安全通電保護電路系統的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出的一種安全通電保護電路系統，包括連接電源系統輸出端的智能檢測電路和設有微動開關的電源插座。所述智能檢測電路包括鏡像對稱電連接在電源系統零線和火線上的限流電阻R1、限流電阻R1輸出端并聯的兩個同向串聯二極管D和電容C、電阻R2并聯回路，兩路電容C、電阻R2并聯回路通過反相施密特觸發(fā)器電連接微控制器；來自微動開關的5VDC電壓信號通過反相施密特觸發(fā)器轉換為無抖動輸出信號，并送入微控制器；當兩個電源插座插孔內的微動開關閉合時，分別送出5VDC檢測信號1和檢測信號2，否則輸出信號電壓為零的檢測信號1和檢測信號2，微控制器內控程序根據檢測到的兩路電源插座的電流信號，判斷信號間的時間差是否在50ms以內。
【專利說明】安全通電保護電路系統

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電源系統安全通電保護方法，發(fā)明特征是設計檢測電路，檢測用電線路上的反饋信號，只有當系統在50ms內接收到來自線路上的信號時，電源系統才會提供用電輸出，正常情況下，電源系統輸出為切斷狀態(tài)，有效保證電源系統安全。

【背景技術】
[0002]目前，與人們生活密切相關電源系統，如家用電源、公共場所電源，均未設計保護電路實現未用電時系統無電流輸出，這在一定程度上造成了用電安全隱患，如兒童處于好奇心將金屬物插入電源插座導致觸電。通過人體的電流大小決定于外加電壓和人體的電阻；安全電壓:只有不高于36伏的電壓才是安全的；觸電事故是由于過大的電流通過人體而引起的，且通過人體的電流越大，通電的時間越長，越危險。家庭電路中的觸電事故，都是人體直接或間接跟火線連通造成的。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的任務是提供一種能夠智能判斷電源系統使用狀態(tài)，能夠有效保證電源系統在未使用狀態(tài)輸出終端無電源輸出，只有當電源系統在50ms內檢測到用戶端電源插座信號才輸出電源的安全通電保護電路系統。
[0004]本發(fā)明的上述目的可以通過以下措施來達到，一種安全通電保護電路系統，包括連接電源系統輸出端的智能檢測電路和設有微動開關的電源插座，其特征在于:所述智能檢測電路包括鏡像對稱電連接在電源系統零線和火線上的限流電阻R1、限流電阻Rl輸出端并聯的兩個同向串聯二極管D和電容C、電阻R2并聯回路，兩路電容C、電阻R2并聯回路通過反相施密特觸發(fā)器電連接微控制器；來自微動開關的5VDC電壓信號通過反相施密特觸發(fā)器轉換為無抖動輸出信號，并送入微控制器；當兩個電源插座插孔內的微動開關閉合時，分別送出5VDC檢測信號，否則輸出信號電壓為零的檢測信號，微控制器內控程序根據檢測到的兩路電源插座的電流信號，判斷信號間的時間差是否在50ms以內，若是則向電源系統交流輸出通道發(fā)出指令，允許輸出交流強電，否則，不對外輸出交流電。
[0005]本發(fā)明具有如下有益效果。
[0006]本發(fā)明在電源插座內設置微動開關。通過智能檢測電路檢測兩路電源插座的電壓信號，判斷電壓信號間50ms以內的時間差來做出是否對外輸出交流強電的決策是否輸出交流強電，可以有效保證電源系統在未使用狀態(tài)時，輸出終端無電源輸出。提高電源系統的用電安全。微控制器內控程序檢測電線路上的反饋信號，只有當電路系統在50ms內接收到來自線路上的信號時，電源系統才會提供用電輸出，正常情況下，電源系統輸出為切斷狀態(tài)，時電源系統不直接對外輸出交流電，保證電源系統用電安全，防止意外觸電事故的發(fā)生。
[0007]本發(fā)明微控制器根據內置控制程序，僅當在50ms內同時檢測到兩個微動開關送出的信號時，才向電源系統交流輸出通道發(fā)出指令，允許輸出交流強電，否則，沒有交流電源輸出的方式，避免了意外導電體插入電源插座導致觸電的發(fā)生。
[0008]本發(fā)明可以應用在與人類日常生活密切相關的用電系統中。
[0009]

【專利附圖】

【附圖說明】
圖1是本發(fā)明安全通電保護電路系統的電路原理示意圖；
圖2是圖1微控制器內控程序工作原理流程圖。
[0010]

【具體實施方式】
參閱圖1、圖2。在以下描述的實施例中，安全通電保護電路系統，包括連接電源系統輸出端的智能檢測電路和設有微動開關的電源插座。智能檢測電路包括鏡像對稱電連接在電源系統零線和火線上的限流電阻R1、限流電阻Rl輸出端并聯的兩個同向串聯二極管D和電容C、電阻R2并聯回路，兩路電容C、電阻R2并聯回路通過反相施密特觸發(fā)器電連接微控制器。二極管可以是BAS70-04(74s)。施密特觸發(fā)電路(簡稱)是一種波形整形電路，當任何波形的信號進入電路時，輸出在正、負飽和之間跳動，產生方波或脈波輸出。
[0011 ] 施密特觸發(fā)電路有兩個臨界電壓且形成一個滯后區(qū)，可以防止在滯后范圍內之噪聲干擾電路的正常工作。反相施密特觸發(fā)器也有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，但與一般觸發(fā)器不同的是，反相施密特觸發(fā)器采用電位觸發(fā)方式，反相施密特觸發(fā)器有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，它采用電位觸發(fā)方式，電位觸發(fā)狀態(tài)由輸入信號電位維持。
[0012]反相施密特觸發(fā)器對于負向遞減和正向遞增兩種不同變化方向的輸入信號，有不同的閥值電壓，它是一種閾值開關電路，具有突變輸入、輸出特性的門電路。
[0013]反相施密特觸發(fā)器具有突變輸入、輸出特性的門電路被設計成阻止輸入電壓出現低于某一閾值的微小變化而引起的輸出電壓的改變。
[0014]反相施密特觸發(fā)器是一種特殊的門電路，與普通的門電路不同，反相施密特觸發(fā)器有兩個閾值電壓，分別稱為正向閾值電壓和負向閾值電壓。在輸入信號從低電平上升到高電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為正向閾值電壓，在輸入信號從高電平下降到低電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為負向閾值電壓。正向閾值電壓與負向閾值電壓之差稱為回差電壓。利用反相施密特觸發(fā)器狀態(tài)轉換過程中的正反饋作用，可以把邊沿變化緩慢的周期性信號變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號。反相施密特觸發(fā)器輸入的信號只要幅度大于vt+，即可在反相施密特觸發(fā)器的輸出端得到同等頻率的矩形脈沖信號。當反相施密特觸發(fā)器輸入電壓由低向高增加，到達V+時，輸出電壓發(fā)生突變，而輸入電壓Vi由高變低，到達V-，輸出電壓發(fā)生突變，因而出現輸出電壓變化滯后的現象。本實施例采用的反相施密特觸發(fā)器可以是型號為74LVC14AD的反相施密特觸發(fā)器。
[0015]微控制器也稱作微處理器或MCU，是一個小型的計算機，它由一系列簡單的電路和一些支持CPU作用的簡單模塊組成，如晶體振蕩器，定時器，看門狗，串行和模擬I / O 口等等。芯片里包括非閃爍存儲器和OTP ROM用來存儲程序，以及一個很小的讀寫程序。本實施例采用的微控制器可以是型號為STM32F103VBT6的微處理器。
[0016]當來自微動開關的5VDC電壓信號通過反相施密特觸發(fā)器轉換為無抖動輸出信號，并送入微控制器；當用電插頭插入電源插座時，兩個電源插座插孔內的微動開關閉合，分別送出5VDC檢測信號，否則電源插座輸出信號電壓為零的檢測信號，微控制器內控程序根據檢測到的兩個電源插座的電壓信號，判斷信號間的時間差是否在50ms以內，若是則向電源系統交流輸出通道發(fā)出指令，允許輸出交流強電，否則，不對外輸出交流電。
[0017]如原理圖所示，本電路設計方法在電源系統的輸入端，分別設有兩個電源插座檢測信號線，2路檢測信號線分別用于檢測相應電源插座零線和火線插孔內的開關送出的5V直流DC信號。當電源插座插孔內的微動開關閉合時，5V DC信號送出給檢測信號線；否則檢測信號線上的信號電壓為零。
[0018]兩路檢測信號線檢測到的5V DC微動開關信號經反相施密特觸發(fā)器5，74LVC14AD轉換為清晰的無抖動輸出信號，再傳遞給微控制器。
[0019]微控制器STM32F103VBT6根據內部程序設置，僅當在50ms內同時檢測到兩個微動開關送出的信號時，才向電源系統交流輸出通道發(fā)出指令，允許輸出交流強電，否則，沒有交流電源輸出。
【權利要求】
1.一種安全通電保護電路系統，包括連接電源系統輸出端的智能檢測電路和設有微動開關的電源插座，其特征在于:所述智能檢測電路包括鏡像對稱電連接在電源系統零線和火線上的限流電阻R1、限流電阻R1輸出端并聯的兩個同向串聯二極管D和電容C、電阻R2并聯回路，兩路電容C、電阻R2并聯回路通過反相施密特觸發(fā)器電連接微控制器；來自微動開關的5VDC電壓信號通過反相施密特觸發(fā)器轉換為無抖動輸出信號，并送入微控制器；當兩個電源插座插孔內的微動開關閉合時，分別送出5VDC檢測信號1和檢測信號2，否則輸出信號電壓為零的檢測信號1和檢測信號2，微控制器內控程序根據檢測到的兩路電源插座的電流信號，判斷信號間的時間差是否在50ms以內，若是則向電源系統交流輸出通道發(fā)出指令，允許輸出交流強電，否則，不對外輸出交流電。
2.如權利要求1所述的安全通電保護電路系統，其特征在于:反相施密特觸發(fā)電路有兩個臨界電壓且形成一個滯后區(qū)，以防止在滯后范圍內之噪聲干擾電路的正常工作。
3.如權利要求1所述的安全通電保護電路系統，其特征在于:反相施密特觸發(fā)器有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，它采用電位觸發(fā)方式，電位觸發(fā)狀態(tài)由輸入信號電位維持。
4.如權利要求1所述的安全通電保護電路系統，其特征在于:反相施密特觸發(fā)器對于負向遞減和正向遞增兩種不同變化方向的輸入信號，有不同的閥值電壓，它是一種閾值開關電路，具有突變輸入、輸出特性的門電路。
5.如權利要求4所述的安全通電保護電路系統，其特征在于:反相施密特觸發(fā)器具有突變輸入、輸出特性的門電路被設計成阻止輸入電壓出現低于某一閾值的微小變化而引起的輸出電壓的改變。
6.如權利要求1所述的安全通電保護電路系統，其特征在于:反相施密特觸發(fā)器有兩個閾值電壓，分別稱為正向閾值電壓和負向閾值電壓，在輸入信號從低電平上升到高電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為正向閾值電壓，在輸入信號從高電平下降到低電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為負向閾值電壓，正向閾值電壓與負向閾值電壓之差稱為回差電壓。
7.如權利要求1所述的安全通電保護電路系統，其特征在于:利用反相施密特觸發(fā)器狀態(tài)轉換過程中的正反饋作用，把邊沿變化緩慢的周期性信號變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號。
8.如權利要求1所述的安全通電保護電路系統，其特征在于:反相施密特觸發(fā)器輸入的信號只要幅度大于vt+，即可在反相施密特觸發(fā)器的輸出端得到同等頻率的矩形脈沖信號。
9.如權利要求1所述的安全通電保護電路系統，其特征在于:當反相施密特觸發(fā)器輸入電壓由低向高增加，到達V+時，輸出電壓發(fā)生突變，而輸入電壓Vi由高變低，到達V-，輸出電壓發(fā)生突變，出現輸出電壓變化滯后的現象。
10.如權利要求1所述的安全通電保護電路系統，其特征在于:在電源系統的輸入端，分別設有兩個電源插座檢測信號線1和檢測信號線2，檢測信號線1和檢測信號線2分別用于檢測相應電源插座零線和火線插孔內的開關送出的5V直流DC信號。
【文檔編號】G05B19/04GK104460362SQ201410501784
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月27日 優(yōu)先權日:2014年9月27日
【發(fā)明者】張百濤, 向巧, 李整建, 謝旭東, 周群, 陳建 申請人:中國人民解放軍第五七一九工廠, 成都航利航空機電裝備制造有限公司