电网电压检测电路及电器设备的制作方法

本实用新型涉及电压检测技术领域，具体涉及一种电网电压检测电路及电器设备。

背景技术：

电网电压的稳定性直接影响电网负载的使用寿命。例如，若电网电压超出电器设备额定电压允许的电压工作范围，则容易导致电器设备工作状态异常，并且若供电给电器设备的电网电压长时间处于欠压、过压等状态，则很可能会损坏电器设备，因此，对电网电压进行检测以获知其供电状态是否正常具有十分必要的意义。

现有技术中的电网电压检测方式主要存在如下问题：

1、检测支路与电网系统未做电气隔离，不能保证器件、设备和用电安全。

2、配置专门用于电网电压检测的变压器部件，提高了检测成本，检测功能和其他功能的融合度低。

如何提供一种具备电气隔离作用、检测成本低，同时兼顾电网电压检测功能和开关电源功能的电网电压检测方式，目前现有技术中尚未存在有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型针对以上问题的提出，而提供一种具备电气隔离作用、检测成本低，同时兼顾电网电压检测功能和开关电源功能的电网电压检测电路，同时还提供了具有该种电网电压检测电路的电器设备。

本实用新型采用的一个技术手段是：提供一种电网电压检测电路，包括：

具有初级线圈和次级线圈的反激式变压器；所述初级线圈具有接入整流后的所述电网电压的供电状态和与整流后的所述电网电压断开的断电状态；

与所述次级线圈相连接的第一储能电路；在所述初级线圈处于所述断电状态的情况下，所述次级线圈向所述第一储能电路充电，所述第一储能电路为负载供电；

与所述次级线圈相连接的第二储能电路；在所述初级线圈处于所述供电状态的情况下，所述次级线圈向所述第二储能电路充电；和

与所述第一储能电路、所述第二储能电路相连接的采集电路；所述采集电路用于输出与所述第一储能电路和第二储能电路的储能电压成预设比例的检测电压。

本实用新型采用的另一个技术手段是：提供一种电器设备，包括：所述的电网电压检测电路。

由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的电网电压检测电路及电器设备，所述电网电压检测电路通过反激式变压器、第一储能电路、第二储能电路和采集电路，不仅可以实现检测支路与电网系统有效的电气隔离，进而保证器件、设备和用电安全，并且上述电网电压检测电路同时兼顾给负载供电的开关电源功能和电网电压的检测功能，无需配置专门用于电网电压检测的变压器部件，检测成本低，检测功能和其他功能的融合度高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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。

其中：

图1是一个实施例中电网电压检测电路的结构框图；

图2是一个实施例中电网电压检测电路的结构框图；

图3是一个实施例中电网电压检测电路的电路原理示例图；

图4是一个实施例中电器设备的结构框图。

图中：11、电网电压输入端，12、反激式变压器，13、第一储能电路，14、第二储能电路，15、采集电路，16、负载，17、开关元件，18、开关控制电路，19、取样反馈电路，20、电器设备，30、第一接地端，40、第二接地端，121、初级线圈，122、次级线圈。

具体实施方式

为了使本实用新型的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型提供了一种电网电压检测电路，如图1所示，在一个实施例中，所述电网电压检测电路可以包括：具有初级线圈121和次级线圈122的反激式变压器12、与所述次级线圈122相连接的第一储能电路13、与所述次级线圈122相连接的第二储能电路14、以及与所述第一储能电路13和所述第二储能电路14相连接的采集电路15。

本实施例所述反激式变压器12的初级线圈121的同名端和次级线圈122的同名端极性相反。所述反激式变压器12的次级回路与初级回路相互隔离，进而实现了检测支路与电网系统有效的电气隔离。所述初级线圈121具有接入整流后的所述电网电压的供电状态和与整流后的所述电网电压断开的断电状态，即所述初级线圈121处于供电状态时，其两端接入整流后的电网电压，所述初级线圈121处于断电状态时，其两端未接入整流后的电网电压。

本实施例所述次级线圈122既与第一储能电路13连接，又与第二储能电路14连接，在所述初级线圈121处于所述断电状态的情况下，此时所述次级线圈122接通所述第一储能电路13，所述次级线圈122向所述第一储能电路13充电，所述第一储能电路13为负载16供电，可输入电网电压的所述反激式变压器12和所述第一储能电路13构成了可以为所述负载16提供供电电压的开关电源，所述第一储能电路13输出的供电电压可以根据负载16需要设定，比如5v、12v等，当然也可以是其他供电电压，可通过调整所述初级线圈121与所述次级线圈122的匝数比来改变所述第一储能电路13向负载16通过的供电电压。在所述初级线圈121处于所述供电状态的情况下，此时所述次级线圈122接通所述第二储能电路14，所述次级线圈122向所述第二储能电路14充电。在所述初级线圈121处于供电状态时，所述反激式变压器12储存能量，所述次级线圈122利用所述反激式变压器12储存的能量向所述第一储能电路13或所述第二储能电路14充电。所述采集电路15用于输出与所述第一储能电路13和第二储能电路14的储能电压成预设比例的检测电压，所述检测电压等于第一储能电路13与第二储能电路14的储能电压之和的预设比例倍，所述预设比例可以根据所述采集电路15的电路结构直接获知。可输入电网电压的所述反激式变压器12、所述第一储能电路13、所述第二储能电路14和所述采集电路15构成了电网电压检测电路。当然，所述第二储能电路14也可以供电给其他负载。本实施例可以同时兼顾给负载16供电的开关电源功能和电网电压的检测功能，所述电网电压检测电路的组成部分不仅是实现电网电压检测功能的组成部分，也是为负载16供电的开关电源的组成部分，比如所述反激式变压器12、第一储能电路13、第二储能电路14等，本实施例无需配置专门用于电网电压检测的变压器部件，检测成本低。

如图2所示，在一个实施例中，所述电网电压检测电路还可以包括：与所述初级线圈121相连接的开关元件17；所述开关元件17用于切换开关状态来对所述初级线圈121的供电状态和断电状态进行改变。所述开关元件17可以串接在所述初级线圈121接入所述电网电压的回路中，当所述开关元件17处于关状态时，即开关元件17接通了电网电压，则所述初级线圈121进入供电状态，当所述开关元件17处于开状态时，即开关元件17断开了电网电压，则所述初级线圈121进入断电状态。所述开关元件17的开关状态可以控制。在一个实施例中，所述电网电压检测电路还可以包括：与所述开关元件17相连接的开关控制电路18；通过所述开关控制电路18来控制所述开关元件17的开关状态。所述开关控制电路18可以采用开关电源控制芯片，具体可以通过调节所述开关元件17的pwm占空比，进而来控制所述开关元件17的开关状态。图3示出了一个实施例中电网电压检测电路的电路原理示例图，如图3所示，所述开关元件17可以采用三极管q，所述三极管q的集电极与所述初级线圈121np相连接，所述三极管q的基极与所述开关控制电路18相连接，所述三极管q的发射极与第二接地端40相连接。所述开关元件17还可以采用mos管、可控硅等其它可控开关。

如图2所示，在一个实施例中，所述电网电压检测电路还可以包括：与所述第一储能电路13、所述开关控制电路18相连接的取样反馈电路19；所述取样反馈电路19用于对所述第一储能电路13向所述负载16供电的供电电压进行取样并反馈取样电压至所述开关控制电路18；所述开关控制电路18基于给定电压和所述取样电压来控制所述开关元件17的开关状态，所述给定电压指输入给所述开关控制电路18的设定电压，由用户根据对向负载16供电的供电电压要求来设定，所述开关控制电路18根据所述给定电压和所述取样电压，能够获知两者之间的误差电压，进而根据所述误差电压来控制所述开关元件17的开关状态，从而调整所述第一储能电路13向所述负载16供电的供电电压。所述取样反馈电路19可以对所述取样反馈电路19和所述开关控制电路18进行电气隔离，具体地，可以采用光耦隔离电路。

图3示出了一个实施例中电网电压检测电路的电路原理示例图，如图3所示，在一个实施例中，所述电网电压检测电路包括：具有初级线圈np和次级线圈ns的反激式变压器t101、与所述次级线圈ns相连接的第一储能电路13、与所述次级线圈ns相连接的第二储能电路14、以及与所述第一储能电路13和所述第二储能电路14相连接的采集电路15；所述第一储能电路13可以包括：第一二极管d101和第一电容c101；所述第一二极管d101的阳极与所述次级线圈ns的同名端相连接，所述第一二极管d101的阴极连接所述第一电容c101的正极，所述第一电容c101的负极连接所述次级线圈ns的异名端并与第一接地端30相连接。所述第一二极管d101处于导通或截止状态，决定了所述次级线圈ns是否向所述第一电容c101充电，所述第一二极管d101导通时，所述第一电容c101充电，所述第一二极管d101截止时，所述第一电容c101不充电。所述第一储能电路13还可以包括与所述第一电容c101相并联的第三电容c102。所述负载与所述第一电容c101相并联，所述第一电容c101释放储存的电能向所述负载供电。所述反激式变压器t101的初级线圈np和次级线圈ns之间电气隔离，所述反激式变压器t101的次级回路需要接地时，均与第一接地端30相连接，所述反激式变压器t101的初级回路需要接地时，均与第二接地端40相连接。

如图3所示，在一个实施例中，所述第二储能电路14可以包括：第二二极管d102和第二电容c104；所述第二二极管d102的阴极与所述次级线圈ns的同名端相连接，所述第二二极管d102的阳极连接所述第二电容c104的负极，所述第二电容c104的正极连接所述次级线圈ns的异名端并与第一接地端30相连接。所述第二二极管d102处于导通或截止状态，决定了所述次级线圈ns是否向所述第二电容c104充电，所述第二二极管d102导通时，所述第二电容c104充电，所述第二二极管d102截止时，所述第二电容c104不充电。所述第二电容c104两端也可以并联接其他负载。

如图3所示，在一个实施例中，所述采集电路15可以包括：第一电阻r101和第二电阻r102相互串联构成的分压支路；所述分压支路一端与所述第一电容c101正极相连接，另一端与第二电容c104负极相连接；所述第一电阻r101和第二电阻r102的串接点、所述分压支路与所述第二电容c104负极的连接点作为所述检测电压的输出端。进一步地，所述第一储能电路13的储能电压为所述第一电容c101储存的电压；所述第二储能电路14的储能电压为所述第二电容c104储存的电压；所述预设比例为第二电阻r102阻值与所述分压支路的阻值和的比例，图3中示出的测试点v-check和-vpp之间的电压为所述检测电压。

如图3所示，在一个实施例中，所述电网电压检测电路还可以包括：电网电压输入端l、n，输入端与所述电网电压输入端l、n相连接的整流电路br101、以及并联接在所述整流电路br101输出端的滤波电路；所述初级线圈np与所述滤波电路相连接；所述整流电路br101可以采用整流桥，所述滤波电路可以采用滤波电容c103。所述滤波电容c103的负极与第二接地端40相连接。

本实用新型既提供了一种开关电源，同时还可以利用反激式变压器的次级线圈输出有效的感应电压来探测其初级线圈的激励电压，从而获知电网电压的电压值。下面以图3示出的电路结构作为实施例，来说明获知电网电压的过程，如图3所示，所述初级线圈接入的整流后的电网电压值等于1.2*uac，uac表示电网电压值，在第二二极管d102导通时，(1.2*uac)/(uc104+ud102)＝np/ns，即初级线圈与次级线圈的电压比等于初级线圈与次级线圈的匝数比，则uc104＝(1.2*uac*ns)/np-ud102，其中，uc104表示第二电容c104储存的电压、ud102表示第二二极管d102上的电压、np表示初级线圈匝数、ns表示次级线圈匝数。检测电压v-check＝[r102/(r101+r102)]*(uc101+uc104)，其中，uc101与v负载相等，v负载表示向所述负载供电的供电电压、r102表示第二电阻r102的阻值、r101表示第一电阻r101的阻值、uc101表示第一电容c101储存的电压、uc104表示第二电容c104储存的电压，进一步地，检测电压v-check＝[r102/(r101+r102)]*(v负载+(1.2*uac*ns)/np-ud102)，进而获知检测电压v-check后，便可以获知电网电网uac。

本实用新型还提供了一种电器设备20，如图4所示，在一个实施例中，其可以包括：上述任一实施例所述的电网电压检测电路。所述电器设备20可以为家用电器，例如，洗衣机、空调、冰箱等，当所述电网电压检测电路应用于所述电器设备20时，所述负载可以为所述电器设备20中需要供电的部件或组成部分。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。