阻性负载识别电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种阻性负载识别电路，其特征在于：正向矩形波电路获取与交流电源正半波同步的矩形波，并发送给所述矩形波集成电路，负向矩形波电路获取与交流电源负半波同步的矩形波，并发送给所述矩形波集成电路，矩形波集成电路集成矩形波后，控制所述负载采样电路的输出电压，并发送给负载识别输出电路，负载识别输出电路输出负载阻抗性质信息；其显著效果是：能够识别出负载是否为阻抗性负载，同时，也能定性获取负载功率信息，有助于校园用电管理。
【专利说明】阻性负载识别电路
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于一种电路负载检测技术，具体涉及一种阻性负载识别电路。
【背景技术】
[0002] 电路中的负载主要分为容性负载、感性负载和阻性负载，在家用电器中，除电炉、 白炽灯等少数设备纯阻抗负载，其余电器大都属于容性负载和感性负载。阻性负载和其他 负载在电路波形上有明显的区别，如图1、2所示，其他负载对波形通过0点时，具有明显的 阻尼特征，即其在0点附近的电流低于正常正弦波电流值，而阻性负载在0点附近的电流值 与正常正弦波变化一致。
[0003] 现在的校园寝室管理中，最容易出现的问题是：学生自制水加热器，而水加热器这 类大功率阻抗性负载经常引起校园电路故障，严重情况会引起火灾，如何智能化管理校园 寝室，是一个重要课题。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是提供一种阻性负载识别电路，能够识别出负载是否为阻抗性 负载，有助于校园用电管理。
[0005] 为达到上述目的，本实用新型表述一种阻性负载识别电路，其关键在于：设置有正 向矩形波电路、负向矩形波电路、矩形波集成电路、负载采样电路和负载识别输出电路；其 中正向矩形波电路获取与交流电源正半波同步的矩形波，并发送给所述矩形波集成电路， 负向矩形波电路获取与交流电源负半波同步的矩形波，并发送给所述矩形波集成电路，矩 形波集成电路集成矩形波后，控制所述负载采样电路的输出电压，并发送给负载识别输出 电路，负载识别输出电路输出负载阻抗性质信息；
[0006] 其中负向矩形波电路由负向偏置下拉电路和负向放大电路组成，其中负向偏置下 拉电路设置有电解电容C1，该电解电容C1的正端接地，负端串电阻R6后再接二极管D1的 阳极，该二极管D1的阴极接一个交流电源端；
[0007] 所述负向放大电路包括放大器U2,该放大器U2的正向输入端连接分压电阻R1和 分压电阻R2的公共端，分压电阻R1和分压电阻R2串接在一个交流电源端和地之间，所述 放大器U2的正向输入端还依次串电阻R8、电阻R7后接地，该电阻R8和电阻R7的公共端接 所述电解电容C1的负端，放大器U2的负向输入端串电阻R9后接地，该负向输入端接二极 管D2的阴极，二极管D2的阳极接所述放大器U2的输出端，放大器U2的输出端接所述矩形 波集成电路的输入端。
[0008] 所述正向矩形波电路包括放大器U1，该放大器U1的正向输入端串电阻R5后接地， 放大器U1的负向输入端接所述分压电阻R1和分压电阻R2的公共端，放大器U1的输出端 接所述矩形波集成电路的输入端。
[0009] 所述矩形波集成电路设置有三极管Q1，该三极管Q1的基极为矩形波集成电路的 输入端，三极管Q1的基极串电阻R11后接地，该三极管Q1的发射极接地，集电极接所述负 载采样电路的输出端，集电极还接所述负载识别输出电路的输入端。
[0010] 所述放大器U1的输出端接二极管D3的阳极，所述放大器U2的输出端接二极管D4 的阳极，所述二极管D3和二极管D4的阴极共接在电阻R10的一端，电阻R10的另一端接所 述三极管Q1的基极。
[0011] 所述负载采样电路设置有放大器U3,该放大器U3的正向输入端串电阻R12后，与 负载连接，放大器U3的反向输入端串电阻R13后接地，放大器U3的反向输入端与输出端之 间串有电阻R14,放大器U3的输出端串电阻R15后接所述负载识别输出电路的输入端。
[0012] 所述负载识别输出电路设置有比较器U4,该比较器U4的反相输入端连接所述负 载采样电路的输出端，该比较器U4的同相输入端经电阻R16接正电源，比较器U4的同相输 入端经电阻R17接地，比较器U4的输出端输出负载阻抗性质信息。
[0013] 所述比较器U4的反相输入端接电解电容C2的正端，电解电容C2的负端接地。
[0014] 正向矩形波电路生成与交流电源正半波相位同步的矩形波，负向矩形波电路获取 与交流电源负半波相位同步的矩形波，但负向矩形波电路因为负向偏置下拉电路的作用， 负向矩形波电路波形的两端均短于交流电源负半波，两路矩形波无法完全互补360度相 位，在电压0点附近的留有窗口，此窗口就是检验负载是否为阻性元件，因阻尼效果，其他 性质的负载无法令电压值大于该窗口电压阈值，矩形波集成电路负责将正负半波的矩形波 统一在正相，负载采样电路获取负载电流信号并转换为电压信号，并加以放大，负载识别输 出电路确定电压阈值，并比较电压阈值与窗口处的负载电压值，实现负载识别。
[0015] 本实用新型的显著效果是：提供了一种阻性负载识别电路，能够识别出负载是否 为阻抗性负载，同时，也能定性获取负载功率信息，有助于校园用电管理。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1阻性负载的电流波形；
[0017] 图2其他负载的电流波形；
[0018] 图3为本实用新型电路原理图；
[0019] 图4为图3中各关键点图的波形时序图，其中a为U1的输出电压，b为U2的输出 电压，c为Q1的基极电压，去掉电容C2时，U3的输出电压为d。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0021] 如图3所示：一种阻性负载识别电路，设置有正向矩形波电路、负向矩形波电路、 矩形波集成电路、负载采样电路和负载识别输出电路；
[0022] 如图4所示：其中正向矩形波电路获取与交流电源正半波同步的矩形波，并发送 给所述矩形波集成电路，负向矩形波电路获取与交流电源负半波同步的矩形波，并发送给 所述矩形波集成电路，矩形波集成电路集成矩形波后，控制所述负载采样电路的输出电压， 并发送给负载识别输出电路，负载识别输出电路输出负载阻抗性质信息；
[0023] 其中负向矩形波电路由负向偏置下拉电路和负向放大电路组成，其中负向偏置下 拉电路设置有电解电容C1，该电解电容C1的正端接地，负端串电阻R6后再接二极管D1的 阳极，该二极管D1的阴极接一个交流电源端；
[0024] 负向放大电路包括放大器U2,该放大器U2的正向输入端连接分压电阻R1和分压 电阻R2的公共端，分压电阻R1和分压电阻R2串接在一个交流电源端和地之间，所述放大 器U2的正向输入端还依次串电阻R8、电阻R7后接地，该电阻R8和电阻R7的公共端接所述 电解电容C1的负端，放大器U2的负向输入端串电阻R9后接地，该负向输入端接二极管D2 的阴极，二极管D2的阳极接所述放大器U2的输出端，放大器U2的输出端接所述矩形波集 成电路的输入端。
[0025] 所述正向矩形波电路包括放大器U1，该放大器U1的正向输入端串电阻R5后接地， 放大器U1的负向输入端接所述分压电阻R1和分压电阻R2的公共端，放大器U1的输出端 接所述矩形波集成电路的输入端。
[0026] 所述矩形波集成电路设置有三极管Q1，该三极管Q1的基极为矩形波集成电路的 输入端，三极管Q1的基极串电阻R11后接地，该三极管Q1的发射极接地，集电极接所述负 载采样电路的输出端，集电极还接所述负载识别输出电路的输入端。
[0027] 所述放大器U1的输出端接二极管D3的阳极，所述放大器U2的输出端接二极管D4 的阳极，所述二极管D3和二极管D4的阴极共接在电阻R10的一端，电阻R10的另一端接所 述三极管Q1的基极。
[0028] 所述负载采样电路设置有放大器U3,该放大器U3的正向输入端串电阻R12后，与 负载连接，放大器U3的反向输入端串电阻R13后接地，放大器U3的反向输入端与输出端之 间串有电阻R14,放大器U3的输出端串电阻R15后接所述负载识别输出电路的输入端。
[0029] 所述负载识别输出电路设置有比较器U4,该比较器U4的反相输入端连接所述负 载采样电路的输出端，该比较器U4的同相输入端经电阻R16接正电源，比较器U4的同相输 入端经电阻R17接地，比较器U4的输出端输出负载阻抗性质信息。
[0030] 所述比较器U4的反相输入端接电解电容C2的正端，电解电容C2的负端接地。
【权利要求】
1. 一种阻性负载识别电路，其特征在于：设置有正向矩形波电路、负向矩形波电路、矩 形波集成电路、负载采样电路和负载识别输出电路； 其中正向矩形波电路获取与交流电源正半波同步的矩形波，并发送给所述矩形波集成 电路，负向矩形波电路获取与交流电源负半波同步的矩形波，并发送给所述矩形波集成电 路，矩形波集成电路集成矩形波后，控制所述负载采样电路的输出电压，并发送给负载识别 输出电路，负载识别输出电路输出负载阻抗性质信息； 其中负向矩形波电路由负向偏置下拉电路和负向放大电路组成，其中负向偏置下拉电 路设置有电解电容C1，该电解电容C1的正端接地，负端串电阻R6后再接二极管D1的阳极， 该二极管D1的阴极接一个交流电源端； 所述负向放大电路包括放大器U2,该放大器U2的正向输入端连接分压电阻R1和分压 电阻R2的公共端，分压电阻R1和分压电阻R2串接在一个交流电源端和地之间，所述放大 器U2的正向输入端还依次串电阻R8、电阻R7后接地，该电阻R8和电阻R7的公共端接所述 电解电容C1的负端，放大器U2的负向输入端串电阻R9后接地，该负向输入端接二极管D2 的阴极，二极管D2的阳极接所述放大器U2的输出端，放大器U2的输出端接所述矩形波集 成电路的输入端。
2. 根据权利要求1所述阻性负载识别电路，其特征在于：所述正向矩形波电路包括放 大器U1，该放大器U1的正向输入端串电阻R5后接地，放大器U1的负向输入端接所述分压 电阻R1和分压电阻R2的公共端，放大器U1的输出端接所述矩形波集成电路的输入端。
3. 根据权利要求2所述阻性负载识别电路，其特征在于：所述矩形波集成电路设置有 三极管Q1，该三极管Q1的基极为矩形波集成电路的输入端，三极管Q1的基极串电阻Rl 1后 接地，该三极管Q1的发射极接地，集电极接所述负载采样电路的输出端，集电极还接所述 负载识别输出电路的输入端。
4. 根据权利要求3所述阻性负载识别电路，其特征在于：所述放大器U1的输出端接二 极管D3的阳极，所述放大器U2的输出端接二极管D4的阳极，所述二极管D3和二极管D4 的阴极共接在电阻R10的一端，电阻R10的另一端接所述三极管Q1的基极。
5. 根据权利要求1所述阻性负载识别电路，其特征在于：所述负载采样电路设置有放 大器U3,该放大器U3的正向输入端串电阻R12后，与负载连接，放大器U3的反向输入端串 电阻R13后接地，放大器U3的反向输入端与输出端之间串有电阻R14,放大器U3的输出端 串电阻R15后接所述负载识别输出电路的输入端。
6. 根据权利要求1所述阻性负载识别电路，其特征在于：所述负载识别输出电路设置 有比较器U4,该比较器U4的反相输入端连接所述负载采样电路的输出端，该比较器U4的同 相输入端经电阻R16接正电源，比较器U4的同相输入端经电阻R17接地，比较器U4的输出 端输出负载阻抗性质信息。
7. 根据权利要求6所述阻性负载识别电路，其特征在于：所述比较器U4的反相输入端 接电解电容C2的正端，电解电容C2的负端接地。
【文档编号】G01R27/02GK203894327SQ201420290430
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】顾绍强, 程卫 申请人:重庆瑞德仪器仪表有限公司