本实用新型涉及电网技术领域，特别是涉及一种具有自锁功能的AC过压保护电路。
背景技术：
电网在使用过程中往往会存在波动，当电网的波动超过了允许的范围时，就会造成电网和用户的电器设备在电压偏高的条件下运行，即不经济，也不安全。
目前，一般采用电压互感器去检测电网的输入状态，当电网出现异常时，通过电压互感器控制继电器的通断，进而控制连接到电器设备的电网的通断，从而保护电网和电器设备的安全。但是，由于继电器的电器寿命较短，且电压互感器和继电器的体积较大，不利于电源系统的布局，从而导致电路复杂、可靠性较低且成本较高；同时，由于现有技术不具备自锁保护功能，当电网波动比较频繁时，电器设备会频繁启动，从而导致电器设备的使用寿命降低。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种具有自锁功能的AC过压保护电路，在解决由于电网异常而导致电网和电器设备在电压偏高的条件下运行的技术问题的同时，使得该具有自锁功能的AC过压保护电路结构简单、可靠性较高且具备自锁保护功能，从而保证电网和电器设备的安全并降低成本。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种具有自锁功能的AC过压保护电路，所述具有自锁功能的AC过压保护电路具有火线输入端、零线输入端、第一电源端以及电压输出端；所述具有自锁功能的AC过压保护电路包括AC过压检测模块、第一开关管以及自锁控制模块；所述AC过压检测模块具有第一输入端、第二输入端、第二电源端、第一公共端以及第一输出端；所述第一开关管具有第一控制端、第二公共端以及第二输出端；所述自锁控制模块具有第三电源端、第三输入端以及第三输出端；
所述AC过压检测模块的第一输入端与所述火线输入端连接，所述AC过压检测模块的第二输入端与所述零线输入端连接，所述AC过压检测模块的第二电源端与所述第一电源端连接，所述AC过压检测模块的第一公共端接地，所述AC过压检测模块的第一输出端与所述第一开关管的第一控制端连接；
所述第一开关管的第二公共端接地，所述第一开关管的第二输出端连接所述电压输出端；
所述自锁控制模块的第三电源端与所述第一电源端连接，所述自锁控制模块的第三输入端与所述第一开关管的第二输出端连接，所述自锁控制模块的第三输出端与所述第一开关管的第一控制端连接。
作为优选方案，所述第一开关管为NPN三极管；所述第一开关管的第一控制端为所述NPN三极管的基极，所述第一开关管的第二公共端为所述NPN三极管的发射极，所述第一开关管的第二输出端为所述NPN三极管的集电极。
作为优选方案，所述自锁控制模块包括第一电阻、第二电阻、第二开关管以及第三电阻；所述第二开关管具有第二控制端、第三公共端以及第四输出端；
所述第二开关管的第二控制端与所述自锁控制模块的第三电源端连接，所述第二开关管的第二控制端还通过所述第一电阻与所述第二开关管的第三公共端连接，所述第二开关管的第三公共端通过所述第二电阻与所述自锁控制模块的第三输入端连接，所述第二开关管的第四输出端通过所述第三电阻与所述自锁控制模块的第三输出端连接。
作为优选方案，所述AC过压检测模块包括整流模块、第一分压模块、可控精密稳压源、第二分压模块、第三开关管以及第三分压模块；所述第三开关管具有第三控制端、第四公共端以及第五输出端；所述可控精密稳压源具有第四控制端、第五公共端以及第六输出端；所述整流模块具有第四输入端、第五输入端以及第七输出端；所述第一分压模块具有第六输入端、第八输出端以及第五控制端；所述第二分压模块具有第七输入端、第九输出端以及用于控制所述第三开关管导通的第六控制端；所述第三分压模块具有第八输入端、第十输出端以及用于控制所述第一开关管导通的第七控制端；
所述整流模块的第四输入端与所述AC过压检测模块的第一输入端连接，所述整流模块的第五输入端与所述AC过压检测模块的第二输入端连接，所述整流模块的第七输出端与所述第一分压模块的第六输入端连接；所述第一分压模块的第八输出端与所述AC过压检测模块的第一公共端连接，所述第一分压模块的第五控制端与所述可控稳压源的第四控制端连接；所述可控稳压源的第五公共端与所述AC过压检测模块的第一公共端连接，所述可控稳压源的第六输出端与所述第二分压模块的第九输出端连接；
所述第二分压模块的第七输入端与所述AC过压检测模块的第二电源端连接，所述第二分压模块的第六控制端与所述第三开关管的第三控制端连接；所述第三开关管的第四公共端与所述AC过压检测模块的第二电源端连接，所述第三开关管的第五输出端与所述第三分压模块的第八输入端连接；所述第三分压模块的第十输出端与所述AC过压检测模块的第一公共端连接，所述第三分压模块的第七控制端与所述AC过压检测模块的第一输出端连接。
作为优选方案，所述可控精密稳压源为TL431；所述可控精密稳压源的第四控制端为所述TL431的参考极，所述可控精密稳压源的第五公共端为所述TL431的阳极，所述可控精密稳压源的第六输出端为所述TL431的阴极。
作为优选方案，所述整流模块包括第一二极管和第二二极管；所述第一二极管的正极与所述整流模块的第四输入端连接，所述第一二极管的负极与所述整流模块的第七输出端连接；所述第二二极管的正极与所述整流模块的第五输入端连接，所述第二二极管的负极与所述整流模块的第七输出端连接。
作为优选方案，所述第一分压模块包括第四电阻和第五电阻；所述第四电阻的第一端与所述第一分压模块的第六输入端连接，所述第四电阻的第二端通过所述第五电阻与所述第一分压模块的第八输出端连接，所述第四电阻的第二端与所述第一分压模块的第五控制端连接。
作为优选方案，所述第二分压模块包括第六电阻和第七电阻；所述第六电阻的第一端与所述第二分压模块的第七输入端连接，所述第六电阻的第二端通过所述第七电阻与所述第二分压模块的第九输出端连接，所述第六电阻的第二端与所述第二分压模块的第六控制端连接。
作为优选方案，所述第三分压模块包括第八电阻和第九电阻；所述第八电阻的第一端与所述第三分压模块的第八输入端连接，所述第八电阻的第二端通过所述第九电阻与所述第三分压模块的第十输出端连接，所述第八电阻的第二端与所述第三分压模块的第七控制端连接。
作为优选方案，所述具有自锁功能的AC过压保护电路还包括第三二极管；
所述第一开关管的第二输出端连接所述电压输出端具体是：所述第一开关管的第二输出端与所述第三二极管的负极连接，所述第三二极管的正极连接所述电压输出端。
本实用新型提供的具有自锁功能的AC过压保护电路，具有自锁功能的AC过压保护电路具有火线输入端、零线输入端、第一电源端以及电压输出端；具有自锁功能的AC过压保护电路包括AC过压检测模块、第一开关管以及自锁控制模块；AC过压检测模块具有第一输入端、第二输入端、第二电源端、第一公共端以及第一输出端；第一开关管具有第一控制端、第二公共端以及第二输出端；自锁控制模块具有第三电源端、第三输入端以及第三输出端；AC过压检测模块的第一输入端与所述火线输入端连接，AC过压检测模块的第二输入端与所述零线输入端连接，AC过压检测模块的第二电源端与所述第一电源端连接，AC过压检测模块的第一公共端接地，AC过压检测模块的第一输出端与所述第一开关管的第一控制端连接；第一开关管的第二公共端接地，第一开关管的第二输出端连接电压输出端；自锁控制模块的第三电源端与第一电源端连接，自锁控制模块的第三输入端与第一开关管的第二输出端连接，自锁控制模块的第三输出端与第一开关管的第一控制端连接。当输入交流电压超过允许的范围时，AC过压检测模块检测到输入的交流电压过压，并通过AC过压检测模块的第一输出端输出高电平，使得第一开关管导通，从而使得电压输出端输出一个低电平，利用该低电平控制电源IC关断，切断连接到电器设备的电网，从而确保电网和电器设备的安全；同时，由于第一开关管导通，使得自锁控制模块的第三输出端输出高电平，进而使得第一开关管一直维持导通，从而使得电压输出端一直输出低电平，锁定该电源IC的关断状态，直至整个电路重新上电后才能解锁，避免了由于电网波动比较频繁而导致电器设备频繁启动，从而提高了电器设备的使用寿命。此外，由于该具有自锁功能的AC过压保护电路结构简单且可靠性较高，因此成本较低。
附图说明
图1是本实用新型实施例中的具有自锁功能的AC过压保护电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型优选实施例的一种具有自锁功能的AC过压保护电路，所述具有自锁功能的AC过压保护电路具有火线输入端L、零线输入端N、第一电源端V1以及电压输出端IC-PIN；所述具有自锁功能的AC过压保护电路包括AC过压检测模块1、第一开关管Q1以及自锁控制模块2；所述AC过压检测模块1具有第一输入端、第二输入端、第二电源端、第一公共端以及第一输出端；所述第一开关管Q1具有第一控制端、第二公共端以及第二输出端；所述自锁控制模块2具有第三电源端、第三输入端以及第三输出端；所述AC过压检测模块1的第一输入端与所述火线输入端L连接，所述AC过压检测模块1的第二输入端与所述零线输入端N连接，所述AC过压检测模块1的第二电源端与所述第一电源端V1连接，所述AC过压检测模块1的第一公共端接地，所述AC过压检测模块1的第一输出端与所述第一开关管Q1的第一控制端连接；所述第一开关管Q1的第二公共端接地，所述第一开关管Q1的第二输出端连接所述电压输出端IC-PIN；所述自锁控制模块1的第三电源端与所述第一电源端V1连接，所述自锁控制模块2的第三输入端与所述第一开关管Q1的第二输出端连接，所述自锁控制模块2的第三输出端与所述第一开关管Q1的第一控制端连接。
本实用新型提供的具有自锁功能的AC过压保护电路，当输入交流电压超过允许的范围时，所述AC过压检测模块1检测到输入的交流电压过压，并通过所述AC过压检测模块1的第一输出端输出高电平，使得所述第一开关管Q1导通，从而使得所述电压输出端IC-PIN输出一个低电平，利用该低电平控制电源IC关断，切断连接到电器设备的电网，从而确保电网和电器设备的安全；同时，由于所述第一开关管Q1导通，使得所述自锁控制模块2的第三输出端输出高电平，进而使得所述第一开关管Q1一直维持导通，从而使得所述电压输出端IC-PIN一直输出低电平，锁定该电源IC的关断状态，直至整个电路重新上电后才能解锁，避免了由于电网波动比较频繁而导致电器设备频繁启动，从而提高了电器设备的使用寿命。此外，由于该具有自锁功能的AC过压保护电路结构简单且可靠性较高，因此成本较低。
在本实用新型实施例中，为了使所述具有自锁功能的AC过压保护电路的设计简单化，以降低成本，优选地，本实施例中的所述第一开关管Q1为NPN三极管；所述第一开关管Q1的第一控制端为所述NPN三极管的基极，所述第一开关管Q1的第二公共端为所述NPN三极管的发射极，所述第一开关管Q1的第二输出端为所述NPN三极管的集电极。
如图1所示，为了利用所述自锁控制模块2实现所述第一开关管Q1一直维持导通，从而使得所述电压输出端IC-PIN一直输出低电平，本实施例中的所述自锁控制模块2包括第一电阻R1、第二电阻R2、第二开关管Q2以及第三电阻R3；所述第二开关管Q2具有第二控制端、第三公共端以及第四输出端；所述第二开关管Q2的第二控制端与所述自锁控制模块2的第三电源端连接，所述第二开关管Q2的第二控制端还通过所述第一电阻R1与所述第二开关管Q2的第三公共端连接，所述第二开关管Q2的第三公共端通过所述第二电阻R2与所述自锁控制模块2的第三输入端连接，所述第二开关管Q2的第四输出端通过所述第三电阻R3与所述自锁控制模块2的第三输出端连接。由于所述第一开关管Q1的第一输出端输出低电平，使得所述第二开关管Q2导通，所述第二开关管Q2的第四输出端输出高电平，进而使得所述第一开关管Q1一直维持导通，从而使得所述电压输出端IC-PIN一直输出低电平，锁定该电源IC的关断状态。
在本实用新型实施例中，为了使所述具有自锁功能的AC过压保护电路的设计简单化，以降低成本，优选地，本实施例中所述第二开关管Q2为第一PNP三极管；所述第二开关管Q2的第二控制端为所述第一PNP三极管的发射极，所述第二开关管Q2的第三公共端为所述第一PNP三极管的基极，所述第二开关管Q2的第四输出端为所述第一PNP三极管的集电极.
如图1所示，为了利用所述AC过压检测模块1检测出输入的交流电压过压，使得所述第一开关管Q1导通，从而使得所述电压输出端IC-PIN输出一个低电平，本实施例中的所述AC过压检测模块1包括整流模块11、第一分压模块12、可控精密稳压源U1、第二分压模块13、第三开关管Q3以及第三分压模块14；所述第三开关管Q3具有第三控制端、第四公共端以及第五输出端；所述可控精密稳压源U1具有第四控制端、第五公共端以及第六输出端；所述整流模块11具有第四输入端、第五输入端以及第七输出端；所述第一分压模块12具有第六输入端、第八输出端以及第五控制端；所述第二分压模块13具有第七输入端、第九输出端以及用于控制所述第三开关管导通的第六控制端；所述第三分压模块14具有第八输入端、第十输出端以及用于控制所述第一开关管导通的第七控制端；所述整流模块11的第四输入端与所述AC过压检测模块1的第一输入端连接，所述整流模块11的第五输入端与所述AC过压检测模块1的第二输入端连接，所述整流模块11的第七输出端与所述第一分压模块12的第六输入端连接；所述第一分压模块12的第八输出端与所述AC过压检测模块1的第一公共端连接，所述第一分压模块12的第五控制端与所述可控稳压源U1的第四控制端连接；所述可控稳压源U1的第五公共端与所述AC过压检测模块1的第一公共端连接，所述可控稳压源U1的第六输出端与所述第二分压模块13的第九输出端连接；所述第二分压模块13的第七输入端与所述AC过压检测模块1的第二电源端连接，所述第二分压模块13的第六控制端与所述第三开关管Q3的第三控制端连接；所述第三开关管Q3的第四公共端与所述AC过压检测模块1的第二电源端连接，所述第三开关管Q3的第五输出端与所述第三分压模块14的第八输入端连接；所述第三分压模块14的第十输出端与所述AC过压检测模块1的第一公共端连接，所述第三分压模块14的第七控制端与所述AC过压检测模块1的第一输出端连接。当输入交流电压超过允许的范围时，从所述火线输入端L和零线输入端N输入的交流电经过所述整流模块11整流后，将电压通过所述第一分压模块12分压到所述可控精密稳压源U1的第四控制端，并使所述可控精密稳压源U1的第四控制端的电压达到2.5V，所述可控精密稳压源U1导通，使得所述第三开关管Q3导通，进而使得所述第一开关管Q1导通，从而使得所述电压输出端IC-PIN输出一个低电平。
在本实用新型实施例中，为了使所述具有自锁功能的AC过压保护电路的设计简单化，以降低成本，优选地，本实施例中所述可控精密稳压源U1为TL431；所述可控精密稳压源U1的第四控制端为所述TL431的参考极，所述可控精密稳压源U1的第五公共端为所述TL431的阳极，所述可控精密稳压源U1的第六输出端为所述TL431的阴极。
在本实用新型实施例中，为了使所述具有自锁功能的AC过压保护电路的设计简单化，以降低成本，优选地,本实施例中所述第三开关管Q3为第二PNP三极管；所述第三开关管Q3的第三控制端为所述第二PNP三极管的发射极，所述第三开关管Q3的第四公共端为所述第二PNP三极管的基极，所述第三开关管Q3的第六输出端为所述第二PNP三极管的集电极。
如图1所示，为了利用所述整流模块11对输入的交流电进行整流，以实现将输入的交流电转化为直流电，本实施例中的所述整流模块11包括第一二极管D1和第二二极管D2；所述第一二极管D1的正极与所述整流模块11的第四输入端连接，所述第一二极管D1的负极与所述整流模块11的第七输出端连接；所述第二二极管D2的正极与所述整流模块11的第五输入端连接，所述第二二极管D2的负极与所述整流模块11的第七输出端连接。
如图1所示，为了利用所述第一分压模块12实现所述精密可控稳压源U1的导通，本实施例中的所述第一分压模块12包括第四电阻R4和第五电阻R5；所述第四电阻R4的第一端与所述第一分压模块12的第六输入端连接，所述第四电阻R4的第二端通过所述第五电阻R5与所述第一分压模块12的第八输出端连接，所述第四电阻R4的第二端与所述第一分压模块12的第五控制端连接。
如图1所示，为了利用所述第二分压模块13实现所述第三开关管Q3的导通，本实施例中的所述第二分压模块13包括第六电阻R6和第七电阻R7；所述第六电阻R6的第一端与所述第二分压模块13的第七输入端连接，所述第六电阻R6的第二端通过所述第七电阻R7与所述第二分压模块13的第九输出端连接，所述第六电阻R6的第二端与所述第二分压模块13的第六控制端连接。
如图1所示，为了利用所述第三分压模块14实现所述第二开关管Q2的导通，本实施例中的所述第三分压模块14包括第八电阻R8和第九电阻R9；所述第八电阻R8的第一端与所述第三分压模块14的第八输入端连接，所述第八电阻R8的第二端通过所述第九电阻R9与所述第三分压模块14的第十输出端连接，所述第八电阻R8的第二端与所述第三分压模块14的第七控制端连接。
如图1所示，为了防止所述电源端V1的电压叠加到所述电压输出端IC-PIN，本实施例中的所述具有自锁功能的AC过压保护电路还包括第三二极管D3；所述第二开关管Q2的第二输出端连接所述电压输出端IC-PIN具体是：所述第二开关管Q2的第二输出端与所述第三二极管D3的负极连接，所述第三二极管D3的正极连接所述电压输出端IC-PIN,通过所述第三二极管D3的隔离作用，防止所述电源端V1的电压叠加到所述电压输出端IC-PIN，以确保所述电压输出端IC-PIN输出低电平。
在本实用新型实施例中，为了对所述具有自锁功能的AC过压保护电路进行滤波，优选地，所述具有自锁功能的AC过压保护电路还包括第一电容，所述第一电容与所述第九电阻R9并联。
在本实用新型实施例中，针对当需要高电平才能控制所述电源IC关断的情况，本实施例中所述具有自锁功能的AC过压保护电路还包括反相器；所述第三二极管D3的正极连接所述电压输出端IC-PIN具体是：所述第三二极管D3的正极通过所述反相器连接所述电压输出端IC-PIN，通过所述反相器将所述第二开关管Q2输出的低电平转换为高电平，并通过所述电压输出端IC-PIN输出一个高电平来控制所述电源IC的关断。
为了解决相同的技术问题，本实用新型还提供一种AC电路，所述AC电路具有火线输出端以及零线输出端；所述AC电路包括电源IC以及上述的具有自锁功能的AC过压保护电路；所述火线输入端L与所述火线输出端连接，所述零线输入端N与所述零线输出端连接；所述电压输出端IC-PIN与所述电源IC的控制端连接。
本实用新型实施例中的所述具有自锁功能的AC过压保护电路的工作原理如下：当输入交流电压超过允许的范围时，从所述火线输入端L和零线输入端N输入的交流电经过所述第一二极管D1和所述第二二极管D2整流后，将电压通过所述第四电阻R4和所述第五电阻R5分压到所述TL431U1的参考极，并使所述TL431U1的参考极的电压达到2.5V，所述TL431U1导通，使得所述电源端V1的电压通过所述第六电阻R6和所述第七电阻R7分压到所述第二PNP三极管Q3的基极，所述第二PNP三极管Q3导通，进而使得所述电源端V1的电压通过所述第八电阻R8和所述第九电阻R9分压到所述NPN三极管Q1的基极，所述NPN三极管Q1导通，所述NPN三极管Q1的集电极输出低电平，从而使得所述电压输出端IC-PIN输出一个低电平，利用该低电平控制电源IC关断，切断连接到电器设备的电网；同时，由于所述NPN三极管Q1导通，使得所述电源端V1的电压通过所述第一电阻R1和所述第二电阻R2分压到所述第一PNP三极管Q2的基极，所述第一PNP三极管Q2导通，进而确保所述NPN三极管Q1一直维持导通，从而使得所述电压输出端IC-PIN一直输出低电平，锁定该电源IC的关断状态，直至整个电路重新上电后才能解锁。
综上，本实用新型提供的具有自锁功能的AC过压保护电路，具有自锁功能的AC过压保护电路具有火线输入端L、零线输入端N、第一电源端V1以及电压输出端IC-PIN；具有自锁功能的AC过压保护电路包括AC过压检测模块1、第一开关管Q1以及自锁控制模块2；AC过压检测模块1具有第一输入端、第二输入端、第二电源端、第一公共端以及第一输出端；第一开关管Q1具有第一控制端、第二公共端以及第二输出端；自锁控制模块2具有第三电源端、第三输入端以及第三输出端；AC过压检测模块1的第一输入端与所述火线输入端L连接，AC过压检测模块1的第二输入端与所述零线输入端N连接，AC过压检测模块1的第二电源端与所述第一电源端V1连接，AC过压检测模块1的第一公共端接地，AC过压检测模块1的第一输出端与所述第一开关管Q1的第一控制端连接；第一开关管Q1的第二公共端接地，第一开关管Q1的第二输出端连接电压输出端IC-PIN；自锁控制模块2的第三电源端与第一电源端V1连接，自锁控制模块2的第三输入端与第一开关管Q1的第二输出端连接，自锁控制模块2的第三输出端与第一开关管Q1的第一控制端连接。当输入交流电压超过允许的范围时，AC过压检测模块1检测到输入的交流电压过压，并通过AC过压检测模块1的第一输出端输出高电平，使得第一开关管Q1导通，从而使得电压输出端IC-PIN输出一个低电平，利用该低电平控制电源IC关断，切断连接到电器设备的电网，从而确保电网和电器设备的安全；同时，由于第一开关管Q1导通，使得自锁控制模块2的第三输出端输出高电平，进而确保第一开关管Q1一直维持导通，从而使得电压输出端IC-PIN一直输出低电平，锁定该电源IC的关断状态，直至整个电路重新上电后才能解锁，避免了由于电网波动比较频繁而导致电器设备频繁启动，从而提高了电器设备的使用寿命。此外，由于该具有自锁功能的AC过压保护电路结构简单且可靠性较高，因此成本较低。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，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技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。