CN204731307U - 交流电压检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交流电压检测电路，包括整流桥(BR)和光电耦合器(OC)，所述整流桥(BR)的两个交流输入端分别连接在电网的火线(L)和零线(N)上，所述整流桥(BR)的输出正端通过第一电阻(R1)连接所述光电耦合器(OC)的阳极，所述整流桥(BR)的输出负端连接所述光电耦合器(OC)的阴极，所述光电耦合器(OC)的发射极接地(GND)，所述光电耦合器(OC)的集电极通过第二电阻(R2)连接有电源(VCC)，所述光电耦合器(OC)的集电极通过第三电阻(R3)输出有电压检测信号(Vo)。本实用新型具有电路结构简单、成本低、寿命长、安全性高等优点。

Description

交流电压检测电路

技术领域

本实用新型涉及一种检测电路，特别涉及一种交流电压检测电路。

背景技术

目前，市场上对交流电压尤其电压较高的交流电压检测主要用电压互感器，电压互感器的作用是：把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用。同时，使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。其原理为交流电压经电压互感器输出电流信号，经I-V运放电路、偏置电路、AD637有效值转换IC，最后输入AD采集模块。此种方案，由于需采用电压互感器、运放电路、AD转换器、AD采集模块等电子元器件配合***电路来实现交流电压的检测，其电路结构复杂，成本高，适合应用于高精密仪器中。在一般低成本应用中难以实现。另外，现有技术中记载了一种利用AD采集模块采集一个周期内的多个点电压值，再通过软件进行数据处理，这种方案会增加单片机或DSP等微处理器很大的运算负担，而且采集密度不够高的，误差会非常大，从而影响了交流电压的检测值。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种电路结构简单、成本低、寿命长、安全性高的交流电压检测电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种交流电压检测电路，包括整流桥和光电耦合器，所述整流桥的两个交流输入端分别连接在电网的火线和零线上，所述整流桥的输出正端通过第一电阻连接所述光电耦合器的阳极，所述整流桥的输出负端连接所述光电耦合器的阴极，所述光电耦合器的发射极接地，所述光电耦合器的集电极通过第二电阻连接有电源，所述光电耦合器的集电极通过第三电阻输出有电压检测信号。

进一步的，本实用新型提供的交流电压检测电路，所述光电耦合器的阳极与阴极之间连接有输入滤波电容。

进一步的，本实用新型提供的交流电压检测电路，所述输入滤波电容包括并联在所述光电耦合器的阳极与阴极之间第一电容和第二电容。

进一步的，本实用新型提供的交流电压检测电路，所述电压检测信号与地之间连接有输出滤波电容。

进一步的，本实用新型提供的交流电压检测电路，所述输出滤波电容为第三电容。

进一步的，本实用新型提供的交流电压检测电路，所述整流桥与第一电阻之间正向连接有第一二极管。

进一步的，本实用新型提供的交流电压检测电路，所述整流桥为全波整流桥。

进一步的，本实用新型提供的交流电压检测电路，所述第一电阻为限流电阻。

本实用新型采用光电耦合器和连接在电网的火线和零线上的整流桥，众所周知，光电耦合器包括发光器和受光器，发光器一般为发光二极管，受光器一般为光信号作为控制信号的晶体管。整流桥将电网的交流电压转换为直流电压后经第一电阻限流后提供给光电耦合器，则经过光电耦合器的发光器两端的直流电压就会被钳位，则电压的变化值被转化为电流值，影响光电耦合器的发光器的亮度，光电耦合器的受光器根据发光器发射的光信号的强度，通过第三电阻输出不同电压值的电压检测信号，由于光电耦合器的光信号的强度变化影响受光器的导通率，即光的强度越大，受光器的导通率越高，光电耦合器通过第三电阻输出的电压值越高，从而实现对交流电压的检测。与现有技术相比，本实用新型由于采用了一个整流桥和一个光电耦合器以及三个电阻，因此，具有电路结构简单，成本低的优点。另外，由于光电耦合器的为本实用新型的核心元器件，其使用寿命达到约为6000小时后都会出现90％的光衰减，因此，本实用新型具有寿命长的优点。而且本实用新型的光电耦合器具有隔离作用，因此，具有较高的安全性。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的电路原理图；

图2是本实用新型实施例二的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细描述：

实施例一

请参考图1，本实施例一提供的交流电压检测电路，包括整流桥BR和光电耦合器OC，所述整流桥BR为全波整流桥；所述整流桥BR的两个交流输入端分别连接在电网的火线L和零线N上，所述整流桥BR的输出正端通过第一电阻R1连接所述光电耦合器OC的阳极，所述整流桥BR的输出负端连接所述光电耦合器OC的阴极，其中第一电阻R1为限流电阻，其中，所述光电耦合器OC的阳极与阴极之间连接有输入滤波电容，例如可以是并联在所述光电耦合器OC的阳极与阴极之间第一电容C1和第二电容C2；所述光电耦合器OC的发射极接地GND，所述光电耦合器OC的集电极通过第二电阻R2连接有电源VCC，所述光电耦合器OC的集电极通过第三电阻R3输出有电压检测信号Vo，所述电压检测信号Vo与地GND之间连接有输出滤波电容，例如输出滤波电容可以为一个第三电容C3，也可以是多个并联电容。其中，光电耦合器包括发光器和受光器，具有光电转换和隔离的作用。

本实施例一的光电耦合器OC的发光器一般为发光二极管，受光器一般为光信号作为控制信号的晶体管。其工作原理如下：整流桥BR将电网的交流电压转换为直流电压后经第一电阻R1限流，再经过输入滤波电容即第一电容C1和第二电容C2滤波后提供给光电耦合器OC，则经过光电耦合器OC的发光器两端的直流电压就会被钳位，则电压的变化值被转化为电流值，影响光电耦合器OC的发光器的亮度，即影响发光二极管的发光亮度，光电耦合器OC的受光器根据发光器发射的光信号的强度，通过第三电阻R3输出不同电压值的电压检测信号Vo，由于光电耦合器OC的光信号的强度变化影响受光器的导通率，即光的强度越大，受光器的导通率越高，光电耦合器通过第三电阻R3输出的电压值越高，从而实现对交流电压的检测。

实施例二

为了克服实施例一中当整流桥BR中的其中一个二极管被击穿或损坏时，交流电压的负半周的电压信号直接提供光电耦合器OC，防止提供给光电耦合器OC两端的电压信号转化电流信号时出现倒流的情况发生。本实施例二提供一种交流电流检测电路，请参考图2，本实施例二是本实施例一的基础上改进而成的，其区别在于，在所述整流桥BR与第一电阻R1之间正向连接有第一二极管D1。

本实施例二在整流桥BR后端加入了第一二极管D1，则第一二极管D1在交流电压负半周时处于截止状态，从而不给光电耦合器OC提供电压信号，从而克服了倒流的情况的发生。交流电压在正半周时，第一二极管D1处于导通状态，提供电压信号给光电耦合器OC。从而通过第三电阻R3继续检测交流电网的交流电压值，输出电压检测信号Vo。

本实用新型克服了本领域的技术偏见，没有采用电压互感器进行采样测量，而且采用了光电耦合器的光电转换特点和隔离作用设置了本实用新型的交流电压检测电路。需要说明的是：本实用新型的上述具体实施方式中，光电耦合器OC通过第三电阻R3输出的电压检测信号Vo是直流电压信号，为交流电压的比例信号，不是交流电网的实际交流电压信号。

通过上述实施例一和实施例二可知，本实用新型由于采用了一个整流桥BR和一个光电耦合器OC以及三个电阻R1至R3，因此，具有电路结构简单，成本低的优点。另外，由于光电耦合器OC的为本实用新型的核心元器件，其使用寿命达到约为6000小时后都会出现90％的光衰减，因此，本实用新型具有寿命长的优点。另外，本实用新型的光电耦合器OC具有隔离作用，工作人员在进行电压检测时，避免了高压大电流的风险，因此，具有较高的安全性。

本实用新型不限于上述具体实施方式，凡在本实用新型的权利要求的精神和范围内所作出的各种变化，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种交流电压检测电路，其特征在于，包括整流桥(BR)和光电耦合器(OC)，所述整流桥(BR)的两个交流输入端分别连接在电网的火线(L)和零线(N)上，所述整流桥(BR)的输出正端通过第一电阻(R1)连接所述光电耦合器(OC)的阳极，所述整流桥(BR)的输出负端连接所述光电耦合器(OC)的阴极，所述光电耦合器(OC)的发射极接地(GND)，所述光电耦合器(OC)的集电极通过第二电阻(R2)连接有电源(VCC)，所述光电耦合器(OC)的集电极通过第三电阻(R3)输出有电压检测信号(Vo)。

2.根据权利要求1所述的交流电压检测电路，其特征在于，所述光电耦合器(OC)的阳极与阴极之间连接有输入滤波电容。

3.根据权利要求2所述的交流电压检测电路，其特征在于，所述输入滤波电容包括并联在所述光电耦合器(OC)的阳极与阴极之间第一电容(C1)和第二电容(C2)。

4.根据权利要求1所述的交流电压检测电路，其特征在于，所述电压检测信号(Vo)与地(GND)之间连接有输出滤波电容。

5.根据权利要求4所述的交流电压检测电路，其特征在于，所述输出滤波电容为第三电容(C3)。

6.根据权利要求1所述的交流电压检测电路，其特征在于，所述整流桥(BR)与第一电阻(R1)之间正向连接有第一二极管(D1)。

7.根据权利要求1所述的交流电压检测电路，其特征在于，所述整流桥(BR)为全波整流桥。

8.根据权利要求1所述的交流电压检测电路，其特征在于，所述第一电阻(R1)为限流电阻。