專利名稱：一種電壓浪涌檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路系統(tǒng)保護(hù)的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電壓浪涌檢測電路，適用于對電壓突變敏感的需要進(jìn)行電壓浪涌檢測并保護(hù)的電路系統(tǒng)，如電磁加熱系統(tǒng)，變頻控制電路系統(tǒng)等。
背景技術(shù)：
電磁加熱電路或者變頻控制電路系統(tǒng)中一般電路設(shè)計(jì)輸出功率較高，電流比較大，對用于功率轉(zhuǎn)換的半導(dǎo)體功率元件，需要進(jìn)行保護(hù)，其中對于電路中產(chǎn)生的瞬態(tài)電壓浪涌突變更需要特別保護(hù)，避免功率轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體損壞。在實(shí)際電路中不但有正向浪涌，而且還存在大量的負(fù)向電壓跌落，研究發(fā)現(xiàn)，除了正向浪涌對電路中的半導(dǎo)體功率元件有損害作用外，負(fù)向的電壓跌落浪涌也存在損壞功率元件的缺陷，而現(xiàn)有技術(shù)中還沒有一種能夠很好的同時(shí)針對正向浪涌和負(fù)向跌落浪涌的雙向電壓浪涌檢測電路，因此不能有效地保護(hù)電 路系統(tǒng)中的半導(dǎo)體功率元件。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種能夠同時(shí)檢測正向浪涌和負(fù)向跌落浪涌的電壓浪涌檢測電路，該電壓浪涌檢測電路能夠有效保護(hù)電路系統(tǒng)中的半導(dǎo)體功率元件。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明提供一種電壓浪涌檢測電路，包括將交流市電轉(zhuǎn)換為直流市電的整流電路；以及
浪涌檢測電路，用于檢測經(jīng)整流電路整流后市電電壓的脈沖浪涌；以及 過零檢測電路，用于檢測市電過零點(diǎn)；
所述浪涌檢測電路的輸入端與過零檢測電路的輸入端分別和整流電路連接，浪涌檢測電路的輸出端和過零檢測電路的輸出端連接。上述方案中，所述浪涌檢測電路包括
正向浪涌檢測電路，用于檢測經(jīng)整流電路整流后的市電電壓中正向脈沖浪涌；以及 負(fù)向浪涌檢測電路，用于檢測經(jīng)整流電路整流后的市電電壓中的負(fù)向電壓跌落浪涌； 所述正向浪涌檢測電路和負(fù)向浪涌檢測電路通過二極管D3連接。進(jìn)一步的，所述正向浪涌檢測電路連接二極管D3的負(fù)極，負(fù)向浪涌檢測電路連接二極管D3的正極。具體的，所述正向浪涌檢測電路包括電阻Rl、R2、R3、R4和R5，電容Cl和C2以及三極管Ql和Q2 ;所述電阻R2與電容Cl并聯(lián)后一端通過電阻Rl與整流電路連接，另一端分別與電阻R3和R4連接，電阻R4與電容C2并聯(lián)后接地；電阻R3的另一端與三極管Ql的B極連接，三極管Ql的C極通過電阻R5與電源VCC連接，三極管Ql的E極接地；三極管Q2的B級與三極管Ql的C極連接，三極管的Q2的C極接地，三極管Q2的E極連接二極管D3的負(fù)極。具體的，所述負(fù)向浪涌檢測電路包括二極管D1、D2，電阻1 6、1 7、1 8、1 9、1 10，電容C3及比較器Ul ;電阻R6 —端與整流電路連接，另一端分別與二極管Dl和D2的正極連接；二極管Dl的負(fù)極與電阻R7連接；電阻R7另一端分別連接電阻R9和比較器Ul的正輸入端；電阻R9與電容C3并聯(lián)后接地；二極管D2的負(fù)極與電阻R8連接；電阻R8的另一端分別與電阻R10、二極管D3的正極和比較器Ul的負(fù)輸入端連接；R10 —端與R8、二極管D3的正極以及比較器Ul負(fù)輸入端連接，另一端接地；比較器Ul的輸出端與過零檢測電路連接。具體的，所述過零檢測電路包括電阻R11、R12、R13、R14、R15和比較器U2 ;所述比較器U2的正輸入端通過電阻Rl2與整流電路連接，比較器U2的負(fù)輸入端通過電阻Rl5與電源VCC連接；電阻R13的一端分別與R15和比較器U2的負(fù)輸入端連接，另一端接地；電阻R14的一端分別連接電阻R12和比較器U2的正輸入端，另一端接地；比較器U2的輸出端通過電阻Rll與電源VCC連接，且與浪涌檢測電路的比較器Ul的輸出端連接。上述方案中，所述整流電路為橋式整流電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是
I、本發(fā)明采用雙向浪涌檢測電路，能及時(shí)準(zhǔn)確檢測電路中的浪涌現(xiàn)象，輸出有效浪涌檢測信號，使后續(xù)保護(hù)電路能及時(shí)做出動(dòng)作，故能有效保護(hù)電路系統(tǒng)中的半導(dǎo)體功率元件不受浪涌損壞。2、本發(fā)明采用過零檢測電路，對于發(fā)生在市電過零位置，不會對電路系統(tǒng)產(chǎn)生損壞的浪涌信號自動(dòng)屏蔽，避免了浪涌檢測電路在市電過零時(shí)錯(cuò)誤地檢測到浪涌信號，產(chǎn)生誤保護(hù)。3、本發(fā)明能有效提高電壓浪涌檢測的靈敏度，能準(zhǔn)確檢測對于半導(dǎo)體功率器件危害最大的浪涌現(xiàn)象，輸出可靠高電平信號，為后續(xù)保護(hù)電路啟動(dòng)提供依據(jù)，防止損壞電路系統(tǒng)。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖I為本發(fā)明的電路框 圖2為本發(fā)明的電路原理 圖3. I至圖3. 5本發(fā)明電路電壓正常狀態(tài)下的波形示意 圖4. I至圖4. 5為本發(fā)明正向浪涌現(xiàn)象狀態(tài)下的波形示意 圖5. I至圖5. 4為本發(fā)明負(fù)向浪涌現(xiàn)象狀態(tài)下的波形示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本實(shí)施例的電壓浪涌檢測電路，包括整流電路I、浪涌檢測電路2、過零檢測電路3，其中整流電路I為橋式整流電路，負(fù)責(zé)將交流市電轉(zhuǎn)換為直流市電，浪涌檢測電路2用于檢測經(jīng)整流電路I整流后市電電壓的脈沖浪涌，過零檢測電路3用于檢測市電過零點(diǎn)。浪涌檢測電路2的輸入端與過零檢測電路3的輸入端分別和整流電路I連接，浪涌檢測電路2的輸出端和過零檢測電路3的輸出端連接。如圖2所示,浪涌檢測電路2包括正向浪涌檢測電路21和負(fù)向浪涌檢測電路22，正向浪涌檢測電路21和負(fù)向浪涌檢測電路22通過二極管D3連接，即浪涌檢測電路21連接二極管D3的負(fù)極，負(fù)向浪涌檢測電路22連接二極管D3的正極，將正向浪涌檢測信號連接到負(fù)向浪涌檢測電路中比較器Ul的負(fù)向輸入端，從而使檢測到的正向浪涌信號作用到負(fù)向浪涌檢測電路22中，最終輸出浪涌信號4。具體的電路是正向浪涌檢測電路21包括電阻R1、R2、R3、R4和R5，電容Cl和C2以及三極管Ql和Q2 ;所述電阻R2與電容Cl并聯(lián)后一端通過電阻Rl與整流電路I連接，另一端分別與電阻R3和R4連接，電阻R4與電容C2并聯(lián)后接地；電阻R3的另一端與三極管Ql的B極連接，三極管Ql的C極通過電阻R5與電源VCC連接，三極管Ql的E極接地；三極管Q2的B級與三極管Ql的C極連接，三極管的Q2的C極接地，三極管Q2的E極連接二極管D3的負(fù)極。負(fù)向浪涌檢測電路22包括二極管D1、D2，電阻R6、R7、R8、R9、R10，電容C3及比較器Ul ;電阻R6 —端與整流電路I連接，另一端分別與二極管Dl和D2的正極連接；二極管Dl的負(fù)極與電阻R7連接；電阻R7另一端分別連接電阻R9和比較器Ul的正輸入端；電阻R9與電容C3并聯(lián)后接地；二極管D2的負(fù)極與電阻R8連接；電阻R8的另一端分別與電阻R10、二極管D3的正極和比較器Ul的負(fù)輸入端連接；R10 —端與R8、二極管D3的正極以及比較器Ul負(fù)輸入端連接，另一端接地。 過零檢測電路3包括電阻R11、R12、R13、R14、R15和比較器U2 ;所述比較器U2的正輸入端通過電阻R12與整流電路I連接，比較器U2的負(fù)輸入端通過電阻R15與電源VCC連接；電阻R13的一端分別與R15和比較器U2的負(fù)輸入端連接，另一端接地；電阻R14的一端分別連接電阻R12和比較器U2的正輸入端，另一端接地；比較器U2的輸出端通過電阻Rll與電源VCC連接，同時(shí)與浪涌檢測電路22的比較器Ul的輸出端連接。過零檢測電路3的比較器U2輸出信號與負(fù)向浪涌檢測電路22的比較器Ul輸出信號連接，從而消除由于市電過零，浪涌檢測電路22檢測到錯(cuò)誤信號。本發(fā)明的工作原理是，通過浪涌檢測電路檢測市電交流電壓信號，如果市電交流電壓信號存在浪涌現(xiàn)象，該電路起作用，則輸出有效高電平浪涌信號，該信號觸發(fā)后續(xù)的浪涌保護(hù)電路工作，保護(hù)相關(guān)功率元器件不受損壞。如果市電交流信號無浪涌現(xiàn)象發(fā)生，則輸出低電平浪涌信號。如圖3. I至圖3. 5所示，為正常電壓情況下，本發(fā)明浪涌檢測電路各個(gè)部分的輸出波形圖。如圖3. I所示為正常交流市電電壓信號，該電壓輸入到整流電路I后輸出整流后的電壓波形如圖3.2所示，再輸入到正向浪涌檢測電路21中，正向浪涌檢測電路21電路中C點(diǎn)電壓為正常高電平輸出，如圖3. 4所示；如圖3. 2所示的整流后的電壓波形輸入到負(fù)向浪涌檢測電路22中，負(fù)向浪涌檢測電路22電路中A點(diǎn)和B點(diǎn)的波形正常，如圖3. 3所示。此時(shí)，浪涌檢測電路2檢測到輸入的交流市電電壓信號正常，不會輸出浪涌檢測信號，所以輸出的浪涌信號4為低電平信號，如圖3. 5所示。如圖4. I至圖4. 5所示，為交流市電電壓出現(xiàn)正向浪涌現(xiàn)象時(shí)，本實(shí)施例浪涌檢測電路各部分的輸出波形圖。如圖4. I所示為正向浪涌現(xiàn)象發(fā)生時(shí)的交流市電電壓信號，該電壓輸入到整流電路I后輸出整流后的電壓波形如圖4. 2所示，再輸入到正向浪涌檢測電路21中，正向浪涌檢測電路21檢測到浪涌現(xiàn)象發(fā)生，正向浪涌檢測電路21電路中C點(diǎn)波形如圖4. 3所示，此時(shí)由于C點(diǎn)輸出低電平，三極管Q2動(dòng)作，導(dǎo)致負(fù)向浪涌檢測電路22中B點(diǎn)電壓降低，此時(shí)負(fù)向浪涌檢測電路22中A點(diǎn)和B點(diǎn)的電壓信號波形如圖4. 4所示，負(fù)向浪涌檢測電路22中的比較器Ul輸出高電平信號，即浪涌信號4為有效高電平信號，如圖4.5所示。如圖5. I至圖5. 4所示，為市電交流電壓出現(xiàn)負(fù)向浪涌現(xiàn)象時(shí)，本發(fā)明浪涌檢測電路各部分的輸出波形圖。市電交流電壓在負(fù)向浪涌現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，正向浪涌檢測電路21不起作用，負(fù)向浪涌檢測電路22起作用。如圖5. I所示，為負(fù)向浪涌現(xiàn)象發(fā)生時(shí)的市電交流電壓信號，該電壓輸入到整流電路I后輸出整流后的電壓波形如圖5. 2所示，再輸入到負(fù)向浪涌檢測電路22中，負(fù)向浪涌檢測電路22中A點(diǎn)和B點(diǎn)的波形如圖5. 3所示，A和B兩點(diǎn)的信號進(jìn)入負(fù)向浪涌檢測電路22中的比較器U1，電路檢測到負(fù)向浪涌現(xiàn)象發(fā)生，此時(shí)輸出浪涌信號4為有效高電平信號，如圖5. 4所示。·
權(quán)利要求
1.ー種電壓浪涌檢測電路，包括將交流市電轉(zhuǎn)換為直流市電的整流電路(I)，其特征在于，還包括 浪涌檢測電路(2)，用于檢測經(jīng)整流電路(I)整流后市電電壓的脈沖浪涌；以及 過零檢測電路(3)，用于檢測市電過零點(diǎn)； 所述浪涌檢測電路(2)的輸入端與過零檢測電路(3)的輸入端分別和整流電路(I)連接，浪涌檢測電路(2)的輸出端和過零檢測電路(3)的輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電壓浪涌檢測電路，其特征在于，所述浪涌檢測電路包括 正向浪涌檢測電路(21)，用于檢測經(jīng)整流電路(I)整流后的市電電壓中的正向脈沖浪涌；以及 負(fù)向浪涌檢測電路(22)，用于檢測經(jīng)整流電路(I)整流后的市電電壓中的負(fù)向電壓跌落浪涌； 所述正向浪涌檢測電路(21)和負(fù)向浪涌檢測電路(22 )通過ニ極管D3連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓浪涌檢測電路，其特征在于，所述正向浪涌檢測電路(21)連接ニ極管D3的負(fù)極，負(fù)向浪涌檢測電路(22)連接ニ極管D3的正扱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓浪涌檢測電路，其特征在干，所述正向浪涌檢測電路(21)包括電阻R1、R2、R3、R4和R5，電容Cl和C2以及三極管Ql和Q2;所述電阻R2與電容Cl并聯(lián)后一端通過電阻Rl與整流電路(I)連接，另一端分別與電阻R3和R4連接，電阻R4與電容C2并聯(lián)后接地；電阻R3的另一端與三極管Ql的B極連接，三極管Ql的C極通過電阻R5與電源VCC連接，三極管Ql的E極接地；三極管Q2的B級與三極管Ql的C極連接，三極管的Q2的C極接地，三極管Q2的E極連接ニ極管D3的負(fù)極。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓浪涌檢測電路，其特征在干，所述負(fù)向浪涌檢測電路(22)包括ニ極管Dl、D2，電阻R6、R7、R8、R9、RlO,電容C3及比較器Ul；電阻R6 —端與整流電路(I)連接，另一端分別與ニ極管Dl和D2的正極連接；ニ極管Dl的負(fù)極與電阻R7連接；電阻R7另一端分別連接電阻R9和比較器Ul的正輸入端；電阻R9與電容C3并聯(lián)后接地；ニ極管D2的負(fù)極與電阻R8連接；電阻R8的另一端分別與電阻R10、ニ極管D3的正極和比較器Ul的負(fù)輸入端連接；R10—端與R8、ニ極管D3的正極以及比較器Ul負(fù)輸入端連接，另一端接地；比較器Ul的輸出端與過零檢測電路(3)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電壓浪涌檢測電路，其特征在于，所述過零檢測電路(3)包括電阻Rll、R12、R13、R14、R15和比較器U2 ;所述比較器U2的正輸入端通過電阻R12與整流電路(I)連接，比較器U2的負(fù)輸入端通過電阻R15與電源VCC連接；電阻R13的一端分別與R15和比較器U2的負(fù)輸入端連接，另一端接地；電阻R14的一端分別連接電阻R12和比較器U2的正輸入端，另一端接地；比較器U2的輸出端通過電阻Rll與電源VCC連接，同時(shí)連接浪涌檢測電路(22)的比較器Ul的輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6任一項(xiàng)所述的電壓浪涌檢測電路，其特征在于，所述整流電路為橋式整流電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電壓浪涌檢測電路，包括整流電路、浪涌檢測電路、過零檢測電路，浪涌檢測電路的輸入端與過零檢測電路的輸入端分別和整流電路連接，浪涌檢測電路的輸出端和過零檢測電路的輸出端連接，整流電路將交流市電轉(zhuǎn)換為直流市電。本發(fā)明通過浪涌檢測電路檢測市電交流電壓信號，如果市電交流電壓信號存在浪涌現(xiàn)象，該電路起作用，則輸出浪涌信號為高電平信號，該信號觸發(fā)后續(xù)的浪涌保護(hù)電路工作，保護(hù)相關(guān)功率元器件不受損壞。如果市電交流信號無浪涌現(xiàn)象發(fā)生，則輸出浪涌信號為低電平。本發(fā)明能準(zhǔn)確檢測電路中的浪涌現(xiàn)象，故能有效保護(hù)電路系統(tǒng)中的半導(dǎo)體功率元件。
文檔編號G01R19/00GK102707121SQ20121019708
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者劉文奇, 李寶剛, 謝波 申請人:美的集團(tuán)有限公司