專(zhuān)利名稱(chēng)：一種交流過(guò)流檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工作電流檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種交流過(guò)流檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
在智能家庭中對(duì)家用電器的開(kāi)關(guān)控制中，智能控制中心內(nèi)部在進(jìn)行信源輸出時(shí)，需根據(jù)檢測(cè)的家用電器的工作狀態(tài)是打開(kāi)還是關(guān)閉、來(lái)選擇相應(yīng)的輸出設(shè)備。通常采用檢測(cè)設(shè)備的工作電流來(lái)判斷家用電器的工作狀態(tài)。工作電流的檢測(cè)方式常見(jiàn)的有以下幾中:1、串聯(lián)電阻檢測(cè)，適用于小電流檢測(cè)；2、電流互感器檢測(cè)，適用于大電流的檢測(cè)，但互感器容易產(chǎn)生磁飽和導(dǎo)致檢測(cè)失誤，且其體積大難于集成；3、霍爾器件檢測(cè)，采用將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為磁信號(hào)、通過(guò)霍爾器件轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的方式進(jìn)行，其對(duì)小電流檢測(cè)電路存在不敏感的問(wèn)題。另外，現(xiàn)有的過(guò)流檢測(cè)電路一般都是針對(duì)直流進(jìn)行檢測(cè)。而針對(duì)交流電流進(jìn)行檢測(cè)通常采用電容耦合的方式，把交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成低壓電壓信號(hào)，然后通過(guò)MCU的AD轉(zhuǎn)換功能來(lái)進(jìn)行電壓采樣，還需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；既增加了軟件的負(fù)責(zé)度，且電容耦合的精度也不高。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型的目的在于提供一種交流過(guò)流檢測(cè)裝置，將交流電流轉(zhuǎn)換為電壓并放大，當(dāng)電壓超過(guò)預(yù)設(shè)門(mén)限時(shí)輸出高電平，即可判定電器處于打開(kāi)狀態(tài)，解決了現(xiàn)有技術(shù)大、小電流不能同時(shí)檢測(cè)、交流電流判斷方式麻煩且精確度不高的問(wèn)題。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取了以下技術(shù)方案:一種交流過(guò)流檢測(cè)裝置，其包括用于將交流電流轉(zhuǎn)換成電壓的電壓轉(zhuǎn)換電路；用于設(shè)置預(yù)設(shè)門(mén)限，對(duì)電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的電壓進(jìn)行放大、與預(yù)設(shè)門(mén)限進(jìn)行比較的放大比較電路；用于對(duì)放大比較電路放大比較后的電壓進(jìn)行整流、檢波形成帶波紋的電平信號(hào)的整流檢波電路；用于對(duì)整流檢波電路整流檢波后的電平信號(hào)進(jìn)行平滑濾波并輸出的整形輸出電路；所述電壓轉(zhuǎn)換電路、放大比較電路、整流檢波電路、整形輸出電路依次連接。所述的交流過(guò)流檢測(cè)裝置，其中，所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括霍爾集成單元、電源插口、第一電容和第二電容；所述霍爾集成單元的IP+端連接外部電源的火線端，霍爾集成單元的IP-端連接電源插口的L端，電源插口的N端連接外部電源的零線端；霍爾集成單元的VCC端連接供電端、還通過(guò)第一電容接地；霍爾集成單元的FILTER端通過(guò)第二電容接地，霍爾集成單元的VIOUT端連接電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端。所述的交流過(guò)流檢測(cè)裝置，其中，所述放大比較電路包括第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻和第三電容；所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端通過(guò)第一電阻連接霍爾集成單元的VIOUT端、還通過(guò)第三電容連接第一運(yùn)算放大器的輸出端；第一運(yùn)算放大器的同相輸入端通過(guò)第二電阻連接供電端、還通過(guò)第三電阻接地；第一運(yùn)算放大器的輸出端連接第二運(yùn)算放大器的同相輸入端、還通過(guò)第四電阻連接第一運(yùn)算放大器的反相輸入端；所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端通過(guò)第五電阻連接供電端、還通過(guò)第六電阻接地；第二運(yùn)算放大器的輸出端連接放大比較電路的輸出端。所述的交流過(guò)流檢測(cè)裝置，其中，所述整流檢波電路包括第一二極管、第四電容、第五電容、第七電阻和第八電阻；所述第一二極管的正極連接第二運(yùn)算放大器的輸出端、還通過(guò)第七電阻連接供電端；第一二極管的負(fù)極通過(guò)第四電容接地、還連接第八電阻的一端；所述第八電阻的另一端通過(guò)第五電容接地、還連接整流檢波電路的輸出端。所述的交流過(guò)流檢測(cè)裝置，其中，所述整形輸出電路包括第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第一三極管和第二三極管；所述第一三極管的基極通過(guò)第九電阻連接第八電阻的另一端；第一三極管的集電極通過(guò)第十電阻連接供電端、還通過(guò)第十二電阻連接第二三極管的基極；第二三極管的集電極連接整形輸出電路的輸出端、還通過(guò)第十一電阻連接供電端；所述第一三極管和第二三極管的發(fā)射極接地。所述的交流過(guò)流檢測(cè)裝置，其中，所述霍爾集成單元的型號(hào)為ACS712。所述的交流過(guò)流檢測(cè)裝置，其中，所述第六電阻為可變電阻。所述的交流過(guò)流檢測(cè)裝置，其中，所述第一三極管和第二三極管均為NPN三極管。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的交流過(guò)流檢測(cè)裝置，通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路將交流電流轉(zhuǎn)換成電壓后，經(jīng)過(guò)放大比較電路放大、與預(yù)設(shè)門(mén)限進(jìn)行比較輸出脈沖式方波，再通過(guò)整流檢波電路整流檢波成帶波紋的高電平或低電平，最后對(duì)高電平或低電平的波紋整形使其平滑輸出，根據(jù)高、低電平即可判斷出電器處于打開(kāi)或關(guān)閉狀態(tài)；其適用于大、小電流的檢測(cè)，同時(shí)可以調(diào)整預(yù)設(shè)門(mén)限的大小來(lái)適配不同電器的工作電流門(mén)限，兼容性較高且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

圖1為本實(shí)用新型交流過(guò)流檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實(shí)用新型交流過(guò)流檢測(cè)裝置中電壓轉(zhuǎn)換電路的電路圖。圖3為本實(shí)用新型交流過(guò)流檢測(cè)裝置中放大比較電路的電路圖。圖4為本實(shí)用新型交流過(guò)流檢測(cè)裝置中整流檢波電路的電路圖。圖5為本實(shí)用新型交流過(guò)流檢測(cè)裝置中整形輸出電路的電路圖。圖6為本實(shí)用新型交流過(guò)流檢測(cè)裝置中電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端波形示意圖。圖7為本實(shí)用新型交流過(guò)流檢測(cè)裝置中放大比較電路中第一運(yùn)算放大器的輸出端波形示意圖。圖8為本實(shí)用新型交流過(guò)流檢測(cè)裝置中放大比較電路的輸出端波形示意圖。[0032]圖9為本實(shí)用新型交流過(guò)流檢測(cè)裝置中整流檢波電路的輸出端波形示意圖。圖10為本實(shí)用新型交流過(guò)流檢測(cè)裝置中整形輸出電路的輸出端波形示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供一種交流過(guò)流檢測(cè)裝置，為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。本實(shí)用新型提供的交流過(guò)流檢測(cè)裝置用于檢測(cè)電器的工作電流(交流)來(lái)判斷電器的工作狀態(tài)、也就是檢測(cè)電器的電源插座口消耗的交流電流(過(guò)流)，將電流轉(zhuǎn)換為電壓后判斷電壓是否超過(guò)預(yù)設(shè)門(mén)限，當(dāng)超過(guò)時(shí)則輸出高電平，否則輸出低電平；家電智能控制中心(Woofu Box)的CUP端的I/O 口即可根據(jù)高、低電平準(zhǔn)確地判斷出電器的工作狀態(tài)是打開(kāi)還是關(guān)閉。請(qǐng)參閱圖1，所述交流過(guò)流檢測(cè)裝置包括電壓轉(zhuǎn)換電路100、放大比較電路110、整流檢波電路120和整形輸出電路130，所述電壓轉(zhuǎn)換電路100、放大比較電路110、整流檢波電路120、整形輸出電路130依次連接。下面將220V交流市電(即工作電流)接入該交流過(guò)流檢測(cè)裝置，截取一段時(shí)間內(nèi)各個(gè)電路輸出端的電壓波形來(lái)具體說(shuō)明本實(shí)用新型。所述電壓轉(zhuǎn)換電路100用于將交流電流轉(zhuǎn)換成待檢測(cè)的電壓，轉(zhuǎn)換后的電壓波形為正弦或余弦波形。請(qǐng)同時(shí)參閱圖2，其包括霍爾集成單元U1、電源插口 J1、第一電容Cl和第二電容C2 ;所述霍爾集成單元Ul的型號(hào)為ACS712，其IP+端連接外部電源的火線端L，霍爾集成單元Ul的IP-端連接電源插口 Jl的L端(即火線端)，電源插口 Jl的N端(即零線端)連接外部電源的零線端N;霍爾集成單元Ul的VCC端連接供電端、還通過(guò)第一電容Cl接地；霍爾集成單元Ul的FILTER端通過(guò)第二電容C2接地，霍爾集成單元Ul的VIOUT端連接電壓轉(zhuǎn)換電路100的輸出端V1ut。外部電源即是外接的220V交流市電，該220V交流電流過(guò)霍爾集成單元Ul和電器的電源插口 Jl，再經(jīng)過(guò)第一電容Cl和第二電容C2濾波，在電壓轉(zhuǎn)換電路100的輸出端V1ut上的電壓為VvlMt=2.5+0.185*(IP+ -1P-);其中(IP+ -1P-)為從霍爾集成單元Ul的IP+端流向其IP-端的電流值。在本實(shí)施例中，所述供電端均輸出5V電壓。經(jīng)過(guò)上述轉(zhuǎn)換后，霍爾集成單元Ul的VIOUT端、也就是電壓轉(zhuǎn)換電路100的輸出端V1ut上的波形如圖6所示的正弦波形。請(qǐng)同時(shí)參閱圖3，所述放大比較電路110用于設(shè)置預(yù)設(shè)門(mén)限，對(duì)電壓轉(zhuǎn)換模100轉(zhuǎn)換后的電壓進(jìn)行放大、與預(yù)設(shè)門(mén)限進(jìn)行比較，其包括第一運(yùn)算放大器U2-A、第二運(yùn)算放大器U2-B、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6和第三電容C3 ;所述第一運(yùn)算放大器U2-A的反相輸入端通過(guò)第一電阻Rl連接霍爾集成單元Ul的VIOUT端、還通過(guò)第三電容C3連接第一運(yùn)算放大器U2-A的輸出端Voutl ;第一運(yùn)算放大器U2-A的同相輸入端通過(guò)第二電阻R2連接供電端、還通過(guò)第三電阻R3接地；第一運(yùn)算放大器U2-A的輸出端Voutl連接第二運(yùn)算放大器U2-B的同相輸入端、還通過(guò)第四電阻R4連接第一運(yùn)算放大器U2-A的反相輸入端；所述第二運(yùn)算放大器U2-B的反相輸入端通過(guò)第五電阻R5連接供電端、還通過(guò)第六電阻R6接地；第一運(yùn)算放大器U2-A的電源端連接供電端，其地端接地；第二運(yùn)算放大器U2-B的輸出端Vout2連接放大比較電路110的輸出端。在本實(shí)施例中，第二運(yùn)算放大器U2-B的輸出端Vout2即是放大比較電路110的輸出端。電壓轉(zhuǎn)換模100轉(zhuǎn)換后的電壓Vviwt經(jīng)過(guò)第一運(yùn)算放大器U2-A放大后得到其輸出端Voutl上的電壓為
權(quán)利要求1.種交流過(guò)流檢測(cè)裝置，其特征在于，包括 用于將交流電流轉(zhuǎn)換成電壓的電壓轉(zhuǎn)換電路； 用于設(shè)置預(yù)設(shè)門(mén)限，對(duì)電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的電壓進(jìn)行放大、與預(yù)設(shè)門(mén)限進(jìn)行比較的放大比較電路； 用于對(duì)放大比較電路比較后的電壓進(jìn)行整流、檢波形成帶波紋的電平信號(hào)的整流檢波電路； 用于對(duì)整流檢波電路整流檢波后的電平信號(hào)進(jìn)行平滑濾波并輸出的整形輸出電路； 所述電壓轉(zhuǎn)換電路、放大比較電路、整流檢波電路、整形輸出電路依次連接。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的交流過(guò)流檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括霍爾集成單元、電源插口、第一電容和第二電容；所述霍爾集成單元的IP+端連接外部電源的火線端，霍爾集成單元的IP-端連接電源插口的L端，電源插口的N端連接外部電源的零線端；霍爾集成單元的VCC端連接供電端、還通過(guò)第一電容接地；霍爾集成單元的FILTER端通過(guò)第二電容接地，霍爾集成單元的VIOUT端連接電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端。
3.據(jù)權(quán)利要求2所述的交流過(guò)流檢測(cè)裝置，其特征在于，所述放大比較電路包括第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻和第三電容；所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端通過(guò)第一電阻連接霍爾集成單元的VIOUT端、還通過(guò)第三電容連接第一運(yùn)算放大器的輸出端；第一運(yùn)算放大器的同相輸入端通過(guò)第二電阻連接供電端、還通過(guò)第三電阻接地；第一運(yùn)算放大器的輸出端連接第二運(yùn)算放大器的同相輸入端、還通過(guò)第四電阻連接第一運(yùn)算放大器的反相輸入端；所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端通過(guò)第五電阻連接供電端、還通過(guò)第六電阻接地；第二運(yùn)算放大器的輸出端連接放大比較電路的輸出端。
4.據(jù)權(quán)利要求3所述的交流過(guò)流檢測(cè)裝置，其特征在于，所述整流檢波電路包括第一二極管、第四電容、第五電容、第七電阻和第八電阻；所述第一二極管的正極連接第二運(yùn)算放大器的輸出端、還通過(guò)第七電阻連接供電端；第一二極管的負(fù)極通過(guò)第四電容接地、還連接第八電阻的一端；所述第八電阻的另一端通過(guò)第五電容接地、還連接整流檢波電路的輸出端。
5.據(jù)權(quán)利要求4所述的交流過(guò)流檢測(cè)裝置，其特征在于，所述整形輸出電路包括第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第一三極管和第二三極管；所述第一三極管的基極通過(guò)第九電阻連接第八電阻的另一端；第一三極管的集電極通過(guò)第十電阻連接供電端、還通過(guò)第十二電阻連接第二三極管的基極；第二三極管的集電極連接整形輸出電路的輸出端、還通過(guò)第十一電阻連接供電端；所述第一三極管和第二三極管的發(fā)射極接地。
6.據(jù)權(quán)利要求2所述的交流過(guò)流檢測(cè)裝置，其特征在于，所述霍爾集成單元的型號(hào)為 ACS712。
7.據(jù)權(quán)利要求3所述的交流過(guò)流檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第六電阻為可變電阻。
8.據(jù)權(quán)利要求5所述的交流過(guò)流檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第一三極管和第二三極管均為NPN三極管。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種交流過(guò)流檢測(cè)裝置，包括電壓轉(zhuǎn)換電路、放大比較電路、整流檢波電路和整形輸出電路，所述電壓轉(zhuǎn)換電路、放大比較電路、整流檢波電路、整形輸出電路依次連接。本實(shí)用新型通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路將交流電流轉(zhuǎn)換成電壓后，經(jīng)過(guò)放大比較電路放大、與預(yù)設(shè)門(mén)限進(jìn)行比較輸出脈沖式方波，再通過(guò)整流檢波電路整流檢波成帶波紋的高電平或低電平，最后對(duì)高電平或低電平的波紋整形使其平滑輸出，根據(jù)高、低電平即可判斷出電器處于打開(kāi)或關(guān)閉狀態(tài)；其適用于大、小電流的檢測(cè)，同時(shí)可以調(diào)整預(yù)設(shè)門(mén)限的大小來(lái)適配不同電器的工作電流門(mén)限，兼容性較高且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)G01R19/165GK202929095SQ20122067534
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者陳新剛 申請(qǐng)人:Tcl集團(tuán)股份有限公司