CN109506320B - 一种风量检测*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风量检测***，包括处理器模块、单相电量计量模块、电压互感模块、电流互感模块、晶振模块、通信模块以及供电电源；所述供电电源包括直流供电模块、交流供电模块、稳压模块、电平控制模块以及二极管D1，所述电平控制模块根据交流供电模块输出电压的有无控制输出到DC/DC降压芯片的启动引脚的电平高低。本发明创造通过电压互感模块以及电流互感模块分别检测空调设备运行过程中的电压电流值，并通过电压电流值计算运行过程中的总耗电量，电平控制模块根据交流供电模块输出端的电压信号，控制输出到DC/DC降压芯片的启动引脚的电平高低，实现供电方式瞬时切换功能，保证所供电的智能产品能够不间断运行。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，更具体地说涉及一种风量检测***电路结构。
背景技术
随着人们生活水平的日益提高，现在无论在农村地区还是城镇地区的活动场所(如商场、办公楼、住宅)均安装有空调设备。而目前有一种消费模式是依据送风量以及送风温度差进行空调使用价格的计算。但是现有技术中均是通过设置相应的风量检测传感器以实现空调送风量的检测功能，其缺陷在于需要将风量检测传感器安装在空调的风道中，如此一来就会对空调的送风效果造成程度不一的影响。
另一方面，现有技术中，长时间运行的智能检测***普遍采用双电源供电的方式，即检测***中配置有两个不同的电源电路，一个用于将交流220V转换成恒定的低压直流电，另一个用于将高压直流电转换成恒定的低压直流电，之后利用低压直流电对检测***内部的电路模块进行供电操作。但是这两个电源电路之间并没有任何的关系，而且检测***普遍都是带直流电源运行的，即当智能产品是使用市电进行供电时，直流电源依然处于供电状态。为此设计人员常规做法是在直流电源的供电电路中加入控制开关，以实现对直流电源人为的通断控制功能。但是操作较为麻烦，而且当市电断电时，从市电供电状态切换到直流电源供电状态时，有一定的时间间隔，导致检测***无法连续运行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种新型的风量检测***。
本发明解决其技术问题的解决方案是：
一种风量检测***，包括处理器模块、单相电量计量模块、电压互感模块、电流互感模块、晶振模块、通信模块以及供电电源，所述晶振模块为单相电量计量模块提供恒定的振荡信号，所述电压互感模块以及电流互感模块分别与单相电量计量模块的输入端相连接，所述单相电量计量模块的输出端与处理器模块的输入端相连接，所述处理器模块与通信模块通信连接，所述供电电源分别与各个电路模块电性连接；所述供电电源包括直流供电模块、交流供电模块、稳压模块、电平控制模块以及二极管D1，所述直流供电模块包括DC/DC降压芯片及其***电路，所述DC/DC降压芯片设有用于启动芯片运行的启动引脚，所述交流供电模块的输出端分别与二极管D1的正极以及电平控制模块的输入端相连，所述电平控制模块的输出端与DC/DC降压芯片的启动引脚相连，所述二极管D1的负极分别与直流供电模块的输出端以及稳压模块的输入端相连，所述电平控制模块根据交流供电模块输出电压的有无控制输出到DC/DC降压芯片的启动引脚的电平高低。
作为上述技术方案的进一步改进，所述交流供电模块是由开关驱动芯片及其***电路所组成的反激式开关电源电路。
作为上述技术方案的进一步改进，所述稳压模块包括输出电压为5V的第一稳压单元、输出电压为3.3V的第二稳压单元以及第三稳压单元，所述二极管D1的负极与第一稳压单元的输入端相连，所述第一稳压单元的输出端分别与第二稳压单元的输入端以及第三稳压单元的输入端相连，所述第三稳压单元与通信模块电性连接；所述第三稳压单元包括型号为TPS79301的稳压器芯片及其***电路，所述第一稳压单元的输出端与稳压器芯片的输入引脚相连。
作为上述技术方案的进一步改进，本技术方案还包括受控开关模块，所述处理器模块的输出端与受控开关模块相连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述受控开关模块包括光电耦合器Q2、三极管Q3、二极管D2以及继电器J1，所述处理器模块的输出端与光电耦合器Q2的输入端相连，光电耦合器Q2的输出端与三极管Q3的基极相连，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极通过继电器J1的输入绕组与电源端相连，二极管D2的正极与三极管Q3的集电极相连，二极管D2的负极与电源端相连。
作为上述技术方案的进一步改进，所述电压互感模块包括电压互感器L1、电阻R6以及电阻R8，所述电压互感器L1的输出绕组两端分别通过电阻R6以及电阻R8与单相电量计量模块的输入端相连。
作为上述技术方案的进一步改进，所述电流互感模块包括电流互感器L2、电阻R10以及电阻R12，所述电流互感器L2的两端分别通过电阻R10以及电阻R12与单相电量计量模块的输入端相连。
作为上述技术方案的进一步改进，所述单相电量计量模块包括型号为RN8208G的单相计量芯片及其***电路，所述电压互感模块以及电流互感模块分别与单相计量芯片的输入端相连接，所述单相计量芯片的输出端与处理器模块相连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述通信模块是射频通信模块，所述射频通信模块包括型号为ZM470SX-M的无线扩频芯片及其***电路，所述处理器模块与无线扩频芯片相连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述风量检测***还包括温度传感器，所述温度传感器与处理器模块的输入端相连接。
本发明的有益效果是：本发明通过电压互感模块以及电流互感模块分别检测空调设备运行过程中的电压电流值，并通过电压电流值计算运行过程中的总耗电量，最后通过通信模块对外传输总耗电量数据，以此数据表征空调设备运行过程中的总送风量；
另外电平控制模块根据交流供电模块输出端的电压信号，控制输出到DC/DC降压芯片的启动引脚的电平高低，DC/DC降压芯片根据启动引脚的电平高低启动或者关闭，实现供电方式瞬时切换功能，保证所供电的智能产品能够不间断运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明创造的电路模块框架图；
图2是本发明创造的供电电源电路原理图；
图3是本发明创造的电压互感模块、电流互感模块、受控开关模块以及单相电量检测模块的电路原理图；
图4是本发明创造的RS485通信模块电路原理图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本申请的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本申请保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指元件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接元件，来组成更优的电路结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
参照图1，本申请公开了一种新型的风量检测***，包括处理器模块、单相电量计量模块、电压互感模块、电流互感模块、晶振模块、通信模块以及供电电源，所述晶振模块为单相电量计量模块提供恒定的振荡信号，所述电压互感模块以及电流互感模块分别与单相电量计量模块的输入端相连接，所述单相电量计量模块的输出端与处理器模块的输入端相连接，所述处理器模块与通信模块通信连接，所述供电电源分别与各个电路模块电性连接；所述供电电源包括直流供电模块、交流供电模块、稳压模块、电平控制模块以及二极管D1，所述直流供电模块包括DC/DC降压芯片及其***电路，所述DC/DC降压芯片设有用于启动芯片运行的启动引脚，所述交流供电模块的输出端分别与二极管D1的正极以及电平控制模块的输入端相连，所述电平控制模块的输出端与DC/DC降压芯片的启动引脚(SHDN)相连，所述二极管D1的负极分别与直流供电模块的输出端以及稳压模块的输入端相连，所述电平控制模块根据交流供电模块输出电压的有无控制输出到DC/DC降压芯片的启动引脚的电平高低。具体地，本申请通过电压互感模块以及电流互感模块分别检测空调设备运行过程中的电压电流值，并通过电压电流值计算运行过程中的总耗电量，最后通过通信模块对外传输总耗电量数据，以此数据表征空调设备运行过程中的总送风量；
另外电平控制模块根据交流供电模块输出端的电压信号，控制输出到DC/DC降压芯片的启动引脚的电平高低，DC/DC降压芯片根据启动引脚的电平高低启动或者关闭，当利用交流市电供电时，电平控制模块向DC/DC降压芯片的启动引脚输出一种电平信号，此时DC/DC降压芯片停止工作，当交流市电断电时，电平控制模块向DC/DC降压芯片的启动引脚输出另一种电平信号，此时DC/DC降压芯片启动利用直流电源供电，实现供电方式瞬时切换功能，保证所供电的智能产品能够不间断运行。
优选地，所述DC/DC降压芯片的具体型号为LV2843。
参照图2，所述电平控制模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4以及三极管Q1，所述交流供电模块的输出端通过串联的电阻R1以及电阻R2接地，所述电阻R3和电阻R4串联在电源端和接地端之间，所述DC/DC降压芯片的启动引脚接在电阻R3和电阻R4之间，所述三极管Q1的基极接在电阻R1和电阻R2之间，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与DC/DC降压芯片的启动引脚相连。当有交流市电输入时，三极管Q1导通，三极管Q1的集电极为低电平，此时所述DC/DC降压芯片停止运行，当无交流市电输入时，三极管Q1呈高阻态，此时DC/DC降压芯片的启动引脚为高电平，DC/DC降压芯片启动运行。
进一步作为优选的实施方式，本申请具体实施方式中，所述交流供电模块是由开关驱动芯片及其***电路所组成的反激式开关电源电路。优选地，所述开关驱动芯片的具体型号为LNK564。具体地，本申请利用反激式开关电源作为交流供电模块，有效提高电源使用过程中的安全性。
进一步作为优选的实施方式，本申请具体实施方式中，所述稳压模块包括输出电压为5V的第一稳压单元、输出电压为3.3V的第二稳压单元以及第三稳压单元，所述二极管D1的负极与第一稳压单元的输入端相连，所述第一稳压单元的输出端分别与第二稳压单元的输入端以及第三稳压单元的输入端相连，所述第三稳压单元与通信模块电性连接；所述第三稳压单元包括型号为TPS79301的稳压器芯片及其***电路，所述第一稳压单元的输出端与稳压器芯片的输入引脚相连。虽然所述第三稳压单元与第二稳压单元均是输出3.3V恒定电压，但是区别在于第三稳压单元具有低噪声、高电源抑制比的特点，适合专门为所供电的智能产品的射频等通信模块进行供电操作。
进一步作为优选的实施方式，本申请具体实施方式中，本技术方案还包括受控开关模块，所述处理器模块的输出端与受控开关模块相连接。由于实际应用过程中，某些使用者会由于各种原因而出现欠费的情况，此时为了保证相关企业的效益，本技术方案配置了对空调设备的远程控制功能，利用外设通过射频通信模块或者RS485通信模块向处理器模块传输相应控制信号，处理器模块根据该控制信号通过受控开关模块控制市电输入端与空调设备的通电连接。
参照图3，具体地，所述受控开关模块包括光电耦合器Q2、三极管Q3、二极管D2以及继电器J1，所述处理器模块的输出端与光电耦合器Q2的输入端相连，光电耦合器Q2的输出端与三极管Q3的基极相连，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极通过继电器J1的输入绕组与电源端相连，二极管D2的正极与三极管Q3的集电极相连，二极管D2的负极与电源端相连。其中利用光电耦合器Q2实现强弱电的隔离控制功能，利用三极管Q3提高处理器模块对继电器J1的驱动能力，利用二极管D2将继电器J1输入绕组的剩余电荷释放。
进一步作为优选的实施方式，本申请具体实施方式中，所述电压互感模块包括电压互感器L1、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1以及电容C2，所述电压互感器L1的输出绕组两端分别通过电阻R6以及电阻R8与单相电量计量模块的输入端相连，电阻R5一端接地，另一端接在电阻R6与电压互感器L1输出绕组的连接点上，电阻R7一端接地，另一端接在电阻R8与电压互感器L1输出绕组的连接点上，所述电容C1与电容C2分别接在单相电量计量模块的输入端与地之间。
进一步作为优选的实施方式，本申请具体实施方式中，所述电流互感模块包括电流互感器L2、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C4以及电容C4，所述电流互感器L2的两端分别通过电阻R10以及电阻R12与单相电量计量模块的输入端相连，电阻R9一端接地，另一端接在电阻R10与电流互感器L2输出绕组的连接点上，电阻R11一端接地，另一端接在电阻R12与电流互感器L2输出绕组的连接点上，所述电容C3与电容C4分别接在单相电量计量模块的输入端与地之间。
进一步作为优选的实施方式，本申请具体实施方式中，所述单相电量计量模块包括型号为RN8208G的单相计量芯片及其***电路，所述电压互感模块以及电流互感模块分别与单相计量芯片的输入端相连接，所述单相计量芯片的输出端与处理器模块相连接。
进一步作为优选的实施方式，本申请具体实施方式中，所述通信模块优选为射频通信模块，所述射频通信模块包括型号为ZM470SX-M的无线扩频芯片及其***电路，所述处理器模块与无线扩频芯片相连接。
参照图4，所述通信模块还可以是RS485通信模块，所述RS485通信模块包括通信芯片、双向TVS管D3、双向TVS管D4以及双向TVS管D5，所述通信芯片的输出端分别通过双向TVS管D4以及双向TVS管D5接地，所述双向TVS管D3两端分别接在通信芯片的输出端上。其中通过所述双向TVS管D3、双向TVS管D4以及双向TVS管D5的设置起到过压保护功能，防止由于电压过大而对通信芯片造成损坏。
进一步作为优选的实施方式，本申请具体实施方式中，所述风量检测***还包括温度传感器，所述温度传感器与处理器模块的输入端相连接，本申请通过温度传感器检测温度的变化量，将温度的变化量以及空调等装置的送风量大小得出空调具体的制冷或者制热量，有助于相关部门确认用户具体的使用费用。
以上对本申请的较佳实施方式进行了具体说明，但本申请并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种风量检测***，其特征在于：包括处理器模块、单相电量计量模块、电压互感模块、电流互感模块、晶振模块、通信模块以及供电电源，所述晶振模块为单相电量计量模块提供恒定的振荡信号，所述电压互感模块以及电流互感模块分别与单相电量计量模块的输入端相连接，所述单相电量计量模块的输出端与处理器模块的输入端相连接，所述处理器模块与通信模块通信连接，所述供电电源分别与各个电路模块电性连接；所述供电电源包括直流供电模块、交流供电模块、稳压模块、电平控制模块以及二极管D1，所述直流供电模块包括DC/DC降压芯片及其***电路，所述DC/DC降压芯片设有用于启动芯片运行的启动引脚，所述交流供电模块的输出端分别与二极管D1的正极以及电平控制模块的输入端相连，所述电平控制模块的输出端与DC/DC降压芯片的启动引脚相连，所述二极管D1的负极分别与直流供电模块的输出端以及稳压模块的输入端相连，所述电平控制模块根据交流供电模块输出电压的有无控制输出到DC/DC降压芯片的启动引脚的电平高低；
所述电平控制模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4以及三极管Q1，所述交流供电模块的输出端通过串联的电阻R1以及电阻R2接地，所述电阻R3和电阻R4串联在电源端和接地端之间，所述DC/DC降压芯片的启动引脚接在电阻R3和电阻R4之间，所述三极管Q1的基极接在电阻R1和电阻R2之间，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与DC/DC降压芯片的启动引脚相连；
当有交流市电输入时，三极管Q1导通，三极管Q1的集电极为低电平，此时所述DC/DC降压芯片停止运行，当无交流市电输入时，三极管Q1呈高阻态，此时DC/DC降压芯片的启动引脚为高电平，DC/DC降压芯片启动运行。
2.根据权利要求1所述的一种风量检测***，其特征在于：所述交流供电模块是由开关驱动芯片及其***电路所组成的反激式开关电源电路。
3.根据权利要求1所述的一种风量检测***，其特征在于：所述稳压模块包括输出电压为5V的第一稳压单元、输出电压为3.3V的第二稳压单元以及第三稳压单元，所述二极管D1的负极与第一稳压单元的输入端相连，所述第一稳压单元的输出端分别与第二稳压单元的输入端以及第三稳压单元的输入端相连，所述第三稳压单元与通信模块电性连接；所述第三稳压单元包括型号为TPS79301的稳压器芯片及其***电路，所述第一稳压单元的输出端与稳压器芯片的输入引脚相连。
4.根据权利要求3所述的一种风量检测***，其特征在于：还包括受控开关模块，所述处理器模块的输出端与受控开关模块相连接。
5.根据权利要求4所述的一种风量检测***，其特征在于：所述受控开关模块包括光电耦合器Q2、三极管Q3、二极管D2以及继电器J1，所述处理器模块的输出端与光电耦合器Q2的输入端相连，光电耦合器Q2的输出端与三极管Q3的基极相连，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极通过继电器J1的输入绕组与电源端相连，二极管D2的正极与三极管Q3的集电极相连，二极管D2的负极与电源端相连。
6.根据权利要求3所述的一种风量检测***，其特征在于：所述电压互感模块包括电压互感器L1、电阻R6以及电阻R8，所述电压互感器L1的输出绕组两端分别通过电阻R6以及电阻R8与单相电量计量模块的输入端相连。
7.根据权利要求3所述的一种风量检测***，其特征在于：所述电流互感模块包括电流互感器L2、电阻R10以及电阻R12，所述电流互感器L2的两端分别通过电阻R10以及电阻R12与单相电量计量模块的输入端相连。
8.根据权利要求3所述的一种风量检测***，其特征在于：所述单相电量计量模块包括型号为RN8208G的单相计量芯片及其***电路，所述电压互感模块以及电流互感模块分别与单相计量芯片的输入端相连接，所述单相计量芯片的输出端与处理器模块相连接。
9.根据权利要求3所述的一种风量检测***，其特征在于：所述通信模块是射频通信模块，所述射频通信模块包括型号为ZM470SX-M的无线扩频芯片及其***电路，所述处理器模块与无线扩频芯片相连接。
10.根据权利要求1所述的一种风量检测***，其特征在于：还包括温度传感器，所述温度传感器与处理器模块的输入端相连接。
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| CN204390021U (zh) * | 2015-01-28 | 2015-06-10 | 赵秀珍 | 办公室综合智能控制*** |
| CN209512230U (zh) * | 2018-12-25 | 2019-10-18 | 广东艾科技术股份有限公司 | 一种风量检测*** |
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2018
- 2018-12-25 CN CN201811591576.4A patent/CN109506320B/zh active Active
Patent Citations (3)
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| CN201984124U (zh) * | 2011-01-28 | 2011-09-21 | 保定天威集团有限公司 | 干式变压器智能在线监测装置 |
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Non-Patent Citations (1)
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| 小型直流UPS 电源的设计与实现;田爽等;电气应用;第31卷(第12期);第81-85页 * |
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