交流电压的测量电路、测量方法及智能设备与流程

1.本发明涉及交流电压测量技术领域，尤其涉及一种交流电压的测量电路、测量方法及智能设备。


背景技术：

2.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。
3.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。


技术实现要素：

4.本发明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。
5.为了解决上述技术问题，本发明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；
6.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；
7.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；
8.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；
9.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。
10.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述电压比较电路包括稳压二
极管p或者可调稳压电路；
11.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；
12.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；
13.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。
14.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，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；
15.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；
16.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；
17.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。
18.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述测量电路还包括跳变沿处理电路；
19.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；
20.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。
21.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，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；
22.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；
23.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。
24.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，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；
25.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；
26.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。
27.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，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；
28.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；
29.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。
30.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，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；
31.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的一端用于电连接所述控制器，所述第八电阻r8的另一端用于电连接内部供电电源v1；
32.所述第七电阻r7的另一端和所述三极管q2的发射极均用于接次级参考地端。
33.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述电压提取模块包括第二二极管d3；
34.所述电压提取模块还包括第三二极管d4，其中，所述第三二极管d4 的正极用于接初级参考地端，所述第三二极管d4的负极用于电连接所述外接交流供电电源的零线端，所述第二二极管d3的正极用于电连接所述外接交流供电电源的火线端，所述第二二极管d3的负极电连接所述电压比较电路的输入端。
35.本发明第二方面公开了一种交流电压的测量方法，所述测量方法应用于测量交流电压的测量电路中，其中，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，所述方法包括：
36.所述电压比较电路获取外接交流供电电源的交流电压，并根据获取到的所述外接交流供电电源的交流电压和预设参考电压，控制所述光耦初级电路通断，所述预设参考电压用于测量所述外接交流供电电源的交流电压；
37.在所述电压比较电路的控制下，所述光耦初级电路输出光电信号；
38.所述光耦次级电路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。
39.作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述测量电路还包括稳压供电电路；
40.以及，所述方法还包括：
41.所述稳压供电电路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。
42.作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，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设置于所述光耦次级电路与所述控制器之间；
43.以及，所述光耦次级电路感应所述光电信号并将所述光电信号转换为电平信号之后，所述方法还包括：
44.所述跳变沿处理电路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；
45.其中，所述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，包括：
46.所述跳变沿处理电路将改变后的所述电平信号传输给所述控制器，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。
47.本发明第三方面公开了一种智能设备，其特征在于，所述智能设备包括第一方面中任一种所述的交流电压的测量电路。
48.实施本发明，具有如下有益效果：
49.本发明中，提供了一种交流电压的测量电路，该交流电压的测量电路包括光耦电路及电压比较电路，其中，该光耦电路包括光耦初级电路及光耦次级电路；其中，该电压比较电路的输出端电连接光耦初级电路的输入端；该光耦初级电路的输出端感应连接光耦次级电路的输入端，光耦次级电路的输出端用于电连接控制器；该电压比较电路的输入端用于电连接外接交流供电电源；电压比较电路，用于为测量外接交流供电电源的交流电压提供参考电压以及控制光耦初级电路的通断；光耦初级电路，用于在电压比较电路的控制下输出光电信号；光耦次级电路，用于感应光电信号并将光电信号转换为电平信号，以及将电平信号输出给控制器，以触发控制器根据接收到电平信号的持续时长确定外接交流供电电源的交流电压的电压值。可见，本发明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。
附图说明
50.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
51.图1是本发明实施例公开的一种交流电压的测量电路的结构示意图；
52.图2是本发明实施例公开的另一种交流电压的测量电路的结构示意图；
53.图3是本发明实施例公开的又一种交流电压的测量电路的结构示意图；
54.图4是本发明实施例公开的又一种交流电压的测量电路的结构示意图；
55.图5是本发明实施例公开的一种交流电压的测量方法的结构示意图；
56.图6是本发明实施例公开的一种智能设备的结构示意图。
具体实施方式
57.为了更好地理解和实施，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
58.需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“电连接”应做广义理解，例如，可以是固定电连接，也可以是可拆卸电连接，或一体地电连接；可以是机械电连接，也可以是电电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。此外，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
59.实施例一
60.请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种交流电压的测量电路的结构示意图。如图1所示，该交流电压的测量电路包括光耦电路及电压比较电路，其中，该光耦电路包括光耦初级电路及光耦次级电路；
61.其中，该电压比较电路的输出端电连接光耦初级电路的输入端；该光耦初级电路的输出端感应连接光耦次级电路的输入端，光耦次级电路的输出端用于电连接控制器；该电压比较电路的输入端用于电连接外接交流供电电源；电压比较电路，用于为测量外接交流供电电源的交流电压提供参考电压以及控制光耦初级电路的通断；光耦初级电路，用于在电压比较电路的控制下输出光电信号；光耦次级电路，用于感应光电信号并将光电信号转换为电平信号，以及将电平信号输出给控制器，以触发控制器根据接收到电平信号的持续时长确定外接交流供电电源的交流电压的电压值。
62.本发明实施例中，具体的，控制器通过自带的高速振荡器及分频器得到的计数器来计算接收到的电平信号的持续时长，来确定光耦次级电路的导通时长，进而计算外接交流供电电源的交流电压的电压值。
63.可见，本发明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。
64.本发明实施例中，如图3或者4所示，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，光耦次级电路包括光电晶体管q1以及上拉电阻r0；其中，第一电阻r1与发光二极管d1并联连接；光电晶体管 q1的集电极电连接上拉电阻r0的一端，光电晶体管q1的基极感应连接发光二极管d1，光电晶体管q1的发射极用于接次级参考地端，上拉电阻r0 的另一端用于电连接内部供电电源v1。其中，可选的，发光二极管d1和光电晶体管q1的组合可以选用el817或者el357，作为光耦电路的核心元件，这样能够降低成本。进一步的，通过设
置测量电路的预设参考电压，比如83.7v，且由于光耦晶体管q1的切换时间在光耦电路的元器件选定后是固定的，这样使得在相同交流电压下预设参考电压值越低，光耦导通的时间就越长，光耦的导通时间越长，意味着其受光耦次级切换时间的影响就越小，交流电压的测量精度就越高。
65.本发明实施例中，为了确保测量精度，针对光耦次级电路，会根据所选用的光电晶体管q1和发光二极管d1的具体型号来确定接光耦光电晶体管q1的集电极的上拉电阻r0的电阻值。通常而言，上拉电阻r0值越小，光耦次级电路的光电晶体管q1就越不容易进入饱和，其从截止进入导通的时长就会越长，其从导通回到截止的时长就会越短，一般可通过减小上拉电阻r0的电阻值来缩短光电晶体管q1从截止进入导通的时长和光电晶体管q1从导通回到截止的时长的差值，但不同的光耦型号其从截止进入导通和从导通回到截止的时长随上拉电阻r0的电阻值变化而变化的曲线是各不一样的，并且上拉电阻r0的电阻值过小会影响光耦导通期间光电晶体管 q1的集电极和发射极之间的电压差，进而影响控制器对高低电平信号的判断，所以需要选择合适电阻值(如：8.2kω)的上拉电阻r0。例如：光耦的发光二极管d1的实际通电时长为8000us，电转换为光波有时延，而光波转换为电子也有时延，最终控制器检测到的光耦的光电晶体管q1的导通时长可能变为8010us，这就会引入1v以上的测量误差。
66.在一个可选的实施例中，如图2所示，测量电路还包括跳变沿处理电路；其中，跳变沿处理电路的输入端与光耦次级电路的输出端电连接，跳变沿处理电路的输出端用于电连接控制器；跳变沿处理电路，用于改变电平信号的上升沿的陡峭程度和电平信号的下降沿的陡峭程度，并将改变后的电平信号传输给控制器。这样通过跳变沿处理电路使得输入控制器的电平信号的上升沿和下降沿变陡峭，确保不同控制器均能够稳定识别电平跳变时刻，从而提高交流电压的测量精度及效率。
67.该可选的实施例中，如图3或4所示，可选的，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；其中，第六电阻r6的一端与光耦电路的输出端电连接，第六电阻r6的另一端分别与三极管q2的基极、第七电阻r7的一端电连接，三极管q2的集电极与第八电阻r8的一端电连接，第八电阻r8的一端用于电连接控制器，第八电阻 r8的另一端用于电连接内部供电电源v1；第七电阻r7的另一端和三极管 q2的发射极均用于接次级参考地端。
68.该可选的实施例中，为了确保测量精度，通过跳变沿处理电路改变输入控制器的电平信号的跳变时刻，从而减小普通光耦光电晶体管q从截止进入导通的时长和光电晶体管q从导通回到截止的时长之间的差值。比如，光耦次级电路的光电晶体管q1的集电极的电压在光电晶体管q1从截止进入导通的期间持续下降，通常，当控制器检测到光电晶体管q1的集电极的电压下降到1.5v以下时，控制器识别到输入信号从高电平到低电平的切换，可通过跳变沿处理电路，使得控制器在光电晶体管q1的集电极的电压下降到1.2v以下时才识别到跳变沿，这等价于光电晶体管q1从截止进入导通的时长的延长，同理，光电晶体管q1的集电极的电压在从导通回到截止的期间持续上升，通常，当控制器检测到光电晶体管q1的集电极的电压上升到3.5v以上时，控制器识别到输入信号从低电平到高电平的切换，可通过跳变沿处理电路，使得控制器在光电晶体管q1的集电极的电压上升到3.2v 时即识别到跳变沿，这等价于光电晶体管q1从导通回到截止的时长的缩短，而光电晶体管q1从导通回
到截止的时长通常大于光电晶体管q1从截止进入导通的时长，所以，可通过额外的电路缩小光电晶体管q1从截止进入导通的时长和光电晶体管q1从导通回到截止的时长的差值。举例来说，跳变沿处理电路中的三极管q2可使用简单的三极管电路，选用基极电压与发射极电压的压差为0.6v的三极管作为核心元件，并选用10k欧的下拉电阻r7，当三极管q2的基极电阻r6为10k欧时，输入电平大于1.2v三极管q2才会导通，也就是说，光电晶体管q1从截止进入导通的期间，光电晶体管 q1的集电极的电压从5v下降到1.2v以下时，三极管q2才会截止，光电晶体管q从导通回到截止的期间，光电晶体管q1的集电极的电压从0v上升到1.2v以上时，三极管q2就会导通，三极管q2的截止时间对应光耦发光二极管d1的通电时间。
69.需要说明的是，发光二极管d1和光电晶体管q1的组合可以选用 toshiba的tlp2301，作为光耦电路的核心元件，这样能够进一步提高交流电压的测量精度。
70.本发明实施例中，可选的，上述电压比较电路包括稳压二极管p或者可调稳压电路。当该电压比较电路为可调稳压电路时，该测量电路还包括稳压供电电路；其中，稳压供电电路的第一输出端与光耦初级电路的输入端电连接，稳压供电电路的第二输出端与可调稳压电路的输入端电连接，稳压供电电路的输入端用于电连接外接交流供电电源；其中，稳压供电电路，用于从外接交流供电电源的交流电压波中提取交流电压半波，并为光耦初级电路提供相匹配的电流。
71.本发明实施例中，可选的，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，阻容降压稳压电路的输出端与光耦初级电路的输入端电连接，电压提取模块的输出端电连接阻容降压稳压电路的输入端和电压比较电路的输入端，电压提取模块的输入端用于电连接外接交流供电电源；电压提取模块，用于从外接交流供电电源的交流电压波中提取交流电压半波(如：0
°‑
180
°
)；阻容降压稳压电路，用于从提取到的交流电压半波取电压并为光耦初级电路提供电流。其中，如图4所示，可选的，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；其中，第五电阻r5的一端与第一二极管d2的负极电连接，第五电阻r5的另一端、电容c的一端、稳压管z的负极、第二电阻r2的另一端均分别电连接第二内部供电电源v2，第一二极管d2的正极与电压提取模块的输出端电连接；电容c的另一端、稳压管z的正极均用于接初级参考地端。其中，阻容降压稳压电路所提取的电压为预设电压范围中的电压，如：6.0v-7.0v 之间的6.8v，既能够减少因所提取的电压过大而导致电路发热的发生情况，又能够找到满足不同工作电流电压保持稳定的稳压管z，提高了电路的普遍适用性。以及，该阻容降压稳压电路向后级的光耦初级电路所提供的电流为预设电流范围的电流，如：0.8ma-1.2ma，这样既能够降低阻容降压稳压电路的成本、减少元件发热以及降低待机功耗的发生情况，提高了电路的适用性；还能够减少对电压比较电路的正常工作以及光耦次级电路电平信号的切换时间的影响，进一步提高交流电压的测量精准性。需要说明的是，阻容降压稳压电路可以用开关电源电路代替。
72.其中，当电压比较电路为稳压二极管p时，如图3所示，发光二极管 d1的负极用于电连接外接交流供电电源，第二电阻r2的一端与发光二极管d1的正极电连接，第二电阻r2的另一端与稳压二极管p的正极电连接，稳压二极管p的负极用于电连接外接交流供电电源；这样通过第二电阻r2 控制流过稳压二极管p的电流，能够减少稳压二极管p过热而被烧坏从而导致无法测量外接交流供电电源的交流电压的发生情况。需要说明的是，第二电阻r2可以是一个电阻，也可以是由多个电阻值相等或不相等的电阻组成。进一步的，如图3所
示，该交流电压的测量电路还包括第三二极管 d4，该第三二极管d4设置在第一电阻r1与外接交流供电电源之间，这样通过设置第三二极管d4，能够在交流负半波期间截断流过第二电阻r2和第一电阻r1的电流，降低第二电阻r2和第一电阻r1的发热，以及保护光耦的发光二极管d1。
73.当电压比较电路为可调稳压电路时，如图4所示，发光二极管d1的负极与可调稳压电路的输出端电连接；第二电阻r2的一端与发光二极管d1 的正极电连接，第二电阻r2的另一端与稳压供电电路的输出端电连接。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，可控稳压源k的阴极与光耦电路电连接，可控稳压源的参考极分别与第四电阻r4的第一端、第三电阻r3的第一端电连接，第四电阻r4的第二端与电压比较电路的输入端电连接；第三电阻r3的第二端与可控稳压源的阳极均用于接次级参考地端。本发明提及的预设参考电压可以是通过可控稳压源k、第三电阻r3以及第四电阻r4确定的。其中，可控稳压源k可以包括tl431稳压器或者比较器芯片。以及，如图4所示，电压提取模块包括第二二极管d3；电压提取模块还包括第三二极管d4，其中，第三二极管 d4的正极用于接初级参考地端，第三二极管d4的负极用于电连接外接交流供电电源的零线端，第二二极管d3的正极用于电连接外接交流供电电源的火线端，第二二极管d3的负极电连接电压比较电路的输入端。这样通过增加第三二极管d4，减少当出现反向的浪涌电压时，第二二极管d3被击穿导致第二二极管d3呈现开路状态从而导致电路无法测量交流电压，或者导致第二二极管d3呈现短路状态从而导致电路无法在负半波期间截止流过第四电阻r4和第三电阻r3的电流进而导致第四电阻r4和第三电阻r3 的发热增加，以及导致可控稳压源k容易被损坏的发生情况，提高了交流电压的测量电路的抗浪涌能力，起到保护测量电路的作用。
74.本发明实施例中，可选的，当交流电压的测量电路对应的电气控制设备自带开关电源时，电压提取模块可以为整流桥，且此时，开关电源的变压器的偏置绕组输出的低电压直流电源可以代替阻容降压稳压电路，这样能够进一步降低测量电路的成本。
75.本发明实施例以图4对交流电压的测量电路的工作原理进行说明：
76.本发明实施例，当外接交流供电电源上电时，交流电压的测量电路开始工作，当外接交流供电电源的瞬时电压为0v时，第二二极管d3和第三二极管d4处于截止状态，没有电流流过第四电阻r4和第三电阻r3，此时，可控稳压源k参考极的电压为0v，小于可控稳压源k内部的参考电压(如 2.5v)，可控稳压源k处于截止状态；当外接交流供电电源的瞬时电压大于第二二极管d3和第三二极管d4的导通电压之和(如1.4v)时，第二二极管d3和第三二极管d4处于导通状态，此时，有电流流过第四电阻r4 和第三电阻r3，从而在第三电阻r3上形成电压降，并且第三电阻r3上形成的电压降与外接交流供电电源的瞬时电压与第二二极管d3和第三二极管d4的导通电压之和的差值呈固定正比例关系。因此，第三电阻r3上形成的电压降会随外接交流供电电源的瞬时电压的增大而增大，随外接交流供电电源的瞬时电压的减小而减小。此时，若第三电阻r3上形成的电压降小于可控稳压源k内部的参考电压，亦即外接交流供电电源的瞬时电压小于预设比较电压时，可控稳压源k依旧处于截止状态，光耦初级电路处于断开状态，发光二极管d1不发光，光电晶体管q1处于截止状态，此时，三极管q2在内部供电电源v1的供电下处于导通状态，三极管q2集电极的电压被拉低至0v，导致流进控制器的电压信号为低电平信号；当第三电阻r3上形成的电压降大于可控稳压源k内部的参考电压时，亦即外接交流供电电源的瞬时电压大于预设比较电压时，可控稳压源k参
考极的电压大于等于可控稳压源k内部的参考电压，可控稳压源k处于导通状态，光耦初级电路接通，当发光二极管d1两端的电压大于等于其导通电压时，发光二极管d1发光，光电晶体管q1处于导通状态。此时，三极管q2基极的电压被光电晶体管q1拉低到0v，三极管q2处于截止状态，三极管q2集电极的电压被内部供电电源v1拉高，此时，流进控制器的电压信号为高电平信号。以及由于外接交流供电电源的瞬时电压波形呈正弦波规律变化，因此随着时间的推移，在每一个周期交流电压波期间，流进控制器的电压信号都会有连续的高电平时期，并且在每一个周期交流电压波期间，随着外接交流供电电源的瞬时电压从0v开始增大，当外接交流供电电源的有效电压值越高时，第三电阻r3上形成的电压降就越快上升到可控稳压源k 内部的参考电压值，以及随着外接交流供电电源的瞬时电压从峰值开始减小，当外接交流供电电源的有效电压值越高时，第三电阻r3上形成的电压降下降到可控稳压源k内部的参考电压值的速度就越慢，最终使得流进控制器的电压信号的高电平时长随外接交流供电电源的有效电压值的增大而加长，随外接交流供电电源的有效电压值的减小而缩短。此时，当外接交流供电电源的有效电压值已知时，可通过正弦函数y＝a*sin(x)求取外接交流供电电源的瞬时电压从0v上升到预设比较电压所需的时长，反之亦然，其中，y为预设比较电压值，a为外接交流供电电源的有效电压值的倍，x 为外接交流供电电源的瞬时电压从0v上升到预设比较电压所需的时长t1 对应的弧度值，该弧度值x＝2*π*t1/t，其中，t是外接交流供电电压波形的周期值，如t为20ms，而高电平时长t2＝t/2-2*t1。因此，控制器可以通过捕捉输入其电压信号的高电平的时长，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，即可能够快速确定出外接交流供电电源的交流电压值，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。
77.实施例二
78.请参阅图5所示，图5是本发明实施例公开的一种交流电压的测量方法的流程示意图，其中，测量方法应用于测量交流电压的测量电路中，其中，该测量电路包括光耦电路及电压比较电路，其中，该光耦电路包括光耦初级电路及光耦次级电路。如图5所示，该交流电压的测量方法可以包括以下步骤：
79.101、电压比较电路获取外接交流供电电源的交流电压，并根据获取到的外接交流供电电源的交流电压和预设参考电压，控制光耦初级电路通断，预设参考电压用于测量外接交流供电电源的交流电压。
80.102、在电压比较电路的控制下，光耦初级电路输出光电信号。
81.103、光耦次级电路感应光电信号并将光电信号转换为电平信号，以及将电平信号输出给控制器，以触发控制器根据接收到电平信号的持续时长确定外接交流供电电源的交流电压的电压值。
82.可见，实施本发明实施例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。
83.在一个可选的实施例中，上述测量电路还包括跳变沿处理电路，其中，该跳变沿处理电路设置于光耦次级电路与控制器之间；以及，光耦次级电路感应光电信号并将光电信号转换为电平信号之后，该交流电压的测量方法可以包括以下步骤：
84.跳变沿处理电路改变电平信号的上升沿的陡峭程度和电平信号的下降沿的陡峭程度；
85.其中，将电平信号输出给控制器，以触发控制器根据接收到电平信号的持续时长确定外接交流供电电源的交流电压的电压值，包括：
86.跳变沿处理电路将改变后的电平信号传输给控制器，以触发控制器根据接收到电平信号的持续时长确定外接交流供电电源的交流电压的电压值。
87.可见，实施该可选的实施例通过跳变沿处理电路使得输入控制器的电平信号的上升沿和下降沿变陡峭，确保不同控制器均能够稳定识别电平跳变时刻，从而提高交流电压的测量精度。
88.在另一个可选的实施例中，上述测量电路还包括稳压供电电路；该交流电压的测量方法可以包括以下步骤：
89.稳压供电电路从外接交流供电电源的交流电压波中提取交流电压半波，并为光耦初级电路提供相匹配的电流。
90.该可选的实施例中，稳压供电电路包括电压提取模块和阻容降压稳压电路，其中，阻容降压稳压电路的输出端与光耦初级电路的输入端电连接，阻容降压稳压电路的输入端与电压提取模块的输出端电连接，电压提取模块的输入端用于电连接外接交流供电电源；电压提取模块，用于从外接交流供电电源的交流电压波中提取交流电压半波；阻容降压稳压电路，用于从提取到的交流电压半波取电压并为光耦初级电路提供电流。
91.可见，实施该可选的实施例通过电压提取模块从外接交流供电电源的交流电压波中提取交流电压半波，为阻容降压稳压电路提供合适的电压，从而便于阻容降压稳压电路为光耦初级电路提供合适的电流，既能够降低阻容降压稳压电路的成本、又能减少元件发热以及降低待机功耗，提高了电路的适用性；还能够减少对电压比较电路的正常工作以及光耦次级电路电平信号的切换时间的影响，进一步提高交流电压的测量精准性。
92.需要说明的是，针对光耦初级电路、光耦次级电路、电压比较电路、跳变沿处理电路、稳压供电电路的其他描述，请参阅实施例一中相关内容的描述，在此不再赘述。
93.实施例三
94.本发明实施例公开的一种智能设备，图6公开了一种智能设备的结构示意图，该智能设备为需要测量交流电压的设备且该智能设备包括如实施例一的交流电压的测量电路。需要说明的是，针对交流电压的测量电路的详细描述，请参阅实施例一相关内容的具体描述，本实施例不再赘述。
95.可见，实施图6所描述的智能设备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。
96.以上对本发明实施例公开的一种交流电压的测量电路、测量方法及智能设备进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，但上述优选实施例并非用以限制本发明，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在不脱离本发明的精神和范围内，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。