一种具有隔离作用的电压检测电路及空调系统的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，特别是涉及一种具有隔离作用的电压检测电路及空调系统。

背景技术：

由于市场需求，通常情况下，客户通过调压器或者调电流器将电压信号输入到空调设备的主板，主板根据客户输入电压的大小来决定变频空调运行的速度，从而实现自动控制。当客户不需要那么大的制冷量时，可以使输入的电压下降，需要大制冷量时，使输入的电压上升。因此，在空调设备运行过程中，需要对主板的输入电压进行检测，以防止主板的输入电压超出正常范围。

目前，在对主板的电压检测过程中，通常直接通过强电直接分压然后低压接入单片机，然后利用单片机进行检测。但是，在具体实施中，由于不清楚客户所提供的调压器或调电流器是强电地还是弱电地，如果将调压器或调电流器的输出端直接与主板的输入端连接的话，则容易造成主板受到外部电源的干扰，甚至损坏。

因此，在对主板的电压检测过程中，如何保护主板不受外部电源干扰及损坏是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种具有隔离作用的电压检测电路及空调系统，用于在对主板的电压检测过程中，保护主板不受外部电源干扰及损坏。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种具有隔离作用的电压检测电路，包括与客户输入电源的输出端连接的分压电路；

所述分压电路的输出端与线性光耦的输入端连接，用于为所述线性光耦提供启动信号和输入电流；

与所述线性光耦连接的第一电阻和第一运算放大器，所述第一电阻的第一端与所述线性光耦的非接地输出端和所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的同相输入端与所述线性光耦的接地端连接；

所述第一运算放大器的输出端作为空调设备的主板的电源，所述分压电路的接地端与第一地连接，所述线性光耦的接地端和所述第一运算放大器的接地端与第二地连接。

优选地，所述分压电路具体包括第二电阻、第三电阻、电压跟随器、第四电阻、第二运算放大器和第五电阻；

所述第二电阻的第一端与所述客户输入电源的输出端的正极连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端和所述电压跟随器的输入端连接，所述第三电阻的第二端作为所述分压电路的接地端与所述第一地连接，所述电压跟随器的输出端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的反相输入端还与所述第二运算放大器的输出端和所述第五电阻的第一端连接，所述第二运算放大器的同相输入端与所述第一地连接，所述第五电阻的第二端和所述第四电阻的第二端作为所述分压电路的输出端。

优选地，还包括第一电容，所述第一电容并联在所述第二运算放大器的反相输入端和所述第二运算放大器的输出端之间。

优选地，还包括第二电容，所述第二电容与所述第三电阻并联，分别与所述第二电阻和所述第一地连接。

优选地，还包括第三电容，所述第三电容与所述第一电阻并联。

优选地，所述电压跟随器具体为第三运算放大器，所述第三运算放大器的同相输入端作为所述电压跟随器的输入端，所述第三运算放大器的反相输入端和所述第三运算放大器的输出端连接，公共端作为所述电压跟随器的输出端。

优选地，所述线性光耦的电源输入端的正极通过隔离变压器与市电连接。

优选地，还包括设置在所述客户输入电源的输出端与所述分压电路之间的拨码开关、第六电阻和第七电阻，用于根据所述客户输入电源的信号确定所述分压电路的输入端的信号；

所述拨码开关的第一端和所述第六电阻的第一端连接，所述拨码开关的第二端与所述第七电阻的第一端连接，所述拨码开关的第三端和所述拨码开关的第四端均与所述客户输入电源的输出端的正极连接，所述第六电阻的第二端和所述第七电阻的第二端与所述客户输入电源的输出端的负极连接。

优选地，所述线性光耦为HCNR201。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种空调系统，包括空调设备本体，还包括上述所述的具有隔离作用的电压检测电路。

本实用新型所提供的具有隔离作用的电压检测电路，包括与客户输入电源的输出端连接的分压电路，分压电路的输出端与线性光耦的输入端连接；与线性光耦连接的第一电阻和第一运算放大器，第一电阻的第一端与线性光耦的非接地输出端和第一运算放大器的反相输入端连接，第一电阻的第二端与第一运算放大器的输出端连接，第一运算放大器的同相输入端与线性光耦的接地端连接；第一运算放大器的输出端作为空调设备的主板的电源，分压电路的接地端与第一地连接，线性光耦的接地端和第一运算放大器的接地端与第二地连接。首先，通过调配分压电路中的分压电阻，对客户输入电源可实现低电压至高电压范围较广的电压检测，同时通过线性光耦实现隔离，可有效保护主板的主电源回路不受外部输入电路所干扰，本电路具有可检测电压宽，抗干扰强的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种具有隔离作用的电压检测电路图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种具有隔离作用的电压检测电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。

本实用新型的核心是提供一种具有隔离作用的电压检测电路及空调系统，用于在对主板的电压检测过程中，保护主板不受外部电源干扰及损坏。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1为本实用新型实施例提供的一种具有隔离作用的电压检测电路图。如图1所示，包括与客户输入电源CN13的输出端连接的分压电路10。

分压电路10的输出端与线性光耦PC2的输入端连接，用于为线性光耦PC2提供启动信号和输入电流；与线性光耦PC2连接的第一电阻R1和第一运算放大器U1，第一电阻R1的第一端与线性光耦PC2的非接地输出端(图中为6引脚)和第一运算放大器U1的反相输入端连接，第一电阻R1的第二端与第一运算放大器U1的输出端连接，第一运算放大器U1的同相输入端与线性光耦PC2的接地端(5引脚)连接。

第一运算放大器U1的输出端Vout作为空调设备的主板的电源，分压电路10的接地端与第一地GND连接，线性光耦PC2的接地端和第一运算放大器U1的接地端与第二地GND1连接。

在具体实施中，线性光耦可以选用HCNR201，如图1所示。可以理解的是，图1只是一种具体的应用场景，并不代表线性光耦只能选取这一种型号。如图1所示，客户输入电源CN13的电压为Vin，经过分压电路10之后，就得到另一电压，即分压电路的输出电压。分压电路的输出信号作为线性光耦PC2的输入信号，从而为线性光耦PC2提供启动信号和输入电流。

这里的启动信号就是线性光耦PC2的1引脚和2引脚之间的发光二极管的信号，该发光二极管的正极连接电源的正极，图1中是12V，则当分压电路10提供的电压小于12V时，则该发光二极管点亮，线性光耦PC2开始启动。需要说明的是，这里的12V只是一种具体实施方式，并不代表只能是12V。

另外，分压电路10还向线性光耦PC2提供输入电流，如图1所示，线性光耦PC2的3引脚和4引脚与分压电路10连接，由于线性光耦PC2的特性，当I12电流值一定时，流过3引脚和4引脚之间的发光二极管的电流I34等于流过5引脚和6引脚之间的发光二极管之间的电流I56。

由于客户输入电源CN13的电压为Vin为已知，且分压电路10的参数也是已知的，因此，分压电路10的输出信号就可以计算出来，从而根据上述的推导，计算出I56，然后根据第一电阻R1和第一运算放大器U1的连接关系得到第一运算放大器U1的输出端Vout的值，从而得到空调设备的主板的电源电压值。在这一电路中，主板的电源通过线性光耦PC2与客户输入电源CN13隔离，因此，在实现对主板的电源电压值检测过程中，可以避免主板受到外部电源的干扰。

本实施例提供的具有隔离作用的电压检测电路，包括与客户输入电源的输出端连接的分压电路，分压电路的输出端与线性光耦的输入端连接；与线性光耦连接的第一电阻和第一运算放大器，第一电阻的第一端与线性光耦的非接地输出端和第一运算放大器的反相输入端连接，第一电阻的第二端与第一运算放大器的输出端连接，第一运算放大器的同相输入端与线性光耦的接地端连接；第一运算放大器的输出端作为空调设备的主板的电源，分压电路的接地端与第一地连接，线性光耦的接地端和第一运算放大器的接地端与第二地连接。首先，通过调配分压电路中的分压电阻，对客户输入电源可实现低电压至高电压范围较广的电压检测，同时通过线性光耦实现隔离，可有效保护主板的主电源回路不受外部输入电路所干扰，本电路具有可检测电压宽，抗干扰强的优点。

图2为本实用新型实施例提供的另一种具有隔离作用的电压检测电路图。如图2所示，在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，分压电路10具体包括第二电阻R2、第三电阻R3、电压跟随器、第四电阻R4、第二运算放大器U2和第五电阻R5。

第二电阻R5的第一端与客户输入电源CN13的输出端的正极连接，第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第一端和电压跟随器的输入端连接，第三电阻R3的第二端作为分压电路10的接地端与第一地GND连接，电压跟随器的输出端与第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第二端与第二运算放大器U2的反相输入端连接，第二运算放大器U2的反相输入端还与第二运算放大器U2的输出端和第五电阻R5的第一端连接，第二运算放大器U2的同相输入端与第一地GND连接，第五电阻R5的第二端和第四电阻R4的第二端作为分压电路10的输出端。

作为优选地实施方式，电压跟随器具体为第三运算放大器U3，第三运算放大器U3的同相输入端作为电压跟随器的输入端，第三运算放大器U3的反相输入端和第三运算放大器U3的输出端连接，公共端作为电压跟随器的输出端。

与客户约定输入最大电压上限，通过调节第二电阻R2，第三电阻R3的阻值，使得将输入电压Vin分压为一个合适的电压值。由于电路后续有负载，即等于有负载电阻与第三电阻R3并联从而影响分压精度，因此通过运算放大器高输入阻抗特性，设计一个电压跟随器，该电压跟随器具体为第三运算放单器U3。

由于电压跟随器的特性，使Vin1电压等于第三电阻R3两端的电压。Vin1通过第四电阻R4限流后输入第二运算放大器U2，根据运算放大器的特性，当第二运算放大器U2第6脚电压高于第5脚电压(5脚接地)，即第二运算放大器U2第6脚有电压输入时，第二运算放大器U2第7脚，即第二运算放大器U2的输出端，立即输出低电平(比较器V-＞V+时，输出低电平)，线性光耦PC2芯片的1引脚和2引脚之间的发光二极管发亮，线性光耦PC2芯片工作。由于运算放大器特性I+＝I-，因此流过线性光耦PC2的3引脚和4引脚之间的发光二极管的电流I34＝Vin1/R4，由于线性光耦PC2特性，当I12电流值一定时，I34电流等于线性光耦PC2的5引脚和6引脚之间的发光二极管的电流，即I34＝I56。又根据运算放大器特性，I+＝I-，因此经过第一运算放大器U1后，流过第一电阻R1的电流等于I56电流，则有IR1＝I34。根据如下推导：

Vin1/R4＝Vout/R1；

Vin1＝R3*Vin/(R2+R3)；

因此，最终Vout＝R3*Vin*R1/[(R2+R3)*R4]。

需要说明的是，可以对第一运算放大器U1的输出电压Vout进行嵌位，控制Vout最高为5.5V。具体通过设置在第一运算放大器U1的输出端和主板的电源输入端之间的二极管和电容实现，如图1或如图2所示。另外，调节第五电阻，使得线性光耦PC2输入输出电流呈1比1特性。此外，还可以调节第四电阻R4和第一电阻R1的阻值，使得输入电流控制合理范围，运算放大器失真较小。

如图2所示，作为优选地实施方式，还包括第一电容C1，第一电容C1并联在第二运算放大器U2的反相输入端和第二运算放大器U2的输出端之间。

如图2所示，作为优选地实施方式，还包括第二电容C2，第二电容C2与第三电阻R3并联，分别与第二电阻R2和第一地GND连接。其中，第二电容C2的作用为滤波，滤波后直接接入第三运算放大器U3。

如图2所示，作为优选地实施方式，还包括第三电容C3，第三电容C3与第一电阻R1并联。

作为优选地实施方式，线性光耦的电源输入端的正极通过隔离变压器与市电连接。

通过隔离变压器为线性光耦供电，能够进一步提高电压检测电路的隔离效果。至于隔离变压器的型号以及具体的电路连接结构，本实施例不再赘述。

作为优选地实施方式，还包括设置在客户输入电源CN13的输出端与分压电路10之间的拨码开关K、第六电阻R6和第七电阻R7，用于根据客户输入电源的信号确定分压电路10的输入端的信号。

拨码开关K的第一端和第六电阻R6的第一端连接，拨码开关K的第二端与第七电阻R7的第一端连接，拨码开关K的第三端和拨码开关K的第四端均与客户输入电源CN13的输出端的正极连接，第六电阻R6的第二端和第七电阻R7的第二端与客户输入电源CN13的输出端的负极连接。

客户输入电源CN13可能是电压源也有可能是电流源，如果是电流源，那么拨码开关K的两路均导通，输入电流Iin*(R6+R7)/(R6*R7)＝Vin，Vout＝R3*Vin*R1/[(R2+R3)*R4]。

上文中对于具有隔离作用的电压检测电路对应的实施例进行了详细说明，本实用新型还提供一种空调系统，包括空调设备本体，还包括上述所述的具有隔离作用的电压检测电路。

空调设备本体的连接结构本实用新型不再赘述，且由于具有隔离作用的电压检测电路在上文中已经进行了详细的描述，因此本实施不再赘述。

以上对本实用新型所提供的具有隔离作用的电压检测电路及空调系统进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。