一种交流侧过流检测电路的制作方法

1.本实用新型涉及检测电路技术领域，特别涉及一种交流侧过流检测电路。


背景技术：

2.现有技术中的过流检测电路在含有ac-dc,dc-ac的功率转化电路中，往往会涉及到对ac侧电流大小的检测，来达到保护电路的目的。传统的交流过流检测电路中，大多采用检测电流一个方向上的最大值，通过判断这个最大值是否超过预设上限来决定是否开启保护电路的方法。但是上述现有技术存在如下缺点1.由于交流侧电流的方向是随时在变化的，交流频率为50hz，也就是一个周期为20ms的正弦波。假设只是判断正方向的电流峰值是否过流，那么负方向发生过流的时间段内就无法作出判断，也就是过流判断有延时。2.无法判断实际电流大小，且检测电路单一。


技术实现要素：

3.本实用新型其中一个目的在于提供一种交流侧过流检测电路，所述检测电路采用电流传感器对电流采样，可以与原边隔离，提高所述检测电路的安全系数。
4.本实用新型另一个目的在于提供一种交流侧过流检测电路，所述检测电路无论处于交流波形的正半周期还是负半周期，都可以检测过流的有无，提高了检测的适应性和准确性。
5.本实用新型另一个目的在于提供一种交流侧过流检测电路，所述检测电路可以实施监测原边电流的大小，保障检测电路的安全。
6.为了实现至少一个上述实用新型目的，本实用新型提供一种交流侧过流检测电路，所述检测电路包括：
7.电流传感器；
8.第一比较器；
9.第二比较器；
10.第一运算放大器；
11.电压跟随器；
12.其中所述电流传感器具有一输出端，用于输出和原边电流成比例的电流，所述第一比较器的正相输入端和第二比较器的反相输入端连接所述电流传感器的输出端，所述电流传感器的输出端连接所述第一运算放大器，所述第一运算放大器的输出端连接电压跟随器的输入端。
13.根据本实用新型其中一个较佳实施例，所述第一比较器反相输入端连接一个第一基准电压，且所述第一比较器反相输入端连接一个第八电阻，且所述第第一比较器反相输入端连接一个第五电阻和第六电容一端，所述第五电阻和第六电容另一端接地。
14.根据本实用新型另一个较佳实施例，所述第一比较器的正相输入端分别连接第九电阻和第十一电阻一端，其中所述第九电阻另一端连接所述电流传感器的输出端，所述第
十一电阻另一端接地。
15.根据本实用新型另一个较佳实施例，所述第一比较器的正相输入端连接所述第二比较器的反相输入端，且所述第一比较器的正相输入端连接第十三电阻一端，所述第十三电阻另一端连接所述第一比较器的输出端，且所述第一比较器输出端连接一个第四电阻，所述第四电阻连接一个正极输入电源。
16.根据本实用新型另一个较佳实施例，所述第二比较器的正相输入端连接第十七电阻一端，所述第十七电阻的另一端连接第二基准电压，且所述第二比较器的正相输入端还连接第十二电容和第十二电阻一端，所述第十二电容和第十二电阻另一端接地，所述第二比较器的正相输入端还连接第二十电阻一端，所述第二十电阻的另一端连接所述第二比较器的输出端，所述第二比较器的输出端连接第十六电阻，所述第十六电阻接地。
17.根据本实用新型另一个较佳实施例，所述第一比较器的输出端连接第一二极管的正极，所述第二比较器的输出端连接第二二极管的正极，所述第一二极管负极和第二二极管负极连接于一点作为过流判断的第一电压输出端。
18.根据本实用新型另一个较佳实施例，所述电流传感器的输出端连接两个并联的第六电阻和第七电阻，两个并联的第六电阻和第七电阻连接第三电阻，所述第三电阻连接所述第一运算放大器的反相输入端，且所述第一运算放大器的反相输入端连接第二电阻一端，所述第二电阻另一端连接所述第一运算放大器的输出端，且在所述第二电阻上并联一个第二电容。
19.根据本实用新型另一个较佳实施例，所述第一运算放大器的正相输入端连接第十电阻，且第十电阻连接电流传感器的输出端，所述第一运算放大器的正相输入端还连接第十二电阻一端和第九电容一端，且所述第十二电阻和第九电容之间并联连接，且所述第十二电阻和第九电容的另一端连接偏置电压。
20.根据本实用新型另一个较佳实施例，所述第一运算放大器的输出端连接第十四电阻的一端，且所述第十四电阻的另一端连接第十电容一端和电压跟随器的正相输入端，所述第十电容另一端接地。
21.根据本实用新型另一个较佳实施例，所述电压跟随器的反相输入端连接第十五电阻，所述第十五电阻连接所述电压跟随器的输出端，且所述第十五电阻连接一个第二电压输出端。
附图说明
22.图1显示的是本实用新型一种交流侧过流检测电路的结构示意图。
23.其中
24.第一比较器-a1，第二比较器-a2，第一运算放大器b1，电压跟随器-b2，电流传感器-h1，第一电阻-r1，第二电阻-r2，第三电阻-r3，第四电阻-r4，第五电阻-r5，第六电阻-r6，第七电阻-r7，第八电阻-r8，第九电阻-r9，第十电阻-r10，第十一电阻-r11，第十二电阻-r12，第十三电阻-r13，第十四电阻-r14，第十五电阻-r15，第十六电阻-r16，第十七电阻-r17，第十八电阻-r18，第十九电阻-r19，第二十电阻-r20，第一电容c1，第二电容c2，第三电容c3，第四电容c4，第五电容c5，第六电容c6，第七电容c7，第八电容c8，第九电容c9，第十电容c10，第十一电容c11，第一二极管d1，第二二极管d2，第一基准电压vref+，第二基准
电压vref-，第一输出端vout1，第二输出端vout2。
具体实施方式
25.以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。
26.本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
27.可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
28.请参考图1显示本实用新型一种交流侧过流检测电路，所述电路包括：电流传感器，第一比较器、第二比较器、第一运算放大器、电压跟随器、其中所述电流传感器h1具有一个输出端，所述电流传感器输出端为图1中h1的第5引脚，在所述电流传感器的第4引脚和第3引脚分别连接一个正极电源和一个负极电源，所述电流传感器的原边负载r1和交流源之间构成回路。其中所述电流传感器输出端分别连接所述第一比较器、第二比较器和第一运算放大器，且所述电流传感器的输出端输出和原边电流大小成一定比例的电流。
29.值得一提的是，所述第一比较器的输出端和第二比较器的输出端连接于一点，该点为电压信号的第一输出端，该第一输出端输出的电压信号用于判断电流是否过流。其中所述第一比较器的反相输入端连接第一基准电压，且所述反相输入端还分别连接第八电阻、第五电阻和第六电容，且所述第五电阻和第六电容之间并联连接，所述第六电容和第五电阻共同接地。所述电流传感器的输出端连接所述第一比较器的正相输入端，且所述正相输入端还连接第十电阻一端和第十一电阻一端，其中所述第十电阻另一端连接所述电流传感器的输出端，所述第十一电阻另一端接地。
30.所述第一比较器的正相输入端连接所述第二比较器的反相输入端，且所述第一比较器的正相输入端连接第十三电阻，所述第十三电阻另一端连接第一比较器的输出端，且所述第一比较器输出端连接第四电阻一端，所述第四电阻另一端接地。
31.所述第二比较器的正相输入端连接第二基准电压，且所述第二比较器的正相输入端和基准电压之间连接第十七电阻、第十九电阻和第十二电容，且所述第十七电阻两端分别连接第二比较器的正相输入端和基准电压，所述第十九电阻和所述第十二电容之间并联连接，且所述第十九电阻和所述第十二电容一同接地。所述第二比较器的正相输入端连接所述第二比较器的输出端，且所述第二比较器的输出端连接第十六电阻一端，所述第十六电阻另一端接地。
32.值得一提的是，所述第一比较器的输出端和第二比较器的输出端分别连接第一二极管正极和第二二极管正极，且所述第一二极管负极和第二二极管负极连接于一点，该点
为用于检测是否过流的第一输出端。
33.所述电流传感器的输出端还连接两个并联设置的第六电阻和第七电阻，且所述第六电阻和第七电阻同时连接一个第三电阻，且所述第六电阻和第七电阻并联后接地。所述第三电阻一端分别连接第二电阻一端、第二电容一端和第一运算放大器的反相输入端，且所述第一运算放大器输出端连接所述第二电阻另一端、第二电容另一端，使得所述第二电容并联于所述第二电阻上。
34.所述第一运算放大器正相输入端连接第十电阻一端，所述第十电阻另一端连接所述电流传感器的输出端。所述第一运算放大器的正相输入端还连接一个第十二电阻和第九电容，其中所述第十二电阻和第九电容并联连接，所述第十二电阻和第九电容另一端短接并连接于一偏执电压v1。
35.所述第一运算放大器的输出端还连接所述电压跟随器的正相输入端，且所述电压跟随器正相输入端和第一运算放大器输出端之间连接第十四电阻，所述第十四电阻和电压跟随器正相输入端之间还连接第十电容一端，所述第十电容另一端接地。所述电压跟随器的反相输入端连接第十八电阻一端，所述第十八电阻另一端连接所述电压跟随器的输出端，且所述电压跟随器的输出端连接第十五电阻一端，所述第十五电阻另一端连接用于校准的第二输出端的一个节点，在该节点上还连接一个接地的第十一电容。
36.为了说明本实用新型上述技术效果，本实用新型提供如下上述检测电路的运行方式：
37.电流传感器上的正负电源(vcc+，vcc-38.)可以满足采样到的电流具有方向性，电流传感器输出端输出的是和原边电流大小成比例且相位一致的电流，所述电流传感器输出端输出的电流在经过所述第六电阻和第七电阻转化为具有正负的电压波形，该电压波形用于判断原边电流是否过大和实际大小。其中第一基准电压vref+为正值的基准电压，第二基准电压vref-39.为负值的基准电压，通过上述检测电路的结构分压后输入到第一比较器和第二比较器中，当原边电路因为故障而导致电流过大时，电流传感器输出的感应电流会迅速增大，得到的电压波形峰峰值也会很大，当超过某一预设值，在电压波形的正半边超过预设值时，第一比较器的输出端就会输出一个高电压，使第一二极管导通，虽然此时第二二极管依旧处于截止状态，第一输出端还是会输出一个高电平。在电压波形的负半边也超过预设值时，第一比较器的输出是负电压vcc-40.，但是第二比较器的两个输入都是负电压，且同相端负电压绝对值小于反相输入端负电压的绝对值，所以第二比较器的输出端是正电压vcc+，第一输出端电平是高电平。
41.其中第一比较器和第二比较器的输出端分别通过第四电阻和第十六电阻上拉至vcc+，这样的设计可以为第一输出端作为源去控制时提供足够的电流驱动能力，防止因驱动能力不足而导致电压下降造成误判定。同时也可以防止前面电路出现故障时，第一输出端依旧可以置为高电平，起到保护效果。电压波形串联第十电阻后连接到第一运算放大器的同相端，用第二电阻、第三电阻、第十电阻和第十二电阻四个电阻作为第一运算放大器的放大电阻，将电压信号放大或者缩小到合适的电位。反馈电阻第二电阻上并联第二电容来对输入电压信号进行相位补偿。第十二电阻端连接到第十电阻和第一运算放大器的同相输入端，另一端接上一偏置电压v1，通过合理设置偏置电压v1的大小，可以使第一运算放大器
的输出波形变成均在0v以上的正弦波，再将该波形通过电压跟随器后得到第二输出端输出的信号，加入电压跟随器的电路可以起到一定的隔离效果，还可以大大减小输出阻抗，使被采集点第二输出端输出的信号更加精确。通过mcu针对第二输出端进行adc采样，通过最终校准，就可以得到原边电流的实时大小。
42.本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型，本实用新型的目的已经完整并有效地实现，本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。