一种电力电压监控装置

技术领域

本发明涉及电压检测领域，具体是一种电力电压监控装置。

背景技术

现在家庭用电往往设置有电闸，在电网电压异常时，会自动断开家庭供电，避免家用电器因为电压异常故障。

电网正常供电时，电器工作电压都为额定电压，电器短时间内工作电压略高于额定电压且工作电压未达到电器的峰值电压，不会造成电器的损坏，而现有的电闸直接断电，家庭用电体验不佳，需要改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力电压监控装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电力电压监控装置，包括：

市电电源模块，用于供给市电电压，输出给电压采集模块、家庭用电模块；

电压采集模块，用于采集市电电压，输出给电压采样模块；

电压采样模块，用于获取采样电压，供给电压检测驱动模块、紧急保护模块；

电压检测驱动模块，用于检测采样电压是否正常，正常时为延时模块提供电压；在超出第一阈值时停止为延时模块提供电压；

延时模块，用于根据电压检测驱动模块供压状况来判断是否驱动提示保护模块工作；

提示保护模块，用于鸣叫提示使用者，并断开家庭用电模块和市电电源模块的回路；

家庭用电模块，用于家庭电器得电工作；

紧急保护模块，用于检测采样电压是否超出第二阈值，超出第二阈值时直接驱动提示保护模块工作；

市电电源模块的输出端连接电压采集模块的输入端、家庭用电模块的第一输入端，电压采集模块的输出端连接电压采样模块的输入端，电压采样模块的输出端连接电压检测驱动模块的输入端、紧急保护模块的输入端，电压检测驱动模块的输出端连接延时模块的输入端，延时模块的输出端连接提示保护模块的输入端，紧急保护模块的输出端连接提示保护模块的输入端，提示保护模块的输出端连接家庭用电模块的第二输入端。

作为本发明再进一步的方案：电压采集模块包括互感器、第一二极管、第一电容，互感器的一端连接第一二极管的正极，互感器的另一端接地，第一二极管的负极连接第一电容的一端，电压采样模块的输入端，第一电容的另一端接地。

作为本发明再进一步的方案：电压采样模块包括第一电位器、第一电阻、可控精密稳压源、第二电容、电压表、第二电阻，电位器的一端连接电压采集模块的输出端、可控精密稳压源的负极，电位器的另一端连接第一电阻的一端、可控精密稳压源的参考极，第一电阻的另一端连接可控精密稳压源的正极、第二电容的一端、电压表的一端、第二电阻的一端、电压检测驱动模块的输入端、紧急保护模块的输入端，第二电容的另一端接地、电压表的另一端接地，第二电阻的另一端接地。

作为本发明再进一步的方案：电压检测驱动模块包括第三电阻、第三电容、第一三极管、第四电阻、第五电阻、第四电容、第二三极管、第六电阻，第三电阻的一端连接电压采样模块的输出端，第三电阻的另一端连接第三电容的一端、第一三极管的基极，第三电容的另一端接地，第一三极管的集电极连接第四电阻的一端、第二三极管的基极，第四电阻的另一端接地，第一三极管的发射极连接第四电容的一端、第五电阻的一端，第四电容的另一端接地，第五电阻的另一端连接供电电压，第二三极管的集电极连接第六电阻的一端，第六电阻的另一端连接供电电压，第二三极管的发射极连接延时模块的输入端。

作为本发明再进一步的方案：延时模块包括第七电阻、第八电阻、第五电容、第三MOS管、可控硅，第七电阻的一端连接电压检测驱动模块的输出端，第七电阻的另一端连接第八电阻的一端、第五电容的一端、第三MOS管的G极，第五电容的另一端接地，第八电阻的另一端连接可控硅的控制极，可控硅的正极连接供电电压，可控硅的负极连接第三MOS管的S极，第三MOS管的D极连接提示保护模块的输入端。

作为本发明再进一步的方案：提示保护模块包括继电器、第二二极管、扬声器，继电器的一端连接扬声器的一端、第二二极管的负极、延时模块的输出端、紧急保护模块的输出端，继电器的另一端接地，第二二极管的正极接地，扬声器的另一端接地。

作为本发明再进一步的方案：紧急保护模块包括第九电阻、第三二极管、第四二极管，第九电阻的一端连接电压采样模块的输出端，第九电阻的另一端连接第三二极管的负极，第三二极管的正极连接第四二极管的正极，第四二极管的负极连接提示保护模块的输入端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置延时模块，在电网电压(市电电压)超出正常电压时，只有电网电压持续超出一端时间后，才会驱动提示保护模块来完成语音提示以及断电，避免偶尔电网电压超出正常电压时断电对家庭用电造成影响；设置有紧急保护模块，在电网电压异常导致电压过大时，会直接驱动提示保护模块来完成家庭用电保护，避免大电压损耗家用电器。

附图说明

图1为一种电力电压监控装置的原理图。

图2为一种电力电压监控装置的电路图。

图3为提示保护模块的电路图。

图4为紧急保护模块的电路图。

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做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。

请参阅图1，一种电力电压监控装置，包括：

市电电源模块1，用于供给市电电压，输出给电压采集模块2、家庭用电模块7；

电压采集模块2，用于采集市电电压，输出给电压采样模块3；

电压采样模块3，用于获取采样电压，供给电压检测驱动模块4、紧急保护模块8；

电压检测驱动模块4，用于检测采样电压是否正常，正常时为延时模块5提供电压；在超出第一阈值时停止为延时模块5提供电压；

延时模块5，用于根据电压检测驱动模块4供压状况来判断是否驱动提示保护模块6工作；

提示保护模块6，用于鸣叫提示使用者，并断开家庭用电模块7和市电电源模块1的回路；

家庭用电模块7，用于家庭电器得电工作；

紧急保护模块8，用于检测采样电压是否超出第二阈值，超出第二阈值时直接驱动提示保护模块6工作；

市电电源模块1的输出端连接电压采集模块2的输入端、家庭用电模块7的第一输入端，电压采集模块2的输出端连接电压采样模块3的输入端，电压采样模块3的输出端连接电压检测驱动模块4的输入端、紧急保护模块8的输入端，电压检测驱动模块4的输出端连接延时模块5的输入端，延时模块5的输出端连接提示保护模块6的输入端，紧急保护模块8的输出端连接提示保护模块6的输入端，提示保护模块6的输出端连接家庭用电模块7的第二输入端。

在具体实施例中：请参阅图2，市电电源模块1由火线L和零线N组成，用于引入市电电压；家庭用户的模块包括第一开关S1、第二开关S2、家庭用电负载(家用电器)，市电电源通过第一开关S1、第二开关S2为家庭用电负载供电。

在本实施例中：请参阅图2，电压采集模块2包括互感器X、第一二极管D1、第一电容C1，互感器X的一端连接第一二极管D1的正极，互感器X的另一端接地，第一二极管D1的负极连接第一电容C1的一端，电压采样模块3的输入端，第一电容C1的另一端接地。

互感器X采集市电电压，经过第一二极管D1整流、第一电容C1滤波后输出给电压采样模块3。

在另一个实施例中：也可通过变压器等器件来采集市电电压。

在本实施例中：请参阅图2，电压采样模块3包括第一电位器RP1、第一电阻R1、可控精密稳压源Z1、第二电容C2、电压表V、第二电阻R2，电位器RP1的一端连接电压采集模块2的输出端、可控精密稳压源Z1的负极，电位器RP1的另一端连接第一电阻R1的一端、可控精密稳压源Z1的参考极，第一电阻R1的另一端连接可控精密稳压源Z1的正极、第二电容C2的一端、电压表V的一端、第二电阻R2的一端、电压检测驱动模块4的输入端、紧急保护模块8的输入端，第二电容C2的另一端接地、电压表V的另一端接地，第二电阻R2的另一端接地。

采集的市电电压即为第一电位器RP1、第一电阻R1、第二电阻R2上的电压和，可控精密稳压源Z1(型号可为TL431)的参考极和正极之间电压固定，第一电位器RP1和第一电阻R1和可控精密稳压源Z1并联，因此，第一电位器RP1、第一电阻R1上的电压固定，可通过调节第一电位器RP1的阻值，来改变可控精密稳压源Z1上的电压大小；第二电阻R2为采样电阻，其上电压会随着市电电压变化而变化。通过电压表V可观察采样电压大小，以此反应市电电压大小。

在另一个实施例中：可以将第一电位器RP1换成普通电阻，这样将无法调节与可控精密稳压源Z1上的电压大小。

在本实施例中：请参阅图2，电压检测驱动模块4包括第三电阻R3、第三电容C3、第一三极管V1、第四电阻R4、第五电阻R5、第四电容C4、第二三极管V2、第六电阻R6，第三电阻R3的一端连接电压采样模块3的输出端，第三电阻R3的另一端连接第三电容C3的一端、第一三极管V1的基极，第三电容C3的另一端接地，第一三极管V1的集电极连接第四电阻R4的一端、第二三极管V2的基极，第四电阻R4的另一端接地，第一三极管V1的发射极连接第四电容C4的一端、第五电阻R5的一端，第四电容C4的另一端接地，第五电阻R5的另一端连接供电电压，第二三极管V2的集电极连接第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端连接供电电压，第二三极管V2的发射极连接延时模块5的输入端。

第一三极管V1为PNP三极管，在采样电压较小时，第一三极管V1的发射极和基极之间存有电压差，第一三极管V1导通，进而驱动第二三极管V2导通，为延时模块5提供电压；在电网波动，采样电压较大(超出第一阈值)时，第一三极管V1的发射极和基极之间不存在电压差，第一三极管V1截止，第二三极管V2截止，不为延时模块5提供电压。

在另一个实施例中：供电电压可以通过采样电压转换来获得。

在本实施例中：请参阅图2，延时模块5包括第七电阻R7、第八电阻R8、第五电容C5、第三MOS管V3、可控硅Z2，第七电阻R7的一端连接电压检测驱动模块4的输出端，第七电阻R7的另一端连接第八电阻R8的一端、第五电容C5的一端、第三MOS管V3的G极，第五电容C5的另一端接地，第八电阻R8的另一端连接可控硅Z2的控制极，可控硅Z2的正极连接供电电压，可控硅Z2的负极连接第三MOS管V3的S极，第三MOS管V3的D极连接提示保护模块6的输入端。

装置未上电，第五电容C5处无电压，第三MOS管V3(PMOS)导通，可控硅Z2截止，上电后第五电容C5充电，随着充电的进行，第三MOS管V3截止，可控硅Z2导通；市电电压正常时，电压检测驱动模块4持续供给电压，第三MOS管V3不导通，不驱动提示保护模块6工作；市电电压偏大时，电压检测驱动模块4停止供电，第五电容C5开始放电，第五电容C5放电过程中存在市电电压波动状况，电压检测驱动模块4存在一会供电、一会停止供电或者一直停止供电等现象，在这个过程中，只要第五电容C5上的电压未放电过多导致导通第三MOS管V3，则不触发提示保护模块6，避免市电电压波动断电影响家庭用电体验；同样在这个过程中，第五电容C5放电过多则导通第三MOS管V3，驱动提示保护模块6。

在另一个实施例中：可将第七电阻R7换成可调电阻，改变第五电容C5的充放电时间，进而来改变导通第三MOS管V3时的市电电压波动耐受程度。

在本实施例中：请参阅图3，提示保护模块6包括继电器J1、第二二极管D2、扬声器SPEAKER，继电器J1的一端连接扬声器SPEAKER的一端、第二二极管D2的负极、延时模块5的输出端、紧急保护模块8的输出端，继电器J1的另一端接地，第二二极管D2的正极接地，扬声器SPEAKER的另一端接地。

公共点A输入电压时，继电器J1得电工作，控制第一开关S1、第二开关S2断开，家庭用电模块7停止工作。扬声器SPEAKER鸣叫提示使用者。

在另一个实施例中：可略去第二二极管D2，第二二极管D2作为续流二极管，可泄出继电器J1通断瞬间产生的大电流。

在本实施例中：请参阅图4，紧急保护模块8包括第九电阻R9、第三二极管D3、第四二极管D4，第九电阻R9的一端连接电压采样模块3的输出端，第九电阻R9的另一端连接第三二极管D3的负极，第三二极管D3的正极连接第四二极管D4的正极，第四二极管D4的负极连接提示保护模块6的输入端。

公共点B(即参考电压处)输入电压，参考电压过大时(反映市电电压过大)，第三二极管D3作为稳压二极管会导通，进而为公共点A供给电压。

在另一个实施例中：可略去第四二极管D4，第四二极管D4作为限流二极管，避免延时模块5供给电压时为紧急保护模块8供电。

本发明的工作原理是：市电电源模块1用于供给市电电压，输出给电压采集模块2、家庭用电模块7；电压采集模块2用于采集市电电压，输出给电压采样模块3；电压采样模块3用于获取采样电压，供给电压检测驱动模块4、紧急保护模块8；电压检测驱动模块4用于检测采样电压是否正常，正常时为延时模块5提供电压；在超出第一阈值时停止为延时模块5提供电压；延时模块5用于根据电压检测驱动模块4供压状况来判断是否驱动提示保护模块6工作；提示保护模块6用于鸣叫提示使用者，并断开家庭用电模块7和市电电源模块1的回路；家庭用电模块7用于家庭电器得电工作；紧急保护模块8用于检测采样电压是否超出第二阈值，超出第二阈值时直接驱动提示保护模块6工作。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。