CN111071046A - 高低压检测电路 - Google Patents

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CN111071046A CN201911129372.3A CN201911129372A CN111071046A CN 111071046 A CN111071046 A CN 111071046A CN 201911129372 A CN201911129372 A CN 201911129372A CN 111071046 A CN111071046 A CN 111071046A
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    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques

Abstract

本申请涉及一种高低压检测电路，包括：第一分压电路，第一分压电路的第一端和输入端电性连接；报警电路，报警电路的第一端和外部的报警输入信号电性连接，报警电路的第二端和外部的控制电路电性连接，报警电路用于输出报警信号给外部的控制电路；第一开关元件，第一开关元件的控制端和第一分压电路的第二端电性连接，第一开关元件的第一端和报警电路的第二端电性连接，第一开关元件的第二端接地；第二分压电路，第二分压电路的第一端分别和输入端、第一分压电路的第一端电性连接；第二开关元件，第二开关元件的控制端和第二分压电路的第二端电性连接，第二开关元件的第一端和第一开关元件的控制端电性连接，第二开关元件的第二端接地。

Description

高低压检测电路
技术领域
本申请涉及电压检测技术领域，尤其涉及一种高低压检测电路。
背景技术
一些电源常因为各种原因，造成输出电压不稳定。如车辆在使用过程中，常常因打火、急加速、急刹车等动作会使电瓶的输出的电压出现过高或者过低的波动，从而会影响到车辆的电子设备的正常工作，严重时会导致电子设备发生不可恢复的损毁。为了防止电子设备损坏，现有的方案是通过电子设备的单片机进行AD采样，从而检测输入到电子设备的输入端的电压值，以判断电压是否过低或过高。而AD采样，需对一段时间内的电源电压进行连续采样再取平均值，造成测量速度慢，测量电压不准。
因此，如何提供一种能准确判断电压是否过高或过低的方案，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请提供一种高低压检测电路，旨在解决现有的检测电压不准确的技术问题。
本申请提供一种高低压检测电路，所述高低压检测电路包括：
第一分压电路，所述第一分压电路的第一端和所述输入端电性连接，所述第一分压电路用于分压；
报警电路，所述报警电路的第一端和外部的报警输入信号电性连接，所述报警电路的第二端和外部的控制电路电性连接，所述报警电路用于输出报警信号给外部的控制电路；
第一开关元件，所述第一开关元件的控制端和第一分压电路的第二端电性连接，所述第一开关元件的第一端和所述报警电路的第二端电性连接，所述第一开关元件的第二端接地，在所述输入端的电压小于第一电压时，所述
第一开关元件的第一端和第二端断开，以使所述报警电路的第二端输出报警信号；
第二分压电路，所述第二分压电路的第一端分别和输入端、第一分压电路的第一端电性连接，所述第二分压元件用于分压；
第二开关元件，所述第二开关元件的控制端和第二分压电路的第二端电性连接，所述第二开关元件的第一端和所述第一开关元件的控制端电性连接，所述第二开关元件的第二端接地；在所述输入端的电压大于第二电压时，所述第二开关元件的第一端和第二端电性连接，使所述第一开关元件的控制端接地，所述第一开关元件的第一端和第二端断开，以使所述报警电路的第二端输出报警信号，其中，所述第二电压大于第一电压。
优选地，所述第一开关元件包括第一三极管，所述第一三极管的基极和第一分压电路的第二端电性连接，所述第一三极管的集电极和报警电路的第二端电性连接，所述第一三极管的发射极接地。
优选地，所述第二开关元件包括第二三极管，所述第二三极管的基极和第二分压电路的第二端电性连接，所述第二三极管的集电极和所述第一三极管的基极电性连接，所述第二三极管的发射极接地。
优选地，所述第一三极管为N型三极管，所述第二三极管为N型三极管，所述第一三极管和第二三极管的导通电压相同。
优选地，所述第一分压电路包括第一稳压二极管、第一分压元件和第二分压元件，所述第一稳压二极管的负极和所述输入端电性连接，所述第一稳压二极管的正极和所述第一分压元件的第一端电性连接，所述第一分压元件的第二端分别和所述第一开关元件的控制端、所述第二开关元件的第一端、所述第二分压元件的第一端电性连接，所述第二分压元件的第二端接地。
优选地，所述第二分压电路包括第二稳压二极管、第三分压元件和第四分压元件，所述第二稳压二极管的负极分别和所述输入端、所述第一稳压二极管的负极电性连接，所述第二稳压二极管的正极和所述第三分压元件的第一端电性连接，所述第三分压元件的第二端分别和所述第二开关元件的控制端、所述第四分压元件的第一端电性连接，所述第四分压元件的第二端接地。
优选地，所述第二稳压二极管的击穿电压大于所述第一稳压二极管的击穿电压。
优选地，所述第一分压电路还包括第一电容，所述第一电容的第一端分别和第二分压元件的第一端、第一开关元件的控制端电性连接，所述第一电容的第二端接地；所述第二分压电路还包括第二电容，所述第二电容的第一端分别和第二分压元件的第一端、第二开关元件的控制端电性连接，所述第二电容的第二端接地。
优选地，所述第一开关元件的控制端电压大于所述第二开关元件的控制端电压。
优选地，所述报警电路包括第五分压元件，所述第五分压元件的第一端用于输入报警信号，所述第五分压元件的第二端分别和外部的控制电路、第一分压元件的第一端电性连接。
与现有技术相比，本申请提供的技术方案，高低压检测电路包括：第一分压电路，所述第一分压电路的第一端和所述输入端电性连接，所述第一分压电路用于分压；报警电路，所述报警电路的第一端和外部的报警输入信号电性连接，所述报警电路的第二端和外部的控制电路电性连接，所述报警电路用于输出报警信号给外部的控制电路；第一开关元件，所述第一开关元件的控制端和第一分压电路的第二端电性连接，所述第一开关元件的第一端和所述报警电路的第二端电性连接，所述第一开关元件的第二端接地，在所述输入端的电压小于第一电压时，所述第一开关元件的第一端和第二端断开，以使所述报警电路的第二端输出报警信号；第二分压电路，所述第二分压电路的第一端分别和输入端、第一分压电路的第一端电性连接，所述第二分压元件用于分压；第二开关元件，所述第二开关元件的控制端和第二分压电路的第二端电性连接，所述第二开关元件的第一端和所述第一开关元件的控制端电性连接，所述第二开关元件的第二端接地；在所述输入端的电压大于第二电压时，所述第二开关元件的第一端和第二端电性连接，使所述第一开关元件的控制端接地，所述第一开关元件的第一端和第二端断开，以使所述报警电路的第二端输出报警信号，其中，所述第二电压大于第一电压，能在输入端的电压过低时输出报警信号，也能在输出端电压过高时输出报警信号，电路功能丰富，采用纯硬件的元器件，电路不易损坏，检测电压精确，在电压异常时，能快速输出报警信号。
附图说明
图1为本申请提供的高低压检测电路的具体电路示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，如下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，示例性地，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在本申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
请参阅图1，图1为本申请第一实施例提供的一种高低压检测电路10，该高低压检测电路10用于检测输入端BAT的电压，在输入端的电压过高过或过低时，高低压检测电路10给外部的控制电路输入报警信号ALM，从而外部的控制电路能确定输入端BAT的电压异常，进而采取相应措施。
输入端BAT为给其他装置供电的供电端口。例如输入端BAT可以为车辆上的电源的输出端。高低压检测电路10检测车辆电源的输出的电压是否稳定，车辆的电源的输出端的电压过高或过低时，输出报警信号ALM给外部的控制电路。
外部的控制电路具体电路不做限定，其能接收高低压检测电路10发出的信号即可。具体的，外部的控制电路可以为单片机，在单片机接收到报警信号ALM时，单片机控制关闭车辆的部分功能，或者切断车辆上的电源。
高低压检测电路10包括第一分压电路11、报警电路12、第一开关元件13、第二分压电路14和第二开关元件15。
第一分压电路11的第一端和输入端BAT电性连接，第一分压电路11用于分压；报警电路12的第一端和外部的报警输入信号MOU电性连接，所述报警电路12的第二端和外部的控制电路电性连接，所述报警电路12的第二端用于输出报警信号ALM给外部的控制电路；第一开关元件13的控制端和第一分压电路11的第二端电性连接，第一开关元件13的第一端和报警电路12的第二端电性连接，所述第一开关元件13的第二端接地，在所述输入端BAT的电压小于第一电压时，所述第一开关元件13的第一端和第二端断开，报警电路12的第二端不接地，以使所述报警电路12的第二端输出报警信号ALM；第二分压电路14的第一端分别和输入端BAT、第一分压电路11的第一端电性连接，所述第二分压元件用于分压；第二开关元件15的控制端和第二分压电路14的第二端电性连接，第二开关元件15的第一端和所述第一开关元件13的控制端电性连接，第二开关元件15的第二端接地；在输入端BAT的电压大于第二电压时，第二开关元件15的第一端和第二端电性连接，使第一开关元件13的控制端接地，以致第一开关元件13的第一端和第二端断开，报警电路12的第二端不接地，以使所述报警电路12的第二端输出报警信号ALM，其中，所述第二电压大于第一电压。在输入端BAT的电压大于第一电压小于第二电压时，第二开关元件15的第一端和第二端电性断开，第一开关元件13的控制端不接地，第一开关元件13的第一端和第二端电性导通，致使报警电路12的第二端接地，从而报警电路12的第二端不能输出报警信号ALM给外部的控制电路。可以理解，在本申请中，报警信号ALM为高电平。
第一分压电路11包括第一稳压二极管D1、第一分压元件R1和第二分压元件R2，第一稳压二极管D1的负极和所述输入端BAT电性连接，第一稳压二极管D1的正极和所述第一分压元件R1的第一端电性连接，第一分压元件R1的第二端分别和所述第一开关元件13的控制端、第二开关元件15的第一端、所述第二分压元件R2的第一端电性连接，第二分压元件R2的第二端接地。在本实施例中，第一分压元件R1和第二分压元件R2都为电阻。若第一稳压二极管D1的击穿电压为U1，第一分压元件R1的阻值为R1，第二分压元件R2的阻值为R2，输入端BAT的电压为U，则第一开关元件13的控制端的电压为(U-U1)*R2/(R1+R2)。第一稳压二极管D1的击穿电压U1、第一分压元件R1的阻值为R1、第二分压元件R2的阻值R2可根据需要，选择不同大小的元件。在本实施例中，第一稳压二极管D1的击穿电压为6.8V，第一分压元件R1的阻值为47KΩ，第二分压元件R2的阻值为27KΩ。则第一开关元件13的控制端电压为(U-6.8V)*27/(47+27)。
第一分压电路11还包括第一电容C1，第一电容C1的第一端分别和第二分压元件R2的第一端、第一开关元件13的控制端电性连接，第一电容C1的第二端接地。第一电容C1能对第一分压电路11输出给第一开关元件13的控制端的电压进行滤波，使第一分压电路11输出给第一开关元件13的控制端的电压更稳定。
第二分压电路14包括第二稳压二极管D2、第三分压元件R3和第四分压元件R4，第二稳压二极管D2的负极和所述输入端BAT电性连接，第二稳压二极管D2的正极和所述第三分压元件R3的第一端电性连接，第三分压元件R3的第二端分别和所述第二开关元件15的控制端、所述第四分压元件R4的第一端电性连接，第四分压元件R4的第二端接地。在本实施例中，第三分压元件R3和第四分压元件R4都为电阻。若第二稳压二极管D2的击穿电压为U2，第三分压元件R3的阻值为R3，第四分压元件R4的阻值为R4，输入端BAT的电压为U，则第一开关元件13的控制端的电压为(U-U2)*R4/(R3+R4)。第二稳压二极管D2的击穿电压U2、第三分压元件R3的阻值为R3、第四分压元件R4的阻值R4可根据需要，选择不同大小的元件。其中，第二稳压二极管D2的击穿电压大于所述第一稳压二极管D1的击穿电压。经过第一分压电路11和第二分压电路14的分压，第一开关元件13的控制端电压大于所述第二开关元件15的控制端电压。在本实施例中，第二稳压二极管D2的击穿电压为16V，第三分压元件R3的阻值为10KΩ，第四分压元件R4的阻值为47KΩ。则第二开关元件15的控制端电压为(U-16V)*47/(10+47)。
第二分压电路14还包括第二电容C2，第二电容C2的第一端分别和第四分压元件R4的第一端、第二开关元件15的控制端电性连接，第二电容C2的第二端接地。第二电容C2能对第二分压电路14输出给第二开关元件15的控制端的电压进行滤波，使第二分压电路14输出给第二开关元件15的控制端的电压更稳定。
第一开关元件13可以为MOS管或三极管。在本实施例中，第一开关元件13为三极管，即为图中的第一三极管Q1。在本实施例中，第一三极管Q1为N型三极管。第一三极管Q1的基极和第一分压电路11的第二端电性连接，第一三极管Q1的集电极和报警电路12的第二端电性连接，第一三极管Q1的发射极接地。输出端的电压小于第一电压，即第一三极管Q1的基极电压小于导通电压时，第一三极管Q1的集电极和发射极电性断开，从而报警电路12的第二端不接地，报警电路12就能输出报警信号ALM给外部的控制电路。输出端的电压大于第一电压，但小于第二电压，即第一三极管Q1的基极电压达到导通电压时，第一三极管Q1的集电极和发射极电性导通，从而报警电路12的第二端接地，报警电路12就不能输出报警信号ALM给外部的控制电路。第一电压能使第一三极管Q1的基极达到导通电压。在本申请中，第一三极管Q1的导通电压为0.75V。在(U-U1)*R2/(R1+R2)≥0.75V时，第一三极管Q1的集电极和发射极电性导通。
第二开关元件15可以为MOS管或三极管。在本实施例中，第二开关元件15为三极管，即为图中的第二三极管Q2。在本实施例中，第二三极管Q2为N型三极管。第二三极管Q2的基极和第二分压电路14的第二端电性连接，所述第二三极管Q2的集电极和所述第一三极管Q1的基极电性连接，所述第二三极管Q2的发射极接地。优选地，所述第一三极管Q1和第二三极管Q2的导通电压相同。输出端的电压小于第二电压，即第二三极管Q2的基极电压小于导通电压时，第二三极管Q2的集电极和发射极电性断开，从而第一三极管Q1的基极不接地，报警电路12就能输出报警信号ALM给外部的控制电路。输出端的电压大于第二电压，即第二三极管Q2的基极电压达到导通电压时，第二三极管Q2的集电极和发射极电性导通，从而第一开关元件13的控制端接地，也即第一三极管Q1的基极接地，第一三极管Q1的基极电压小于第一三极管Q1的导通电压，第一三极管Q1的集电极和发射极电性断开，报警电路12即输出报警信号ALM给外部的控制电路。第二电压能使第二三极管Q2的基极达到导通电压。在本申请中，第二三极管Q2的导通电压为0.75V。在(U-U2)*R4/(R3+R4)≥0.75V时，第二三极管Q2的集电极和发射极电性导通。
报警电路12包括第五分压元件R5，第五分压元件R5的第一端用于输入报警信号ALM，即第五分压元件R5的第一端和提供报警信号ALM的外部的电路连接，第五分压元件R5的第二端分别和外部的控制电路、第一分压元件R1的第一端电性连接。第五分压元件R5可以为电阻，即图中的第五电阻R5。
报警电路12还包括第三电容C3，第三电容C3的第一端分别和第五分压元件R5的第二端、第一三极管Q1的集电极电性连接。第三电容C3能使输出给外部的控制电路的报警信号ALM更加稳定。
与现有技术相比，本申请提供的技术方案，高低压检测电路包括：第一分压电路，所述第一分压电路的第一端和所述输入端电性连接，所述第一分压电路用于分压；报警电路，所述报警电路的第一端和外部的报警输入信号电性连接，所述报警电路的第二端和外部的控制电路电性连接，所述报警电路用于输出报警信号给外部的控制电路；第一开关元件，所述第一开关元件的控制端和第一分压电路的第二端电性连接，所述第一开关元件的第一端和所述报警电路的第二端电性连接，所述第一开关元件的第二端接地，在所述输入端的电压小于第一电压时，所述第一开关元件的第一端和第二端断开，以使所述报警电路的第二端输出报警信号；第二分压电路，所述第二分压电路的第一端分别和输入端、第一分压电路的第一端电性连接，所述第二分压元件用于分压；第二开关元件，所述第二开关元件的控制端和第二分压电路的第二端电性连接，所述第二开关元件的第一端和所述第一开关元件的控制端电性连接，所述第二开关元件的第二端接地；在所述输入端的电压大于第二电压时，所述第二开关元件的第一端和第二端电性连接，使所述第一开关元件的控制端接地，所述第一开关元件的第一端和第二端断开，以使所述报警电路的第二端输出报警信号，其中，所述第二电压大于第一电压，能在输入端的电压过低时输出报警信号，也能在输出端电压过高时输出报警信号，电路功能丰富，采用纯硬件的元器件，电路不易损坏，检测电压精确，在电压异常时，能快速输出报警信号。
描述于本申请实施例中所涉及到的模块或单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的保护范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高低压检测电路，其特征在于，所述高低压检测电路包括：
第一分压电路，所述第一分压电路的第一端和所述输入端电性连接，所述第一分压电路用于分压；
报警电路，所述报警电路的第一端和外部的报警输入信号电性连接，所述报警电路的第二端和外部的控制电路电性连接，所述报警电路用于输出报警信号给外部的控制电路；
第一开关元件，所述第一开关元件的控制端和第一分压电路的第二端电性连接，所述第一开关元件的第一端和所述报警电路的第二端电性连接，所述第一开关元件的第二端接地，在所述输入端的电压小于第一电压时，所述第一开关元件的第一端和第二端断开，以使所述报警电路的第二端输出报警信号；
第二分压电路，所述第二分压电路的第一端分别和输入端、第一分压电路的第一端电性连接，所述第二分压元件用于分压；
第二开关元件，所述第二开关元件的控制端和第二分压电路的第二端电性连接，所述第二开关元件的第一端和所述第一开关元件的控制端电性连接，所述第二开关元件的第二端接地；在所述输入端的电压大于第二电压时，所述第二开关元件的第一端和第二端电性连接，使所述第一开关元件的控制端接地，所述第一开关元件的第一端和第二端断开，以使所述报警电路的第二端输出报警信号，其中，所述第二电压大于第一电压。
2.如权利要求1所述的高低压检测电路，其特征在于：所述第一开关元件包括第一三极管，所述第一三极管的基极和第一分压电路的第二端电性连接，所述第一三极管的集电极和报警电路的第二端电性连接，所述第一三极管的发射极接地。
3.如权利要求2所述的高低压检测电路，其特征在于：所述第二开关元件包括第二三极管，所述第二三极管的基极和第二分压电路的第二端电性连接，所述第二三极管的集电极和所述第一三极管的基极电性连接，所述第二三极管的发射极接地。
4.如权利要求3所述的高低压检测电路，其特征在于：所述第一三极管为N型三极管，所述第二三极管为N型三极管，所述第一三极管和第二三极管的导通电压相同。
5.如权利要求1所述的高低压检测电路，其特征在于：所述第一分压电路包括第一稳压二极管、第一分压元件和第二分压元件，所述第一稳压二极管的负极和所述输入端电性连接，所述第一稳压二极管的正极和所述第一分压元件的第一端电性连接，所述第一分压元件的第二端分别和所述第一开关元件的控制端、所述第二开关元件的第一端、所述第二分压元件的第一端电性连接，所述第二分压元件的第二端接地。
6.如权利要求5所述的高低压检测电路，其特征在于：所述第二分压电路包括第二稳压二极管、第三分压元件和第四分压元件，所述第二稳压二极管的负极分别和所述输入端、所述第一稳压二极管的负极电性连接，所述第二稳压二极管的正极和所述第三分压元件的第一端电性连接，所述第三分压元件的第二端分别和所述第二开关元件的控制端、所述第四分压元件的第一端电性连接，所述第四分压元件的第二端接地。
7.如权利要求6所述的高低压检测电路，其特征在于：所述第二稳压二极管的击穿电压大于所述第一稳压二极管的击穿电压。
8.如权利要求6所述的高低压检测电路，其特征在于：所述第一分压电路还包括第一电容，所述第一电容的第一端分别和第二分压元件的第一端、第一开关元件的控制端电性连接，所述第一电容的第二端接地；所述第二分压电路还包括第二电容，所述第二电容的第一端分别和第二分压元件的第一端、第二开关元件的控制端电性连接，所述第二电容的第二端接地。
9.如权利要求1所述的高低压检测电路，其特征在于：所述第一开关元件的控制端电压大于所述第二开关元件的控制端电压。
10.如权利要求1所述的高低压检测电路，其特征在于：所述报警电路包括第五分压元件，所述第五分压元件的第一端用于输入报警信号，所述第五分压元件的第二端分别和外部的控制电路、第一分压元件的第一端电性连接。
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