专利名称：静态开关掉波检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电源技术领域，具体是一种静态开关掉波检测电路。
背景技术：
很多重要设备对供电要求比较高，因此需要两路电源来做主备用，一路是市电，另一路则由并联逆变器产生。在逆变系统中，静态开关模块可以实现两路输入电源之间的不间断切换，当主输入异常时，能不间断地切换到备用交流电源，当主用交流电源恢复正常后再切换回来。掉波检测电路是静态开关实现切换的重要组成部分。如图I所示，大部分静态开关掉电检测电路都是由降压网络I、射极跟随模块2、全波整流模块3、RC检测模块4组成，最后RC检测模块把检测到的信号送给单片机。其中，降压网络I包括串联连接的电阻R1、电阻R2、电阻R3，其是对输出的正弦波电压进行降压，使 峰值低于±15V，适合运放工作；射极跟随模块2包括运算放大器U1A，电阻R2、电阻R3的节点与运算放大器UlA的正向输入端连接，运算放大器UlA用于对降压后的信号进行缓冲，使电压有更强的驱动能力；全波整流模块3采用精密全波整流电路，包括两个运算放大器U1B、U1C、两个整流二极管D2、D3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容Cl，对交流信号进行变换，使负半波的信号沿X轴镜像，变换为全部为正的波形；RC检测模块4中的RC电路(电阻RH、电容C2)对全波整流后的波形进行积分，并加钳位电路(二极管D4、D5)进行幅值限制，使之不超过单片机的工作电压，RC检测模块4输出的电压就是输出波形是否掉波的判据高电平为正常，低电平为掉波。这种电路在阻性负载时能比较快的反映输出波形跌落。但是，当用户带整流器负载时，可能会出现这两种情况第一种情况，负载消耗功率不是很大，此时若逆变器出现了故障，因整流器负载消耗功率不大，逆变输出波形下降缓慢，形成较长的拖尾，使RC检测模块无法判断是否掉波，当拖尾电压降到RC检测模块动作时，距离逆变故障已经几十甚至上百毫秒了，切换时间过长。第二种情况，用户带整流器负载，而且部分逆变器出了故障，剩下的逆变器不足以提供足够的能量给负载，逆变器进入逐波保护状态，使输出波形跌落，通用的RC检测模块反映不出输出波形的跌落，而用户的整流器负载对这种被逐波保护的波形则视为异常，关闭整流器，造成输出中断。
发明内容针对现有技术的不足，本实用新型提供一种静态开关掉波检测电路，既能检测静态开关带阻性负载掉波，也能检测静态开关带整流器负载掉波，而且检测准确度高。—种静态开关掉波检测电路，包括依次连接的降压网络、射极跟随模块、全波整流模块，还包括比较模块及基准电压发生电路，所述比较模块包括比较器U1D、限流电阻R13、反馈电阻R14，所述基准电压发生电路的输出端与所述比较器UlD的同相输入端连接，所述全波整流模块的输出端与比较器UlD的反相输入端连接，比较器UlD的输出端通过限流电阻R13与单片机连接，比较器UlD的输出端与UlD的同相输入端之间接入反馈电阻R14。如上所述的静态开关掉波检测电路，所述比较模块的输出端输出的电压通过钳位电路进行幅值限制后接入所述单片机。如上所述的静态开关掉波检测电路，所述钳位电路包括一个直流电源及两个二极管D6、D7，其中二极管D6的负极与所述直流电源连接，二极管D6的正极与所述比较模块的输出端和二极管D7的负极连接，二极管D7的正极接地。本实用新型将现有静态开关的检测电路中RC检测电路改为比较电路，既能检测静态开关带阻性负载掉波，也能检测静态开关带整流器负载掉，而且掉波检测时间不超过10毫秒，检测准确度高。
图I是现有技术静态开关掉波检测电路的电路图； 图2是本实用新型静态开关掉波检测电路的电路图。图中1-降压网络，2-射极跟随模块，3-全波整流模块，4-RC检测模块，5-比较模±夹，6-基准电压发生电路，7-钳位电路。
具体实施方式
下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。图2所示为本实用新型静态开关掉波检测电路的电路图，所述静态开关掉波检测电路包括依次连接的降压网络I、射极跟随模块2、全波整流模块3、比较模块5。所述降压网络I包括依次串联连接的电阻R1、电阻R2、电阻R3，用于对接入的输出电压进行降压，使电压峰值低于土 15V,适合运放工作。所述射极跟随模块2包括运算放大器U1A，电阻R2、电阻R3的节点与运算放大器UlA的正向输入端连接，运算放大器UlA的输出端与运算放大器UlA的反向输入端连接。运算放大器UlA用于对降压后的信号进行缓冲，使电压有更强的驱动能力。较佳的，所述运算放大器UlA输出的电压可通过二极管Dl接入+15v的直流电压进行钳位，其中运算放大器UlA的输出端与二极管Dl的正极连接，二极管Dl的负极接入+15v的直流电压。所述全波整流模块3采用精密全波整流电路，包括两个运算放大器U1B、U1C、两个整流二极管D2、D3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容Cl，用于对交流信号进行变换，使负半波的信号沿X轴镜像，变换为全部为正的波形，其中电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8的阻值相同，可均为20千欧。所述全波整流模块3的工作原理如下I)当输入电压Ui为正半周的时候，UlB输出负电压，D3阳极电压为-Ui，经过UlC反向放大器后又变为Ui ；2)当输入电压Ui为负半周的时候，UlB反馈电阻为R6//(R5+R7)，D2阴极输出电压-(2/3Ui)，D3阳极电压为-(l/3Ui)，因此UlC输出_Ui，因为Ui是负的，因此UlC输出还是正的。无论输入是正还是负，输出都为正，因此实现了全波整流。[0022]所述比较模块5包括比较器U1D、限流电阻R13、反馈电阻R14，所述基准电压发生电路6包括基准电压源(例如+5v直流电压源)、电阻R12、电阻R15，基准电压源依次串联电阻R12、电阻R15后接地，电阻R12、电阻R15的节点作为所述基准电压发生电路6的输出端与所述比较器UlD的同相输入端连接，全波整流模块3的输出端与比较器UlD的反相输入端连接。比较器UlD的输出端通过限流电阻R13与单片机连接，比较器UlD的输出端与UlD的同相输入端之间接入反馈电阻R14。较佳的，所述比较模块5的输出端输出的电压可通过钳位电路7进行幅值限制，使之不超过单片机的工作电压。所述钳位电路7包括一个直流电源及两个二极管D6、D7，其中二极管D6的负极与直流电源连接，二极管D6的正极与所述比较模块5的输出端和二极管D7的负极连接，二极管D7的正极接地，本实施例中所述直流电源的电压为+5v，因此所述钳位电路7可将所述比较模块5的输出钳位在-0. 7v 5. 7v之间，使之不超过单片机的工作电压。所述比较模块5用于对全波整流模块3全波整流后的波形和基准电压发生电路输出的基准电压进行比较，当全波整流波形高于所述基准电压发生电路6提供的基准电压时，比较模块5就输出高电平，当全波整流波形低于基准电压时，比较模块5就输出低电平。 例如，将所述基准电压发生电路6提供的基准电压点对应输出电压为180伏，当输出正弦波波形高于180伏时，比较器UlD就输出高电平，当正弦波低于180伏，比较器UlD就输出低电平。正常情况下，一个半波内比较器UlD将输出一个矩形波送给单片机，单片机从输出电压低于180伏时(即比较器翻转)开始计算，10毫秒内必须有一次输出电压大于180伏，否则就判断为输出掉波，必须切换到另一路交流电。当负载为阻性时，静态开关输出随着交流输入的跌落很快就跌落，低于180伏后不会再触发比较器翻转，单片机在10毫秒内检测出输出掉波，切换到另一路交流电。当负载为整流器时，正常情况下和阻性负载一样，10毫秒内检出掉波，切到另一路交流。当负载为整流器时，且出现下述两种特殊情况时，分别介绍如下第一种情况，整流器负载消耗功率不是很大，逆变器出现了故障，逆变输出波形下降缓慢，形成较长的拖尾，输出电压一直在180伏以上，因此比较器UlD —直不翻转，单片机检测到10毫秒内无翻转信号，判断为输出掉波，切换到另一路交流输出。第二种情况，用户带整流器负载，而且部分逆变器出了故障，剩下的逆变器不足以提供足够的能量给负载，逆变器进入逐波保护状态，使输出波形跌落，当有半个周波峰内值无法达到180伏时，也无法使比较器UlD翻转，单片机也在10个毫秒内检测到掉波，切换到另一路交流电。
权利要求1.一种静态开关掉波检测电路，包括依次连接的降压网络(I)、射极跟随模块(2)、全波整流模块(3)，其特征在于还包括比较模块(5)及基准电压发生电路￠)，所述比较模块(5)包括比较器U1D、限流电阻R13、反馈电阻R14，所述基准电压发生电路(6)的输出端与所述比较器UlD的同相输入端连接，所述全波整流模块(3)的输出端与比较器UlD的反相输入端连接，比较器UlD的输出端通过限流电阻R13与单片机连接，比较器UlD的输出端与UlD的同相输入端之间接入反馈电阻R14。
2.如权利要求I所述的静态开关掉波检测电路，其特征在于所述比较模块(5)的输出端输出的电压通过钳位电路(7)进行幅值限制后接入所述单片机。
3.如权利要求2所述的静态开关掉波检测电路，其特征在于所述钳位电路(7)包括一个直流电源及两个二极管D6、D7，其中二极管D6的负极与所述直流电源连接，二极管D6的正极与所述比较模块(5)的输出端和二极管D7的负极连接，二极管D7的正极接地。
专利摘要本实用新型提供一种静态开关掉波检测电路，包括依次连接的降压网络、射极跟随模块、全波整流模块，还包括比较模块及基准电压发生电路，所述比较模块包括比较器U1D、限流电阻R13、反馈电阻R14，所述基准电压发生电路的输出端与所述比较器U1D的同相输入端连接，所述全波整流模块的输出端与比较器U1D的反相输入端连接，比较器U1D的输出端通过限流电阻R13与单片机连接，比较器U1D的输出端与U1D的同相输入端之间接入反馈电阻R14。本实用新型将现有静态开关的检测电路中RC检测电路改为比较电路，既能检测静态开关带阻性负载掉波，也能检测静态开关带整流器负载掉，而且掉波检测时间不超过10毫秒，检测准确度高。
文档编号G01R31/327GK202563067SQ20122018204
公开日2012年11月28日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日
发明者黄永耀, 喻建军, 许行巍 申请人:武汉能创技术有限公司