專(zhuān)利名稱：一種單相交流負(fù)載通斷檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)電路，尤其涉及一種交流負(fù)載通斷檢測(cè)電路，屬于電路檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電器在工作過(guò)程中，其控制器微處理器發(fā)出交流負(fù)載工作的指令后，其微處理器往往并不能肯定交流負(fù)載是否按照其指令馬上開(kāi)始工作，有時(shí)交流負(fù)載是因?yàn)樨?fù)載自身故障不能工作，有時(shí)是因?yàn)榭刂曝?fù)載的如開(kāi)關(guān)、繼電器、接觸器等故障造成交流電無(wú)法輸入負(fù)載中，因此微處理器為了準(zhǔn)確監(jiān)控負(fù)載的工作狀態(tài)，必須檢測(cè)負(fù)載的電流通斷?，F(xiàn)有技術(shù)中通常采用的交流負(fù)載通斷檢測(cè)一般是在交流負(fù)載電流輸入電路中串聯(lián)一電阻，通過(guò)檢測(cè)電阻上的電壓來(lái)判斷交流負(fù)載的通斷。這種檢測(cè)方法的缺點(diǎn)是電阻要消耗較大的有功功率，
并且產(chǎn)生較大的熱量，影響其電阻的基準(zhǔn)值，從而影響其測(cè)量精度，同時(shí)交流強(qiáng)電和微處理器弱電之間，一般還要進(jìn)行強(qiáng)弱電電氣隔離，以避免強(qiáng)電對(duì)弱電的干擾影響，因此其電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、成本較高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種單相交流負(fù)載通斷檢測(cè)電路，通過(guò)單相交流負(fù)載的一交流電輸入穿過(guò)于電流互感器的磁環(huán)中間，利用電流互感器二次繞組感應(yīng)一次繞組電流的工作原理，實(shí)現(xiàn)單相交流負(fù)責(zé)通斷的檢測(cè)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種單相交流負(fù)載通斷檢測(cè)電路，其特征是，包含一具有多匝數(shù)的二次繞組的穿心式電流互感器，所述電流互感器本身結(jié)構(gòu)不設(shè)一次繞組，單相交流負(fù)載的一交流電輸入在所述電流互感器的磁環(huán)中間穿過(guò)，所述電流互感器的二次繞組的兩輸出端連接一全波整流電路和一第三電阻，所述全波整流電路輸出經(jīng)過(guò)分壓電阻分壓后，經(jīng)穩(wěn)壓輸出檢測(cè)信號(hào)。所述檢測(cè)信號(hào)由一穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓，所述穩(wěn)壓二極管的兩端并聯(lián)有濾波電容。所述電流互感器二次繞組的兩端還并聯(lián)所述第三電阻。所述全波整流電路是由四個(gè)整流二極管組成的整流橋。所述全波整流電路中，第一整流二極管的陽(yáng)極、第四整流二極管的陰極均與所述電流互感器二次繞組的一端連接，第二整流二極管的陽(yáng)極、第三整流二極管的陰極均與所述電流互感器二次繞組的另一端連接，第一整流二極管的陰極與第二整流二極管的陰極共連于整流輸出點(diǎn)，第三整流二極管D3的陽(yáng)極與第四整流二極管D4的陽(yáng)極共連于模擬地。所述分壓電阻的兩端分別與整流輸出點(diǎn)、模擬地連接。所述分壓電阻為串聯(lián)的兩個(gè)電阻。本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果[0016]本實(shí)用新型的單相交流負(fù)載通斷檢測(cè)電路通過(guò)單相交流負(fù)載的一交流電輸入穿過(guò)于電流互感器的磁環(huán)中間，利用電流互感器二次繞組感應(yīng)一次繞組電流的工作原理，經(jīng)整流、分壓、穩(wěn)壓后形成穩(wěn)定的檢測(cè)電壓，實(shí)現(xiàn)單相交流負(fù)責(zé)通斷的檢測(cè)。該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、無(wú)發(fā)熱元件、強(qiáng)弱電電氣隔離、抗干擾能力強(qiáng)、檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可廣泛應(yīng)用在家電、三相交流、工業(yè)控制等領(lǐng)域。。

圖I是單相交流負(fù)載通斷檢測(cè)電路圖；圖2是本實(shí)用新型另一改進(jìn)的單相交流負(fù)載電流檢測(cè)實(shí)施例；圖3是M點(diǎn)電壓Um的電壓波形圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本·實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。實(shí)施例I如圖I所示，本實(shí)用新型的單相交流負(fù)載通斷檢測(cè)電路包含一電流互感器L、全波整流電路I、分壓電阻Rl、R2、穩(wěn)壓二極管Z、濾波電容Cl、電阻R3和繼電器Relay。具有多匝數(shù)的二次繞組的穿心式電流互感器，電流互感器本身結(jié)構(gòu)不設(shè)一次繞組，單相交流負(fù)載的一交流電輸入在所述電流互感器L的磁環(huán)中間穿過(guò)，單相交流電輸入線路中設(shè)置有由繼電器Relay控制交流電輸入至負(fù)載的觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)K。電流互感器L的二次繞組輸出端A、B同時(shí)與全波整流電路I連接，全波整流電路I是由四個(gè)整流二極管D1、D2、D3、D4組成的整流橋，其中，整流二極管Dl的陽(yáng)極、整流二極管D4的陰極均與電流互感器L 二次繞組的一端A連接，整流二極管D2的陽(yáng)極、整流二極管D3的陰極均與電流互感器L 二次繞組的另一端B連接，整流二極管Dl的陰極與整流二極管D2的陰極共連于整流輸出點(diǎn)M，整流二極管D3的陽(yáng)極與整流二極管D4的陽(yáng)極共連于模擬GND。全波整流電路I的整流輸出點(diǎn)M與模擬地GND之間串聯(lián)兩個(gè)分壓電阻R1、R2進(jìn)行分壓。分壓電阻R2的一端與模擬地GND之間并聯(lián)設(shè)置一穩(wěn)壓二極管Z和一濾波電容Cl,并且穩(wěn)壓二極管Z的陰極與分壓電阻R2的一端共連至直流電壓輸出端1/01，即檢測(cè)端，穩(wěn)壓二極管Z的陽(yáng)極與模擬地GND連接。本實(shí)施例中電流互感器L為3030T/15A，整流二極管D1、D2、D3、D4的型號(hào)為1N4007，穩(wěn)壓二極管Z的型號(hào)為5. IV，電阻Rl、R3的型號(hào)為IK Ω,電阻R2的型號(hào)為IOK Ω，濾波電容Cl為O. luF/50V。穩(wěn)壓二極管Z將輸出的直流電壓輸出端1/01鉗位在該穩(wěn)壓值上，減少輸出電壓的紋波。并聯(lián)的濾波電容Cl可以吸收穩(wěn)壓二極管Z中的齊納噪聲和從輸入端引入的高頻噪聲干擾，改善穩(wěn)壓二極管Z的輸出特性，使得穩(wěn)壓二極管Z的輸出電壓更加穩(wěn)定可靠。根據(jù)電流互感器一次繞組和二次繞組安匝數(shù)相等的原理，即I1*N1=I2*N2(I)上式可變?yōu)镮2=I1*N1/N2(2)[0031]上式中11為一次繞組電流，NI為一次繞組匝數(shù)，12為二次繞組感應(yīng)電流，N2為
二次繞組匝數(shù)。單相交流負(fù)載的一交流電輸入在電流互感器L的磁環(huán)中間穿過(guò)，相當(dāng)于電流互感器的一次繞組匝數(shù)為1，則二次繞組感應(yīng)電流12為12=11/N2(3)由于二次繞組匝數(shù)N2很大，因此二次繞組感應(yīng)電流12比一次繞組電流小很多。電流互感器L 二次繞組的輸出端A、B連接有并聯(lián)的電阻R3，電阻R3有兩個(gè)作用，一方面起取樣電阻的作用，即二次繞組的感應(yīng)電流12通過(guò)電阻R3，產(chǎn)生感應(yīng)電壓U2 U2=R3*I2(4)依式(3)，得出U2=R3*I1/N2(5)電流互感器二次線圈兩端的電壓U2與一次繞組中的電流Il成正比。另一方面，起保護(hù)作用，即防止全波整流電路I由于某種原因，造成其輸入開(kāi)路故障，從而電流互感器L 二次繞組的輸出端A、B開(kāi)路，使得電流互感器L二次繞組的輸出端A、B之間產(chǎn)生很高的高壓，燒毀電流互感器L，造成更大的安全事故。當(dāng)電器控制器的微處理器指令單相交流負(fù)載工作時(shí)，繼電器Relay通電，其觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)K閉合，單相交流負(fù)載通電，通電電流為II，電流互感器L 二次線圈中產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流12=11/N2，通過(guò)電阻R3，在其輸出端A、B產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)U2=R3*I1/N2，輸入給全波整流電路1，全波整流電路I的整流輸出M點(diǎn)的電壓為脈動(dòng)的直流電壓，M點(diǎn)電壓Um的電壓波形如圖3所述，M點(diǎn)的電壓經(jīng)過(guò)串聯(lián)的分壓電阻Rl、R2分壓后，再通過(guò)穩(wěn)壓二極管Z的穩(wěn)壓和濾波電容Cl濾波,輸出直流高電平信號(hào)1/01給微處理器的I/O端口，微處理器獲悉繼電器Relay觸點(diǎn)閉合和單相交流負(fù)載通電，判斷單相交流負(fù)載正常工作。當(dāng)電器控制器的微處理器指令單相交流負(fù)載工作時(shí)，如果繼電器Relay故障，其觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)K沒(méi)有閉合，仍然斷開(kāi)，或者單相交流負(fù)載發(fā)生故障，不能工作，因而單相交流負(fù)載穿過(guò)電流互感器磁環(huán)中的交流電沒(méi)有電流，即11=0，電流互感器L 二次線圈中不產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流12，即12=0，在其輸出端A、B也不產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)U2，即U2=0，全波整流電路I的整流輸出M點(diǎn)也沒(méi)有脈動(dòng)的直流電壓，即Um=0，因而輸出直流低電平信號(hào)1/01給微處理器的I/O端口，微處理器獲悉單相交流負(fù)載沒(méi)有正常工作，進(jìn)行故障處理。本實(shí)例中微處理器僅僅利用其I/O端口就完成單相交流負(fù)載通斷檢測(cè)。實(shí)施例2如圖2所述，在本實(shí)用新型的另一改進(jìn)實(shí)施例中，電路中電解電容C2代替穩(wěn)壓二極管Z，輸出端Vo代替輸出端1/01，微處理器除I/O端口外，還必須具有A/D轉(zhuǎn)換器的功能，其它部分與實(shí)施例I相同。本實(shí)施例中電解電容C2的型號(hào)為47uF/25V。當(dāng)電器控制器的微處理器指令單相交流負(fù)載工作時(shí)，繼電器Relay通電，其觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)K閉合，單相交流負(fù)載通電，通電電流為II，電流互感器L 二次線圈中產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流12=11/N2，通過(guò)電阻R3，在其輸出端A、B產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)U2=R3*I1/N2，輸入給全波整流電路1，全波整流電路I的整流輸出M點(diǎn)的電壓為脈動(dòng)的直流電壓，M點(diǎn)電壓Um的電壓波形如圖3所述，M點(diǎn)的電壓經(jīng)過(guò)串聯(lián)的分壓電阻Rl、R2分壓后，再通過(guò)電解電容C2和濾波電容Cl濾波，輸出直流信號(hào)Vo給微處理器的A/D端口，Vo=K*U2=K* R3*I1/N2，K為濾波常數(shù)，微處理器通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)Vo進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，獲得Vo的值，從而計(jì)算出單相交流負(fù)載電流Il的值，因此也獲悉繼電器Relay觸點(diǎn)閉合和單相交流負(fù)載通電，判斷單相交流負(fù)載正常工作。當(dāng)電器控制器的微處理器指令單相交流負(fù)載工作時(shí)，如果繼電器Relay故障，其觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)K沒(méi)有閉合，仍然斷開(kāi)，或者單相交流負(fù)載發(fā)生故障，不能工作，因而單相交流負(fù)載穿過(guò)電流互感器磁環(huán)中的交流電沒(méi)有電流，即11=0，電流互感器L 二次線圈中不產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流12，即12=0，在其輸出端A、B也不產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)U2，即U2=0，全波整流電路I的整流輸出M點(diǎn)也沒(méi)有脈動(dòng)的直流電壓，即Um=O,因而輸出直流低電平信號(hào)Vo給微處理器的A/D端口，微處理器通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器得出No值為零，微處理器判斷單相交流負(fù)載沒(méi)有正常工作，進(jìn)行故障處理。該改進(jìn)電路不僅可以進(jìn)行單相交流負(fù)載通斷檢測(cè)，而且還可以進(jìn)行單相交流負(fù)載電流的檢測(cè)，但微處理器必須具有A/D轉(zhuǎn)換器的功能。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技·術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種單相交流負(fù)載通斷檢測(cè)電路，其特征是，包含 一具有多匝數(shù)的二次繞組的穿心式電流互感器，所述電流互感器本身結(jié)構(gòu)不設(shè)一次繞組， 單相交流負(fù)載的一交流電輸入在所述電流互感器的磁環(huán)中間穿過(guò)， 所述電流互感器的二次繞組的兩輸出端連接一全波整流電路和一第三電阻， 所述全波整流電路輸出經(jīng)過(guò)分壓電阻分壓后，經(jīng)穩(wěn)壓輸出檢測(cè)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單相交流負(fù)載通斷檢測(cè)電路，其特征是，所述檢測(cè)信號(hào)由一穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓，所述穩(wěn)壓二極管的兩端并聯(lián)有濾波電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單相交流負(fù)載通斷檢測(cè)電路，其特征是，所述電流互感器二次繞組的兩端并聯(lián)所述第三電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單相交流負(fù)載通斷檢測(cè)電路，其特征是，所述全波整流電路是由四個(gè)整流二極管組成的整流橋。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的單相交流負(fù)載通斷檢測(cè)電路，其特征是，所述全波整流電路中，第一整流二極管的陽(yáng)極、第四整流二極管的陰極均與所述電流互感器二次繞組的一端連接，第二整流二極管的陽(yáng)極、第三整流二極管的陰極均與所述電流互感器二次繞組的另一端連接，第一整流二極管的陰極與第二整流二極管的陰極共連于整流輸出點(diǎn)，第三整流二極管D3的陽(yáng)極與第四整流二極管D4的陽(yáng)極共連于模擬地。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單相交流負(fù)載通斷檢測(cè)電路，其特征是，所述分壓電阻的兩端分別與整流輸出點(diǎn)、模擬地連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單相交流負(fù)載通斷檢測(cè)電路，其特征是，所述分壓電阻為串聯(lián)的兩個(gè)電阻。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種單相交流負(fù)載通斷檢測(cè)電路，包含一具有多匝數(shù)的二次繞組的穿心式電流互感器，所述電流互感器本身結(jié)構(gòu)不設(shè)一次繞組，單相交流負(fù)載的一交流電輸入在所述電流互感器的磁環(huán)中間穿過(guò)，所述電流互感器的二次繞組的兩輸出端連接一全波整流電路和一第三電阻，所述全波整流電路輸出經(jīng)過(guò)分壓電阻分壓后，經(jīng)穩(wěn)壓濾波輸出檢測(cè)信號(hào)。該實(shí)用新型通過(guò)單相交流負(fù)載的一交流電輸入穿過(guò)于電流互感器的磁環(huán)中間，利用電流互感器二次繞組感應(yīng)一次繞組電流的工作原理，實(shí)現(xiàn)單相交流負(fù)責(zé)通斷的檢測(cè)。該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、無(wú)發(fā)熱元件、強(qiáng)弱電電氣隔離、抗干擾能力強(qiáng)、檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可廣泛應(yīng)用在家電、三相交流、工業(yè)控制等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01R31/02GK202710692SQ20122025881
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者周榮, 惠濱華, 吳魏, 諶清平 申請(qǐng)人:蘇州路之遙科技股份有限公司