[發明專利]一種檢測交流電源頻率的電路

有效

• 申請號: 201310571583.9
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103592511A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 何曉東;周足易;梁峰
• 申請（專利權）人: 廣州松下空調器有限公司
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02;G01R25/00
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 華輝;周端儀

技術領域

本發明涉及電器領域，特別是一種檢測交流電源頻率的電路。

背景技術

部分家電中需要檢測交流電源的頻率、位相角來實現交流馬達或者其他同步電機的控制、如位相控制馬達等。

針對上述情況，許多關聯企業和愛好者進行了很多方面的嘗試和研究改進，目前的檢測方法基本上是直接從市電的火線（L線）和零線（N線）進行取電后，通過限流分壓模塊4、頻率檢測轉換模塊5轉換為可以判斷頻率的脈沖信號，電路圖如圖1所示,AC交流電源1、共模電感模塊2’、開關電源及其他電路模塊3依次連接，限流分壓模塊4分別與共模電感模塊2’、開關電源及其他電路模塊3之間的火線和零線連接，再輸出至頻率檢測轉換模塊5。但是，這種方法存在質量安全的問題。由于是直接從交流電源取電進行檢測，當電源異常或者異常的浪涌雷擊發生時，過高的電壓經常導致限流分壓電阻R1/R2、光電耦合器PC1的破壞，甚至會發生安全的事故。為了對應異常高電壓或浪涌雷擊，目前廠家普遍通過不斷提高檢測電路元器件R1/R2、PC1的耐壓值來降低破壞，不僅成本高，而且仍然不能杜絕破壞的發生。

發明內容

為克服現有技術中的缺點，本發明提供一種檢測交流電源頻率的電路，其安全性大大提高而整體成本下降。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：一種檢測交流電源頻率的電路，其特征在于：由依次連接的AC交流電源、共模及降壓電感模塊、限流分壓模塊、頻率檢測轉換模塊組成，所述的共模及降壓電感模塊包括共模電感、位于共模電感外側并與之形成變壓器效應的降壓電感，共模電感與AC交流電源連接，降壓電感兩端通過限流分壓模塊與頻率檢測轉換模塊連接。

所述的共模電感包括兩個，分別連接AC交流電源的火線和零線，降壓電感位于其中一個共模電感外側并與之形成變壓器效應，降壓電感為所述變壓器效應中的降壓側。

所示的降壓電感的輸出電壓低于45伏。

所述的降壓電感的繞線圈數是對應的共模電感的繞線圈數的20%以內。

所述的頻率檢測轉換模塊中包括作為轉換元件的光電耦合器或半導體開關器件。

本發明基于現有開關電源系統中用來對應EMC用的共模電感，通過增加與共模電感形成變壓器效應的降壓電感，使輸出給檢測用的電壓降低，但頻率和交流電源的頻率一致，來實現電源頻率及相位的檢測，減少由于電源異常或浪涌雷擊造成的元器件破壞，同時電路的整體成本降低。本發明可廣泛使用在采用開關電源并需要進行交流電源頻率檢測的家用電器上，對產品質量及成本均具有相當的意義。

附圖說明

圖1是現有技術的檢測交流電源頻率的電路圖；

圖2是本發明的檢測交流電源頻率的電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

本發明是一種檢測交流電源頻率的電路，如圖2所示，由依次連接的AC交流電源1、共模及降壓電感模塊2、限流分壓模塊4、頻率檢測轉換模塊5組成。

共模及降壓電感模塊2包括：分別與AC交流電源1火線（L線）和零線（N線）連接的共模電感N1、N2；以及位于共模電感N1或N2任一外側并與之形成變壓器效應的降壓電感N3，降壓電感N3的繞線圈數小于與之對應的共模電感N1或N2的繞線圈數。在本實施例中降壓電感N3位于共模電感N2的外側并與之形成變壓器效應，降壓電感N3為所述變壓器效應中的降壓側。優選的，降壓電感N3的繞線圈數是對應的共模電感N1或N2的繞線圈數的20%以內。降壓后最好為45V以下的安全電壓，此時人接觸到也不發生危險，同時考慮到其他電子元器件的耐壓性，可再適當降低。

AC交流電源1通過共模及降壓電感模塊2的共模電感N1、N2與開關電源及其他電路模塊3連接，形成傳統開關電源。降壓電感N3兩端則通過限流分壓模塊4與頻率檢測轉換模塊5連接，實現在低電壓情況下進行交流電頻率的檢測。降壓電N3兩端分別連接限流分壓模塊4，再分別連接頻率檢測轉換模塊5的的輸入端，在輸出端將之轉換為可以判斷頻率的脈沖信號。頻率檢測轉換電路中包括可作為轉換元件的光電耦合器或半導體開關器件。在本電路中，限流分壓模塊4和頻率檢測轉換模塊5中電子元件例如R1、R2、PC1的規格值可降低以實現成本下降。

圖2為本發明的實施例示意圖，為某款用于采用開關電源的家電中交流電源頻率檢測的電路

AC交流電源1輸入，經過初步的保護及濾波回路模塊6后，輸入共模及降壓電感模塊2。

共模及降壓電感模塊2中，共模電感N1、N2（N1=N2）共模濾波后，輸出到后級的開關電源及其他電路模塊3，實現共模電感的EMC濾波功能。同時，共模電感N2與降壓電感N3形成變壓器效應，通過電磁感應的作用，同時由于N2線圈繞線圈數大于N3線圈繞線圈數，N3線圈兩側產生出較低的合適的感應交流電壓，其頻率與位相與AC交流電源頻率、相位保持一致。在本實施例中，假設需要降壓電感N3的輸出值為30V，而共模電感N2繞組為2200圈，則降壓電感N3繞組設為300圈。降壓電感N3輸出電壓經過限流分壓模塊4的電阻R1,R2后，輸入到頻率檢測轉換模塊5的光電耦合器PC1的輸入端。光電耦合器PC1經過高低電平的開關作用，在其輸出口輸出5V電壓的方波，，經過濾波電容C1的濾波處理，消除掉信號中的噪音，輸出至MCU供其檢測、計算出AC交流電源的頻率、實時位相信息，從而實現在低成本的狀態下，檢測出交流電源的頻率、位相信息。由于降壓電感N3輸出電壓是低電壓，可有效防止雷擊浪涌、電網異常高壓的破壞。