一种控制负载通断的电路的制作方法

本技术涉及电力灭弧领域，具体涉及一种控制负载通断的电路。

背景技术：

1、在电力电器工作中，为了实现电源的控制经常会采用一些具有触点的控制器，如果没有特殊处理，会有较大的概率出现高电压吸合或者大电流分断的过程，这两种情况都会产生电弧，电弧产生的高温对电器触点的寿命影响较大，因此吸合和分断灭弧处理尤其重要，从而检测过零点情况比较关键。现有交流电灭弧方式中，可以在检测到电路异常时，在检测到交流电过零点时切断电路。

2、在中国申请号为202120865704.0，公告日为2021.11.16的专利文献公开了一种短路检测装置，包括信号输入电路、比较器电路和信号输出电路；信号输入电路包括双通道运算放大器，双通道运算放大器包括两个信号输入方向相反的输入端，双通道运算放大器的两个输入端分别与锰铜采集器连接；比较器电路包括电压比较器和基准源，电压比较器的同相输入端与双通道运算放大器的输出端连接，电压比较器的反相输入端与基准源连接；信号输出电路包括光电耦合器，光电耦合器的输入端与电压比较器的输出端连接，光电耦合器的输出端连接单片机；该装置根据信号输出电路的输出信号判断是否短路。

3、但是在该装置中，采集器采集到的电压分别输入到正半轴差分运算放大器、负半轴差分运算放大器进行放大后直接输入到比较器中与与基准源进行对比；然后控制光耦合器打开从而使得发送控制信号到单片机进行报警提示，其并不需要控制开关电路控制火线、零线以及负载之间断路，而由于输入到开关电路里面需要对开关电路启动进行控制，从而使得从采样点路输入到开关电路的电压值进行限制，若输出电压值过小将导致开关电路无法正常工作，使得后续控制不精准

技术实现思路

1、本实用新型提供一种控制负载通断的电路，信号驱动电路通过发出低电压的控制信号控制高电压给负载供电，从而使得负载能够使用高电压进行工作的同时防止较高的电压对控制元件造成损坏；检测负载供电的同时采集电源与负载之间的电压；对采集到的电压进行二次放大，准确率高；检测之后驱动开关电路工作。

2、为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种控制负载通断的电路，包括开关电路、比较驱动电路、信号驱动电路、mcu、第一降压电路和第二降压电路；第一降压电路包括12v电源端和5v电源端；第二降压电路包括3.3v电源端。

3、第一降压电路对电源的输出电压进行降压并为比较驱动电路、第二降压电路供电；第二降压电路对第一降压电路的输出电压进行降压并为mcu供电；开关电路的输入端与电源的零线、火线连接，开关电路的输出端与负载连接。

4、电源的零线包括零线输出端和零线输入端，电源的火线包括火线输出端和火线输入端。

5、开关电路包括二极管组、电感l1、mos管模块电路、电压采集点、驱动信号端；电压采集点与电压检测电路的输入端连接；驱动信号端与电压检测电路的输出端和信号驱动电路的输出端连接，信号驱动电路的输入端与mcu连接。

6、火线输入端与电感l1的一端连接，电感l1的另一端与mos管模块电路的一端连接，mos管模块电路的另一端与火线输出端连接，mos管模块电路包括mos管q1、mos管q2、mos管q3和mos管q4，驱动信号端通过电阻r1、电阻r2、电阻r3和电阻r4分别与mos管q1、mos管q2、mos管q3和mos管q4的栅极连接，mos管q1和mos管q2的源极分别与正半轴采样点连接，正半轴采样点另一方面通过电阻r7与负半轴采样点相连，mos管q3和mos管q4的源极与负半轴采样点连接，火线输出端和零线输出端外接负载。

7、信号驱动电路包括驱动芯片u5、负载供电电路、负载驱动电路和信号供电电路，所述驱动芯片u5的第2引脚连接信号供电电路；驱动芯片u5的第7引脚和第8引脚连接负载供电电路；驱动芯片u5的第1引脚和第4引脚空接；驱动芯片u5的第3引脚和第5引脚接地；驱动芯片u5的第6引脚连接负载驱动电路，所述负载供电电路还连接驱动芯片u5的第6引脚；所述信号供电电路用于接收mcu的开关信号；负载驱动电路外接开关电路；信号供电电路外接3.3v电源端，负载驱动电路和负载供电电路外接12v电源端，驱动芯片u5用于当信号供电电路给芯片提供电压时使得芯片输出电压为高电平并驱动负载供电电路导通并为开关电路供电。

8、比较驱动电路包括检测放大电路和检测驱动电路；检测放大电路包括第一比较放大模块、第二比较放大模块、第三比较放大模块和第四比较放大模块。

9、第一比较放大模块的输入端和第二比较放大模块的输入端都与正半轴采样点、负半轴采样点连接；第一比较放大模块的输出端和第二比较放大模块的输出端与第三比较放大模块的输入端连接，第三比较放大模块的输入端接地；第三比较放大模块用于比较第一比较放大模块和第二比较放大模块输出电压值是否相同，并在相同时输出高电压信号，第三比较放大模块的输出端与第四比较放大模块的输入端连接，第四比较放大模块的输入端还与参考电源连接；第四比较放大模块的输出端与检测驱动电路连接。

10、检测驱动电路包括电阻r13、电阻r23、双二极管d4.1、电阻r14、电阻r17、三极管q5；电阻r13的一端与第四比较放大模块的输出端连接，电阻r13的另一端通过电阻r23接地，且与双二极管d4.1的第一引脚连接；电阻r13的另一端和双二极管d4.1的第一引脚外接报警电路（图中未示出），双二极管d4.1的第二引脚接地；双二极管d4.1的第三引脚与电阻r14的一端和三极管q5的基极连接，三极管q5的发射极接地，且与电阻r14的另一端连接；三极管q5的集电极与开关电路连接且通过电阻r17与12v电源端连接。

11、以上开关电路中，通过mcu给定驱动信号端一高电平信号，由于四个mos管的源极接地，从而使得mos管q1、mos管q2、mos管q3和mos管q4导通，进而火线输入端通过mos管q1和mos管q2之后进入到电压采集点；然后电压采集点的信号输入到比较驱动电路中进行检测，比较驱动电路用于检测电源线路是否出现短路；当电源线路出现短路时，控制开关电路断开电源与负载之间的连接。

12、信号驱动电路，通过mcu发送驱动信号至三极管q1.2的第1引脚，从而使得三极管的第2引脚和第3引脚导通，进而使得3.3v电源端输出电压信号至驱动芯片u5的第2引脚，驱动芯片u5的第6引脚即可发出驱动信号三极管q3.1的第1引脚，从而使得三极管q3.1的第2引脚和第3引脚导通，由此12v电源端即可输出电压信号至开关电路从而驱动开关电路工作。由此通过发出低电压的控制信号控制高电压给负载供电，从而使得负载能够使用高电压进行工作的同时防止较高的电压可能会对控制元件造成损坏。

13、检测放大电路中，将采样点采集到的电压分别输入到第一比较放大模块和第二比较放大模块进行比较以及第一次放大；然后再将第一放大模块的输出电压、第二放大模块的输出电压进行比较放大之后输入到第三比较放大模块中进行第二次放大；第三比较放大模块再将输出电压输入到第四比较放大模块中与基准电压进行比较；通过第一放大模块和第二放大模块比较分别得出采样到的电压值，然后在第三放大模块中进行比较，若第一放大模块和第二放大模块中采样到的电压值不同时第三放大模块中将输出比较结果，然后通过第四放大模块进行放大输出，从而使得第四放大模块输出的电压值能驱动开关电路启动，准确率高。

14、检测驱动电路中，当采样点电压经过第一比较放大模块比较之后的电压与经过第二比较放大模块比较之后的电压相同时，然后在经过第三比较放大模块输出高电压信号然后与第四放大模块的参考电源进行比较，若第三比较放大模块输出高电压信号小于参考电源的电压，输出高电压信号到双二极管d4.1的第一引脚并输出到报警电路进行报警操作，并使得双二极管d4.1中第一引脚和第三引脚导通，进而使得三极管q5具有电压输入，三极管q5导通，从而三极管q5的集电极输出高电压信号给开关电路，方便开关电路在后续收到mcu检测到过零点信号时与该信号叠加驱动开关电路断开，通过一个电路既能实现报警以及开关电路驱动，电路结构简单且可靠。

15、进一步的，第一比较放大模块包括电阻r16、电阻r18、电阻r28、电容c3和运算放大器u1a；运算放大器u1a的第六引脚通过电阻r16与正半轴采样点连接，运算放大器u1a的第六引脚还通过电阻r28与运算放大器u1a的第七引脚连接；运算放大器u1a的第五引脚通过电阻r18与负半轴采样点连接，运算放大器u1a的第四引脚接地，运算放大器u1a的第八引脚与12v电源端连接且通过电容c3接地，运算放大器u1a的第七引脚与第二比较放大模块连接。

16、以上电路，通过运算放大器接入正半轴采样点和负半轴采样点，对输入的采样点电压进行比较，将负半轴采样电压和正半轴采样电压值进行比较得到采样电压值。

17、进一步的，第二比较放大模块包括电阻r20、电阻r21、电阻r22和运算放大器u1b；运算放大器u1b的第三引脚通过电阻r20与正半轴采样点连接，运算放大器u1b的第三引脚还通过电阻r21与运算放大器u1b的第一引脚连接，运算放大器u1b的第二引脚通过电阻r22与负半轴采样点连接，运算放大器u1b的第一引脚与第二比较放大模块连接。

18、以上电路，通过运算放大器接入正半轴采样点和负半轴采样点，对输入的采样点电压进行比较，将负半轴采样电压和正半轴采样电压值进行比较得到采样电压值。

19、进一步的，第三比较放大模块包括电阻r24、电阻r25、电阻r26、电阻r27、电容c5和运算放大器u2a；运算放大器u2a的第五引脚通过电阻r24与运算放大器u1b的第一引脚连接，运算放大器u2a的第五引脚还通过电阻r25运算放大器u1a的第七引脚连接；运算放大器u2a的第六引脚通过电阻r26接地，运算放大器u2a的第六引脚还通过电阻r27与运算放大器u2a的第七引脚连接；运算放大器u2a的第八引脚与12v电源端连接，且通过电容c5接地；运算放大器u2a的第四引脚接地；运算放大器u2a的第七引脚与第四比较放大模块连接。

20、以上电路，若第一比较放大模块和第二比较放大模块中输出的采样电压值相同时，即输入的电压值为两个采样电压值，输入到第三比较放大模块中，然后通过第三比较放大模块与第6引脚进行比较从而输出高电压信号。

21、进一步的，第四比较放大模块包括电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r15、电阻r19、电容c4、双二极管d3.1和运算放大器u2b。

22、运算放大器u2b的第三引脚通过电阻r9与运算放大器u2b的第七引脚连接，运算放大器u2b的第三引脚还通过电阻r11接地，运算放大器u2b的第三引脚还通过电阻r12与双二极管d3.1的第三引脚连接，双二极管d3.1的第二引脚接地，双二极管d3.1的第三引脚与运算放大器u2b的第一引脚连接；电阻r10与电阻r12并联。

23、运算放大器u2b的第二引脚与参考电源连接，运算放大器u2b的第二引脚通过电阻r19接地；运算放大器u2b的第二引脚还与电阻r8的一端连接，电阻r8的另一端与电阻r15的一端连接，电阻r15的另一端与12v电源端连接，且通过电容c4接地。

24、以上电路，在第三比较放大模块输入相同时，输出高电压信号给第四比较放大模块与基准电压进行比较，若电压值高于基准电压值时输出高电压信号，从而能在进行第二次放大的同时也能对采样电压进行进一步比较，从而确保电压比较的准确性。

25、进一步的，参考电源的电压值为4v。

26、以上电路，能使得反相输入端的电压值小于同相输入端的电压，同时确保采样电压之间的差值不小于4v。

27、进一步的，所述信号供电电路包括三极管q1.2、电阻r24.1、电阻r7、电阻r6和电阻r57，所述三极管q1.2的第3引脚通过电阻r24.1连接驱动芯片u5的第2引脚；所述三极管q1.2的第1引脚通过电阻r57连接mcu；三极管q1.2的第2引脚连接3.3v电源端；三极管q1.2的第2引脚还通过电阻r7连接3.3v电源端；所述三极管q1.2的第3引脚还通过电阻r6接地。

28、以上设置，通过在mcu检测到电路异常且在过零点时发送低电平信号使得三极管q1.2导通，然后三极管q1.2的集电极输出高电平信号使得驱动芯片u5导通，电路结构简单即可实现导通。

29、进一步的，求7所述的一种灭弧用防触电的电力供电检测电路，其特征在于：所述负载驱动电路包括三极管q3.1、电阻r18.1和电阻r17.1，所述三极管q3.1的第1引脚连接驱动芯片u5的第6引脚，三极管q3.1的第2引脚接地；三极管q3.1的第3引脚通过电阻r17.1连接12v电源，三极管q3.1的第3引脚连接负载；三极管q3.1的第1引脚还通过电阻r18.1接地。

30、以上设置，当驱动芯片u5输出高电平信号使得三极管q3.1导通，然后三极管q3.1的集电极实处高电平信号为开关电路供电。

31、进一步的，所述负载供电电路包括电阻r3、电阻r4和电容c5.1，所述驱动芯片u5的第7引脚通过电阻r3连接12v电源；驱动芯片u5第8引脚连接12v电源端；所述电容c5.1的一端连接12v电源，电容c5.1的另一端接地；驱动芯片u5的第6引脚通过电阻r4连接12v电源端。

32、以上设置，12v电源端一方面通过第8引脚给芯片u5供电，另一方面通过电压r3进行分压之后形成芯片u5的基准电压，然后通过电阻r4确保芯片u5输出电压过大或过小，通过电容c5.1对输入的12v电源端进行滤波。

33、进一步的，驱动芯片u5还包括发光二极管d1.2、与门以及三极管q4.1，发光二极管d1.2的正极与芯片u5的第2脚相连，发光二极管d1.2的负极与驱动芯片u5的第3引脚相连，三极管q4.1的基极与驱动芯片u5的第6引脚相连，三极管q4.1的发射极接地，三极管q4.1的基极和与门的输出端相连，与门与驱动芯片u5的第7引脚相连。

34、以上设置，当发光二极管d1.2导通时，其和驱动芯片u5的与门的另一连接端即芯片u5的第7引脚相与之后使得驱动芯片u5的与门产生高电压输出，然后使得三极管q4.1导通，然后三极管q4.1的集电极产生高电压信号使得三极管q3.1导通，从而使得三极管q3.1能给开关电路提供大电压信号，电路结构简单。