一种交流过流检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种交流过流检测装置，包括电压转换电路、放大比较电路、整流检波电路和整形输出电路，所述电压转换电路、放大比较电路、整流检波电路、整形输出电路依次连接。本实用新型专利技术通过电压转换电路将交流电流转换成电压后，经过放大比较电路放大、与预设门限进行比较输出脉冲式方波，再通过整流检波电路整流检波成带波纹的高电平或低电平，最后对高电平或低电平的波纹整形使其平滑输出，根据高、低电平即可判断出电器处于打开或关闭状态；其适用于大、小电流的检测，同时可以调整预设门限的大小来适配不同电器的工作电流门限，兼容性较高且结构简单。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及工作电流检测领域，特别涉及一种交流过流检测装置。
技术介绍
在智能家庭中对家用电器的开关控制中，智能控制中心内部在进行信源输出时，需根据检测的家用电器的工作状态是打开还是关闭、来选择相应的输出设备。通常采用检测设备的工作电流来判断家用电器的工作状态。工作电流的检测方式常见的有以下几中:1、串联电阻检测，适用于小电流检测；2、电流互感器检测，适用于大电流的检测，但互感器容易产生磁饱和导致检测失误，且其体积大难于集成；3、霍尔器件检测，采用将电流信号转换为磁信号、通过霍尔器件转换为电信号的方式进行，其对小电流检测电路存在不敏感的问题。另外，现有的过流检测电路一般都是针对直流进行检测。而针对交流电流进行检测通常采用电容耦合的方式，把交流电流信号转换成低压电压信号，然后通过MCU的AD转换功能来进行电压采样，还需要进行数据处理；既增加了软件的负责度，且电容耦合的精度也不高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本技术的目的在于提供一种交流过流检测装置，将交流电流转换为电压并放大，当电压超过预设门限时输出高电平，即可判定电器处于打开状态，解决了现有技术大、小电流不能同时检测、交流电流判断方式麻烦且精确度不高的问题。为了达到上述目的，本技术采取了以下技术方案:一种交流过流检测装置，其包括用于将交流电流转换成电压的电压转换电路；用于设置预设门限，对电压转换电路转换后的电压进行放大、与预设门限进行比较的放大比较电路；用于对放大比较电路放大比较后的电压进行整流、检波形成带波纹的电平信号的整流检波电路；用于对整流检波电路整流检波后的电平信号进行平滑滤波并输出的整形输出电路；所述电压转换电路、放大比较电路、整流检波电路、整形输出电路依次连接。所述的交流过流检测装置，其中，所述电压转换电路包括霍尔集成单元、电源插口、第一电容和第二电容；所述霍尔集成单元的IP+端连接外部电源的火线端，霍尔集成单元的IP-端连接电源插口的L端，电源插口的N端连接外部电源的零线端；霍尔集成单元的VCC端连接供电端、还通过第一电容接地；霍尔集成单元的FILTER端通过第二电容接地，霍尔集成单元的VIOUT端连接电压转换电路的输出端。所述的交流过流检测装置，其中，所述放大比较电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第三电容；所述第一运算放大器的反相输入端通过第一电阻连接霍尔集成单元的VIOUT端、还通过第三电容连接第一运算放大器的输出端；第一运算放大器的同相输入端通过第二电阻连接供电端、还通过第三电阻接地；第一运算放大器的输出端连接第二运算放大器的同相输入端、还通过第四电阻连接第一运算放大器的反相输入端；所述第二运算放大器的反相输入端通过第五电阻连接供电端、还通过第六电阻接地；第二运算放大器的输出端连接放大比较电路的输出端。所述的交流过流检测装置，其中，所述整流检波电路包括第一二极管、第四电容、第五电容、第七电阻和第八电阻；所述第一二极管的正极连接第二运算放大器的输出端、还通过第七电阻连接供电端；第一二极管的负极通过第四电容接地、还连接第八电阻的一端；所述第八电阻的另一端通过第五电容接地、还连接整流检波电路的输出端。所述的交流过流检测装置，其中，所述整形输出电路包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第一三极管和第二三极管；所述第一三极管的基极通过第九电阻连接第八电阻的另一端；第一三极管的集电极通过第十电阻连接供电端、还通过第十二电阻连接第二三极管的基极；第二三极管的集电极连接整形输出电路的输出端、还通过第十一电阻连接供电端；所述第一三极管和第二三极管的发射极接地。所述的交流过流检测装置，其中，所述霍尔集成单元的型号为ACS712。所述的交流过流检测装置，其中，所述第六电阻为可变电阻。所述的交流过流检测装置，其中，所述第一三极管和第二三极管均为NPN三极管。相较于现有技术，本技术提供的交流过流检测装置，通过电压转换电路将交流电流转换成电压后，经过放大比较电路放大、与预设门限进行比较输出脉冲式方波，再通过整流检波电路整流检波成带波纹的高电平或低电平，最后对高电平或低电平的波纹整形使其平滑输出，根据高、低电平即可判断出电器处于打开或关闭状态；其适用于大、小电流的检测，同时可以调整预设门限的大小来适配不同电器的工作电流门限，兼容性较高且结构简单。附图说明图1为本技术交流过流检测装置的结构框图。图2为本技术交流过流检测装置中电压转换电路的电路图。图3为本技术交流过流检测装置中放大比较电路的电路图。图4为本技术交流过流检测装置中整流检波电路的电路图。图5为本技术交流过流检测装置中整形输出电路的电路图。图6为本技术交流过流检测装置中电压转换电路的输出端波形示意图。图7为本技术交流过流检测装置中放大比较电路中第一运算放大器的输出端波形示意图。图8为本技术交流过流检测装置中放大比较电路的输出端波形示意图。图9为本技术交流过流检测装置中整流检波电路的输出端波形示意图。图10为本技术交流过流检测装置中整形输出电路的输出端波形示意图。具体实施方式本技术提供一种交流过流检测装置，为使本技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本技术提供的交流过流检测装置用于检测电器的工作电流(交流)来判断电器的工作状态、也就是检测电器的电源插座口消耗的交流电流(过流)，将电流转换为电压后判断电压是否超过预设门限，当超过时则输出高电平，否则输出低电平；家电智能控制中心(Woofu Box)的CUP端的I/O 口即可根据高、低电平准确地判断出电器的工作状态是打开还是关闭。请参阅图1，所述交流过流检测装置包括电压转换电路100、放大比较电路110、整流检波电路120和整形输出电路130，所述电压转换电路100、放大比较电路110、整流检波电路120、整形输出电路130依次连接。下面将220V交流市电(即工作电流)接入该交流过流检测装置，截取一段时间内各个电路输出端的电压波形来具体说明本技术。所述电压转换电路100用于将交流电流转换成待检测的电压，转换后的电压波形为正弦或余弦波形。请同时参阅图2，其包括霍尔集成单元U1、电源插口 J1、第一电容Cl和第二电容C2 ;所述霍尔集成单元Ul的型号为ACS712，其IP+端连接外部电源的火线端L，霍尔集成单元Ul的IP-端连接电源插口 Jl的L端(即火线端)，电源插口 Jl的N端(即零线端)连接外部电源的零线端N;霍尔集成单元Ul的VCC端连接供电端、还通过第一电容Cl接地；霍尔集成单元Ul的FILTER端通过第二电容C2接地，霍尔集成单元Ul的VIOUT端连接电压转换电路100的输出端V1ut。外部电源即是外接的220V交流市电，该220V交流电流过霍尔集成单元Ul和电器的电源插口 Jl，再经过第一电容Cl和第二电容C2滤波，在电压转换电路100的输出端V1ut上的电压为VvlMt=2.5+0.185*(IP+ -1P-);其中(IP+ -1P-)为从霍尔集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流过流检测装置，其特征在于，包括用于将交流电流转换成电压的电压转换电路；用于设置预设门限，对电压转换电路转换后的电压进行放大、与预设门限进行比较的放大比较电路；用于对放大比较电路比较后的电压进行整流、检波形成带波纹的电平信号的整流检波电路；用于对整流检波电路整流检波后的电平信号进行平滑滤波并输出的整形输出电路；所述电压转换电路、放大比较电路、整流检波电路、整形输出电路依次连接。

【技术特征摘要】
1.种交流过流检测装置，其特征在于，包括 用于将交流电流转换成电压的电压转换电路； 用于设置预设门限，对电压转换电路转换后的电压进行放大、与预设门限进行比较的放大比较电路； 用于对放大比较电路比较后的电压进行整流、检波形成带波纹的电平信号的整流检波电路； 用于对整流检波电路整流检波后的电平信号进行平滑滤波并输出的整形输出电路； 所述电压转换电路、放大比较电路、整流检波电路、整形输出电路依次连接。2.据权利要求1所述的交流过流检测装置，其特征在于，所述电压转换电路包括霍尔集成单元、电源插口、第一电容和第二电容；所述霍尔集成单元的IP+端连接外部电源的火线端，霍尔集成单元的IP-端连接电源插口的L端，电源插口的N端连接外部电源的零线端；霍尔集成单元的VCC端连接供电端、还通过第一电容接地；霍尔集成单元的FILTER端通过第二电容接地，霍尔集成单元的VIOUT端连接电压转换电路的输出端。3.据权利要求2所述的交流过流检测装置，其特征在于，所述放大比较电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第三电容；所述第一运算放大器的反相输入端通过第一电阻连接霍尔集成单元的VIOUT端、还通过第三电容连接第一运算放大器的输出端；第一运算放大器的同相输入端通过第二电阻连接供电端、还通过第三电阻接地；第一运算放大器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新刚，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：