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专利名称：交流信号的电平检测电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种交流信号的电平检测电路，特别是涉及一种检测交流电源供给的电源电压，并输出表示电源电压的判别信号的交流信号的电平检测电路。
背景技术：
本发明基于2002年3月6日申请的特愿2002-60059(日本)，在本说明书中参考其说明书、权利要求书、所有附图并进行引用。
以商用交流作为输入的电源装置装入在AC连接器、OA设备、民用设备等各种电子设备中。期望这些电子设备可应对世界各国的商用交流电压。
为了使电子设备应对世界各国的商用交流电压，在近年来的电源装置中，包括交流电压检测电路作为交流信号的电平检测电路。交流电压检测电路检测从交流电源提供的电源电压，产生用于判别电源电压的判别信号。电源装置根据该判别信号来切换控制方法和电路保护方法。
现有的交流电压检测电路的一例示于图10。
图10是表示现有的交流电压检测电路的电路图。
该交流电压检测电路10是产生表示交流电源1供给的电源电压例如为200伏系统还是100伏系统的判别信号的电路，被设置在连接到交流电压1的全波整流电路2的正极和地之间。
全波整流电路2对交流电源1产生的交流电压进行整流并输出整流电压。阳极连接到全波整流电路2的正极上的二极管11被施加正向电压时，使连接到该二极管11的阴极和地之间的电容器12充电。在电容器12中，被充电全波整流电路2产生的整流电压的峰值。
在电容器12和二极管11的阴极的连接点上，连接电阻13的一端，在电阻13的另一端和地之间，连接电阻14。这些电阻13、14对电容器12的充电电压进行分压，并从电阻13和电阻14之间的连接点输出。
在该电阻13和电阻14的连接点上，连接齐纳二极管15的阴极，齐纳二极管15的阳极连接到NPN型晶体管16的基极。晶体管16的集电极通过电阻17连接到直流电源18的正极，晶体管16的发射极被接地。再有，在直流电源18的正极上，通过电阻19连接NPN型晶体管20的集电极。晶体管16的集电极连接到晶体管20的源极，晶体管20的发射极被接地。
如果电容器12的充电电压上升，电阻13和电阻14的连接点的电压上升，则齐纳二极管15被击穿，在晶体管16中流过基极电流。由此，晶体管16导通，使晶体管16的集电极电压下降。如果晶体管16的集电极电压下降，则晶体管20截止。通过晶体管20截止，连接到晶体管20的集电极上的输出端子的电压上升。由此，在电源装置等中呈现交流电源1供给200伏系统的电源电压的情况。
但是，在现有的交流电压检测电路中，有以下课题。
在半导体衬底上形成电容器时，与形成晶体管元件或MOSFET的情况相比，需要非常大的面积。在IC中，现实的、实用上可形成的一个电容器为10[pF]左右。
可是，图10的电容器12被充电商用交流电压的峰值。对交流电压进行整流的整流电压的周期长至10[msec]左右，所以就电容器12来说，需要超过100[nF]的电容量。因此，即使将交流电压检测电路进行IC化来进行电源装置的整体小型化或削减外装部件数，也难以在IC上确保获得超过100[nF]的电容量的面积。另外，在成本方面也不现实。而且，在IC上的电容器中，在商用频率那样的几十[msec]长的周期中，难以保持电荷，难以检测峰值电压。即，IC化的电源装置的小型化和低成本十分困难，同时因外装部件数的增加而损害可靠性。
由此可见，上述现有的交流信号的电平检测电路在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决交流信号的电平检测电路存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的交流信号的电平检测电路存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的交流信号的电平检测电路，能够改进一般现有的交流信号的电平检测电路，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的交流信号的电平检测电路存在的缺陷，而提供一种新的交流信号的电平检测电路，所要解决的技术问题是提供可进行小型化和低成本化，同时提高可靠性的交流信号的电平检测电路，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的交流信号的电平检测电路，其包括第一判别部(52、82)，判别交流信号的信号电平是否从小到大超过比零大的第一基准电压(V2)；第二判别部(40、70、90)，判别交流信号的信号电平是否超过比所述第一基准电压(V2)大的第二基准电压(V1)；存储部(53、54、83、84)，存储所述第一判别部(52、82)的第一判别结果和所述第二判别部(40、70、90)的第二判别结果；以及判别信号输出部(53b、55、85、86)，参照所述存储部(53、54、83、84)存储的判别结果，根据参照的判别结果来判别所述交流信号的信号电平的高低输出作为该判别结果的高低判别信号。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的交流信号的电平检测电路，其中所述的判别信号输出部(53b、55、85、86)，参照所述存储部(53、54、83、84)存储的所述第一判别部(52、82)的第一判别结果和所述第二判别部(40、70、90)的判别结果，在所述存储部(53、54、83、84)存储了表示所述交流信号的信号电平从小到大超过所述第一基准电压(V2)的第一判别结果和表示所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压(V1)的第二判别结果时，输出表示所述交流信号的信号电平高的高低判别信号，在所述存储部(53、54、83、84)存储了表示所述交流信号的信号电平从小到大超过所述第一基准电压(V2)的第一判别结果和表示所述交流信号的信号电平不超过所述第二基准电压(V1)的第二判别结果时，输出表示所述交流信号的信号电平低的高低判别信号。
前述的交流信号的电平检测电路，其中所述判别信号输出部(53b、55)，在所述交流信号的信号电平从大到小超过所述第一基准电压(V2)时参照存储部(53、54)存储的所述第一判别结果和所述第二判别结果，输出所述高低判别信号。
前述的交流信号的电平检测电路，其中所述判别信号输出部(83b、85、86)，在所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压(V1)时和从大到小超过所述第一基准电压(V2)时参照存储部(83、84)存储的所述第一判别结果和所述第二判别结果，输出所述高低判别信号。
前述的交流信号的电平检测电路，其中所述第一判别部包括比较器(52)，该比较器比较所述交流信号的信号电平和所述第一基准电压(V2)，在所述交流信号的信号电平从小到大超过所述第一基准电压(V2)时，输出该情况的第一判别结果，所述第二判别部包括第二比较器(42)，该比较器比较所述交流信号的信号电平和所述第二基准电压(V1)，在所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压(V1)时，输出该情况的第二判别结果，所述存储部包括复位信号输出部(53a)，根据表示所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压(V1)的所述第一比较器(52)的第一判别结果，生成并输出复位信号(P1)；以及复位-置位触发器电路(54)，基于所述复位信号生成部(53a)生成的复位信号(P1)被复位，输出基于表示所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压(V1)的所述第二比较器(42)的第二判别结果而置位的Q信号，将所述Q信号的复位、置位状态作为所述第一判别结果、所述第二判别结果来存储，所述判别信号输出部包括根据表示所述交流信号的信号电平从小到大超过所述第一基准电压(V2)的所述第一比较器(52)的第一判别结果来生成并输出定时信号(P2)的定时信号输出部(53b)；以及在从所述定时信号输出部(53b)输出所述定时信号(P2)时，参照从所述复位-置位触发器电路(54)输出的Q信号的复位、置位状态，将与参照的状态相同状态的信号作为所述高低判别信号输出的延迟型触发器电路(55)。
前述的交流信号的电平检测电路，其中所述第一判别部包括第一比较器(82)，该比较器比较所述交流信号的信号电平和所述第一基准电压(V2)，在所述交流信号的信号电平从小到大超过所述第一基准电压(V2)时，输出该情况的第一判别结果；所述第二判别部包括第二比较器(72)，该比较器比较所述交流信号的信号电平和所述第二基准电压(V1)，在所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压(V1)时，输出该情况的第二判别结果；所述存储部包括根据表示所述交流信号的信号电平超过所述第一基准电压(V2)的所述第一比较器(82)的第一判别结果来生成输出复位信号(P1)的复位信号输出部(83a)；以及基于所述复位信号输出部(83a)生成的复位信号(P1)被复位，输出基于表示所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压(V1)的所述第二比较器(72)的第二判别结果而复位的Q信号，并将所述Q信号的复位、置位状态作为所述第一判别结果、所述第二判别结果来存储的复位-置位触发器电路(84)；所述判别信号输出部包括基于所述第一比较器(82)判别的所述第一判别结果而生成、输出定时信号(P2)的定时信号输出部(83b)；在从所述定时信号输出部(83b)输出所述定时信号(P2)时，参照从所述复位-置位触发器电路(84)输出的Q信号的复位、置位状态，输出与参照的状态相同状态的信号的延迟型触发器电路(85)；以及进行所述复位-置位触发器电路(84)的输出信号和延迟型触发器电路(85)的逻辑和运算，将逻辑和运算的结果作为高低判别信号输出的逻辑和运算部(86)。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种交流信号的电平检测电路，其特征在于，其包括第一判别部(52)，判别所述交流信号的信号电平是否从小到大超过比零大的第一基准电压(V2)；第二判别部(43)，判别所述交流信号的信号电平是否超过比所述第一基准电压(V2)大的多个第二基准电压(V1、V3)，并将其中任何一个作为第二判别结果输出；存储部(53a、54)，存储所述第一判别部(52)的第一判别结果和所述第二判别部(43)输出的第二判别结果；以及判别信号输出部(53b、55)，参照所述存储部(53a、54)存储的判别结果，根据参照的判别结果来判别所述交流信号的信号电平的高低，输出作为该判别结果的高低判别信号。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的交流信号的电平检测电路，其中所述的第一基准电压(V2)的第一电源和具有所述第二基准电压(V1)的第二电源，所述第一电源在所述交流信号的信号电平从小到大超过第一基准电压(V2)时降低第一基准电压(V2)；所述第二电源在从小到大超过所述第二基准电压时降低所述第二基准电压(V1、V3)。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下本发明提出一种交流信号的电平检测电路，其包括第一判别部)，判别交流信号的信号电平是否从小到大超过比零大的第一基准电压；第二判别部，判别交流信号的信号电平是否超过比所述第一基准电压大第二基准电压；存储部，存储所述第一判别部的第一判别结果和所述第二判别部的第二判别结果；以及判别信号输出部，参照所述存储部存储的判别结果，根据参照的判别结果来判别所述交流信号的信号电平的高低，输出作为该判别结果的高低判别信号。
通过采用这样的结构，将交流信号的信号电平与第一基准电压、第二基准电压进行比较，根据该比较结果来输出高低判别信号，所以如果交流信号与交流电压对应，则不必求出交流电压的峰值，不需要大容量的电容器。再有，所述判别信号输出部，参照所述存储部存储的所述第一判别部的第一判别结果和所述第二判别部的判别结果，在所述存储部存储了表示所述交流信号的信号电平从小到大超过所述第一基准电压的第一判别结果和表示所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压的第二判别结果时，输出表示所述交流信号的信号电平高的高低判别信号，在所述存储部存储了表示所述交流信号的信号电平从小到大超过所述第一基准电压的第一判别结果和表示所述交流信号的信号电平不超过所述第二基准电压的第二判别结果时，输出表示所述交流信号的信号电平低的高低判别信号。此外，也可以是所述判别信号输出部，在所述交流信号的信号电平从大到小超过所述第一基准电压时参照存储部存储的所述第一判别结果和所述第二判别结果，输出所述高低判别信号。也可以是所述判别信号输出部，在所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压时和从大到小超过所述第一基准电压时参照存储部存储的所述第一判别结果和所述第二判别结果，输出所述高低判别信号。此外，也可以是所述第一判别部包括比较器，该比较器比较所述交流信号的信号电平和所述第一基准电压，在所述交流信号的信号电平从小到大超过所述第一基准电压时，输出该情况的第一判别结果，所述第二判别部包括第二比较器，该比较器比较所述交流信号的信号电平和所述第二基准电压，在所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压时，输出该情况的第二判别结果，所述存储部包括复位信号输出部，根据表示所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压的所述第一比较器的第一判别结果，生成并输出复位信号；以及复位-置位触发器电路，基于所述复位信号生成部生成的复位信号被复位，输出基于表示所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压的所述第二比较器的第二判别结果而置位的Q信号，将所述Q信号的复位、置位状态作为所述第一判别结果、所述第二判别结果来存储，所述判别信号输出部包括根据表示所述交流信号的信号电平从小到大超过所述第一基准电压的所述第一比较器的第一判别结果来生成并输出定时信号的定时信号输出部；以及在从所述定时信号输出部输出所述定时信号时，参照从所述复位-置位触发器电路输出的Q信号的复位、置位状态，将与参照的状态相同状态的信号作为所述高低判别信号输出的延迟型触发器电路。此外，也可以是所述第一判别部包括第一比较器，该比较器比较所述交流信号的信号电平和所述第一基准电压，在所述交流信号的信号电平从小到大超过所述第一基准电压时，输出该情况的第一判别结果；所述第二判别部包括第二比较器，该比较器比较所述交流信号的信号电平和所述第二基准电压，在所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压时，输出该情况的第二判别结果；所述存储部包括根据表示所述交流信号的信号电平超过所述第一基准电压的所述第一比较器的第一判别结果来生成输出复位信号的复位信号输出部；以及基于所述复位信号输出部生成的复位信号被复位，输出基于表示所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压的所述第二比较器的第二判别结果而复位的Q信号，并将所述Q信号的复位、置位状态作为所述第一判别结果、所述第二判别结果来存储的复位-置位触发器电路；所述判别信号输出部包括基于所述第一比较器判别的所述第一判别结果而生成、输出定时信号的定时信号输出部；在从所述定时信号输出部输出所述定时信号时，参照从所述复位-置位触发器电路输出的Q信号的复位、置位状态，输出与参照的状态相同状态的信号的延迟型触发器电路；以及进行所述复位-置位触发器电路的输出信号和延迟型触发器电路的逻辑和运算，将逻辑和运算的结果作为高低判别信号输出的逻辑和运算部。此外，也可以是包括具有所述第一基准电压的第一电源和具有所述第二基准电压的第二电源；所述第一电源在所述交流信号的信号电平从小到大超过第一基准电压时降低第一基准电压，所述第二电源在从小到大超过所述第二基准电压时降低所述第二基准电压。
本发明第二方案的交流信号的电平检测电路的特征在于，它包括第一判别部，判别所述交流信号的信号电平是否从小到大超过比零大的第一基准电压；第二判别部，判别所述交流信号的信号电平是否超过比所述第一基准电压大的多个第二基准电压，并将其中任何一个作为第二判别结果输出；存储部，存储所述第一判别部的第一判别结果和所述第二判别部输出的第二判别结果；以及判别信号输出部，参照所述存储部存储的判别结果，根据参照的判别结果来判别所述交流信号的信号电平的高低，输出作为该判别结果的高低判别信号。也可以是包括具有所述第一基准电压的第一电源和具有所述第二基准电压的第二电源，所述第一电源在所述交流信号的信号电平从小到大超过第一基准电压时降低第一基准电压；所述第二电源在从小到大超过所述第二基准电压时降低所述第二基准电压。
经由上述可知，本发明可应用于使用电压检测电路的产业领域。
综上所述，本发明特殊结构的交流信号的电平检测电路，提供可进行小型化和低成本化，同时提高可靠性的交流信号的电平检测电路，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的交流信号的电平检测电路具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
本发明的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。


图1是表示本发明第一实施方式的交流电压检测电路的结构例的图。
图2是表示图1中的定时信号发生电路的结构例的图。
图3是表示图1的交流电压检测电路的动作的时序图。
图4是表示本发明第二实施方式的交流电压检测电路的结构例的图。
图5是表示图4中的定时信号发生电路的结构例的图。
图6是表示图4的交流电压检测电路的动作的时序图。
图7是表示本发明第三实施方式的交流电压检测电路的结构例的图。
图8是表示本发明第一实施方式的交流电压检测电路的应用例的电路图。
图9是表示图8所示的交流电压检测电路的应用例的电路图。
图10是现有的交流电压检测电路的电路图。
具体实施例方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的交流信号的电平检测电路其具体结构、特征及其功效，详细说明如后。
在第一至第三实施方式中，说明使交流信号与交流电压对应，将交流信号的电平检测电路作为交流电压检测电路。但是，交流信号不仅可与交流电压对应，而且也可以与交流电流对应，这种情况下，也可以将交流信号的电平检测电路用作交流电流检测电路。
图1是表示本发明第一实施方式的交流电压检测电路的结构图。
该交流电压检测电路30是检测交流电源1供给到未图示的电源装置上的电源电压，产生可判别显示该电源电压是100伏系统还是200伏系统的判别信号的电路。
交流电压检测电路30包括连接到全波整流电路2的分压电阻31、32、内部稳压器33、比较检测部40、以及判别信号生成部50。
全波整流电路2连接到交流电源1，向电源装置提供整流电压。电阻31和电阻32串联连接在全波整流电路2的正极和地之间。电阻31和电阻32的连接点连接到内部稳压器33中的PNP型晶体管33a的基极。
晶体管33a的集电极连接到地，晶体管33a的发射极通过恒流源33b连接到电源布线。晶体管33a的发射极还连接到NPN型晶体管33c的基极。晶体管33c的集电极连接到电源布线，晶体管33c的发射极通过恒流源33d连接到地。晶体管33c的发射极是内部稳压器33的输出端子。在该晶体管33c的发射极上，连接比较检测部40和判别信号生成部50。
比较检测部40包括产生基准电压V1的电源41和比较器42。电源41与比较器42的一个输入端子(-)连接。基准电压V1是用于检测交流电源1供给的电源电压是100伏系统还是200伏系统的电压，例如以AC160[V]左右来设定检测点就可以。晶体管33c的发射极连接到比较器42的另一输入端子(+)。
判别信号生成部50包括产生基准电压的电源51、比较器52、定时信号发生电路53、作为周期判定电路的复位置位触发器(以下，称为RS-FF)54、作为信号生成电路的延迟型触发器(以下称为‘D-FF’)55。
比较器52的一个端子(+)与晶体管33c的发射极连接，比较器52的另一输入端子(-)与电源51连接。比较器52的输出端子连接到定时信号发生电路53。
定时信号发生电路53例如图2那样构成。
图2是表示定时信号发生电路53的结构例的图。
定时信号发生电路53由检测比较器52的输出信号的上升沿并产生单触发的脉冲的单触发脉冲发生电路53a、检测比较器52的输出信号的下降沿并产生单触发的脉冲的单触发脉冲发生电路53b构成。
单触发脉冲发生电路53a由一个输入端子连接到比较器52a的输出端子的AND电路53c、以及在AND电路53c的另一输入端子和比较器52的输出端子之间串联连接的奇数个反相器53d构成。
单触发脉冲发生电路53b由通过反相器53e将一个输入端子连接到比较器52a的输出端子的AND电路53f、以及在反相器53e的输出端子和AND电路53f的另一输入端子之间串联连接的奇数个反相器53g构成。
单触发脉冲发生电路53a的AND电路53c的输出端子连接到作为周期判定电路的RS-FF54的复位端子(R)。
在RS-FF54的置位端子(S)上，连接比较器42的输出端子。RS-FF54的输出端子(Q)连接到作为信号生成电路的D-FF55的数据输入端子(D)。
单触发脉冲发生电路53b的AND电路53f的输出端子连接到D-FF55的时钟端子(C)。D-FF55的输出端子(Q)为交流电压检测电路30的输出端子。
下面，参照图3(a)至图3(g)说明交流电压检测电路30的动作。
图3(a)至图3(g)是用于说明交流电压检测电路30的动作的时序图。
全波整流电路2对交流电源1产生的交流电压进行全波整流并产生整流电压。该整流电压被供给未图示的电源装置。电阻31、32对整流电压进行分压，如图3(a)所示，内部稳压器33进行由电阻31、32分压后的整流电压的波形整形。
比较检测部40中的比较器42将电源41产生的基准电压V1和内部稳压器33输出的整流电压进行比较，在该整流电压的瞬时值超过基准电压V1时输出高电平(以下称为“H”)。由此，如图3(b)所示，检测全波整流电路2产生的整流电压的瞬时值超过相当于基准电压V1的电压的期间。在交流电源1向电源装置供给200伏系统的电源电压时，比较器42的输出信号变为“H”。在交流电源1向电源装置供给100伏系统的电源电压时，比较器42的输出信号仍为“L”。如果比较器42的输出信号变为“H”，则RS-FF54被置位，如图3(f)所示，RS-FF54输出“H”。
另一方面，比较器52将内部稳压器33输出的整流电压与电源51产生的基准电压V2进行比较，在内部稳压器33的输出电压超过基准电压V2时输出“H”。由此，如图3(c)那样，检测全波整流电路2输出的整流电压超过相当于基准电压V2的电压的期间。
定时信号发生电路53中的单触发脉冲发生电路53a如图3(d)那样，在比较器52的输出信号上升到“H”的定时中产生单触发的脉冲P1。此外，单触发脉冲发生电路53b如图3(e)那样，在比较器52的输出信号下降到“L”的定时中产生单触发的脉冲P2。
如果单触发脉冲发生电路53a产生脉冲P1，则RS-FF54被复位RS-FF54输出“L”。因此，在全波整流电路2输出的整流电压的周期中，检测整流电压的瞬时值超过基准电压V1的周期，在检测出该周期时RS-FF54的输出信号变为“H”。
单触发脉冲发生电路53b输出的脉冲P2提供给D-FF55的时钟端子(C)。D-FF55与单触发脉冲发生电路53b输出的脉冲P2的下降沿同步，将RS-FF54的输出信号锁存，从输出端子(Q)输出。这样，通过与单触发脉冲发生电路53b产生的脉冲同步，D-FF55对RS-FF54的输出信号进行锁存，从而如果整流电压的瞬时值超过基准电压V1的整流电压的周期连续，则该期间如图3(g)那样，D-FF55连续输出“H”。即，D-FF55的输出信号成为表示交流电源1供给200伏系统的电源电压的判别信号，提供给未图示的电源装置。电源装置进行基于从D-FF55提供的判别信号的控制。
如以上那样，在本实施方式的电压检测电路30中，具有以下优点。
(1)用比较器42比较对交流电压进行整流的整流电压和基准电压V1，检测整流电压的瞬时值超过基准电压V1的期间，根据该检测结果来判别交流电源1供给的电源电压，所以不需要如以往那样需要用于检测交流电压为整流电压的峰值的电容器。因此，可以实现交流电压检测电路的小型化和低成本化。因此，可进行装入交流电压检测电路的各种电子电路的低成本化和小型化。特别是具有可集成电路化的优点。
(2)由定时信号发生电路53产生与整流电压的频率同步的脉冲P1、P2，使用这些脉冲P1、P2，使RS-FF54检测整流电压的瞬时值超过基准电压V1的周期，使D-FF55产生判别信号。因此，即使是如整流电压那样脉动的电压，也可以生成稳定表示提供了200伏系统的电源电压的判别信号。而且，即使交流电压1的频率变化，也可以对电源电压进行检测。
图4是表示本发明第二实施方式的交流电压检测电路的结构例的图。
该交流电压检测电路30A包括连接到全波整流电路2的分压电阻61、62、内部稳压器63、比较检测部70、以及判别信号生成部80。
电阻61和电阻62相当于第一实施方式的电阻31、32，串联连接在全波整流电路2的正极和地之间。内部稳压器63相当于第一实施方式的内部稳压器33，电阻61和电阻62的连接点连接到内部稳压器63中的PNP型晶体管63a的基极。
晶体管63a的集电极连接到地，晶体管63a的发射极通过恒流源63b连接到电源布线。晶体管63a的发射极还与NPN型晶体管63c的基极连接。晶体管63c的集电极连接到电源布线，晶体管63c的发射极通过恒流源63d连接到地。晶体管63c的发射极是内部稳压器63的输出端子。在该晶体管63c的发射极上，连接比较检测部70和判别信号生成部80。
比较检测部70与第一实施方式的比较检测部40同样，包括产生基准电压V1的电源71、以及比较器72。电源71与比较器72的一个输入端子(-)连接。晶体管63c的发射极连接到比较器72的另一输入端子(+)。
判别信号生成部80包括产生基准电压V2的电源81、比较器82、定时信号发生部83、RS-FF84、D-FF85，同时还包括双输入OR电路86。
电源81、比较器82、定时信号发生部83、RS-FF84及D-FF85与第一实施方式的电源51、比较器52、定时信号发生电路53、RS-FF54及D-FF55相同，进行同样地连接。
OR电路86的一个输入端子连接到RS-FF84的输出端子(Q)。OR电路86的另一输入端子连接到D-FF85的输出端子(Q)，OR电路86的输出端子为判别信号生成部80的输出端子。
定时信号发生电路83与图1所示的定时信号发生电路53相同，如图5那样构成。
定时信号发生电路83由检测比较器82的输出信号的上升沿并产生单触发的脉冲的单触发脉冲发生电路83a、以及检测比较器82的输出信号的下降沿并产生单触发的脉冲的单触发脉冲发生电路83b构成。
单触发脉冲发生电路83a由一个输入端子连接到比较器82的输出端子的AND电路83c、以及串联连接在AND电路83c的另一输入端子和比较器82的输出端子之间的奇数个反相器83d构成。
单触发脉冲发生电路83b由通过反相器83e将一个输入端子连接到比较器82的输出端子的AND电路83f、以及串联连接在反相器83e的输出端子和AND电路83f的另一输入端子之间的奇数个反相器83g构成。
单触发脉冲发生电路83a的AND电路83c的输出端子连接到RS-FF84的复位端子(R)。
单触发脉冲发生电路83b的AND电路83f的输出端子连接到D-FF85的时钟端子(C)。
下面，参照图6(a)至图6(h)来说明交流电压检测电路30A的动作。
图6(a)至图6(h)是用于说明交流电压检测电路30A的动作的时序图。
全波整流电路2对交流电源1产生的交流电压进行全波整流并产生整流电压。电阻61、62对整流电压进行分压，如图6(a)所示，内部稳压器33进行由电阻61、62分压后的整流电压的波形整形。
比较检测部70中的比较器72将电源71产生的基准电压V1和内部稳压器63输出的整流电压进行比较，在该整流电压的瞬时值超过基准电压V1时输出“H”。由此，如图6(b)所示，检测全波整流电路2产生的整流电压的瞬时值超过相当于基准电压V1的电压的期间。在交流电源1向电源装置供给200伏系统的电源电压时，比较器72的输出信号变为“H”。在交流电源1向电源装置供给100伏系统的电源电压时，比较器72的输出信号仍为“L”。如果比较器72的输出信号变为“H”，则RS-FF84被置位，如图6(f)所示，RS-FF84输出“H”。
另一方面，比较器82将内部稳压器63输出的整流电压与电源81产生的基准电压V2进行比较，在内部稳压器63的输出电压超过基准电压V2时，如图6(c)那样，输出“H”。
定时信号发生电路83如图6(d)那样，在比较器82的输出信号上升到“H”的定时中产生单触发的脉冲P1，同时如图6(e)那样，在比较器82的输出信号下降到“L”的定时中产生单触发的脉冲P2。
这里，通过在全波整流电路2的正极和地之间装入噪声除去电容器，在交流电源1供给的电源电压为200伏系统时，内部稳压器63输出的整流电压有时如图6(a)那样不比基准电压V2低。此时，由于比较器82的输出信号被固定为“H”，所以不产生脉冲P2，RS-FF84的输出信号被固定为“H”。在RS-FF84的输出信号被固定为“H”期间，OR电路86的输出信号为“H”，交流电源1供给的电源电压表示是200伏系统。
如果交流电源1供给的电源电压变化为100伏系统，整流电压的瞬时值比对应于基准电压V2的电压低，则比较器82的输出信号转换到“L”。如图6(e)所示，定时信号发生电路83每当比较器82的输出信号转换到“L”时，产生脉冲P2。另一方面，如果电源电压变为100伏系统，则比较器72的输出信号被固定为“L”。因此，RS-FF84没有被复位，RS-FF84的输出信号变为“L”。在脉冲P2下降的定时中对RS-FF84的输出信号的“L”进行锁存的D-FF85的输出信号变为“L”。此时OR电路86的输出信号转换为“L”。即，表示交流电源1供给的电源电压从200伏系统变化为100伏系统。
如以上那样，在本实施方式的交流电压检测电路30A中，与第一实施方式同样，不需要用于检测整流电压的峰值的电容器，不仅可以实现交流电压检测电路30A的小型化和低成本化，而且由于设置了OR电路86，所以在交流电源1供给的电源电压为200伏系统，整流电压比对应于基准电压V2的电压低的情况下，也可以用判别信号表示被供给200伏系统的电源电压。
图7是表示本发明第三实施方式的交流电压检测电路的结构例的图，在与第二实施方式的图4的主要元件相同的主要元件上，附以相同的标号。
该交流电压检测电路30B将第二实施方式的交流电压检测电路的比较检测部70和判别信号生成部80置换为图7的比较检测部90和判别信号生成部100。其他结构与第二实施方式相同。
比较检测部90包括电源91和比较器72。电源91在内部稳压器63产生的整流电压上升，比较器72的输出从“L”变化为“H”时，产生比基准电压V1低的基准电压。此外，电源91在内部稳压器63产生的整流电压下降，比较器72的输出从“H”变化为“L”时，将从电压V1降低的基准电压变化为原来的基准电压V1。该电源91产生的基准电压用作检测提供了200伏系统的电源电压。比较器72与第二实施方式的比较检测部70中的比较器72相同，比较器72的一个输入端子(+)连接到内部稳压器63的输出端子。比较器72的另一输入端子(-)和电源91连接。
判别信号生成部100将第二实施方式的判别信号生成部80中的电源81变更为电源101，其他结构与判别信号生成部80相同。电源101在内部稳压器63产生的整流电压上升，比较器82的输出从“L”变化为“H”时，产生比基准电压V2低的基准电压。此外，电源101在内部稳压器63产生的整流电压下降，比较器82的输出从“H”变化为“L”时，将从电压V2降低的基准电压变化为原来的基准电压V2。电源101连接到比较器82的输入端子(-)。
在该交流电压检测电路中，电源91和电源101在整流电压上升时和下降时产生不同的基准电压，比较器72和比较器82比较该基准电压和整流电压。因此，比较器72、82的输出信号在从“L”转换为“H”时的基准电压、以及从“H”转换为“L”的基准电压之间具有磁滞性。因此，即使内部稳压器63产生的整流电压因噪声而产生变动，也可防止一次转换为“H”的比较器72、82的输出信号再次变为“L”，提高电源电压的检测精度。
其他动作与第二实施方式相同，在从交流电源1供给200伏系统的电源电压时，将“H”的判别信号提供给电源装置，在供给100伏系统的电源电压时，将“L”的判别信号提供给电源装置。
在以上这样的本实施方式的交流电压检测电路30B中，设置电源91、101，在内部稳压器63产生的整流电压上升和下降时变化提供给比较器72、82的基准电压。因此，可以构成抗噪声的交流电压检测电路。
再有，本发明不限定于上述实施方式，可进行各种变形。作为其变形例，有如下的例子。
(1)在第一～第三实施方式中，包括内部稳压器33、63，但也可以省略内部稳压器33、63，将全波整流电路2产生的整流电压通过分压电阻31、32、61、62输入到比较器42、52、72、82。
(2)在第一～第三实施方式中，表示了判别100伏系统的电源电压和200伏系统的电源电压的结构例。可是，并不限于此，如图8所示，在比较检测部43中也可以包括两个比较器45、47和切换器48。
电源44与比较器45的一个输入端子(-)连接。基准电压V1与第一实施方式同样，是用于检测交流电源1供给的电源电压为100伏系统还是200伏系统的电压，例如将检测点设定为AC160[V]左右。
电源46与比较器47的一个输入端子(-)连接。基准电压V3是用于检测交流电源1供给的电源电压例如是否为300伏系统的电压，例如将检测点设定为AC260[V]左右就可以。晶体管33c的发射极连接到比较器45、47的另一输入端子(+)。
此外，切换器48选择输出比较器45、47的任何一个的输出信号。
通过这样构成，不仅可将一个基准电压V1、而且可将多个基准电压V1、V3和整流电压进行比较，如果形成根据该结果来生成判别信号的结构，则可以判别三系统的电源电压。而且，不增加比较器，就可以判别超过四系统的电源电压。
(3)此外，对于图8所示的电压检测电路，如图9所示，比较检测部43包括与图7所示电源91同样动作的电源92、93，判别信号生成部50也可以包括与图7所示的电源101同样动作的电源102。
而且，通过电源92、93、102在整流电压上升和下降时使提供给比较器45、47、52的基准电压有所不同，也可以具有磁滞性。
(4)在第三实施方式中，通过使提供给比较器72、82的基准电压在整流电压的上升和下降时有所不同，从而具有磁滞性，但也可以将基准电压固定，在整流电压横切基准电压时，变化输入到比较器72、82的整流电压。这样，与第三实施方式同样，可以具有磁滞性。
(5)在第一～第三实施方式中，以直流电压作为正方向的电压，对应说明了交流信号。但是，并不限于此，即使整流电压为负方向的电压，也可以采用本实施方式。这种情况下，生成将该整流电压反转的交流信号，判别该交流信号的信号电平的高低就可以。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种交流信号的电平检测电路，其特征在于，它包括第一判别部(52、82)，判别交流信号的信号电平是否从小到大超过比零大的第一基准电压(V2)；第二判别部(40、70、90)，判别交流信号的信号电平是否超过比所述第一基准电压(V2)大的第二基准电压(V1)；存储部(53、54、83、84)，存储所述第一判别部(52、82)的第一判别结果和所述第二判别部(40、70、90)的第二判别结果；以及判别信号输出部(53b、55、85、86)，参照所述存储部(53、54、83、84)存储的判别结果，根据参照的判别结果来判别所述交流信号的信号电平的高低，输出作为该判别结果的高低判别信号。
2.根据权利要求1所述的交流信号的电平检测电路，其特征在于，所述判别信号输出部(53b、55、85、86)参照所述存储部(53、54、83、84)存储的所述第一判别部(52、82)的第一判别结果和所述第二判别部(40、70、90)的判别结果，在所述存储部(53、54、83、84)存储了表示所述交流信号的信号电平从小到大超过所述第一基准电压(V2)的第一判别结果和表示所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压(V1)的第二判别结果时，输出表示所述交流信号的信号电平高的高低判别信号，在所述存储部(53、54、83、84)存储了表示所述交流信号的信号电平从小到大超过所述第一基准电压(V2)的第一判别结果和表示所述交流信号的信号电平不超过所述第二基准电压(V1)的第二判别结果时，输出表示所述交流信号的信号电平低的高低判别信号。
3.根据权利要求2所述的交流信号的电平检测电路，其特征在于，所述判别信号输出部(53b、55)在所述交流信号的信号电平从大到小超过所述第一基准电压(V2)时参照存储部(53、54)存储的所述第一判别结果和所述第二判别结果，输出所述高低判别信号。
4.根据权利要求2所述的交流信号的电平检测电路，其特征在于，所述判别信号输出部(83b、85、86)在所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压(V1)时和从大到小超过所述第一基准电压(V2)时参照存储部(83、84)存储的所述第一判别结果和所述第二判别结果，输出所述高低判别信号。
5.根据权利要求3所述的交流信号的电平检测电路，其特征在于，所述第一判别部包括比较器(52)，该比较器比较所述交流信号的信号电平和所述第一基准电压(V2)，在所述交流信号的信号电平从小到大超过所述第一基准电压(V2)时，输出该情况的第一判别结果，所述第二判别部包括第二比较器(42)，该比较器比较所述交流信号的信号电平和所述第二基准电压(V1)，在所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压(V1)时，输出该情况的第二判别结果，所述存储部包括复位信号输出部(53a)，根据表示所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压(V1)的所述第一比较器(52)的第一判别结果，生成并输出复位信号(P1)；以及复位-置位触发器电路(54)，基于所述复位信号生成部(53a)生成的复位信号(P1)被复位，输出基于表示所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压(V1)的所述第二比较器(42)的第二判别结果而置位的Q信号，将所述Q信号的复位、置位状态作为所述第一判别结果、所述第二判别结果来存储，所述判别信号输出部包括根据表示所述交流信号的信号电平从小到大超过所述第一基准电压(V2)的所述第一比较器(52)的第一判别结果来生成并输出定时信号(P2)的定时信号输出部(53b)；以及在从所述定时信号输出部(53b)输出所述定时信号(P2)时，参照从所述复位-置位触发器电路(54)输出的Q信号的复位、置位状态，将与参照的状态相同状态的信号作为所述高低判别信号输出的延迟型触发器电路(55)。
6.根据权利要求4所述的交流信号的电平检测电路，其特征在于，所述第一判别部包括第一比较器(82)，该比较器比较所述交流信号的信号电平和所述第一基准电压(V2)，在所述交流信号的信号电平从小到大超过所述第一基准电压(V2)时，输出该情况的第一判别结果；所述第二判别部包括第二比较器(72)，该比较器比较所述交流信号的信号电平和所述第二基准电压(V1)，在所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压(V1)时，输出该情况的第二判别结果；所述存储部包括根据表示所述交流信号的信号电平超过所述第一基准电压(V2)的所述第一比较器(82)的第一判别结果来生成输出复位信号(P1)的复位信号输出部(83a)；以及基于所述复位信号输出部(83a)生成的复位信号(P1)被复位，输出基于表示所述交流信号的信号电平超过所述第二基准电压(V1)的所述第二比较器(72)的第二判别结果而复位的Q信号，并将所述Q信号的复位、置位状态作为所述第一判别结果、所述第二判别结果来存储的复位-置位触发器电路(84)；所述判别信号输出部包括基于所述第一比较器(82)判别的所述第一判别结果而生成、输出定时信号(P2)的定时信号输出部(83b)；在从所述定时信号输出部(83b)输出所述定时信号(P2)时，参照从所述复位-置位触发器电路(84)输出的Q信号的复位、置位状态，输出与参照的状态相同状态的信号的延迟型触发器电路(85)；以及进行所述复位-置位触发器电路(84)的输出信号和延迟型触发器电路(85)的逻辑和运算，将逻辑和运算的结果作为高低判别信号输出的逻辑和运算部(86)。
7.根据权利要求6所述的交流信号的电平检测电路，其特征在于，包括具有所述第一基准电压(V2)的第一电源和具有所述第二基准电压(V1)的第二电源；所述第一电源在所述交流信号的信号电平从小到大超过第一基准电压(V2)时降低第一基准电压(V2)，所述第二电源在从小到大超过所述第二基准电压时降低所述第二基准电压。
8.一种交流信号的电平检测电路，其特征在于，其包括第一判别部(52)，判别所述交流信号的信号电平是否从小到大超过比零大的第一基准电压(V2)；第二判别部(43)，判别所述交流信号的信号电平是否超过比所述第一基准电压(V2)大的多个第二基准电压(V1、V3)，并将其中任何一个作为第二判别结果输出；存储部(53a、54)，存储所述第一判别部(52)的第一判别结果和所述第二判别部(43)输出的第二判别结果；以及判别信号输出部(53b、55)，参照所述存储部(53a、54)存储的判别结果，根据参照的判别结果来判别所述交流信号的信号电平的高低，输出作为该判别结果的高低判别信号。
9.根据权利要求8所述的交流信号的电平检测电路，其特征在于，包括具有所述第一基准电压(V2)的第一电源和具有所述第二基准电压(V1)的第二电源，所述第一电源在所述交流信号的信号电平从小到大超过第一基准电压(V2)时降低第一基准电压(V2)；所述第二电源在从小到大超过所述第二基准电压时降低所述第二基准电压(V1、V3)。
全文摘要
本发明是关于一种交流信号的电平检测电路，全波整流电路(2)产生对交流电源(1)产生的交流电压进行整流的整流电压，内部稳压器(33)进行整流电压的波形整形。比较器(42)比较内部稳压器(33)输出的整流电压和基准电压V1，检测整流电压超过基准电压V1的期间。判别信号生成电路(50)根据比较器(42)的输出信号，对交流电源供给的电源电压进行判别并生成判别信号。因此，不需要用于检测整流电压的峰值的电容器等，可进行交流电压检测电路的小型化和低成本化。
文档编号G01R19/165GK1623095SQ0380268
公开日2005年6月1日 申请日期2003年3月6日 优先权日2002年3月6日
发明者岛田雅章, 山田智康, 关口惠一 申请人:三垦电气株式会社