专利名称：一种交流电压检测方法、装置及其电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及 交流电测量，更具体地说，涉及一种交流电压检测方法、装置及其 电路。
背景技术：
在许多运用场合下，检测交流电是否正常是非常重要的。特别是在对交流电压 敏感的一些使用场合下，通常都会使用电压互感器或电流互感器来取得当前的交流电压 并对其进行测试、判断。在有过零检测的方案或电路中，通常都使用微控制器来做过零 检测，同时，在当前的情况下，许多控制电路也会使用微控制器来构成。在这种情况 下，微控制器加上电压或电流互感器，会带来较大的成本压力；通常，电压或电流互感 器的体积也会较大，这会使控制电路或功能电路的整体体积变大，而且电路结构也会变 得复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述成本较高、体积较大、电 路结构较为复杂的缺陷，提供成本低、体积小、电路简单的交流电压检测方法、装置及 其电路。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种交流电压检测方法，包 括如下步骤A)对并接在设置在降压后的交流电零、相线之间的采样电阻上的充电电容放 电；B)收到交流电负半周过零信号？如是，执行步骤C)；否则，返回步骤A)；C)对所述充电电容充电，取得其充满后的电压值与设定电压值比较，得到交流 电压的检测结果。在本发明所述的交流电电压检测方法中，所述步骤A)中通过使并接在所述充电 电容两端的可控开关导通而使所述充电电容放电。在本发明所述的交流电电压检测方法中，所述步骤C)进一步包括Cl)断开所述可控开关；C2)取得所述充电电容充满电时一端的电压值，并将其通过模数转换为数字信 号形式的第一电压值；C3)将所述第一电压值与预设的预设电压值比较，判断所述交流电压是否正
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巾ο在本发明所述的交流电电压检测方法中，所述步骤C2)进一步包括C21)取得所述充电电容一端电压并将其模数转换；C22)比较当前取样值与上一个取样值是否相同？如相同，取当前取样值为第一 电压值；否则，返回步骤C21)。
本发明还涉及一种交流电电压检测装置，包括放电模块用于对并接在设置在降压后的交流电零、相线之间的采样电阻上的 充电电容放电；过零信号接收模块用于接收交流电负半周过零信号；充电及比较模块用于对所述充电电容充电，取得其充满后的电压值与设定电 压值比较，得到交流电压的检测结果。在本发明所述交流电电压检测装置中，所述放电模块包括用于使并接在所述充 电电容两端的可控开关导通而使所述充电电容放电的放电控制单元。在本发明所述交流电电压检测装置中，所述充电模块进一步包括充电控制单元，用于断开所述可控开关；第一电压取得单元用于取得所述充电电容充满电时一端的电压值，并将其通 过模数转换为数字信号形式的第一电压值；比较单元用于将所述第一电压值与预设的预设电压值比较，判断所述交流电 压是否正常。在本发明所述交流电电压检测装置中，所述第一电压取得单元进一步包括模数转换子单元用于取得所述充电电容一端电压并将其模数转换；第一电压值比较子单元用于比较当前取样值与上一个取样值是否相同？如相 同，取当前取样值为第一电压值。本发明还涉及一种实现上述交流电电压检测方法的电路，包括用于将交流电压 值降压的阻容降压单元以及与通过所述阻容降压单元降压后的交流电零线连接的过零信 号取得单元，所述过零信号取得单元输出端与一微控制器的第一输入/输出端连接，还 包括连接在所述降压后的零、相线之间的多个相互串接的取样电阻、通过一个二极管与 所述取样电阻中第一取样电阻并接的充电电容、通过限流电阻与所述充电电容两端并接 的受控开关；所述充电电容一端与一模数转换模块的输入端连接，所述受控开关的控制 端与所述微控制器的第二输入/输出端口连接。在本发明所述的电路中，所述第一取样电阻一端与降压后的交流电相线连接， 另一端与所述串接的多个取样电阻一端连接，所述多个串接后的取样电阻的另一端连接 在所述降压后的交流电零线上。实施本发明的交流电压检测方法、装置及其电路，具有以下有益效果由于其 使用用于控制或其他功能的微控制器的多余输入/输出端口，且不需要传统的电压互感 器或电流互感器，所以其成本低、体积小、电路简单。
图1是本发明交流电压检测方法、装置及其电路实施例中方法流程图； 图2是所述实施例中装置结构示意图；的逻辑框图；图3是所述实施例中电路的电路原理图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。
如图1所示，在本发明交流电压检测方法、装置及其电路实施例中，其测量交 流电的方法包括如下步骤步骤Sll输出控制信号使得受控开关导通，充电电容放电在本步骤中，开始 对交流电压进行检测。在本实施例中，在经过阻容降压的交流电的相线和零线之间串接 有多个取样电阻，其中一端与交流电相线连接，另一端与其他串联的取样电阻连接的取 样电阻为第一取样电阻；第一取样电阻通过二极管与充电电容并接，而充电电容 的两端 并接有一个串接的限流电阻和受控开关，当受控开关导通时，充电电容通过该限流电阻 放电。而在本实施例中，上述受控开关是一个三极管。因此，在本步骤中，就是输出 控制信号(微控制器输出到三极管基极)，使得该受控开关(三极管)导通，充电电容放 H1^ ο步骤S12收到负半周过零信号？在本步骤中，微控制器判断是否接收到交流电 的负半周过零信号，如果接收到该信号，说明交流电开始负半周的过零点，可以执行步 骤S13 ·’否则，返回步骤S11，继续对充电电容放电。步骤S13输出控制信号使受控开关截止，充电电容充电本步骤中，微控制器 输出(或改变)与上述受控开关的控制极连接的输出端上的控制信号，使得上述受控开关 由上述的导通状态转换为截止状态，这样，充电电容也有放电状态转换为充电状态，使 得上述充电电容开始充电。步骤S14取得充电电容一端的电压值，将其模数转换、并送到微控制器中在 本步骤中，取得上述充电电容一端的电压值，由于充电电容一端连接在降压后的交流电 的零线上，所以，取得电压的一端是通过二极管与其他取样电阻连接的一端。每次取得 电压之后，将其输送到微控制器中，进行模数转换，将模拟的电压值转换为数字值，并 存储该电压值。步骤S15当前取得电压值和上次取得的值相同？判断当前取得的电压值是否与 上次取得的电压值相同，如相同，执行步骤S16;否则，返回步骤S14，继续执行步骤 S14。步骤S16取当前取得电压值为第一电压值在本步骤中，将本次取得的电压值 设置为第一电压值。步骤S17比较第一电压值和设定值，判断交流电压是否正常在本步骤中，将 上述第一电压值与存储在微控制器中的设定值比较，该设定值是事先存储的，当然，在 一些实施例中，上述设定值也可以是在确认交流电压正常时取得的第一设定值。在本步 骤中，比较上述第一设定值和设定值，如果两个值相等或其差值在设定的允许范围内， 就可以认为交流电压正常。反之，则判断为交流电压异常，并可以进一步判断该交流电 压是较高还是较低。本实施例还揭示了一种交流电压检测装置，包括放电模块1、过零信号接收模块 2和充电及比较模块3。参见图2，其中，放电模块1用于对并接在设置在降压后的交流 电零、相线之间的采样电阻上的充电电容放电；过零信号接收模块2用于接收交流电负 半周过零信号；充电及比较模块3用于对所述充电电容充电，取得其充满后的电压值与 设定电压值比较，得到交流电压的检测结果。在本实施例中，上述放电模块1包括用于 使并接在所述充电电容两端的可控开关导通而使所述充电电容放电的放电控制单元11。充电及比较模块3进一步包括用于断开上述可控开关的充电控制单元31、用于取得上述 充电电容充满电时一端的电压值并将其通过模数转换为数字信号形式的第一电压值的第 一电压取得单元32、以及用于将上述第一电压值与预设的预设电压值比较并判断交流电 压是否正常的比较单元33。在本实施例中，第一电压取得单元32还可以进一步分解为用于取得上述充电电 容一端电压并将其模数转换的模数转换子单元321以及用于在当前取样值与上次取得电 压数值相同时将当前取得电压值设置为第一电压值的第一电压值比较子单元322。图3是 本实施例中实现上述交流电压检测方法所用的电路，在图3中，该电路包 括用于将交流电压值降压的阻容降压单元以及与通过上述阻容降压单元降压后的交流电 零线连接的过零信号取得单元，过零信号取得单元输出端与一微控制器的第一输入/输 出端1/03连接，还包括连接在降压后的零、相线之间的多个相互串接的取样电阻(R1、 R4、R6)、通过一个二极管Dl与上述取样电阻中第一取样电阻Rl并接的充电电容Cl、 通过限流电阻R2与充电电容Cl两端并接的受控开关TRl ；充电电容Cl 一端与输入/输 出端1/01连接，受控开关TRl的控制端与所述微控制器的第二输入/输出端口 1/02连 接。其中，第一取样电阻Rl—端与降压后的交流电相线连接，另一端与串接的多个取样 电阻一端连接，多个串接后的取样电阻的另一端连接在降压后的交流电零线上。在实现原有功能的基础上(原先就存在阻容降压电源、过零检测电路以及微控 制器)，增加Rl、R2、R4、R6、DU Cl和TRl组成的电路，1/01 口与微控制器的A/ D采集端口(输入/输出端口的一种)相连接，1/02和1/03与微控制器的普通I/O相连 接，1/02作为Cl的放电控制口，1/03作为过零检测电路的输入口 ；在开始检测交流电 压前，先通过微控制器控制1/02，使Cl放电，在检测到负半周过零信号的同时，输出控 制信号，将TRl关闭，并同时采集1/01的电压和达到该电压的充电时间；上述步骤进行 循环，直到1/02的电压保持不变，再与事先测试而得的正常交流电压的数据对比来判断 电网电压的异常；这样就可以检测电网电压某一点的电压异常情况。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但 并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本 发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种交流电压检测方法，其特征在于，包括如下步骤A)对并接在设置在降压后的交流电零、相线之间的采样电阻上的充电电容放电；B)收到交流电负半周过零信号？如是，执行步骤C)；否则，返回步骤A)；C)对所述充电电容充电，取得其充满后的电压值与设定电压值比较，得到交流电压 的检测结果。
2.根据权利要求1所述的交流电压检测方法，其特征在于，所述步骤A)中通过使并 接在所述充电电容两端的可控开关导通而使所述充电电容放电。
3.根据权利要求2所述的交流电压检测方法，其特征在于，所述步骤C)进一步包括Cl)断开所述可控开关；C2)取得所述充电电容充满电时一端的电压值，并将其通过模数转换为数字信号形 式的第一电压值；C3)将所述第一电压值与预设的预设电压值比较，判断所述交流电压是否正常。
4.根据权利要求3所述的交流电压检测方法，其特征在于，所述步骤C2)进一步包括C21)取得所述充电电容一端电压并将其模数转换；C22)比较当前取样值与上一个取样值是否相同？如相同，取当前取样值为第一电压 值；否则，返回步骤C21)。
5.—种交流电压检测装置，其特征在于，包括放电模块用于对并接在设置在降压后的交流电零、相线之间的采样电阻上的充电 电容放电；过零信号接收模块用于接收交流电负半周过零信号；充电及比较模块用于对所述充电电容充电，取得其充满后的电压值与设定电压值 比较，得到交流电压的检测结果。
6.根据权利要求5所述的交流电压检测装置，其特征在于，所述放电模块包括用于使 并接在所述充电电容两端的可控开关导通而使所述充电电容放电的放电控制单元。
7.根据权利要求6所述的交流电压检测装置，其特征在于，所述充电模块进一步包括充电控制单元，用于断开所述可控开关；第一电压取得单元用于取得所述充电电容充满电时一端的电压值，并将其通过模 数转换为数字信号形式的第一电压值；比较单元用于将所述第一电压值与预设的预设电压值比较，判断所述交流电压是 否正常。
8.根据权利要求7所述的交流电压检测装置，其特征在于，所述第一电压取得单元进 一步包括模数转换子单元用于取得所述充电电容一端电压并进行模数转换； 第一电压值比较子单元用于比较当前取样值与上一取样值是否相同？如相同，取 当前取样值为第一电压值。
9.一种实现权利要求1所述的交流电压检测方法的电路，包括用于将交流电压值降压的阻容降压单元以及与通过所述阻容降压单元降压后的交流电零线连接的过零信号取得 单元，所述过零信号取得单元输出端与一微控制器的第一输入/输出端连接，其特征在 于，还包括连接在所述降压后的零、相线之间的多个相互串接的取样电阻、通过一个二 极管与所述取样电阻中第一取样电阻并接的充电电容、通过限流电阻与所述充电电容两 端并接的受控开关；所述充电电容一端与一模数转换模块的输入端连接，所述受控开关 的控制端与所述微控制器的第二输入/输出端口连接。
10.根据权利要求9所述的电路，其特征在于，所述第一取样电阻一端与降压后的交 流电相线连接，另一端与所述串接的多个取样电阻一端连接，所述多个串接后的取样电 阻的另一端连接在所述降压后的交流电零线上。
全文摘要
本发明涉及一种交流电压检测方法，包括如下步骤对并接在设置在降压后的交流电零、相线之间的采样电阻上的充电电容放电；收到交流电负半周过零信号？如是，对所述充电电容充电，取得其充满后的电压值与设定电压值比较，得到交流电压的检测结果；否则，返回上一步骤。本发明还涉及一种交流电压检测装置及电路。实施本发明的交流电压检测方法、装置及其电路，具有以下有益效果成本低、体积小、电路简单。
文档编号G01R19/25GK102012452SQ20101054268
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者姜西辉 申请人:深圳和而泰智能控制股份有限公司