CN109739152A - 单火线电子开关全波自给取电控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明设计一种单火线电子开关自给取电控制电路，利用本电路可以使得工作在单火线供电的电子开关，在负载工作时，可以直接从负载串联回路里取得一定电能。本电路是解决现实难题而发明出来的，采用此控制电路不仅可以实现在负载工作的回路里获取必要能量，还能改善自给取电过程，使得自给取电对负载回路的影响减少到最小。

Description

单火线电子开关全波自给取电控制电路

技术领域

本发明设计一种单火线电子开关自给取电控制电路，利用本电路可以使得工作在单火线供电的电子开关，在负载工作时，能够控制自给取电电路直接从负载串联回路取得一定电能。本电路是解决现实难题而发明出来的，实现以软件控制自给取电为主，硬件自给取电为辅的双重互为保护的电路。当软件自给取电电路正常工作时，硬件自给可以完全关闭。当软件自给取电电路不能作用时，单靠硬件自给取电电路也可能实现自给取电。硬件自给取电电路是软件自给取电电路的后备电路，即使软件死机或该电路失效，仍然可以实现自给取电，或让系统重启，使用本发明电路加强该自给的可靠性，提升了系统的稳定性。

背景技术

工作在单火线供电现场的电子开关，面临两个问题：1、当负载工作时，能从负载回路获取足够电能保持自己稳定工作；2、当负载关闭时，能够足够少的从负载回路获取一点电能，防止从回路获取过多能量使得原有设备的工作异常。我们所发明的单火线电子开关自给取电控制电路，就是解决负载工作时，从负载回路自给取电的控制核心。它不仅能从负载回路获取必要能量，还可以自适应对不同功率的负载获取自给所需的能量。

发明内容

本发明内容是单火线电子开关自给取电控制电路，通过本发明电路，可以实现对自给取电电路的控制，控制自给取电的输出电压以及自给取电的时刻。本发明的电路分为相对独立的两部分，有电压检测监控器件为核心的硬件自给取电控制部分和以CPU为核心的依靠ADC为电压检测监控软件控制系统。电路正常工作时，主要由软件控制系统部分工作，硬件电压检测监控电路作为后备电路。当软件系统失控后或软件控制系统自给取电电压过高后，电压检测监视电路起到后备保护功能。提升系统可靠性及稳定性。确保单火线负载自给取电系统尽可能可靠的工作。

附图说明

附图1是单火线电子开关自给取电控制电路实现原理图，VDDOUT是自给取电的输出电压，一路通过D20稳压管钳位，使得加到电压监测监控器件两端的电压在该器件的额定工作电压范围内，另一路加到CPU的电压检测输入端，用于软件对自给取电输出电压的监控。VCC是系统工作电源，是由VDDOUT变换过来的。提供各部分电路的工作电源，MOSG信号是本发明控制电路的输出信号，控制着自给取电开关管的打开和关闭。Q8为电压检测监视器件及CPU软件监测监控系统的功能切换开关，Q8导通，打开电压检测监视器件的电源对地回路，该部分电路可以工作，同时关闭Q7对MOSG信号的控制，使其独立由电压检测监视器件控制。D21是高低压隔离开关，防止电压检测监视器件工作时，MOSG输出高压倒灌到VCC上。R10是稳压管D20的偏置电阻，R11是限流电阻，防止两种电路在功能切换时导致大电流而烧坏回路中器件。R12是开关管Q7Q8的控制极保护泄放电阻，防止在无输入信号时Q7Q8状态异常。

具体实施方式

当单火线电子开关自给取电控制电路上电工作后，自给取电回路开始时没有电流，自给取电没有工作。由CPU电压监测和控制系统输出高电平信号到执行的器件Q7、Q8的控制极，此时VDDOUT的电压远低于硬件电压检测监视器件的启动工作电压，Q7关闭，硬件电压检测监视器件输出到MOSG的信号为低电平，自给取电开关管处于关闭状态，等待自给取电。

当CPU电压监测控制系统输出信号，打开单火线电子开关主回路开关时，自给取电回路由负载电流流过，自给取电电路从负载回路获取能量给VDDOUT，VDDOUT电压开始升高。CPU电压监测控制系统周期性的输出控制信号，控制Q7及Q8打开和关闭，自给取电控制电路周期性的进行自给取电给VDDOUT，随着VDDOUT电压升高到预定值，CPU电压监测控制系统减少从自给取电回路获取能量补充到VDDOUT里，VDDOUT的输出电压，在CPU电压监测控制系统控制下，维持在一个设定的范围内。这是正常的工作状态。

当CPU电压监测控制系统失控时，如果CPU电压监测控制系统一直保持输出高电平，那么此时Q7关闭，Q8导通，处于电压检测监视器件一直工作状态，此时VDDOUT输出最高电圧，并保持此电压，当电压高于最高电圧后，将由电压检测监视器件输出信号，关闭外部自给取电开关管，取消自给取电电路给VDDOUT补充能量，VDDOUT电压输出降下来。

当CPU电压监测控制系统失控时，如果CPU电压监测控制系统一直保持输出低电平，Q8截止关闭，Q7导通，Q8关闭将直接关闭电压检测监视器件，使其浮空不工作。Q7的导通将把VCC电源信号，通过D21加到MOSG上，关闭外部自给取电开关管，关闭自给取电给VDDOUT补充能量，当VDDOUT持续下降，没有其它能源给VCC补充能量时，VDDOUT的电压下降最终导致VCC的电压下降，从而导致复位电路工作，系统重新复位重启。

Claims (6)

1.本发明是单火线电子开关自给取电控制电路，其特征在于基于硬件电压检测监视器件及软件基于ADC电压检测监控系统，对单火线电子开关的低压侧电压监控，确定是否开启自给取电电路。

2.基于权利要求书1所述功能，其特征在于采用硬件电压监测器件，包括但不限于电压比较器、运放、低电压检测开关、高电压检测开关，来用硬件方式监测自给取电输出电压，由此确定是否开启或关闭自给取电电路。

3.基于权利要求书1所述功能，其特征在于采用包括但不限于CPU的ADC电路、CPU的内置比较器、IO输入直接高低电平比较作为电压监测方法监控自给取电输出电压。

4.本发明其特征在于包括但不限于用MOS管、三极管作为打开或关闭硬件监测器件。

5.本发明其特征在于包括但不限于用MOS管、三极管作为打开或关闭自给取电电路。

6.本发明其特征在于包括但不限于用稳压管、三极管作为调节硬件电压比较器件的监测监视电压。