本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种浪涌保护电路及电器设备。
背景技术
随着科技的发展，电磁炉、电饭锅等家用电器在日常生活中越来越普及，当一个电网内，使用的电器设备较多时，导致电网中的浪涌、杂波等干扰信号也越来越严重且频繁发生，严重影响了家用电器的性能和使用寿命，并存在安全隐患。
现有的浪涌保护电路主要是通过检测交流电源正向以及负向浪涌信号，并通过启动浪涌保护，实现电器设备的正向以及负向保护功能。但是，由于市电在过零点处时的市电信号较低，可能被电路误判成负向浪涌信号，从而容易出现浪涌误保护。
技术实现要素：
本发明的主要目的是提出一种浪涌保护电路及电器设备，旨在实现实时检测到浪涌信号，提高浪涌防护效率。
为实现上述目的，本发明提出一种浪涌保护电路，用于通过整流桥接入交流电源，所述浪涌保护电路包括：
正向浪涌检测电路，用于检测所述交流电源中的正向浪涌信号；
负向浪涌检测电路，用于检测所述交流电源中的负向浪涌信号；
过零检测电路，用于检测所述交流电源过零区间；
控制器，用于在接收到所述正向浪涌检测电路/负向浪涌检测电路输出的检测信号时，启动浪涌保护；所述控制器还用于在所述过零检测电路检测到交流电源信号处于过零区间时，不响应所述负向浪涌检测电路输出的检测信号。
优选地，所述正向浪涌检测电路包括第一取样单元及第一比较器，所述第一取样单元的输入端与所述交流电源连接，所述第一取样单元的输出端与所述第一比较器的正相输入端连接；所述第一比较器的反相输入端用于输入第一参考电压，所述第一比较器的输出端用于输出正向浪涌信号。
优选地，所述第一取样单元包括第一电阻、第二电阻及第一电容，所述第一电阻的第一端为所述第一取样单元的输入端，所述第一电阻的第二端为所述第一取样单元的输出端，并与所述第二电阻的第一端及所述第一电阻的第一端互连；所述第二电阻的第二端与所述第一电容的第二端均接地。
优选地，所述负向浪涌检测电路包括第二取样单元及第二比较器，所述第二取样单元的输入端与所述交流电源的连接，所述第二取样单元的输出端与所述第二比较器的正相输入端连接；所述第二比较器的反相输入端与所述第一取样单元的输出端连接，所述第二比较器的输出端用于输出负向浪涌信号。
优选地，所述第二取样单元包括第三电阻、第四电阻及第二电容，所述第三电阻的第一端为所述第二取样单元的输入端，所述第三电阻的第二端为所述第二取样单元的输出端，并与所述第四电阻的第一端及所述第二电容的第一端互连；所述第三电阻的第二端及所述第二电容的第一端均接地。
优选地，所述第一电容的容值大于所述第二电容的容值。
优选地，所述第二比较器的正相输入端与反相输入端输入的电压差值为100mv～500mv。
优选地，所述过零检测电路包括第三比较器，所述第三比较器的反相输入端与所述第二取样单元的输出端连接，所述第三比较器的正相输入端用于输入第二参考电压，所述第三比较器的输出端用于输出过零检测信号。
优选地，所述浪涌保护电路还包括整流桥，所述整流桥的输入端与所述交流电源连接，所述整流桥的输出端与所述正向浪涌检测电路及所述负向浪涌检测电路互连。
优选地，所述第一比较器、第二比较器及第三比较器均集成于一集成芯片中。
本发明还提出一种电器设备，该电器设备包括如上所述的浪涌保护电路，该浪涌保护电路包括：正向浪涌检测电路，用于检测所述交流电源中的正向浪涌信号；负向浪涌检测电路，用于检测所述交流电源中的负向浪涌信号；过零检测电路，用于检测所述交流电源过零点；控制器，用于在接收到所述正向浪涌检测电路/负向浪涌检测电路输出的检测信号时，启动浪涌保护；所述控制器还用于在所述过零检测电路输出过零检测信号时，不响应所述负向浪涌检测电路输出的检测信号。
本发明浪涌保护电路通过设置正向浪涌检测电路/负向浪涌检测电路，在检测到交流电源的电压信号中，存在正相/负向浪涌信号时，输出变化的反馈信号至控制器，控制器在接收到反馈信号后，启动浪涌保护，以避免浪涌信号影响电器设备受浪涌信号的正常使用，同时，在过零检测电路检测到交流电源在过零区间时，输出变化的反馈信号至控制器，以使控制器不响应此时负向浪涌检测电路输出的反馈信号。这样，本发明浪涌保护电路实现了实时检测电器设备中输入的交流电源，并在任意时刻都能有效的起到浪涌保护功能，避免了电器设备整机受到浪涌信号的影响，以保证电器设备工作稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明浪涌保护电路应用于电器设备中的功能模块示意图；
图2为图1中浪涌保护电路一实施例的电路结构示意图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出的一种浪涌保护电路，该浪涌保护电路适用于空调器、电磁炉、电饭锅等电器设备中，用于通过整流桥接入交流电源，以检测交流电源中的正向、负向浪涌信号，从而在电器设备输入的交流电源中出现正向、负向浪涌信号时，保护电器设备整机不受浪涌信号的影响，保证电器设备工作稳定，以及在交流电源过零点附近，也称过零区间时，不响应负向浪涌检测电路的检测信号，以避免浪涌保护电路误保护。
通常的，空调器、电磁炉、电饭锅等电器设备的供电电源电路中，均设置有整流桥200，本发明浪涌保护电路直接连接到整流桥200的输出端即可。
参照图1及图2，在本发明一实施例中，该浪涌保护电路包括：正向浪涌检测电路10、负向浪涌检测电路20、过零检测电路30以及控制器40。
其中，所述正向浪涌检测电路10的检测端、所述负向浪涌检测电路20的检测端，以及过零检测电路30的检测端与所述整流桥200的输出端连接，所述正向浪涌检测电路10的输出端、所述负向浪涌检测电路20的输出端，以及过零检测电路30的输出端分别与所述控制器40连接。
本实施例中，正向浪涌检测电路10用于检测所述交流电源100中的正向浪涌信号；负向浪涌检测电路20用于检测所述交流电源100中的负向浪涌信号，如此设置，可以避免由于负向浪涌会超前正向浪涌发生，而保护电路只设置正向浪涌检测电路时10，无法响应负向的浪涌信号，导致保护电路存在滞后性，无法及时有效的起到保护作用的问题。过零检测电路30用于检测所述交流电源100过零区间时的电压信号，并在检测到此时的电压信号值为零或者接近于零时，判定此时交流电源100输出的电压处在过零区间，并输出反馈信号至控制器40。控制器40用于在接收到所述正向浪涌检测电路10/负向浪涌检测电路20输出的检测信号时，输出控制信号，以实现电器设备降低功率，或者在正向浪涌信号、负向浪涌信号严重时，输出停机保护信号，以使电器设备立即停止工作，启动浪涌保护；所述控制器40还用于在所述过零检测电路30输出过零检测信号时，不响应所述负向浪涌检测电路20输出的检测信号，从而避免交流电源100在过零点区间时的市电信号较低，可能被负向浪涌检测电路误判成负向浪涌信号而误保护。
本实施例中，控制器40可以采用由分立元件组成控制电路或者集成芯片来实现其控制功能。本实施例中，控制器40优选采用集成芯片mcu来实现，以使电器设备更好的朝着微型化、智能化的方向发展以及降低电器设备的功耗，同时节约pcb板的空间布局。
具体地，当控制器40接收到正向浪涌检测电路10的输出端/负向浪涌检测电路20的输出端输出的反馈信号发生信号翻转时，则判断交流电源100中有正向浪涌信号/负向浪涌信号，并输出相应的控制信号，以启动浪涌保护，从而避免电器设备整机受到浪涌信号的影响，从而保证电器设备工作稳定。
当控制器40在接收到过零检测电路30输出的反馈信号发生变换时，不响应此时负向浪涌检测电路20输出的反馈信号，并接收正向浪涌检测电路10输出的反馈信号，如此，在过零区间，既可以避免负向浪涌检测电路20误保护，同时接收正向浪涌检测电路10输出的反馈信号，从而避免浪涌保护电路出现保护盲区。
本发明浪涌保护电路通过设置正向浪涌检测电路10/负向浪涌检测电路20，在检测到交流电源100的电压信号中，存在正相/负向浪涌信号时，输出变化的反馈信号至控制器40，控制器40在接收到反馈信号后，启动浪涌保护，以避免浪涌信号影响电器设备受浪涌信号的正常使用，同时，在过零检测电路30检测到交流电源100在过零区间时，输出变化的反馈信号至控制器40，以使控制器40不响应此时负向浪涌检测电路20输出的反馈信号。这样，本发明浪涌保护电路实现了实时检测电器设备中输入的交流电源100，并在任意时刻都能有效的起到浪涌保护功能，避免了电器设备整机受到浪涌信号的影响，以保证电器设备工作稳定。
在一优选实施例中，所述正向浪涌检测电路10包括第一取样单元11及第一比较器u1，所述第一取样单元11的输入端与所述交流电源100连接，所述第一取样单元11的输出端与所述第一比较器u1的正相输入端连接；所述第一比较器u1的反相输入端用于输入第一参考电压，所述第一比较器u1的输出端用于输出正向浪涌信号。
本实施例中，第一取样单元11对接入的交流电源100进行取样，并输出相应的第一取样信号。第一比较器u1可以采用分立元器件组成比较电路，还可以采用集成芯片来实现信号比较功能。本实施例中，第一比较器u1优选采用集成芯片实现。第一参考电压可通过编程进行配置选择，配置合理的参考电压，以实现在交流电源100的电压信号正常也即未出现浪涌信号时，第一参考电压值大于正相输入端输入的取样信号。
具体地，当交流电源100输出的电压值正常时，即未出现浪涌信号时，第一参考电压大于第一取样信号，第一比较器u1输出低电平；当交流电源100输出的电压中出现正向浪涌信号时，第一参考电压小于第一取样信号，第一比较器u1输出高电平而实现信号翻转。
进一步地，上述实施例中，所述第一取样单元11包括第一电阻r1、第二电阻r2及第一电容c1，所述第一电阻r1的第一端为所述第一取样单元11的输入端，所述第一电阻r1的第二端为所述第一取样单元11的输出端，并与所述第二电阻r2的第一端及所述第一电阻r1的第一端互连；所述第二电阻r2的第二端与所述第一电容c1的第二端均接地。
本实施例中，第一电阻r1和第二电阻r2通过串联分压，将整流电路输出的电压进行分压以实现检测信号的输出，第一电阻r1上所分得的电压值即为第一取样单元11的取样信号，通过调节第一电阻r1和/或第二电阻r2的阻值，还可调节第一电阻r1与第二电阻r2的分压比，进而调节第一取样信号的输出。第一电容c1用于滤除经整流电路整流后的直流电源中的交流成分；根据第一电容c1的选频、滤波特性，通过调节第一电容c1的容量还可以调整浪涌保护电路对浪涌信号的灵敏度。
在一优选实施例中，所述负向浪涌检测电路20包括第二取样单元21及第二比较器u2，所述第二取样单元21的输入端与所述交流电源100的连接，所述第二取样单元21的输出端与所述第二比较器u2的正相输入端连接；所述第二比较器u2的反相输入端与所述第一取样单元11的输出端连接，所述第二比较器u2的输出端用于输出负向浪涌信号。
本实施例中，第二取样单元21对接入的交流电源100进行取样，并输出相应的第二取样信号。第二比较器u2可以采用分立元器件组成比较电路，还可以采用集成芯片来实现信号比较功能。本实施例中，第二比较器u2优选采用集成芯片实现。
具体地，当交流电源100输出的电压值正常时，即未出现浪涌信号时，第二取样信号大于第一取样信号，第二比较器u2输出高电平；当交流电源100输出的电压中出现负向浪涌信号时，第二取样信号小于第一取样信号，第二比较器u2输出低电平而实现信号翻转。
进一步地，上述实施例中，所述第二取样单元21包括第三电阻r3、第四电阻r4及第二电容c2，所述第三电阻r3的第一端为所述第二取样单元21的输入端，所述第三电阻r3的第二端为所述第二取样单元21的输出端，并与所述第四电阻r4的第一端及所述第二电容c2的第一端互连；所述第三电阻r3的第二端及所述第二电容c2的第一端均接地。
本实施例中，第三电阻r3和第四电阻r4通过串联分压，将整流电路输出的电压进行分压以实现检测信号的输出，第三电阻r3上所分得的电压值即为即为第二取样单元21的取样信号，通过调节第三电阻r3和/或第四电阻r4的阻值，还可调节第三电阻r3与所述第四电阻r4的分压比，进而调节第二取样信号的输出。第二电容c2用于滤除经整流电路整流后的直流电源中的交流成分；根据第二电容c2的选频、滤波特性，通过调节第二电容c2的容量还可以调整正向浪涌检测电路10对浪涌信号的灵敏度。
进一步地，上述实施例中，所述第一电容c1的容值大于所述第二电容c2的容值。
本实施例中，第一电容c1的容值大于第二电容c2的容值，以实现在交流电源100中出现负向浪涌信号时，第一电容c1以及第二电容c2由于滤波、选频特性使得第二电容c2会先于第一电容c1动作，进而实现第一取样信号大于第二取样信号，如此设置，可以实现在交流电源100中出现负向浪涌信号时，第二比较器u2的反相输入端的电平高于正向输入端的电平，进而第二比较器u2输出低电平，从而实现信号翻转。
进一步地，所述第二比较器u2的正相输入端与反相输入端输入的电压差值为100mv～500mv。
本实施例中，为了保证在交流电源100输出的电压值正常时，即未出现浪涌信号时，第二比较器u2输出高电平，所述第二比较器的正相输入端输入的分压信号会高于反相输入端输入的分压信号，一般差值为100mv～500mv。
在一优选实施例中，所述过零检测电路30包括第三比较器u3，所述第三比较器u3的反相输入端与所述第二取样单元21的输出端连接，所述第三比较器u3的正相输入端用于输入第二参考电压，所述第三比较器u3的输出端用于输出过零检测信号。
本实施例中，过零检测电路30可以采用三极管、光耦等分立元器件来实现过零检测，还可以采用由集成芯片构成的比较器来实现过零检测，本实施例优选采用比较器。第二参考电压可设置为大于0v或者接近于0v的一电压值，以使第三比较器u3的反相输入端在接收到第二取样信号时，与正相输入端输入的第二参考电压进行比较，如此，当第三比较器u3的反相输入端输入的第二取样信号的电压值为0v或者接近于0v的时候，则判定此时交流电源100输出的电压处在过零区间，并实现信号翻转。
具体地，当交流电源100输出的电压值在非过零区间时，第二参考电压小于第二取样信号，第三比较器u3输出低电平；当交流电源100输出的电压值在过零区间时，第二参考电压大于第二取样信号，第三比较器u3输出高电平而实现信号翻转，如此设置，在交流电源100的电压信号过零区间，第三比较器u3的正相输入端输入的第二参考电压大于反相输入端输入的第二取样信号，第三比较器u3输高低电平而实现信号翻转，以使控制器40在检测到第三比较器u3输出的翻转信号时，不响应此时第二比较器u2输出的反馈信号，从而避免了由于在过零区间时，第二比较器u2反相输入端输入的第一取样信号和正相输入端输入的第二取样信号比较接近而导致第二比较器u2误动作。
进一步地，参照图2，上述实施例中，第一比较器u1、第二比较器u2及第三比较器u3可集成于一集成芯片(图未标示)内部，以节约生产成本以及pcb板的空间布局。上述第一参考电压和第二参考电压可通过控制器40经编程进行配置选择，配置合理的参考电压，当然，在其他实施例中，第一参考电压和第二参考电压还可以通过由电阻等分立元器件组成分压电路进行配置选择，在此不做限制。
为了更好地说明本发明的思想，以下结合图1及图2对本发明电路的具体原理进行阐述：
如附图1及图2，电器设备上电工作时，整流桥50将输入的交流电源100转换为直流电源并输出至由电阻r1、r2及第一电容c1组成的第一取样单元11以及由电阻r3、r4及第二电容c2组成的第二取样单元21。第一取样单元11及第二取样单元21对直流电源进行取样后分别输出至第一比较器u1、第二比较器u2以及第三比较器u3。
第一比较器u1：在交流电源100输出正常情况下，即未出现浪涌信号时，第一参考电压大于第一取样信号，此时第一比较器u1输出低电平；当交流电源100输出的电压中出现正向浪涌信号时，第一参考电压小于第一取样信号，第一比较器u1输出高电平而实现信号翻转，并输出至控制器40，控制器40在接收到该翻转信号时，输出停机控制信号，以避免电器设备因受到正向浪涌信号的冲击而损坏。
第二比较器u2：在交流电源100输出正常情况下，即未出现浪涌信号时，第二取样信号大于第一取样信号，也就是说，第一电阻r1的分压值大于第三电阻r3的分压值，此时，第二比较器u2输出高电平；当交流电源100输出的电压中出现负向浪涌信号时，由于第一电容c1的容量大于第二电容c2的容量，第二电容c2会先于第一电容c1动作，使得第二取样信号小于第一取样信号，第二比较器u2输出低电平而实现信号翻转，并输出至控制器40，控制器40在接收到该翻转信号时，输出停机控制信号，以避免电器设备因受到负向浪涌信号的冲击而损坏。
第三比较器u3：当交流电源100输出的电压值在非过零区间时，第二参考电压小于第二取样信号，第三比较器u3输出低电平；当交流电源100输出的电压值在过零区间时，此时第二参考电压大于第二取样信号，第三比较器u3输出高电平而实现信号翻转，并输出至控制器40，控制器40在接收到该翻转信号时，不响应此时第二比较器u2输出的反馈信号，以避免由于此时第一取样信号和第二取样信号比较接近，也即第一电阻r1的分压值与第三电阻r3的分压值比较接近，进而使得第二比较器u2误判断，并实现信号翻转，导致控制器40输出停机控制信号，而导致浪涌保护电路误动作，此时由于第一比较器u1仍然在正常工作，故正向浪涌检测电路10依然能有效的检测正向浪涌信号，避免了浪涌保护电路在过零区间出现浪涌保护盲区。
本发明浪涌保护电路通过设备至第一比较器u1、第二比较器u2实时检测由第一取样单元11和第二取样单元21输出的取样信号，并在检测到取样信号中出现正/负向浪涌信号时，实现信号翻转，并输出至控制器40，以使控制器40在接收到该翻转信号时，输出控制信号，以避免电器设备因受到正/负向浪涌信号的冲击而损坏电器设备，同时设置第三比较器u3，在交流电源100输出的电压值在过零区间时，实现信号翻转，并输出至控制器40，以使控制器40在接收到该翻转信号时，不响应此时第二比较器u2输出的反馈信号，由于此时第一比较器u1仍然在正常工作，故正向浪涌检测电路10依然能有效的检测正向浪涌信号，避免了浪涌保护电路在过零区间出现浪涌保护盲区。这样，本发明浪涌保护电路实现了实时检测电器设备中输入的交流电源100，并在任意时刻都能有效的起到浪涌保护功能，避免了电器设备整机受到浪涌信号的影响，以保证电器设备工作稳定。
本发明还提出一种电器设备，该电器设备包括浪涌保护电路，该浪涌保护电路的具体结构参照上述实施例，由于本电器设备采用了上述浪涌保护电路所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述浪涌保护电路实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
本实施例中，电器设备可以是电磁炉、电饭锅等家用电器设备。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。