本发明属于电力电子技术改进领域，尤其涉及一种单相交流输入电压检测及保护电路。
背景技术：
1、目前业界对于交流输入电压检测已有各种成熟的技术，就常见的两级变换acdc功率变换技术，两级功率变换分前级和后级，前级一般为预稳压技术，如acdc功率变换中的功率因数校正(pfc)电路，后级dcdc变换实现输入侧和输出侧电气隔离、安规隔离和高频整流输出，前级电路采用模拟控制的则输入电压也用模拟采样和保护，前级电路采用数字控制的则输入电压既可以采用模拟采样检测，也可以采用数字检测方式。目前对于前级采用模拟检测和控制，后级采用数字控制的acdc叉车充电机或acdc电源，通常只能是采用分档方式进行输出降载，即通过选定某1至2个特定输入电压点对输出做不同功率的降载；一般用模拟方式采样到的输入电压实时值跟设定好的分级降载点电压进行比较而输出高电平信号或低电平信号，再通过隔离光耦将此高低电平信号传递给后级用于输出降载信号，每一个降载电压点都需要前级有相应的一个比较电路和一个传递信号用的隔离光耦，后级也需要有与其相匹配检测资源，故此方式没法满足输出随输入电压降低做线性降载的需求，主要因输入电压采样信号不便实时传递给后级控制单元。为解决此问题，后级控制单元电路可以采用满足安规隔离的线性光耦或隔离运放对输入电压进行实时检测来实现，但此模拟隔离采样方式的成本相对较高，目前业界也很少仅为解决输入电压实时检测而采用此解决方案的。
技术实现思路
1、针对上述问题，本发明提出一种优选的技术方案，对单相交流输入电压进行快速采样，此电压采样信号一路经过滤波成直流信号，再将此信号转换成频率信号，频率数值跟输入电压有效值成线性关系，将此频率信号通过光耦传送给后级控制单元电路，后级控制单元电路检测运算出此频率信号所对应的输入电压有效值，后级依据此输入电压有效值可灵活实现输出线性降载功能、输入欠压保护功能和输入过压保护功能；因有效值采样延时较长，为了保证异常输入过压情况下能快速保护前级电路和后级电路，此电压采样信号一路经过运放或比较器做快速处理后生成前级的快速告警信号，此告警信号用作前级的快速保护关机信号，同时将前级的告警信号通过光耦传送给后级控制单元电路，用作后级的快速告警保护信号。输入电压有效值过压保护可以用作正常输入下的输入过压和欠压关机保护，而快速保护用作叠加有瞬间峰值过压的异常输入下的快速保护，故在前级功率管应力降额允许的前提下，快速保护的过压保护点可以特意设置比有效值过压保护点所对应的峰值稍高，主要为在确保可靠性前提下，提升对输入电压异常畸变场景的适应性。本优选方案既较简便的将输入电压实时值传送给后级控制单元电路，实现后级对输入过压保护、输入欠压保护以及输出随输入电压降低可线性降载的功能，也能在输入瞬时过压时快速告警和保护前后级电路，也提升了功率变换电路的可靠性。
2、本发明是这样实现的，一种单相交流输入电压检测及保护电路，所述单相交流输入电压检测及保护电路包括二极管vd1、二极管vd2、输入电压采样电路、输入过压快速保护告警电路、输入过压快速保护传递给后级告警电路及输入电压检测信号传递给后级电路，所述二极管vd1的阳极连接输入vin＿l，所述二极管vd2的阳极连接输入vin＿n，所述二极管vd1的阴极及二极管vd2的阴极分别连接所述输入电压采样电路的输入端，所述输入电压采样电路的输出端分别连接所述输入过压快速保护告警电路的输入端及输入电压检测信号传递给后级电路的输入端，所述输入过压快速保护告警电路的输出端连接所述输入过压快速保护传递给后级告警电路的输入端。
3、本发明的进一步技术方案是：二极管vd1阴极和vd2阴极接到输入电压采样电路的一端。
4、本发明的进一步技术方案是：输入电压采样电路要求对输入电压进行快速采样，因此采样电路不能有较大的滤波电路，可以不用加任何电容进行采样滤波，以便快速采样输入电压的瞬时值。
5、本发明的进一步技术方案是：输入采样电路所形成的快速采样信号，一路送给输入电压检测信号传递给后级电路，此输入电压检测信号传递给后级电路对输入采样信号进行有效值采样，然后形成跟输入电压有效值成线性关系的频率信号，将频率信号通过电气隔离和安规隔离方式传递给后级控制单元电路，以便后级电路依据此频率信号做输入过压保护、输入欠压保护和随输入电压降低时输出线性降功率的功能。
6、本发明的进一步技术方案是：输入采样电路所形成的快速采样信号，一路送给输入过压快速保护告警电路，此输入过压快速保护告警电路对输入采样信号进行快速比较，当输入瞬时值超过预定过压保护值时，此输入过压快速保护告警电路输出前级输入过压快速告警信号，此信号为高电平或低电平信号，用于对前级电路做相应保护。
7、本发明的进一步技术方案是：输入过压快速保护告警电路输出的前级输入过压快速告警信号，送给输入过压快速保护传递给后级告警电路，经过此输入过压快速保护传递给后级告警电路将信号以电气隔离和安规隔离方式传送给后级电路，作为后级输入过压快速告警信号，此信号为高电平或低电平信号，此信号用作后级的快速告警保护信号。
8、本发明的进一步技术方案是：所述输入电压采样电路包括电阻r4、电阻r8、电阻r10及电阻r13，电阻r4的一端分别连接所述二极管vd1的阴极及二极管vd2的阴极，所述电阻r4的另一端经所述电阻r8连接所述电阻r10的一端，所述电阻r10的另一端经所述电阻r13接地。
9、本发明的进一步技术方案是：所述输入电压检测信号传递给后级电路包括电阻r11、电阻r12、电容c4、电容c5、运算放大器d3b、电阻r14、电容c7、电阻r20、电阻r17、电容c6、电容c9、电阻r22、电容c3、电阻r19、电容c10、芯片d4、电阻r18、电容c8、电阻r21、电阻r15、电阻r16及光耦d5，所述电阻r11的一端分别连接所述电阻r10的另一端及电阻r13的一端，所述电阻r11的另一端分别连接所述电阻r12的一端及电容c4的一端，所述电阻r12的另一端分别连接所述电容c5的一端及运算放大器d3b的第5脚，所述运算放大器d3b的第6脚和第7脚分别连接所述电阻r14的一端，所述电阻r14的另一端分别连接所述电容c7的一端、电阻r20的一端及电阻r17的一端，所述电阻r17的另一端分别连接所述电容c6的一端及芯片d4的第7脚，所述芯片d4的第6脚分别连接所述电容c9的一端、电阻r22的一端及芯片d4的第1脚，所述芯片d4的第5脚分别连接所述电阻r19的一端及电容c10的一端，所述电阻r19的另一端分别连接所述电容c3的一端及电阻r15的一端，所述芯片d4的第2脚经所述电阻r18连接所述电阻r21的一端，所述芯片d4的第3脚分别连接所述电容c8的一端及光耦d5的第2脚，所述光耦d5的第1脚连接所述电阻r15的另一端，所述光耦d5的第4脚连接所述电阻r16的一端及输出信号。
10、本发明的进一步技术方案是：所述输入过压快速保护告警电路包括电阻r2、电阻r9、电容c1、电容c2、电阻r6、运算放大器d1a及电阻r1，所述运算放大器d1a的第2脚分别连接所述电阻r6的一端及电容c2的一端，所述电阻r6的另一端分别连接所述电阻r11的一端、电阻r10的另一端及电阻r13的一端，所述运算放大器d1a的第3脚分别连接电容c1的一端、电阻r1的一端、电阻r2的一端及电阻r9的一端。
11、本发明的进一步技术方案是：所述输入过压快速保护传递给后级告警电路包括电阻r5、电阻r7、电阻r3及光耦d2，所述电阻r5的一端分别连接所述运算放大器d1a的底1脚及电阻r1的另一端，所述电阻r5的另一端分别连接所述电阻r7的一端及光耦d2的第1脚，所述光耦d2的底4脚连接所述电阻r3的一端及输出信号。
12、此外，如实现具体前后级电路的保护功能，还需要与之匹配的主功率电路和前级模拟控制电路和后级数字控制电路，不在此做具体说明。
13、本发明的有益效果是：本技术电路较简便的将输入电压实时值传送给后级控制单元电路，实现后级对输入过压保护、输入欠压保护以及输出随输入电压可线性降载的功能，也能在输入瞬时过压时快速告警和保护前后级电路，也提升了功率变换电路的可靠性。
1.一种单相交流输入电压检测及保护电路，其特征在于，所述单相交流输入电压检测及保护电路包括二极管vd1、二极管vd2、输入电压采样电路、输入过压快速保护告警电路、输入过压快速保护传递给后级告警电路及输入电压检测信号传递给后级电路，所述二极管vd1的阳极连接输入vin_l，所述二极管vd2的阳极连接输入vin_n，所述二极管vd1的阴极及二极管vd2的阴极分别连接所述输入电压采样电路的输入端，所述输入电压采样电路的输出端分别连接所述输入过压快速保护告警电路的输入端及输入电压检测信号传递给后级电路的输入端，所述输入过压快速保护告警电路的输出端连接所述输入过压快速保护传递给后级告警电路的输入端。
2.根据权利要求1所述的单相交流输入电压检测及保护电路，其特征在于，所述输入电压采样电路，用于对输入电压进行快速采样获得输入电压的瞬时值，将采样信号分为两路传递给所述输入过压快速保护告警电路和所述输入电压检测信号传递给后级电路。
3.根据权利要求1所述的单相交流输入电压检测及保护电路，其特征在于，所述输入过压快速保护告警电路，用于对属于采样信号进行快速比较，当输入瞬时值超过预定过压保护值时，输出前级输入过压快速告警信号对前级电路做相应保护。
4.根据权利要求1所述的单相交流输入电压检测及保护电路，其特征在于，所述输入电压检测信号传递给后级电路，用于输入采样信号进行有效值采样，然后形成跟输入电压有效值成线性关系的频率信号，将频率信号通过电气隔离和安规隔离方式传递给后级控制单元电路，以便后级电路依据此频率信号做输入过压保护、输入欠压保护和随输入电压降低时输出线性降功率的功能。
5.根据权利要求1-4任一项所述的单相交流输入电压检测及保护电路，其特征在于，所述输入电压采样电路包括电阻r4、电阻r8、电阻r10及电阻r13，电阻r4的一端分别连接所述二极管vd1的阴极及二极管vd2的阴极，所述电阻r4的另一端经所述电阻r8连接所述电阻r10的一端，所述电阻r10的另一端经所述电阻r13接地。
6.根据权利要求5所述的单相交流输入电压检测及保护电路，其特征在于，所述输入电压检测信号传递给后级电路包括电阻r11、电阻r12、电容c4、电容c5、运算放大器d3b、电阻r14、电容c7、电阻r20、电阻r17、电容c6、电容c9、电阻r22、电容c3、电阻r19、电容c10、芯片d4、电阻r18、电容c8、电阻r21、电阻r15、电阻r16及光耦d5，所述电阻r11的一端分别连接所述电阻r10的另一端及电阻r13的一端，所述电阻r11的另一端分别连接所述电阻r12的一端及电容c4的一端，所述电阻r12的另一端分别连接所述电容c5的一端及运算放大器d3b的第5脚，所述运算放大器d3b的第6脚和第7脚分别连接所述电阻r14的一端，所述电阻r14的另一端分别连接所述电容c7的一端、电阻r20的一端及电阻r17的一端，所述电阻r17的另一端分别连接所述电容c6的一端及芯片d4的第7脚，所述芯片d4的第6脚分别连接所述电容c9的一端、电阻r22的一端及芯片d4的第1脚，所述芯片d4的第5脚分别连接所述电阻r19的一端及电容c10的一端，所述电阻r19的另一端分别连接所述电容c3的一端及电阻r15的一端，所述芯片d4的第2脚经所述电阻r18连接所述电阻r21的一端，所述芯片d4的第3脚分别连接所述电容c8的一端及光耦d5的第2脚，所述光耦d5的第1脚连接所述电阻r15的另一端，所述光耦d5的第4脚连接所述电阻r16的一端及输出信号。
7.根据权利要求6所述的单相交流输入电压检测及保护电路，其特征在于，所述输入过压快速保护告警电路包括电阻r2、电阻r9、电容c1、电容c2、电阻r6、运算放大器d1a及电阻r1，所述运算放大器d1a的第2脚分别连接所述电阻r6的一端及电容c2的一端，所述电阻r6的另一端分别连接所述电阻r11的一端、电阻r10的另一端及电阻r13的一端，所述运算放大器d1a的第3脚分别连接电容c1的一端、电阻r1的一端、电阻r2的一端及电阻r9的一端。
8.根据权利要求7所述的单相交流输入电压检测及保护电路，其特征在于，所述输入过压快速保护传递给后级告警电路包括电阻r5、电阻r7、电阻r3及光耦d2，所述电阻r5的一端分别连接所述运算放大器d1a的底1脚及电阻r1的另一端，所述电阻r5的另一端分别连接所述电阻r7的一端及光耦d2的第1脚，所述光耦d2的底4脚连接所述电阻r3的一端及输出信号。
