[发明专利]一种检测交流电源频率的电路

说明书

技术领域

本发明涉及电器领域，特别是一种检测交流电源频率的电路。

背景技术

部分家电中需要检测交流电源的频率、位相角来实现交流马达或者其他同步电机的控制、如位相控制马达等。

针对上述情况，许多关联企业和爱好者进行了很多方面的尝试和研究改进，目前的检测方法基本上是直接从市电的火线（L线）和零线（N线）进行取电后，通过限流分压模块4、频率检测转换模块5转换为可以判断频率的脉冲信号，电路图如图1所示,AC交流电源1、共模电感模块2’、开关电源及其他电路模块3依次连接，限流分压模块4分别与共模电感模块2’、开关电源及其他电路模块3之间的火线和零线连接，再输出至频率检测转换模块5。但是，这种方法存在质量安全的问题。由于是直接从交流电源取电进行检测，当电源异常或者异常的浪涌雷击发生时，过高的电压经常导致限流分压电阻R1/R2、光电耦合器PC1的破坏，甚至会发生安全的事故。为了对应异常高电压或浪涌雷击，目前厂家普遍通过不断提高检测电路元器件R1/R2、PC1的耐压值来降低破坏，不仅成本高，而且仍然不能杜绝破坏的发生。

发明内容

为克服现有技术中的缺点，本发明提供一种检测交流电源频率的电路，其安全性大大提高而整体成本下降。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种检测交流电源频率的电路，其特征在于：由依次连接的AC交流电源、共模及降压电感模块、限流分压模块、频率检测转换模块组成，所述的共模及降压电感模块包括共模电感、位于共模电感外侧并与之形成变压器效应的降压电感，共模电感与AC交流电源连接，降压电感两端通过限流分压模块与频率检测转换模块连接。

所述的共模电感包括两个，分别连接AC交流电源的火线和零线，降压电感位于其中一个共模电感外侧并与之形成变压器效应，降压电感为所述变压器效应中的降压侧。

所示的降压电感的输出电压低于45伏。

所述的降压电感的绕线圈数是对应的共模电感的绕线圈数的20%以内。

所述的频率检测转换模块中包括作为转换元件的光电耦合器或半导体开关器件。

本发明基于现有开关电源系统中用来对应EMC用的共模电感，通过增加与共模电感形成变压器效应的降压电感，使输出给检测用的电压降低，但频率和交流电源的频率一致，来实现电源频率及相位的检测，减少由于电源异常或浪涌雷击造成的元器件破坏，同时电路的整体成本降低。本发明可广泛使用在采用开关电源并需要进行交流电源频率检测的家用电器上，对产品质量及成本均具有相当的意义。

附图说明

图1是现有技术的检测交流电源频率的电路图；

图2是本发明的检测交流电源频率的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明是一种检测交流电源频率的电路，如图2所示，由依次连接的AC交流电源1、共模及降压电感模块2、限流分压模块4、频率检测转换模块5组成。

共模及降压电感模块2包括：分别与AC交流电源1火线（L线）和零线（N线）连接的共模电感N1、N2；以及位于共模电感N1或N2任一外侧并与之形成变压器效应的降压电感N3，降压电感N3的绕线圈数小于与之对应的共模电感N1或N2的绕线圈数。在本实施例中降压电感N3位于共模电感N2的外侧并与之形成变压器效应，降压电感N3为所述变压器效应中的降压侧。优选的，降压电感N3的绕线圈数是对应的共模电感N1或N2的绕线圈数的20%以内。降压后最好为45V以下的安全电压，此时人接触到也不发生危险，同时考虑到其他电子元器件的耐压性，可再适当降低。

AC交流电源1通过共模及降压电感模块2的共模电感N1、N2与开关电源及其他电路模块3连接，形成传统开关电源。降压电感N3两端则通过限流分压模块4与频率检测转换模块5连接，实现在低电压情况下进行交流电频率的检测。降压电N3两端分别连接限流分压模块4，再分别连接频率检测转换模块5的的输入端，在输出端将之转换为可以判断频率的脉冲信号。频率检测转换电路中包括可作为转换元件的光电耦合器或半导体开关器件。在本电路中，限流分压模块4和频率检测转换模块5中电子元件例如R1、R2、PC1的规格值可降低以实现成本下降。

图2为本发明的实施例示意图，为某款用于采用开关电源的家电中交流电源频率检测的电路

AC交流电源1输入，经过初步的保护及滤波回路模块6后，输入共模及降压电感模块2。

共模及降压电感模块2中，共模电感N1、N2（N1=N2）共模滤波后，输出到后级的开关电源及其他电路模块3，实现共模电感的EMC滤波功能。同时，共模电感N2与降压电感N3形成变压器效应，通过电磁感应的作用，同时由于N2线圈绕线圈数大于N3线圈绕线圈数，N3线圈两侧产生出较低的合适的感应交流电压，其频率与位相与AC交流电源频率、相位保持一致。在本实施例中，假设需要降压电感N3的输出值为30V，而共模电感N2绕组为2200圈，则降压电感N3绕组设为300圈。降压电感N3输出电压经过限流分压模块4的电阻R1,R2后，输入到频率检测转换模块5的光电耦合器PC1的输入端。光电耦合器PC1经过高低电平的开关作用，在其输出口输出5V电压的方波，，经过滤波电容C1的滤波处理，消除掉信号中的噪音，输出至MCU供其检测、计算出AC交流电源的频率、实时位相信息，从而实现在低成本的状态下，检测出交流电源的频率、位相信息。由于降压电感N3输出电压是低电压，可有效防止雷击浪涌、电网异常高压的破坏。