交流电压的测量电路、测量方法及智能设备技术

本发明专利技术公开了一种交流电压的测量电路、测量方法及智能设备，该交流电压的测量电路通过在光耦电路之前仅设置电压比较电路，以使得外接供电电源的交流电压在电压比较电路的预设参考电压的控制下控制光耦电路的通断，并将电平信号输出给控制器，控制器再根据电平信号确定光耦电路的导通持续时长，无需借助于复杂且昂贵的电子元器件，仅借助于简单的电路设计与控制器的软件逻辑原理的相结合，也能够快速确定出外接交流供电电源的交流电压的电压值，降低了测量外接交流供电电源的交流电压的电压值的成本。值的成本。值的成本。

【技术实现步骤摘要】
交流电压的测量电路、测量方法及智能设备


[0001]本专利技术涉及交流电压测量
，尤其涉及一种交流电压的测量电路、测量方法及智能设备。

技术介绍

[0002]目前，交流电压的测量方案主要包括两大类，其中，第一类为：采用微型互感器作为核心元件，把输入的高电压信号直接变换为低电压信号，或者通过给互感器的初级串电阻先把输入电压转换为小电流信号，再用1 比1的互感器进行变换，变换后的电流信号经电阻电路处理即可转换回电压信号，把互感器输出的交流信号经适当的运放电路处理后送模数转换ADC芯片进行采集转换，再将转换结果送数字信号处理DSP芯片做进一步的算法处理，比如快速傅立叶变换，最后可得到交流电压的基波成分和谐波成分，得到交流电压的有效值；第二类为：通过先整流后电阻分压的方式把交流高压转换为直流低压，再用测量芯片自带的模数转换ADC对直流低压值进行采集转换，然后测量芯片以固定数学比例的方式根据转换结果的平均值来估算交流电压的有效值。
[0003]然而，实践发现，第一类由于互感器本身并不便宜，加上对交流信号的数字处理需要增加数字处理电路且处理流程复杂；第二类由于增加用于测量芯片供电的降压稳压电路和用于把测量结果告诉主控制芯片的光耦隔离电路。可见，无论是第一类测量方案还是第二类测量方案，其成本相对均较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种交流电压的测量电路，能够快速确定出外接交流供电电源的交流电压的电压值，降低了测量外接交流供电电源的交流电压的电压值的成本。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术第一方面公开了一种交流电压的测量电路，所述测量电路包括光耦电路及电压比较电路，其中，所述光耦电路包括光耦初级电路及光耦次级电路；
[0006]其中，所述电压比较电路的输出端电连接所述光耦初级电路的输入端；所述光耦初级电路的输出端感应连接所述光耦次级电路的输入端，所述光耦次级电路的输出端用于电连接控制器；所述电压比较电路的输入端用于电连接外接交流供电电源；
[0007]所述电压比较电路，用于为测量所述外接交流供电电源的交流电压提供参考电压以及控制所述光耦初级电路的通断；
[0008]所述光耦初级电路，用于在所述电压比较电路的控制下输出光电信号；
[0009]所述光耦次级电路，用于感应所述光电信号并将所述光电信号转换为电平信号，以及将所述电平信号输出给所述控制器，以触发所述控制器根据接收到所述电平信号的持续时长确定所述外接交流供电电源的交流电压的电压值。
[0010]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述电压比较电路包括稳压二
极管P或者可调稳压电路；
[0011]其中，当所述电压比较电路为所述可调稳压电路时，所述测量电路还包括稳压供电电路；
[0012]其中，所述稳压供电电路的第一输出端与所述光耦初级电路的输入端电连接，所述稳压供电电路的第二输出端与所述可调稳压电路的输入端电连接，所述稳压供电电路的输入端用于电连接所述外接交流供电电源；
[0013]所述稳压供电电路，用于从所述外接交流供电电源的交流电压波中提取交流电压半波，并为所述光耦初级电路提供相匹配的电流。
[0014]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述稳压供电电路包括阻容降压稳压电路及电压提取模块；
[0015]其中，所述阻容降压稳压电路的输出端与所述光耦初级电路的输入端电连接，所述电压提取模块的输出端电连接所述阻容降压稳压电路的输入端和所述电压比较电路的输入端，所述电压提取模块的输入端用于电连接所述外接交流供电电源；
[0016]所述电压提取模块，用于从所述外接交流供电电源的交流电压波中提取交流电压半波；
[0017]所述阻容降压稳压电路，用于从提取到的所述交流电压半波取电压并为所述光耦初级电路提供电流。
[0018]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述测量电路还包括跳变沿处理电路；
[0019]其中，所述跳变沿处理电路的输入端与所述光耦次级电路的输出端电连接，所述跳变沿处理电路的输出端用于电连接所述控制器；
[0020]所述跳变沿处理电路，用于改变所述电平信号的上升沿的陡峭程度和所述电平信号的下降沿的陡峭程度，并将改变后的所述电平信号传输给所述控制器。
[0021]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述光耦初级电路包括第一电阻R1、第二电阻R2以及发光二极管D1，所述光耦次级电路包括光电晶体管Q1以及上拉电阻R0；其中，所述第一电阻R1与所述发光二极管D1并联连接；所述光电晶体管Q1的集电极电连接所述上拉电阻R0 的一端，所述光电晶体管Q1的基极感应连接所述发光二极管D1，所述光电晶体管Q1的发射极用于接次级参考地端，所述上拉电阻R0的另一端用于电连接内部供电电源V1；
[0022]其中，当所述电压比较电路为所述稳压二极管P时，所述发光二极管 D1的负极用于电连接所述外接交流供电电源，所述第二电阻R2的一端与所述发光二极管D1的正极电连接，所述第二电阻R2的另一端与所述稳压二极管P的正极电连接，所述稳压二极管P的负极用于电连接所述外接交流供电电源；
[0023]当所述电压比较电路为所述可调稳压电路时，所述发光二极管D1的负极与所述可调稳压电路的输出端电连接；所述第二电阻R2的一端与所述发光二极管D1的正极电连接，所述第二电阻R2的另一端与所述稳压供电电路的输出端电连接。
[0024]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述可调稳压电路包括可控稳压源K、第三电阻R3以及第四电阻R4；
[0025]其中，所述可控稳压源K的阴极与所述光耦电路电连接，所述可控稳压源的参考极
分别与所述第四电阻R4的第一端、所述第三电阻R3的第一端电连接，所述第四电阻R4的第二端与所述电压比较电路的输入端电连接；
[0026]所述第三电阻R3的第二端与所述可控稳压源的阳极均用于接初级参考地端。
[0027]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述阻容降压稳压电路包括稳压管Z、电容C、第五电阻R5以及第一二极管D2；
[0028]其中，所述第五电阻R5的一端与所述第一二极管D2的负极电连接，所述第五电阻R5的另一端、所述电容C的一端、所述稳压管Z的负极、所述第二电阻R2的另一端均分别电连接第二内部供电电源V2，所述第一二极管D2的正极与所述电压提取模块的输出端电连接；
[0029]所述电容C的另一端、所述稳压管Z的正极均用于接初级参考地端。
[0030]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述跳边沿处理电路包括三极管Q2、第六电阻R6、第七电阻R7以及第八电阻R8；
[0031]其中，所述第六电阻R6的一端与所述光耦电路的输出端电连接，所述第六电阻R6的另一端分别与所述三极管Q2的基极、所述第七电阻R7的一端电连接，所述三极管Q2的集电极与所述第八电阻R8的一端电连接，所述第八电阻R8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交流电压的测量电路，其特征在于，所述测量电路包括光耦电路及电压比较电路，其中，所述光耦电路包括光耦初级电路及光耦次级电路；其中，所述电压比较电路的输出端电连接所述光耦初级电路的输入端；所述光耦初级电路的输出端感应连接所述光耦次级电路的输入端，所述光耦次级电路的输出端用于电连接控制器；所述电压比较电路的输入端用于电连接外接交流供电电源；所述电压比较电路，用于为测量所述外接交流供电电源的交流电压提供参考电压以及控制所述光耦初级电路的通断；所述光耦初级电路，用于在所述电压比较电路的控制下输出光电信号；所述光耦次级电路，用于感应所述光电信号并将所述光电信号转换为电平信号，以及将所述电平信号输出给所述控制器，以触发所述控制器根据接收到所述电平信号的持续时长确定所述外接交流供电电源的交流电压的电压值。2.根据权利要求1所述的交流电压的测量电路，其特征在于，所述电压比较电路包括稳压二极管(P)或者可调稳压电路；其中，当所述电压比较电路为所述可调稳压电路时，所述测量电路还包括稳压供电电路；其中，所述稳压供电电路的第一输出端与所述光耦初级电路的输入端电连接，所述稳压供电电路的第二输出端与所述可调稳压电路的输入端电连接，所述稳压供电电路的输入端用于电连接所述外接交流供电电源；所述稳压供电电路，用于从所述外接交流供电电源的交流电压波中提取交流电压半波，并为所述光耦初级电路提供相匹配的电流。3.根据权利要求2所述的交流电压的测量电路，其特征在于，所述稳压供电电路包括阻容降压稳压电路及电压提取模块；其中，所述阻容降压稳压电路的输出端与所述光耦初级电路的输入端电连接，所述电压提取模块的输出端电连接所述阻容降压稳压电路的输入端和所述电压比较电路的输入端，所述电压提取模块的输入端用于电连接所述外接交流供电电源；所述电压提取模块，用于从所述外接交流供电电源的交流电压波中提取交流电压半波；所述阻容降压稳压电路，用于从提取到的所述交流电压半波取电压并为所述光耦初级电路提供电流。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的交流电压的测量电路，其特征在于，所述测量电路还包括跳变沿处理电路；其中，所述跳变沿处理电路的输入端与所述光耦次级电路的输出端电连接，所述跳变沿处理电路的输出端用于电连接所述控制器；所述跳变沿处理电路，用于改变所述电平信号的上升沿的陡峭程度和所述电平信号的下降沿的陡峭程度，并将改变后的所述电平信号传输给所述控制器。5.根据权利要求2或3所述的交流电压的测量电路，其特征在于，所述光耦初级电路包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)以及发光二极管(D1)，所述光耦次级电路包括光电晶体管(Q1)以及上拉电阻(R0)；其中，所述第一电阻(R1)与所述发光二极管(D1)并联连接；所述光电晶体管(Q1)的集电极电连接所述上拉电阻(R0)的一端，所述光电晶体管(Q1)的基极感应
连接所述发光二极管(D1)，所述光电晶体管(Q1)的发射极用于接次级参考地端，所述上拉电阻(R0)的另一端用于电连接内部供电电源(V1)；其中，当所述电压比较电路为所述稳压二极管(P)时，所述发光二极管(D1)的负极用于电连接所述外接交流供电电源，所述第二电阻(R2)的一端与所述发光二极管(D1)的正极电连接，所述第二电阻(R2)的另一端与所述稳压二极管(P)的正极电连接，所述稳压二极管(P)的负极用于电连接所述外接交流供电电源；当所述电压比较电路为所述可调稳压电路时，所述发光二极管(D1)的负极与所述可调稳压电路的输出端电连接；所述第二电阻(R2)的一端与所述发光二极管(D1)的正极电连接，所述第二电阻(R2)的另一端与所述稳压供电电路的输出端电连接。6.根据权利要求2或3所述的交流电压的测量电路，其特征在于，所述可调稳压电路包括可控稳压源(K)、第三电阻(R3)以及第四电阻(R4)；其中，所述可控稳压源(K)的阴极与所述光耦电路电连接，所述可控稳压...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾英华，吴开洪，王风云，
申请(专利权)人：佛山市顺德区锜科电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：