本發(fā)明屬于電壓檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種剩余電壓檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

剩余電壓的建立是由于電氣設(shè)備電源回路存在著儲(chǔ)能器件，如果回路中儲(chǔ)能器件容量足夠的大，電能釋放電阻阻值也足夠的大，雖然儲(chǔ)能器件中存儲(chǔ)的能量很小，存在的時(shí)間很短，但產(chǎn)生的剩余電壓也將會(huì)引起觸電安全事故。隨著智能儀器和智能控制技術(shù)的發(fā)展，家用電器的電子化進(jìn)程也隨之不斷加深，而電子化設(shè)計(jì)會(huì)使用電容、電感等儲(chǔ)能器件，如果電源回路中儲(chǔ)能器件容量足夠的大，電阻阻值也足夠的大，那么，產(chǎn)生的剩余電壓將會(huì)引起觸電安全事故。為了保護(hù)消費(fèi)者、操作者或他人的人身安全，防止在斷電瞬間觸及帶電部件而發(fā)生危險(xiǎn)，電器產(chǎn)品安全檢測(cè)需要對(duì)此項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試、考核。因此必須對(duì)剩余電壓進(jìn)行測(cè)試。

現(xiàn)有技術(shù)中，申請(qǐng)?zhí)枮镃N201220644069.4的實(shí)用新型專利提供了一種剩余電壓測(cè)試裝置，MCU控制模塊發(fā)出信號(hào)控制繼電器驅(qū)動(dòng)電路斷開電源，然后采用電壓測(cè)量電路中的分壓電路將電源插頭間的剩余電壓進(jìn)行分壓采樣，該采樣電壓輸入到電壓跟隨器，電壓跟隨器輸出的電壓值經(jīng)ADC后，輸入到MCU控制模塊數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、儲(chǔ)存與顯示，并在剩余電壓超出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)報(bào)警。

然而，這種系統(tǒng)檢測(cè)到的剩余電壓往往存在檢測(cè)值波動(dòng)較大的情況，不利于對(duì)高剩余電壓檢測(cè)精度的環(huán)境的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了提高剩余電壓的檢測(cè)精度，本發(fā)明提供了一種剩余電壓檢測(cè)系統(tǒng)，包括如下組件：時(shí)序控制模塊、檢測(cè)模塊、計(jì)時(shí)模塊、電源模塊、環(huán)境檢測(cè)和設(shè)置模塊和剩余電壓計(jì)算模塊，其中時(shí)序控制模塊用于控制檢測(cè)模塊、計(jì)時(shí)模塊、電源模塊、環(huán)境檢測(cè)和設(shè)置模塊和剩余電壓計(jì)算模塊的工作順序，檢測(cè)模塊用于檢測(cè)被檢測(cè)器件的電壓和相位信息，所述計(jì)時(shí)模塊根據(jù)檢測(cè)模塊檢測(cè)到的被檢測(cè)器件的電壓和相位信息獲得被檢測(cè)器件相位變化參考時(shí)間，所述電源模塊用于根據(jù)計(jì)時(shí)模塊和檢測(cè)模塊的輸出信息控制被檢測(cè)器件是否被上電，所述環(huán)境檢測(cè)和設(shè)置模塊檢測(cè)并設(shè)定被檢測(cè)器件與電源的表面初始溫度和環(huán)境初始溫度并使被檢測(cè)器件處于正常工作狀態(tài)，所述剩余電壓計(jì)算模塊用于根據(jù)檢測(cè)模塊和計(jì)時(shí)模塊輸出的信息計(jì)算被檢測(cè)器件的剩余電壓。

進(jìn)一步地，所述檢測(cè)模塊包括相位檢測(cè)電路和電位計(jì)，所述相位檢測(cè)電路用于輸出對(duì)被檢測(cè)器件的相位檢測(cè)結(jié)果信息，所述電位計(jì)檢測(cè)被檢測(cè)器件的電壓檢測(cè)結(jié)果信息。

進(jìn)一步地，所述電源模塊包括電磁閥和電源，所述電磁閥根據(jù)所述計(jì)時(shí)模塊和檢測(cè)模塊的輸出信息控制電源被開啟或關(guān)閉。

進(jìn)一步地，所述計(jì)時(shí)模塊包括計(jì)時(shí)器、觸發(fā)器和驅(qū)動(dòng)器，所述計(jì)時(shí)器用于根據(jù)相位檢測(cè)電路的輸出信號(hào)計(jì)時(shí)，所述觸發(fā)器根據(jù)計(jì)時(shí)器的輸出信號(hào)通過與電源連接的電磁閥控制電源的開關(guān)，所述驅(qū)動(dòng)器用于增強(qiáng)觸發(fā)器輸出到電磁閥的電流。

進(jìn)一步地，所述剩余電壓計(jì)算模塊包括：

被檢測(cè)器件的電壓的變化平均值和相位變化的平均值計(jì)算子模塊，用于當(dāng)電源模塊的電源相位到達(dá)第N個(gè)過零點(diǎn)到第N+M個(gè)過零點(diǎn)期間，根據(jù)被檢測(cè)器件的電壓和相位變化，計(jì)算在M個(gè)過零點(diǎn)期間該電壓的變化平均值和相位變化的平均值；

被檢測(cè)器件的變化時(shí)間和相位變化參考時(shí)間計(jì)算子模塊，用于在電源模塊的電源相位經(jīng)歷第N+M個(gè)過零點(diǎn)之后的第N+M+K個(gè)過零點(diǎn)期間，計(jì)算在每個(gè)電源相位過零點(diǎn)時(shí)，被檢測(cè)器件的相位變化到步驟所述的相位變化的平均值所需要的變化時(shí)間，同時(shí)計(jì)算被檢測(cè)器件在每個(gè)電源相位過零點(diǎn)時(shí)的電壓變化，根據(jù)該電壓變化計(jì)算被檢測(cè)器件相位變化參考時(shí)間，其中K大于1；

剩余電壓參考值計(jì)算子模塊，用于當(dāng)電源模塊的電源相位在經(jīng)歷第N+M+K個(gè)過零點(diǎn)之后的任一個(gè)過零點(diǎn)時(shí)的同時(shí)斷開電源，根據(jù)被檢測(cè)器件從斷開電源以后的電壓值曲線，計(jì)算上述被檢測(cè)器件的相位變化參考時(shí)間對(duì)應(yīng)的電壓值，作為一個(gè)剩余電壓參考值；

剩余電壓值計(jì)算模塊，用于根據(jù)時(shí)序控制模塊的控制信息計(jì)算被檢測(cè)器件的剩余電壓值。

進(jìn)一步地，所述被檢測(cè)器件的變化時(shí)間和相位變化參考時(shí)間計(jì)算子模塊還根據(jù)所述電壓變化與電壓的變化平均值之間的差值小于預(yù)定閾值時(shí)的該電壓變化所對(duì)應(yīng)的變化時(shí)間，計(jì)算被檢測(cè)器件相位變化參考時(shí)間。

進(jìn)一步地，所述被檢測(cè)器件的變化時(shí)間和相位變化參考時(shí)間計(jì)算子模塊計(jì)算該電壓變化所對(duì)應(yīng)的變化時(shí)間的平均值作為被檢測(cè)器件相位變化參考時(shí)間。

進(jìn)一步地，所述時(shí)序控制模塊在所述剩余電壓參考值計(jì)算子模塊計(jì)算出剩余電壓參考值之后，設(shè)置環(huán)境檢測(cè)和設(shè)置模塊改變被檢測(cè)器件與電源的表面初始溫度和環(huán)境初始溫度到新的恒定溫度，并使被檢測(cè)器件處于正常工作狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述環(huán)境檢測(cè)和設(shè)置模塊在被改變被檢測(cè)器件與電源的表面初始溫度和環(huán)境初始溫度之前，檢測(cè)并保持被檢測(cè)器件與電源的表面溫度以及該剩余電壓檢測(cè)系統(tǒng)所處的環(huán)境溫度不變。

進(jìn)一步地，所述計(jì)時(shí)模塊還包括晶振，用于為計(jì)時(shí)器、觸發(fā)器和驅(qū)動(dòng)器提供工作時(shí)鐘。

剩余電壓檢測(cè)系統(tǒng)，包括如下組件：電源、晶振、計(jì)時(shí)器、觸發(fā)器、驅(qū)動(dòng)器、電磁閥、相位檢測(cè)電路、電位計(jì)、存儲(chǔ)器以及控制器，所述晶振產(chǎn)生該剩余電壓檢測(cè)系統(tǒng)中器件工作所需的時(shí)鐘信號(hào)，所述計(jì)時(shí)器用于根據(jù)相位檢測(cè)電路的輸出信號(hào)計(jì)時(shí)，所述觸發(fā)器根據(jù)計(jì)時(shí)器的輸出信號(hào)通過與電源連接的電磁閥控制電源的開關(guān)，所述驅(qū)動(dòng)器用于增強(qiáng)觸發(fā)器輸出到電磁閥的電流，所述相位檢測(cè)電路用于輸出對(duì)被檢測(cè)器件的相位檢測(cè)結(jié)果信息，所述電位計(jì)檢測(cè)被檢測(cè)器件的電壓檢測(cè)結(jié)果信息，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)時(shí)器、相位檢測(cè)電路、電位計(jì)以及控制器的輸出信號(hào)，所述控制器控制該剩余電壓檢測(cè)系統(tǒng)的所述各個(gè)組件的工作時(shí)序，并根據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的信息檢測(cè)被檢測(cè)器件的剩余電壓。

本發(fā)明的有益效果為：一方面克服了現(xiàn)有技術(shù)中計(jì)算剩余電壓的時(shí)刻的選定的隨機(jī)性和不確定性，提高了最終計(jì)算的精度；另一方面，在克服了溫度漂移對(duì)檢測(cè)的影響的條件下通過多次檢測(cè)提高了剩余電壓的監(jiān)測(cè)精度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明的檢測(cè)系統(tǒng)比現(xiàn)有技術(shù)中延遲預(yù)定的時(shí)間的方式的精度和穩(wěn)定度至少高出5-10倍。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的剩余電壓檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。

如圖1所示，剩余電壓檢測(cè)系統(tǒng)包括如下組件：時(shí)序控制模塊、檢測(cè)模塊、計(jì)時(shí)模塊、電源模塊、環(huán)境檢測(cè)和設(shè)置模塊和剩余電壓計(jì)算模塊。為了簡(jiǎn)要起見，圖1中的連接關(guān)系僅是部分模塊之間的數(shù)據(jù)流向和信息連接關(guān)系，而并未表達(dá)全部信息連接關(guān)系。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)在此的描述能夠清楚地理解各個(gè)組件之間的全部連接關(guān)系和數(shù)據(jù)流向。、

時(shí)序控制模塊用于控制檢測(cè)模塊、計(jì)時(shí)模塊、電源模塊、環(huán)境檢測(cè)和設(shè)置模塊和剩余電壓計(jì)算模塊的工作順序，檢測(cè)模塊用于檢測(cè)被檢測(cè)器件的電壓和相位信息，所述計(jì)時(shí)模塊根據(jù)檢測(cè)模塊檢測(cè)到的被檢測(cè)器件的電壓和相位信息獲得被檢測(cè)器件相位變化參考時(shí)間，所述電源模塊用于根據(jù)計(jì)時(shí)模塊和檢測(cè)模塊的輸出信息控制被檢測(cè)器件是否被上電，所述環(huán)境檢測(cè)和設(shè)置模塊檢測(cè)并設(shè)定被檢測(cè)器件與電源的表面初始溫度和環(huán)境初始溫度并使被檢測(cè)器件處于正常工作狀態(tài)，所述剩余電壓計(jì)算模塊用于根據(jù)檢測(cè)模塊和計(jì)時(shí)模塊輸出的信息計(jì)算被檢測(cè)器件的剩余電壓。

所述檢測(cè)模塊包括相位檢測(cè)電路和電位計(jì)，所述相位檢測(cè)電路用于輸出對(duì)被檢測(cè)器件的相位檢測(cè)結(jié)果信息，所述電位計(jì)檢測(cè)被檢測(cè)器件的電壓檢測(cè)結(jié)果信息。

所述電源模塊包括電磁閥和電源，所述電磁閥根據(jù)所述計(jì)時(shí)模塊和檢測(cè)模塊的輸出信息控制電源被開啟或關(guān)閉。

所述計(jì)時(shí)模塊包括計(jì)時(shí)器、觸發(fā)器和驅(qū)動(dòng)器，所述計(jì)時(shí)器用于根據(jù)相位檢測(cè)電路的輸出信號(hào)計(jì)時(shí)，所述觸發(fā)器根據(jù)計(jì)時(shí)器的輸出信號(hào)通過與電源連接的電磁閥控制電源的開關(guān)，所述驅(qū)動(dòng)器用于增強(qiáng)觸發(fā)器輸出到電磁閥的電流。

所述剩余電壓計(jì)算模塊包括：

被檢測(cè)器件的電壓的變化平均值和相位變化的平均值計(jì)算子模塊，用于當(dāng)電源模塊的電源相位到達(dá)第N個(gè)過零點(diǎn)到第N+M個(gè)過零點(diǎn)期間，根據(jù)被檢測(cè)器件的電壓和相位變化，計(jì)算在M個(gè)過零點(diǎn)期間該電壓的變化平均值和相位變化的平均值；

被檢測(cè)器件的變化時(shí)間和相位變化參考時(shí)間計(jì)算子模塊，用于在電源模塊的電源相位經(jīng)歷第N+M個(gè)過零點(diǎn)之后的第N+M+K個(gè)過零點(diǎn)期間，計(jì)算在每個(gè)電源相位過零點(diǎn)時(shí)，被檢測(cè)器件的相位變化到步驟所述的相位變化的平均值所需要的變化時(shí)間，同時(shí)計(jì)算被檢測(cè)器件在每個(gè)電源相位過零點(diǎn)時(shí)的電壓變化，根據(jù)該電壓變化計(jì)算被檢測(cè)器件相位變化參考時(shí)間，其中K大于1；

剩余電壓參考值計(jì)算子模塊，用于當(dāng)電源模塊的電源相位在經(jīng)歷第N+M+K個(gè)過零點(diǎn)之后的任一個(gè)過零點(diǎn)時(shí)的同時(shí)斷開電源，根據(jù)被檢測(cè)器件從斷開電源以后的電壓值曲線，計(jì)算上述被檢測(cè)器件的相位變化參考時(shí)間對(duì)應(yīng)的電壓值，作為一個(gè)剩余電壓參考值；

剩余電壓值計(jì)算模塊，用于根據(jù)時(shí)序控制模塊的控制信息計(jì)算被檢測(cè)器件的剩余電壓值。

優(yōu)選地，所述被檢測(cè)器件的變化時(shí)間和相位變化參考時(shí)間計(jì)算子模塊還根據(jù)所述電壓變化與電壓的變化平均值之間的差值小于預(yù)定閾值時(shí)的該電壓變化所對(duì)應(yīng)的變化時(shí)間，計(jì)算被檢測(cè)器件相位變化參考時(shí)間。

優(yōu)選地，所述被檢測(cè)器件的變化時(shí)間和相位變化參考時(shí)間計(jì)算子模塊計(jì)算該電壓變化所對(duì)應(yīng)的變化時(shí)間的平均值作為被檢測(cè)器件相位變化參考時(shí)間。

優(yōu)選地，所述時(shí)序控制模塊在所述剩余電壓參考值計(jì)算子模塊計(jì)算出剩余電壓參考值之后，設(shè)置環(huán)境檢測(cè)和設(shè)置模塊改變被檢測(cè)器件與電源的表面初始溫度和環(huán)境初始溫度到新的恒定溫度，并使被檢測(cè)器件處于正常工作狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述環(huán)境檢測(cè)和設(shè)置模塊在被改變被檢測(cè)器件與電源的表面初始溫度和環(huán)境初始溫度之前，檢測(cè)并保持被檢測(cè)器件與電源的表面溫度以及該剩余電壓檢測(cè)系統(tǒng)所處的環(huán)境溫度不變。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述計(jì)時(shí)模塊還包括晶振，用于為計(jì)時(shí)器、觸發(fā)器和驅(qū)動(dòng)器提供工作時(shí)鐘。在該優(yōu)選實(shí)施例中，剩余電壓檢測(cè)系統(tǒng)包括如下組件：電源、晶振、計(jì)時(shí)器、觸發(fā)器、驅(qū)動(dòng)器、電磁閥、相位檢測(cè)電路、電位計(jì)、存儲(chǔ)器以及控制器，所述晶振產(chǎn)生該剩余電壓檢測(cè)系統(tǒng)中器件工作所需的時(shí)鐘信號(hào)，所述計(jì)時(shí)器用于根據(jù)相位檢測(cè)電路的輸出信號(hào)計(jì)時(shí)，所述觸發(fā)器根據(jù)計(jì)時(shí)器的輸出信號(hào)通過與電源連接的電磁閥控制電源的開關(guān)，所述驅(qū)動(dòng)器用于增強(qiáng)觸發(fā)器輸出到電磁閥的電流，所述相位檢測(cè)電路用于輸出對(duì)被檢測(cè)器件的相位檢測(cè)結(jié)果信息，所述電位計(jì)檢測(cè)被檢測(cè)器件的電壓檢測(cè)結(jié)果信息，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)時(shí)器、相位檢測(cè)電路、電位計(jì)以及控制器的輸出信號(hào)，所述控制器控制該剩余電壓檢測(cè)系統(tǒng)的所述各個(gè)組件的工作時(shí)序，并根據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的信息檢測(cè)被檢測(cè)器件的剩余電壓。

上述剩余電壓檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理為：

(1)在恒定的環(huán)境溫度T下，接通被檢測(cè)器件的電源，使被檢測(cè)器件處于正常工作狀態(tài)；作為本方法的第一個(gè)步驟，要確保電源溫度與被檢測(cè)器件溫度在未上電工作的條件下均相同，例如為T0。優(yōu)選地，在其他的檢測(cè)流程中，每次接通被檢測(cè)器件的電源，使被檢測(cè)器件處于正常工作狀態(tài)時(shí)，電源溫度與被檢測(cè)器件溫度在未上電工作時(shí)均保持T0不變。

(2)監(jiān)測(cè)被檢測(cè)器件的相位和電源的相位；

(3)當(dāng)電源的相位到達(dá)第N個(gè)過零點(diǎn)到第N+M個(gè)過零點(diǎn)期間，監(jiān)測(cè)被檢測(cè)器件的電壓和相位變化，計(jì)算在M個(gè)過零點(diǎn)期間該電壓的變化平均值和相位變化的平均值；

(4)在電源相位經(jīng)歷第N+M個(gè)過零點(diǎn)之后的第N+M+K個(gè)過零點(diǎn)期間，計(jì)算在每個(gè)電源相位過零點(diǎn)時(shí)，被檢測(cè)器件的相位變化到步驟(3)所述的相位變化的平均值所需要的變化時(shí)間，同時(shí)計(jì)算被檢測(cè)器件在每個(gè)電源相位過零點(diǎn)時(shí)的電壓變化，根據(jù)該電壓變化計(jì)算被檢測(cè)器件相位變化參考時(shí)間，其中K大于1；

(5)電源相位在經(jīng)歷第N+M+K個(gè)過零點(diǎn)之后的任一個(gè)過零點(diǎn)時(shí)的同時(shí)斷開電源，監(jiān)測(cè)被檢測(cè)器件從斷開電源以后的電壓值曲線，獲得上述被檢測(cè)器件相位變化參考時(shí)間對(duì)應(yīng)的電壓值，作為一個(gè)剩余電壓參考值；

(6)重復(fù)步驟(1)-(5)，查找出P個(gè)剩余電壓參考值，計(jì)算這P個(gè)剩余電壓參考值的平均值作為該被檢測(cè)器件的剩余電壓值。

優(yōu)選地，步驟(4)中根據(jù)該電壓變化計(jì)算被檢測(cè)器件相位變化參考時(shí)間包括：根據(jù)該電壓變化與所述步驟(3)中的電壓的變化平均值之間的差值小于預(yù)定閾值時(shí)的該電壓變化所對(duì)應(yīng)的變化時(shí)間，計(jì)算被檢測(cè)器件相位變化參考時(shí)間。

優(yōu)選地，計(jì)算該電壓變化所對(duì)應(yīng)的變化時(shí)間的平均值作為被檢測(cè)器件相位變化參考時(shí)間。

優(yōu)選地，所述步驟(6)中，重復(fù)步驟(1)-(5)是在新的恒定的環(huán)境溫度條件下做出的。

優(yōu)選地，所述步驟(6)中偶數(shù)次地重復(fù)步驟(1)-(5)。

優(yōu)選地，所述新的恒定的環(huán)境溫度為對(duì)稱于溫度T的溫度。

優(yōu)選地，所述新的恒定的環(huán)境溫度與溫度T的差值的絕對(duì)值小于預(yù)設(shè)的閾值。

優(yōu)選地，所述閾值小于0.5攝氏度。

優(yōu)選地，所述步驟(6)是在同樣的環(huán)境溫度T的條件下進(jìn)行的。

優(yōu)選地，所述步驟(6)是在電源與被檢測(cè)器件表面溫度均為相同值的條件下進(jìn)行的。

上面以文字和附圖說明的方式闡釋了本發(fā)明一些具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，并非詳盡無遺或限制于上述所述具體形式。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。