路200上的交流电压小于预定值V1时，光电耦合器300不会开通(输出端4与接地端3断开)，此时，光电耦合器300的输出端4上为高电平。
如图2所示，图中的曲线1为在开关S1、S2...SN断开时(在未接入负载Load1、Load2...LoadN时)的二极管全桥电路200上的交流电压曲线。图中的曲线2为在开关S1、S2...SN接通时(在接入负载Load1、Load2...LoadN时)的二极管全桥电路200上的交流电压曲线。图中的W1为与曲线1对应的在未接入负载Load1、Load2...LoadN时光电耦合器300的开通脉宽(低电平)。图中的W2为与曲线2对应的在接入负载Load1、Load2...LoadN时光电耦合器300的开通脉宽(低电平)。
如图2所示，在接入负载Load1、Load2...LoadN之后，流经二极管全桥电路200的交流电流增大，使得二极管全桥电路200上的交流电压下降沿变陡峭，进而导致光电耦合器300的开通脉宽(低电平)变窄。因此，可以通过检测光电耦合器300的开通脉宽的变化，来实现开关检测功能和负载故障检测功能。
在图1所示的实施中，在负载工作的过程中，如果某个负载出现故障，就会导致光电耦合器300的开通脉宽发生变化(变宽)，此时，就可以判断有负载出现故障。
在图1所示的实施中，每闭合一个开关，就会导致光电耦合器300的开通脉宽发生变化(变窄)，此时，就可以判断有开关闭合。
本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。
虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。
虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。
应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。

Claims (8)

1.一种交流负载检测电路，其特征在于，包括：
第一电阻(R1)，与待检测的负载电路(100)并联；
二极管全桥电路(200)，与待检测的负载电路(100)串联；
滤波电容(C)，并联在所述二极管全桥电路(200)上；
第二电阻(R2)；和
光电耦合器(300)，与所述第二电阻(R2)串联之后并联在所述二极管全桥电路(200)上，
其中，所述二极管全桥电路(200)包括：
第一二级管(D1)；
第二二极管(D2)，其正极端电连接至第一二级管(D1)的负极端；
第三二级管(D3)，其负极端电连接至第一二级管(D1)的正极端；和
第四二极管(D4)，其正极端电连接至第二二极管(D2)的负极端，其负极端电连接至第三二级管(D3)的正极端，
其中，所述第一二级管(D1)的负极端和所述第二二极管(D2)的正极端电连接至所述负载电路(100)，
所述光电耦合器(300)具有两个输入端(1、2)、一个接地端(3)和一个输出端(4)；
所述光电耦合器(300)的一个输入端(1)电连接至所述第二电阻(R2)的一端；
所述第二电阻(R2)的另一端电连接至所述第一二级管(D1)的负极端和所述第二二极管(D2)的正极端；
所述光电耦合器(300)的另一个输入端(2)电连接至所述第三二级管(D3)的正极端和所述第四二极管(D4)的负极端；
所述光电耦合器(300)包括：
发光二级管(D5)，所述发光二级管(D5)的正极端和负极端作为所述光电耦合器(300)的两个输入端(1、2)；和
光敏三极管(D6)，所述光敏三极管(D6)的集电极和发射极中的一个接地，作为所述光电耦合器(300)的接地端(3)，所述光敏三极管(D6)的集电极和发射极中的另一个电连接至高电压(VCC)，作为所述光电耦合器(300)的输出端。
2.根据权利要求1所述的交流负载检测电路，其特征在于：
所述滤波电容(C)的一个电极端电连接至所述第一二级管(D1)的负极端和所述第二二极管(D2)的正极端；并且
所述滤波电容(C)的另一个电极端电连接至所述第三二级管(D3)的正极端和所述第四二极管(D4)的负极端。
3.根据权利要求1或2所述的交流负载检测电路，其特征在于，所述交流负载检测电路还包括：
第三电阻(R3)，并联在所述二极管全桥电路(200)上。
4.根据权利要求3所述的交流负载检测电路，其特征在于：
所述第三电阻(R3)的一端电连接至所述第一二级管(D1)的负极端和所述第二二极管(D2)的正极端；并且
所述第三电阻(R3)的另一端电连接至所述第三二级管(D3)的正极端和所述第四二极管(D4)的负极端。
5.根据权利要求4所述的交流负载检测电路，其特征在于：
所述负载电路(100)的正极端电连接至交流供电电路的火线(L)，并电连接至所述第一电阻(R1)的一端；并且
所述负载电路(100)的负极端电连接至所述第一电阻(R1)的另一端。
6.根据权利要求5所述的交流负载检测电路，其特征在于：
所述第一二级管(D1)的负极端和所述第二二极管(D2)的正极端电连接至所述负载电路(100)的负极端。
7.根据权利要求6所述的交流负载检测电路，其特征在于：
所述第三二级管(D3)的正极端和所述第四二极管(D4)的负极端电连接至交流供电电路的零线(N)。
8.根据权利要求7所述的交流负载检测电路，其特征在于：
所述负载电路(100)包括相互并联的多个分支负载电路，每个分支负载电路包括一个负载(Load1、Load2…LoadN)和与该负载(Load1、Load2…LoadN)串联的开关(S1、S2…SN)。
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