[发明专利]一种市电检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及市电电源的检测技术，尤其涉及一种市电的零点、频率及幅值检测装置及检测方法。

背景技术

家用电器、如洗衣机之类的依靠市电供电工作，为更好适应市电工作电压的波动，家电一般需要进行市电过零及电压幅值的检测。市场上洗衣机的市电检测过零及电压幅值检测，多分为过零检测电路模块及电压检测电路模块进行单独检测处理。这样增加了硬件成本，占用额外的处理器端口。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种市电检测装置及检测方法，同时实现过零及电压幅值检测。

为解决上述技术问题，本发明提供一种市电检测装置，包括检测电路和微处理器MCU，所述检测电路包括二极管D1，电阻R1、R2，比较器；在市电输入N线上通过所述二极管D1取信号，二极管D1半波整形后经R1、R2分压取得V1后送入比较器第一输入端，比较器第二输入端为设定比较电压V2，比较器输出端的输出信号送给MCU的外部中断口；所述高电平VCC与L线相连，N线取信号后经D1、R1、R2后流入电源地，高电平VCC经R3、R4后流入电源地；当V1>V2时则比较器输出低电平，反之输出高电平。

优选的，所述检测电路还包括电阻R3、R4，所述V2为R3与R4的分压。

进一步优选的，所述检测电路还包括电阻R5，R5为上拉电阻，R5连接在所述比较器输出端与高电平VCC之间。

更优选的，所述检测电路还包括电阻R6和电容C1，所述比较器输出端的输出信号经由R6和C1滤波后送给MCU的外部中断口。

上述市电检测装置的市电检测方法，包括以下步骤：

识别连续两次下降沿端口中断的时间间隔，即当前下降沿中断产生到下次下降沿产生的时间间隔，为市电周期T，则半波周期为T/2；市电频率F则为F＝1/T；

识别当前下降沿中断与下次上升沿中断的时间间隔，即为比较器输入电压高于比较器设定电压的时间t_K；由于市电正弦信号的对称性，则上升沿中断产生后延迟△t时间为市电零点时间，则△t＝(T/2-t_K)/2；从而获取零点信号时间；

比较器输出电平翻转点时刻t_R＝(T/2-t_K)/2，翻转时刻时比较器输入电压相等；则V1＝V2；V1＝Vm*sin(2πωT)*R2/(R1+R2)，

即Vm＝V2/[sin(2πωT)*R2/(R1+R2)]，计算出当前市电电压幅值。

所述V2＝VCC*R3/(R3+R4)，则

Vm＝VCC*R3/(R3+R4)/[sin(2πωT)*R2/(R1+R2)]。

本发明提供的市电检测装置及检测方法，能同时检测当前市电的频率、零点及电压幅值。该装置所需元器件少，成本低，检测快速、精确度高。值得推广应用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。

图1为本发明市电检测装置的结构原理图。

图2为三种电压市电通过比较器的波形分析图。

具体实施方式

本具体实施方式以应用于洗衣机的市电检测为例。如图1所示，市电检测装置包括检测电路和微处理器MCU，所述检测电路包括二极管D1，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，比较器和滤波电容C1。在市电输入N线上通过所述二极管D1取信号，二极管D1半波整形后经R1、R2分压取得V1后送入比较器第一输入端，R1、R2电阻取值保证比较器第一输入端的最大输入电压小于比较器工作电压，比较器第二输入端为设定比较电压V2，V2为R3与R4的分压，比较器输出端的输出信号经由R6和C1滤波后送给MCU的外部中断口，R5为上拉电阻；VCC与L线相连，N线取信号后经D1、R1、R2后流入电源地，高电平VCC经R3、R4后流入电源地；当V1>V2时则比较器输出低电平，反之输出高电平，Vm为市电峰值电压。

比较器第一输入端的输入电压V1＝Vm*sin(2πωT)*R2/(R1+R2)，V2＝5*R3/(R3+R4),当V1>V2时则比较器输出低电平，反之输出高电平，Vm为市电峰值电压。

本发明通过上述电路产生比较输出，通过软件方案可以得到当前市电的频率、零点及幅值，具体实现如下：

市电频率识别：如图2所示，通过MCU识别连续两次下降沿端口中断的时间间隔，即为市电周期T，即为当前下降沿中断产生到下次下降沿产生的时间间隔；则半波周期为T/2；市电频率F则为F＝1/T。