本发明涉及一种自识别零线的电子线路，包括火线(J1)、与所述火线(J1)构成回路的零线(J2)以及经第一电阻(R9)接保护地线(J4)的电压取样端(D)，还包括电压比较电路，用于将电压取样端(D)的电压与电子电路经分压取样得到的电压进行比较；选择电路，与所述电压比较电路的输出端连接，基于电压比较电路的输出信号选择零线所在支路。相对于现有技术，本发明能有效识别零线端口，针对需要接零线的特殊电器设备，起到识别零线作用，即使出现火线与零线错接时，也能确保电路输出端正确接零线与火线，实现自动监测火线零线功能，结构简单，效果显著。
1.一种自识别零线的电子线路，包括火线(J1)、与所述火线(J1)构成回路的零线(J2)以及经第一电阻(R9)接保护地线(J4)的电压取样端(D)，其特征在于：还包括电压比较电路，用于将电压取样端(D)的电压与电子电路经分压取样得到的电压进行比较；
选择电路，与所述电压比较电路的输出端连接，基于电压比较电路的输出信号选择零线所在支路；
分压电路，用于对电子电路的电源电压进行分压、取样，并将分压取样得到的电压传输至所述电压比较电路；
整流电路，位于分压电路与火线(J1)之间，整流来自火线(J1)的交流电，输出稳定的电源电压；
所述电压比较电路包括第一运算放大器(U1)、第二运算放大器(U2)，第一运算放大器(U1)的同相输入端与电压取样端(D)相连，输出端通过第二电阻(R8)连接第二运算放大器(U2)的同相输入端，第一运算放大器(U1)、第二运算放大器(U2)的反相输入端连接所述分压电路，第二运算放大器(U2)的输出端与所述选择电路连接。
2.根据权利要求1所述的电子线路，其特征在于：所述分压电路包括一端与所述整流电路输出端连接的第三电阻(R5)、与第三电阻(R5)的另一端串联的第四电阻(R4)，第四电阻(R4)的另一端接地，分压取样得到的电压分两条支路分别连接所述第一运算放大器(U1)、第二运算放大器(U2)的反相输入端。
3.根据权利要求2所述的电子线路，其特征在于：所述整流电路包括第一二极管(D1)、第二二极管(D2)和第一稳压管(D3)、第二稳压管(D4)，第一二极管(D1)的正极连接火线(J1)和第一稳压管(D3)的负极，第一二极管(D1)的负极连接第二二极管(D2)的负极，第二二极管(D2)的正极连接零线(J2)和第二稳压管(D4)的负极，第一稳压管(D3)的正极与第二稳压管(D4)的正极并联后接地。
4.根据权利要求3所述的电子线路，其特征在于：所述选择电路包括继电器线圈、并联于继电器线圈两端的第三二极管(D5)、与继电器线圈配合动作的双掷开关、三极管Q1，所述继电器线圈一端与分压电路中第三电阻(R5)的一端并联，另一端连接三极管01的集电极，三极管Q1的基极通过第五电阻(R7)与所述第二运算放大器(U2)的输出端连接，发射极接地，所述双掷开关的第一触点(F)与火线(J1)连接，第二触点(G)与第二二极管(D2)的正极对应连接，第二触点(G)常闭，双掷开关的固定端(E)连接外接器件的零线层(J3)。
5.根据权利要求2所述的电子线路，其特征在于：第四电阻(R4)的另一端还并联连接第六电阻(R3)，第六电阻(R3)的另一端串联第一电阻(R9)，第一电阻(R9)另一端直接接保护地线(J4)或通过串联电容连接保护地线(J4)，电压取样端(D)形成于第六电阻(R3)与第一电阻(R9)间。
6.根据权利要求4所述的电子线路，其特征在于：所述电子电路还包括位于火线(J1)前端的过流保护电路、位于过流保护电路与整流电路间的降压电路、对整流电路的输出进行滤波的第一滤波电路、为第一、第二运算放大器提供驱动电源的驱动电路、以及对第一运算放大器(U1)的电压进行滤波的第二滤波电路，对第二运算放大器(U2)的电压进行滤波的第三滤波电路，所述双掷开关的第一触点(F)连接于过流保护电路与降压模块间。
7.根据权利要求3所述的电子线路，其特征在于：所述过流保护电路为过流保护保险管(F1)；所述降压电路由相互并联的第七电阻(R2)和第一电容(C1)构成；所述第一滤波电路包括一端与第二二极管(D2)负极连接、另一端连接第三电阻(R5)一端的第八电阻(R1)，和一端与第八电阻(R1)并联、另一端接地的第一极性电容(C2)；所述驱动电路包括一端与第三电阻(R5)的一端并联，另一端分成两支路分别为第一运算放大器(U1)、第二运算放大器(U2)提供电源的第九电阻(R6)；所述第二滤波电路包括两端相互并联的第二电容(C5)和第二极性电容(C3)，一并联端与第九电阻(R6)的另一端相连，另一并联端接地；所述第三滤波电路为一端与第二运算放大器(U2)的同相输入端相连，另一端接地的第三极性电容(C4)。
一种自识别零线的电子线路
技术领域
[0001] 本发明涉及电子电路领域，尤其涉及一种自识别零线的电子线路。
背景技术
[0002] 工业领域中，电气设备的工作电压往往很高，为了防止因线路故障、设备故障导致安全事故，操作者都会在电路中增加漏电保护器，当发生漏电时，漏电保护器便会启动跳闸，使机器断电，停止工作，从而防止危险发生。
[0003] 但现实中往往还会出现，线路老化或者设备故障，致使火线与零线接触错误，一旦接线错误，则会出现泄漏电流超标或设备外壳带电，严重影响系统工作进程，同时由于火线零线接错，致使漏电保护器无法正常工作。
[0004] 故而，有必要设计一种方案，能确保即使接线错误，机器部件也不会因为火线零线错接而出现泄漏超标、机器外壳带电以及漏电保护器无法正常工作等现象，确保系统正常工作，防止事故发生。
发明内容
[0005] 本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状而提供一种即使火线与零线出现接线错误，也能自识别零线，使线路始终接向零线，从而避免因接错导致机器外壳带电，确保生产安全的电子线路。
[0006] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种自识别零线的电子线路，包括火线(J1)、与所述火线(J1)构成回路的零线(J2)以及经第一电阻(R9)接保护地线(J4)的电压取样端(D)，其特征在于：还包括电压比较电路，用于将电压取样端(D)的电压与电子电路经分压取样得到的电压进行比较；
[0007] 选择电路，与所述电压比较电路的输出端连接，基于电压比较电路的输出信号选择零线所在支路；
[0008] 分压电路，用于对电子电路的电源电压进行分压、取样，并将分压取样得到的电压传输至所述电压比较电路；
[0009] 整流电路，位于分压电路与火线(J1)之间，整流来自火线(J1)的交流电，输出稳定的电源电压；
[0010] 所述电压比较电路包括第一运算放大器(U1)、第二运算放大器(U2)，第一运算放大器(U1)的同相输入端与电压取样端(D)相连，输出端通过第二电阻(R8)连接第二运算放大器(U2)的同相输入端，第一运算放大器(U1)、第二运算放大器(U2)的反相输入端连接所述分压电路，第二运算放大器(U2)的输出端与所述选择电路连接。
[0011] 进一步的，所述分压电路包括一端与所述整流电路输出端连接的第三电阻(R5)、与第三电阻(R5)的另一端串联的第四电阻(R4)，第四电阻(R4)的另一端接地，分压取样得到的电压分两条支路分别连接所述第一运算放大器(U1)、第二运算放大器(U2)的反相输入端。
[0012] 进一步的，所述整流电路包括第一二极管(D1)、第二二极管(D2)和第一稳压管(D3)、第二稳压管(D4)，第一二极管(D1)的正极连接火线(J1)和第一稳压管(D3)的负极，第一二极管(D1)的负极连接第二二极管(D2)的负极，第二二极管(D2)的正极连接零线(J2)和第二稳压管(D4)的负极，第一稳压管(D3)的正极与第二稳压管(D4)的正极并联后接地。
[0013] 进一步的，所述选择电路包括继电器线圈、并联于继电器线圈两端的第三二极管(D5)、与继电器线圈配合动作的双掷开关、三极管Q1，所述继电器线圈一端与分压电路中第三电阻(R5)的一端并联，另一端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极通过第五电阻(R7)与所述第二运算放大器(U2)的输出端连接，发射极接地，所述双掷开关的第一触点(F)与火线(J1)连接，第二触点(G)与第二二极管(D2)的正极对应连接，第二触点(G)常闭，双掷开关的固定端(E)连接外接器件的零线层(J3)。
[0014] 进一步的，第四电阻(R4)的另一端还并联连接第六电阻(R3)，第六电阻(R3)的另一端串联第一电阻(R9)，第一电阻(R9)另一端直接接保护地线(J4)或通过串联电容连接保护地线(J4)，电压取样端(D)形成于第六电阻(R3)与第一电阻(R9)间。
[0015] 进一步的，所述电子电路还包括位于火线(J1)前端的过流保护电路、位于过流保护电路与整流电路间的降压电路、对整流电路的输出进行滤波的第一滤波电路、为第一、第二运算放大器提供驱动电源的驱动电路、以及对第一运算放大器(U1)的电压进行滤波的第二滤波电路，对第二运算放大器(U2)的电压进行滤波的第三滤波电路，所述双掷开关的第一触点(F)连接于过流保护电路与降压模块间。
[0016] 进一步的，所述过流保护电路为过流保护保险管(F1)；所述降压电路由相互并联的第七电阻(R2)和第一电容(C1)构成；所述第一滤波电路包括一端与第二二极管(D2)负极连接、另一端连接第三电阻(R5)一端的第八电阻(R1)，和一端与第八电阻(R1)并联、另一端接地的第一极性电容(C2)；所述驱动电路包括一端与第三电阻(R5)的一端并联，另一端分成两支路分别为第一运算放大器(U1)、第二运算放大器(U2)提供电源的第九电阻(R6)；所述第二滤波电路包括两端相互并联的第二电容(C5)和第二极性电容(C3)，一并联端与第九电阻(R6)的另一端相连，另一并联端接地；所述第三滤波电路为一端与第二运算放大器(U2)的同相输入端相连，另一端接地的第三极性电容(C4)。
[0017] 与现有技术相比，本发明的优点在于：本电路正常情况下，双掷开关的第二触点G常闭，当火线J1与零线J2接线正确时，此时存在电压取样端D传输至运放U1同相输入端的电压低于经整流电路整流、分压电路分压后传输至运放反相输入端的电压，从而经两相运放后的输出信号为低电平，对应三极管Q1不导通，继电器线圈不工作，双掷开关保持G端闭合不变，与该电路连接的外接器件的零线层保持与零线J2相接不变，器件正常工作；当接线错误，出现零线J2接了火线，火线J1接了零线时，电压取样端D传输至运放U1同相输入端的电压高于交流电经整流器整流、分压电路分压后传输至运放反相输入端的电压，从而经过两相运放后的输出信号为高电平，对应三极管Q3导通，继电器线圈工作，吸合双掷开关转至第一触点F，此时，外接电气的零线层与火线J1连接，而又由于此时火线J1连接的是零线，故此时外接电器仍旧处于安全状态，避免了以往一旦接线错误，导致泄漏超标、机器外壳带电、漏电保护器无法正常工作等现象，致使事故频繁的发生。
附图说明
[0018] 图1为本发明实施例的电路原理图。
具体实施方式
[0019] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0020] 下面参考图1描述根据本发明实施例的自识别零线的电子线路，该线路包括火线J1、与火线J1构成回路的零线J2以及保护地线J4。
[0021] 火线J1线路上连接有过流保护保险管F1、由相互并联的第七电阻R2和第一电容C1构成的降压电路、整流电路，该整流电路的正极通过前述的降压电路与火线连接，负极连接零线J2，该整流电路包括第一二极管D1、第二二极管D2和第一稳压管D3、第二稳压管D4，第一二极管D1的正极连接降压电路和第一稳压管D3的负极，第一二极管D1的负极连接第二二极管D2的负极，第二二极管D2的正极连接零线和第二稳压管D4的负极，第一稳压管D3的正极与第二稳压管D4的正极并联后接地，第二二极管D2的负极，即整流电路的输出端连接第八电阻R1，第八电阻R1的另一端并联第一极性电容C2，第一极性电容C2的另一端接地，第八电阻R1与第一极性电容C2构成对整流电路进行滤波的第一滤波电路。令火线J1与第一二极管D1正极的连接处为A点，零线J2与第二二极管D2正极的连接处为B点，第一稳压管D3的正极与第二稳压管D4的正极并联处为C点。
[0022] 过流保护保险管用于防止电压过高，电路过流烧毁；降压电路通过降压将交流电分压成适于后续电路使用的电压，保证电路系统的安全性；而整流电路与第一滤波电路结合，利用二极管的单向导电性将正负变化的交流电压变为单向脉动电压，将交流电转化成负载工作的直流电，利用滤波电路尽可能消除直流电中的交流成分，使输出的电源电压更稳定，保证电路的稳定性。同时，整流电路中采用双稳压管，能有效保持分压电路上的输入电压保持稳定不变，从而为后续的电压比较提供了基准比较值，利于系统工作原理的实现。
[0023] 进一步的，第八电阻R1的另一端还并联分压电路、选择电路、驱动电路。其中，分压电路包括与第八电阻R1另一端连接的第三电阻R5、与第三电阻R5串联的第四电阻R4，第四电阻R4的另一端接地，对电子电路的电源电压进行分压取样，并将其输送至电压比较电路；地线J4包括串联的第六电阻R3和第一电阻R9，第六电阻R3的另一端并联第四电阻R4的另一端，第一电阻R9另一端接保护地线J4，第六电阻R3与第一电阻R9间形成电压取样端D。当然，第一电阻R9也可以通过串联电容后与保护地线J4连接，例如，通过串联一个或多个Y电容与保护地线J4连接。
[0024] 选择电路包括继电器线圈、并联于继电器线圈两端的第三二极管D5、与继电器线圈配合动作的单刀双掷开关、及三极管Q1，继电器线圈一端与第八电阻R1的另一端连接，另一端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极通过第五电阻R7与电压比较电路的输出端连接，发射极接地，单刀双掷开关的第一触点F连接于过流保护保险管F1与降压电路之间，第二触点G与第二二极管D2的正极连接，G端常闭，双掷开关的固定端E连接外接器件的零线层J3；当然，在本实施例中，单刀双掷开关也可以换成其他的转换选择开关，如双刀双掷开关等，本领域技术人员可以根据实际需要对应选择，在此不再赘述。
[0025] 电压比较电路包括两个第一运算放大器U1、第二运算放大器U2，第一运算放大器U1的同相输入端与电压取样端D相连，输出端通过第二电阻R8连接第二运算放大器U2的同相输入端，第一运算放大器U1、第二运算放大器U2的反相输入端连接前述分压电路分压后的电源电压，三极管Q1的基极连接的即是第二运算放大器U2的输出端。
[0026] 驱动电路包括一端与继电器线圈的一端并联的第九电阻R6，第九电阻R6上的压降经其另一端端分成两支路连接第一运算放大器U1、第二运算放大器U2的驱动端，从而提供驱动电源。
[0027] 进一步的，该电路还包括用于对第一运算放大器U1进行滤波的第二滤波电路、对第二运算放大器U2进行滤波的第三滤波电路，滤波电路的选择可以有多种。具体的，在本实施例中，第二滤波电路包括两端相互并联的第二电容C5和第二极性电容C3，一并联端与第九电阻R6的另一端相连，另一并联端接地；该第三滤波电路为一端与第二运算放大器U2的同相输入端相连，另一端接地的第三极性电容C4。通过为每个运放设计滤波电路，保证运放工作更加平稳。
[0028] 具体工作如下：
[0029] 取第七电阻R2的阻值200KΩ、第八电阻R1、第九电阻R6各取值为100R、第四电阻R4、第三电阻R5各取值10KΩ、第六电阻R3、第一电阻R9各取值10MΩ、第五电阻R7、第二电阻R8各取值1KΩ；
[0030] 当火线J1正常接火线，零线J2正常接零线时，令保护地线J4接地端为H点，则B点和H点等电位，等效为B点电压等于电压取样端D电压，可以不予考虑，电压取样端D则主要通过如下方式获得，即火线J1经过阻容降压后至A点，A点降压后电压(约为12V)经第一稳压管D3到C点，C点电压约为1/4的A点电压，即为3V，电压取样端D经第六电阻R3与第一电阻R9分压后为1/2的C点电压，约为1.5V，第一运算放大器U1的反相输入端电压经第四电阻R4、第三电阻R5分压后获得约为6V，由于电压取样端D小于第一运算放大器U1的反相输入端电压，第一运算放大器U1输出端输出低电平，同时第二运算放大器U2的输出端也为低电平，三极管Q1截止，继电器线圈不工作，双掷开关的常闭G端仍旧闭合，即双掷开关的E点经G点接J2零线输出，确保了后端外接电器的安全；
[0031] 当接线错误，出现火线J1接零线，零线J2接火线时，A点和H点为等电位，等效为A点电压等于电压取样端D，可以不予考虑，电压取样端D主要由以下方式获得，J2(约为220V)的B点经第二稳压管D4到C点，C点电压约为1/4的B点电压，约为55V，电压取样端D经R3、R9分压为1/2的C点电压，约为27.5V，第一运算放大器U1的反相输入端经第四电阻R4、第三电阻R5分压后获得约为6V电压，由于电压取样端D大于第一运算放大器U1反相输入端电压，则输出高电平，第二运算放大器U2也同时输出高电平，三极管Q1导通，继电器线圈工作，吸合双掷开关转向F端闭合，即E点经F点与J1连接，而此时J1由于接线错误，接的零线，则保证了后端外接电器仍旧连接零线电路，从而确保了安全性，也就是说即使因为线路问题或者其他原因导致系统接线错误，本电路也能自动识别零线，并保证后端外接器件始终接触零线，避免了以往器件接线错误，导致泄漏电流超标，外壳带电以及漏电保护器无法正常工作等现象。
[0032] 需提醒注意的是，本电路中的各个模块还可以是除了本实施例提到的其他变形，本领域技术人员能根据实际需要进行等效替换。同时，各个电阻的阻值、电容的容量均可根据实际需要选择，只要取值后的电路能实现本申请的比较，以实现自动识别零线即可，在此不再赘述。
[0033] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
