專利名稱：電網(wǎng)掉電檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電網(wǎng)掉電檢測電路，用于檢測市電是否掉電，以便在市電掉電時(shí)及時(shí)控制備用電源工作或其它電路進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界，是數(shù)字、電子信息爆炸的時(shí)代，隨著程控交換機(jī)，智能監(jiān)控系統(tǒng)，長期無人職守工作系統(tǒng)等的廣泛運(yùn)用，加大了不間斷電源的需求，增加了電源管理系統(tǒng)的需求，在電源管理系統(tǒng)中AC市電掉電檢測性能的好壞，直接影響不間斷電源性能的好壞，目前，市場上常見的不間斷電源的電源管理系統(tǒng)中市電檢測，大多是對市電先降壓后整流濾波，產(chǎn)生一穩(wěn)定直流電壓作為檢測信號，其缺點(diǎn)是這種檢測信號因電路中有儲(chǔ)能電路的存在而使其響應(yīng)速度慢，電路成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的是為了解決上述市電檢測中的響應(yīng)速度慢、電路成本高問題，提出一種電網(wǎng)掉電檢測電路，不需要儲(chǔ)能電路，通過少數(shù)電子元器件和簡單的電路，實(shí)現(xiàn)了市電掉電檢測，提高了電路響應(yīng)速度，且電路成本低。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種電網(wǎng)掉電檢測電路，包括輸入端響應(yīng)交流電的交流電檢測電路和控制電路，所述交流電檢測電路用于產(chǎn)生出周期與交流電周期T具有一定函數(shù)關(guān)系的脈沖信號，所述控制電路檢測交流電檢測電路輸出的脈沖信號，用于根據(jù)設(shè)定時(shí)間內(nèi)的脈沖信號的數(shù)量或相鄰脈沖信號的間隔時(shí)間輸出第一控制信號或第二控制信號。所述交流電檢測電路的一種優(yōu)選實(shí)施方式是包括輸入端響應(yīng)交流電的整流電路和脈沖電路，所述脈沖電路響應(yīng)整流電路的輸出信號，產(chǎn)生與整流電路的輸出波形周期相同的脈沖信號。所述脈沖電路優(yōu)選為光藕，所述光藕的二極管側(cè)響應(yīng)整流電路地輸出信號，光敏三極管側(cè)分別耦合到控制電路和直流電源。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)是還包括用于對整流電路的輸出波形進(jìn)行平頂化調(diào)整的調(diào)整電路，所述調(diào)整電路連接在整流電路和脈沖電路之間。所述調(diào)整電路優(yōu)選為穩(wěn)壓二極管，所述穩(wěn)壓二極管的陰極連接整流電路的正輸出端，陽極耦合到脈沖電路的一輸入端，所述脈沖電路的另一輸入端耦合到整流電路的負(fù)輸出端。所述整流電路優(yōu)選為全波整流電路，所述控制電路用于檢測0. 5T時(shí)間內(nèi)的脈沖信號的數(shù)量，并在0. 5T時(shí)間內(nèi)的檢測到兩個(gè)脈沖信號的數(shù)量大于或等于2時(shí)輸出表示電網(wǎng)未掉電的第一控制信號，在0. 5T時(shí)間內(nèi)的檢測到的脈沖信號的數(shù)量小于2時(shí)輸出表示電網(wǎng)掉電的第二控制信號。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型通過產(chǎn)生出周期和交流電周期成一定函數(shù)關(guān)系的脈沖信號，并將該脈沖信號作為控制電路輸出控制信號的觸發(fā)信號，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)掉電檢測。與現(xiàn)有的電網(wǎng)掉電檢測方案相比，本實(shí)用新型的檢測電路中不需要濾波電路，所以也可以不需要儲(chǔ)能元件，所以不存在延時(shí)，因此它檢測到的脈沖信號與市電同步，市電一上電，脈沖信號馬上出現(xiàn)，市電掉電，脈沖信號立刻消失，無延時(shí)；在控制電路智能判定時(shí)，控制電路檢測到兩次中斷信號的時(shí)間為0. 5T，若在這段時(shí)間內(nèi)，能夠連續(xù)兩次檢測到中斷信號，控制輸出口輸出第一控制信號給其它電路，若在這段時(shí)間內(nèi)檢測不到兩次中斷信號，則輸出第二控制信號給其它電路，所以，在市電掉電時(shí)，控制電路可在0. 5T時(shí)間讓控制輸出口輸出第二控制信號，即該掉電檢測電路的最快響應(yīng)時(shí)間為0. 5T，即0. 5*0. 02 = 0. 01秒， 與現(xiàn)有技術(shù)(現(xiàn)有技術(shù)中的響應(yīng)速度與檢測電路中的儲(chǔ)能器件有關(guān)，采用現(xiàn)有技術(shù)的一種檢測電路中的響應(yīng)速度約為0. 2秒)相比提高了響應(yīng)速度，有助于不間斷供電電子設(shè)備或與AC掉電控制設(shè)備性能的提升，并且電路簡單，減低了電路成本。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的電路原理示意圖；圖2是市電的波形示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的整形后的波形示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的光耦輸出的波形示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中整流電路的電路原理示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。本實(shí)用新型利用市電是周期性交流電這一特點(diǎn)，通過交流電檢測電路產(chǎn)生周期和交流電周期具有一定函數(shù)關(guān)系的脈沖信號，例如脈沖信號的周期等于交流電周期的一半或脈沖信號的周期等于交流電周期，并將該脈沖信號作為控制電路的外部中斷觸發(fā)信號，使控制電路的輸出電平翻轉(zhuǎn)，從而控制其它要控制的電路進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例包括交流電檢測電路1和控制電路2。交流電檢測電路1包括整流電路D1、調(diào)整電路和脈沖電路。調(diào)整電路為穩(wěn)壓管D2，脈沖電路為光藕 Ul，控制電路包括微控制器(MCU) U2及其外圍電路，整流電路Dl優(yōu)選是全波整流，可通過二極管實(shí)現(xiàn)全波整流，優(yōu)選整流電路是橋式整流電路，如圖5所示，該整流電路中不含有儲(chǔ)能元件，包括四個(gè)二極管，如果不考慮二極管的寄生電容的話，對交流信號基本沒有延時(shí)。整流電路Dl的輸入端接入交流電，輸出正端通過串接的電阻Rl連接穩(wěn)壓管D2的陰極，穩(wěn)壓管D2的陽極連接光藕Ul的發(fā)光二極管側(cè)的陽極，發(fā)光二極管側(cè)的陰極連接整流電路的輸出負(fù)端，光藕Ul的三極管側(cè)的兩個(gè)管腳分別連接微控制器U2的管腳。如圖2、圖3和圖4所示，交流電的周期為T，經(jīng)整流電路Dl整形后成為直流電，周期為0. 5T，當(dāng)直流電的電壓大于穩(wěn)壓管D2的箝位電壓時(shí)，穩(wěn)壓管D2導(dǎo)通，將電壓箝位在一定電壓，并使光藕Ul導(dǎo)通，輸出一個(gè)脈沖信號，周期也是0.5T。因穩(wěn)壓管D2已經(jīng)對電壓進(jìn)行了平頂化的調(diào)整，即使電壓波形的上端是具有一定相對恒定電壓值的波形，所以光藕Ul 導(dǎo)通后輸出的是一個(gè)上端具有一定相對恒定電壓值的脈沖信號。該脈沖信號輸入到MCU U2 的P15腳，MCU U2把該脈沖信號作為外部中斷觸發(fā)信號，通過P15腳進(jìn)行判斷。當(dāng)市電存在，外部中斷信號存在時(shí)，MCU通過另一 I/O 口輸出一高電平信號；當(dāng)市電不存在，外部中斷信號沒有時(shí)，MCU輸出一低電平信號。在市電掉電時(shí)，觸發(fā)信號因市電不存在而立即消失。 MCU在0. 5T時(shí)間內(nèi)輸出低電平信號，從而達(dá)到快速檢測AC掉電的目的。MCU檢測到兩次中斷信號的時(shí)間為0. 5T，T為交流電的周期，MCU檢測掉電的一種方法是在0. 5T的時(shí)間內(nèi)， 如果能夠連續(xù)兩次檢測到中斷信號，則控制輸出口輸出高電平，若在0. 5T時(shí)間內(nèi)檢測到中斷信號的次數(shù)小于兩次，則MCU輸出低電平。MCU檢測掉電的另一種方法是檢測相鄰兩個(gè)中斷信號的間隔時(shí)間，然后判斷該間隔時(shí)間是否等于0. 5T，如果等于，則控制輸出口輸出高電平，如果大于0. 5T，則MCU輸出低電平。所以，在市電掉電時(shí)，MCU可在0. 5T時(shí)間讓控制輸出口輸出低電平，即該掉電檢測電路的最快響應(yīng)時(shí)間為0. 5T。但為了防止掉電的誤判，可增加掉電判斷的時(shí)間或脈沖次數(shù)，這個(gè)因情況、電路需求決定。當(dāng)整流電路為半波整流時(shí)，掉電檢測電路的響應(yīng)速度下降，因MCU檢測到兩次中斷信號的時(shí)間為T，如果在T時(shí)間段內(nèi)MCU能夠連續(xù)兩次檢測到中斷信號，則控制輸出口輸出高電平，若在T時(shí)間內(nèi)檢測到中斷信號的次數(shù)小于兩次，則MCU輸出低電平。上述實(shí)施方式中，還可以使光藕直接連接到整流電路的輸出端，這樣的缺點(diǎn)是光藕給出的脈沖信號可能會(huì)是一個(gè)帶有尖刺的脈沖信號，容易使MCU誤判。上述實(shí)施方式中，穩(wěn)壓管和光藕還可以根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的常識用其它器件替代。在具體實(shí)施方式
中，為了節(jié)省電源，光藕的電源采用的是提供給MCU的5V電壓，通過設(shè)定電阻R3的阻值，可使光耦輸出的脈沖信號的幅值為MCU的電源電壓Vo，使脈沖信號符合MCU的電壓幅值要求。如圖1所示，M⑶的外圍電路包括四個(gè)電阻R2、R3、R4、R5和一個(gè)電容Cl，和OUT 端子連接的電阻R3是為了保護(hù)MCU的。如果外接的電路發(fā)生故障，不至于燒壞MCU。電阻 R4和電容Cl是起到MCU自復(fù)位作用。MCU在上電或是掉電的情況下，會(huì)自動(dòng)復(fù)位。綜上所述，本實(shí)用新型公開了一種新型電網(wǎng)掉電檢測電路，利用市電是周期性交流電這一特點(diǎn)。通過簡單的電路和MCU智能檢測，能夠準(zhǔn)確、迅速的判定電網(wǎng)掉電，從而極大的提升、改善程控交換機(jī)，智能監(jiān)控系統(tǒng)、長期無人職守工作系統(tǒng)等性能。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于上述實(shí)施方式，凡是屬于本實(shí)用新型原理的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的原理的前提下進(jìn)行的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種電網(wǎng)掉電檢測電路，其特征在于包括輸入端響應(yīng)交流電的交流電檢測電路和控制電路，所述交流電檢測電路用于產(chǎn)生出周期與交流電周期具有函數(shù)關(guān)系的脈沖信號， 所述控制電路檢測交流電檢測電路輸出的脈沖信號、并根據(jù)設(shè)定時(shí)間內(nèi)的脈沖信號的數(shù)量或相鄰脈沖信號的間隔時(shí)間輸出第一控制信號或第二控制信號。
2.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)掉電檢測電路，其特征在于所述交流電檢測電路包括輸入端響應(yīng)交流電的整流電路和脈沖電路，所述脈沖電路響應(yīng)整流電路的輸出信號，產(chǎn)生與整流電路的輸出波形周期相同的脈沖信號。
3.如權(quán)利要求2所述的電網(wǎng)掉電檢測電路，其特征在于所述脈沖電路為光藕，所述光藕的二極管側(cè)響應(yīng)整流電路的輸出信號，光敏三極管側(cè)分別耦合到控制電路和直流電源。
4.如權(quán)利要求2或3所述的電網(wǎng)掉電檢測電路，其特征在于它還包括用于對整流電路的輸出波形進(jìn)行平頂化調(diào)整的調(diào)整電路，所述調(diào)整電路連接在整流電路和脈沖電路之間。
5.如權(quán)利要求4所述的電網(wǎng)掉電檢測電路，其特征在于所述調(diào)整電路為穩(wěn)壓二極管， 所述穩(wěn)壓二極管的陰極連接整流電路的正輸出端，陽極耦合到脈沖電路的一輸入端，所述脈沖電路的另一輸入端耦合到整流電路的負(fù)輸出端。
6.如權(quán)利要求5所述的電網(wǎng)掉電檢測電路，其特征在于所述整流電路為全波整流電路，所述控制電路用于檢測0. 5T時(shí)間內(nèi)的脈沖信號的數(shù)量，并在0. 5T時(shí)間內(nèi)檢測到兩個(gè)脈沖信號時(shí)輸出表示電網(wǎng)未掉電的第一控制信號，在0. 5T時(shí)間內(nèi)檢測到的脈沖信號的數(shù)量小于2時(shí)輸出表示電網(wǎng)掉電的第二控制信號，所述T為交流電的周期。
7.如權(quán)利要求2或3所述的電網(wǎng)掉電檢測電路，其特征在于所述整流電路為全波整流電路，所述控制電路用于檢測0. 5T時(shí)間內(nèi)的脈沖信號的數(shù)量，并在0. 5T時(shí)間內(nèi)檢測到兩個(gè)脈沖信號時(shí)輸出表示電網(wǎng)未掉電的第一控制信號，在0. 5T時(shí)間內(nèi)檢測到的脈沖信號的數(shù)量小于2時(shí)輸出表示電網(wǎng)掉電的第二控制信號，所述T為交流電的周期。
8.如權(quán)利要求6所述的電網(wǎng)掉電檢測電路，其特征在于所述整流電路為橋式整流電路。
9.如權(quán)利要求7所述的電網(wǎng)掉電檢測電路，其特征在于所述整流電路為橋式整流電路。
10.如權(quán)利要求5所述的電網(wǎng)掉電檢測電路，其特征在于所述控制電路包括微控制器及其外圍電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電網(wǎng)掉電檢測電路，包括輸入端響應(yīng)交流電的交流電檢測電路和控制電路，交流電檢測電路用于產(chǎn)生出周期與交流電周期相關(guān)的脈沖信號，控制電路檢測交流電檢測電路輸出的脈沖信號，用于根據(jù)設(shè)定時(shí)間內(nèi)的脈沖信號的數(shù)量或相鄰脈沖信號的間隔時(shí)間輸出第一控制信號或第二控制信號。本實(shí)用新型利用市電是周期性交流電這一特點(diǎn)，通過少數(shù)電子元器件，簡單的電路和MCU智能判斷，實(shí)現(xiàn)AC掉電后極短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)控制信號，控制其它要控制的電路，它具有電路簡單，響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，有助于不間斷供電電子設(shè)備或與AC掉電控制設(shè)備性能的提升。
文檔編號G01R19/155GK202002964SQ20102066759
公開日2011年10月5日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者張文偉 申請人:上海巍翔電氣控制有限公司