交流电压检测电路及电子设备的制作方法

本申请涉及一种交流电压检测电路及电子设备，属于电压检测技术领域。

背景技术：

随着电子电力技术的发展，越来越多的电器（如：吹风机、电冰箱等）在日常生活中广泛地应用，这些电器在使用过程中需要接入市电电压，并需要对该市电电压进行检测以保护电器。

传统的市电电压检测方案包括：通过变压器对市电电压进行交直流转换，得到直流电，对该直流电的电压值的变化进行检测，从而实现对市电电压的检测。

然而，变压器通常需要占用较大的安装空间，这就会导致安装电压检测电路的器件的安装空间增大。

技术实现要素：

本申请提供了一种交流电压检测电路及电子设备，可以解决在现有的交流电压检测电路中使用变压器进行交直流转换时，占用的安装空间较大的问题。本申请提供如下技术方案：

第一方面，提供了一种交流电压检测电路，所述交流电压检测电路包括：

电压输入端，用于输入待检测的交流电，所述电压输入端包括第一端和第二端；

与所述电压输入端相连的阻容降压半波整流电路；

与所述阻容降压半波整流电路相并联的电压检测电路，所述电压检测电路包括：

第一二极管，所述第一二极管的正极与所述电压输入端的第二端相连；

与所述第一二极管的负极相连的分压电路；

电压检测芯片，包括电压输入接口、接地接口和电压检测接口；所述电压输入接口与所述阻容降压半波整流电路相连，所述接地接口与所述电压参考点相连，所述电压检测接口与所述分压电路相连。

可选地，所述分压电路包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一二极管的负极相连；

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连、另一端与电压参考点相连；

所述电压检测接口连接至所述第一电阻和所述第二电阻之间。

可选地，所述电压检测电路还包括用于进行滤波的第一电容，所述第一电容的一端与所述第二电阻的另一端相连，所述第一电容的另一端与所述电压参考点相连。

可选地，在所述待检测的交流电为正半周期时，所述第一二极管反偏截止；在所述待检测的交流电为负半周期时，所述第一二极管正向导通。

可选地，所述电压检测接口检测到的理论电压值通过下式表示：

vc=（v-v’-vd)×（r/r总）

其中，vc为电压检测接口检测到的理论电压值；v为所述待检测的交流电的交流电压；v’为所述阻容降压半波整流电路的输出电压，vd为所述第一二极管的导通电压；（r/r总）表示所述分压电路的分压百分比。

可选地，所述阻容降压半波整流电路，包括：

浪涌保护电路，包括与所述电压输入端的第二端相连的压敏电阻；

一端与所述浪涌保护电路相连的阻容降压电路，包括相互并联的第三电阻和第二电容；

一端与所述阻容降压电路另一端相连的整流电路，包括第二二极管和第三二极管，所述第二二极管的正极和所述第三二极管的负极均与所述阻容降压电路的另一端相连；所述第二二极管的负极与所述电压输入端的第一端相连；所述第三二极管的正极与所述电压参考点相连；

稳压电路，包括稳压二极管，所述稳压二极管的负极与所述电压输入端的第一端相连、正极与所述电压参考点相连；

滤波电路，包括第三电容，所述第三电容的一端与所述稳压二极管的负极相连、另一端与所述电压参考点相连。

可选地，所述电压输入接口与所述稳压二极管的负极相连。

可选地，在所述待检测的交流电的正半周期时，所述第二二极管反偏截止、所述第三二极管正向导通；在所述待检测的交流电的负半周期时，所述第二二极管正向导通、所述第三二极管反向截止。

可选地，在所述电压输入端停止输入所述待检测的交流电时，所述第三电阻用于供所述第二电容放电。

第二方面，提供了一种电子设备，所述电子设备以交流电为电源工作，所述电子设备包括第一方面所述的交流电压检测电路。

本申请的有益效果在于：通过设置电压输入端、与电压输入端相连的阻容降压半波整流电路、与阻容降压半波整流电路相并联的电压检测电路；可以解决在现有的交流电压检测电路中使用变压器进行交直流转换时，占用的安装空间较大的问题；由于阻容降压半波整流电路是非隔离式的电路结构，占用空间较小，可以节省交流电压检测电路的安装空间。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本申请一个实施例提供的交流电压检测电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

图1是本申请一个实施例提供的交流电压检测电路的结构示意图，如图1所示，该交流电压检测电路至少包括：电压输入端1、阻容降压半波整流电路2和电压检测电路3。

电压输入端1用于输入待检测的交流电。电压输入端包括第一端11和第二端12。

在一个示例中，交流电压为市电电压，该市电电压可以为交流电压（或称有效电压）为220伏（v）的交流电。

在交流电的正半周期第一端11为正极、第二端12为负极；在在交流电的负半周期第一端11为负极、第二端12为正极。

阻容降压半波整流电路2与电压输入端1相连。阻容降压半波整流电路2为非隔离式的半波整流电路。

其中，非隔离式是相对于隔离式来说的，隔离式电路是指元器件存在空隙、通过电磁感应或者光电感应等方式实现整流的电路。比如：通过变压器（即初级线圈和次级线圈之间的电磁感应）实现交直流转换。

阻容降压半波整流电路2，包括浪涌保护电路21、阻容降压电路22、整流电路23、稳压电路24和滤波电路25。

浪涌保护电路21用于抑制浪涌电压，放置电流过大对后级电路产生影响。

可选地，浪涌保护电路21包括与电压输入端1的第二端12相连的压敏电阻r1。压敏电阻r1为限流电阻。

阻容降压电路22用于基于电容在交流信号下产生的容抗来限制电路的最大工作电流。阻容降压电路22的一端与浪涌保护电路21相连，另一端与整流电路23相连。

阻容降压电路22包括相互并联的第三电阻r2和第二电容c1。第二电容c1为降压电容器。在电压输入端停止输入待检测的交流电时，第三电阻r2用于供第二电容c1放电。

整流电路23采用半波整流方式，半波整流的电流利用率为全波整流的一半。本实施例中，整流电路23包括第二二极管d1和第三二极管d2，第二二极管d1的正极和第三二极管d2的负极均与阻容降压电路22的另一端相连；第二二极管d1的负极与电压输入端的第一端11相连；第三二极管d2的正极与电压参考点相连。

电压参考点也可以称为接地点、相对接地点或者公共参考点，本实施例不对电压参考点的名称作限定。

稳压电路24用于通过稳压二极管的限流作用达到稳压的目的。本实施例中，稳压电路24包括稳压二极管zd1，稳压二极管zd1的负极与电压输入端的第一端11相连、正极与电压参考点相连。

滤波电路25用于对整流后的脉动直流进行滤波。本实施例中，滤波电路25包括第三电容c2，第三电容c2的一端与稳压二极管zd1的负极相连、另一端与电压参考点相连。

电压检测电路3与阻容降压半波整流电路2相并联。阻容降压半波整流电路2用于为电压检测电路3供电；换句话说，电压检测电路3作为阻容降压半波整流电路2的其中一个负载。

电压检测电路3用于通过检测交流电半个周期的电压平均值来检测市电电压。本实施例中，电压检测电路3包括第一二极管d3、分压电路32和电压检测芯片u1。

第一二极管d3的正极与电压输入端1的第二端12相连、负极与分压电路32相连。

分压电路32用于对输入的电压进行分压处理。本实施例中，分压电路32包括第一电阻r3和第二电阻r4。其中，第一电阻r3的一端与第一二极管d3的负极相连；第二电阻r4的一端与第一电阻r3的另一端相连、第二电阻r4的另一端与电压参考点相连。

电压检测芯片u1用于进行电压检测。电压检测芯片u1包括电压输入接口、接地接口和电压检测接口（输入/输出（input/output，i/o））；电压输入接口与阻容降压半波整流电路相连，接地接口与电压参考点相连，电压检测接口与分压电路32相连。在本实施例中，电压检测接口i/o连接至第一电阻r3和第二电阻r4之间。

电压检测芯片u1为具有模数转换器（analog-to-digitalconverter，adc）功能的芯片。adc是指将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。本实施例中模拟信号为电压信号。电压检测芯片u1可以为单片机（或称微控制单元（microcontrollerunit，mcu））。

电压检测电路3还包括用于进行滤波的第一电容c3，第一电容c3的一端与第二电阻r4的另一端相连，第一电容c3的另一端与电压参考点相连。

电压检测接口i/o检测到的理论电压值通过下式表示：

vc=（v-v’-vd)×（r/r总）

其中，vc为电压检测接口i/o检测到的理论电压值；v为待检测的交流电的交流电压（或称有效电压，比如：220v）；v’为阻容降压半波整流电路的输出电压（图1中以5v为例进行示意），vd为第一二极管的导通电压；（r/r总）表示分压电路32的分压百分比。

按照图1所示的分压电路32，分压百分比=r4/（r3+r4）。

其中，电压输入接口与阻容降压半波整流电路2中的稳压二极管zd1的负极相连。

本申请提供的交流电压检测电路的工作原理包括：

在待检测的交流电的正半周期，第二二极管d1反偏截止、第三二极管d2正向导通、第一二极管d3反偏截止；此时，电压输入端1的第一端11->zd1->d2->c1->r1->电压输入端1的第二端12构成半波整流回路；电压检测电路无法检测电压，电压检测电路3的电压检测结果为0v。此时，u1作为负载接入zd1的两端。

在待检测的交流电的负半周期，第二二极管d1正向导通、第三二极管d2反偏截止、第一二极管d3正向导通；此时，电压输入端1的第二端12->d3->r3->r4->zd1->电压输入端1的第二端12，构成电压检测回路。电压输入端1的第二端12->r1->c1->d1->电压输入端1构成半波整流回路。此时，u1能够检测到电压，检测到的电压为c点的电位。

以市电电压为220v、阻容降压半波整流电路2提供的直流电压值为5v、d3的导通电压为0.7v、r3的阻值为5.6kω、r4的阻值为510kω为例进行说明，则u1检测到的理论电压值为：vc=（220v-5v-0.7v）×（5.6k/（510k+5.6k））≈2.259v。对于市电电压范围在220v±10%（即210v~230v）的场景，u1对应检测到的理论电压值的范围为[2.150v，2.367v]。

可选地，mcu具有电压比较功能，此时，mcu中预存有电压标准范围（比如：[2.150v，2.367v]）。mcu检测到电压后，将检测到的电压与电压标准范围进行比较，在检测到的电压不在电压标准范围内时，确定市电电压异常；在检测到的电压在电压标准范围内时，确定市电电压正常。

需要补充说明的是，图1所示的电路结构仅是示意性地，在实际实现时，电路可以包括更多的元件以实现同样的电路功能，本实施例在此不再一一列举。

综上所述，本实施例提供的交流电压检测电路，通过设置电压输入端、与电压输入端相连的阻容降压半波整流电路、与阻容降压半波整流电路相并联的电压检测电路；可以解决在现有的交流电压检测电路中使用变压器进行交直流转换时，占用的安装空间较大的问题；由于阻容降压半波整流电路是非隔离式的电路结构，占用空间较小，可以节省交流电压检测电路的安装空间。

另外，通过设置电压检测电路直接对交流电进行检测，而不是将交流电转换为直流电后再对直流电进行检测；这样，无需在电压检测回流中设置交直流转换电路，可以降低电路结构的复杂度，提高电压检测效率。

基于上述实施例，本实施例还提供一种电子设备，该电子设备以交流电为电源工作，该电子设备包括上述各个实施例提供的交流电压检测电路。

可选地，电子设备可以为吹风机、电冰箱、电视机等接入市电的电器，本实施例不对电子设备的设备类型作限定。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。