CN111812556B - 一种带分压电阻的插座插接完好的检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于电路检测技术改进领域，提供了一种带分压电阻的插座插接完好的检测电路，包括分压输入单元、硬件上限检测单元、硬件下限检测单元及隔离驱动单元，所述分压输入单元的输出端连接所述硬件上限检测单元的输入端，所述硬件上限检测单元的输出端连接所述硬件下限检测单元的输入端，所述硬件下限检测单元的输出端连接所述隔离驱动单元的输入端。该检测电路结构简单，利用光耦降低了成本，建立一个分压网络，使其与插座上的电阻实现技术标准要求的分压后的电压输出，分出低压输出，并要求该电压输出落入给定的容错范围。
Description
技术领域
本发明属于电路检测技术改进领域，尤其涉及一种带分压电阻的插座插接完好的检测电路。
背景技术
为了可靠性连接的要求，有很多设备需要对专业电缆插座的连接状况进行检测；这些电缆插座只配备了大约500欧姆的检测电路，需要主设备给出可靠的电路与之进行分压，由于安规的要求，该电压还需要耐压约4000VAC的隔离运放放大后，再传给MCU处理器进行采样计算，通过判定插座连接前和连接后分压电压的不同，同时判定分压网络是否在要求的容错电压范围内，来判定该插座是否可靠的连接。
由上可知，这个功能的实现，需要昂贵的隔离运算放大器器件，成本很高。同时，软件上还需给出复杂的算法，使用模数转换器进行采样计算，再由软件进行判定比较接口的电压容错范围，才能给出是否插接好的结论。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带分压电阻的插座插接完好的检测电路，旨在解决上述的技术问题。
本发明是这样实现的，一种带分压电阻的插座插接完好的检测电路，所述带分压电阻的插座插接完好的检测电路包括分压输入单元、硬件上限检测单元、硬件下限检测单元及隔离驱动单元，所述分压输入单元的输出端连接所述硬件上限检测单元的输入端，所述硬件上限检测单元的输出端连接所述硬件下限检测单元的输入端，所述硬件下限检测单元的输出端连接所述隔离驱动单元的输入端。
本发明的进一步技术方案是：所述分压输入单元根据连接的插座内部分压检测电阻使得输入电压经分压后在3.5-4.5之间浮动。
本发明的进一步技术方案是：所述硬件上限检测单元根据检测到的电压的升高变化判断电阻老化阻值上升导致端口上限电压给出故障指示。
本发明的进一步技术方案是：所述硬件下限检测单元利用检测电压跌落导致端口下限硬件检测，当VCC1的电压，跌落低于约9.6V时，此时对应插座内部标准阻值500欧姆产生的Plug_input端口电压为3.2V，此时会使得U2截止，U3导通，所述隔离驱动单元中 Q1截止，U4导通，隔离驱动单元的输出电平Connect ok端口出现低电平故障指示。
本发明的进一步技术方案是：所述隔离驱动单元根据分压输入单元Plug_input端口电压超出上下限电压的故障电平指示，当Q1截止，U4导通，输出电平Connect ok端口出现低电平故障指示，否则，高电平为正常电平指示。
本发明的进一步技术方案是：所述分压输入单元包括电阻R1、电阻R2、电容C1及电容C2，所述电容C的一端分别连接所述电容C2的一端、电阻R1的一端、电阻R2的一端及Pluginput端，所述电容C1的另一端及电容C2的另一端分别接地。
本发明的进一步技术方案是：所述硬件上限检测单元包括电阻R3、电阻R4、电阻R5及稳压电压管U1，电阻R3的一端连接所述电容C1的一端，所述电阻R3的另一端分别连接所述电阻R4的一端及稳压电压管U1的第1脚，所述稳压电压管U1的第2脚连接所述电阻R5的一端，所述电阻R4的另一端及稳压电压管U1的第3脚分别接地。
本发明的进一步技术方案是：所述硬件下限检测单元包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R12、稳压电压管U2及稳压电压管U3，所述稳压电压管U2的第1脚分别连接所述电阻R9的一端及电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端经所述电阻R7连接所述电阻R6的一端，所述稳压电源管U2的第2脚分别连接所述电阻R10的一端、电阻R12的一端及稳压电压管U2的第1脚，所述稳压电压管U3的第3脚、电阻R10的另一端、稳压电压管U2的第3脚及电阻R9的另一端分别接地。
本发明的进一步技术方案是：所述隔离驱动单元包括电阻R13、电容C3、三极管Q1、电阻R15、电阻R14及光电耦合器U4，所述光电耦合器U4的第1脚分别连接所述电阻R15的一端及三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的基级分别连接所述电容C3的一端、电阻R13的一端、稳压电压管U3的第2脚及稳压电压管U1的第2脚，所述电阻R15的另一端分别连接所述电阻R12的另一端、电阻R6的另一端、电阻R5的另一端、电阻R2的另一端、电阻R1的另一端及电源VCC1,所述光电耦合器U4的第4脚连接所述电阻R14的一端，所述光电耦合器U4的第2、3脚、三极管Q1的发射极、电容C3的另一端及电阻R13的另一端分别接地。
本发明的有益效果是：该检测电路结构简单，利用光耦降低了成本，建立一个分压网络，使其与插座上的电阻实现技术标准要求的分压后的电压输出，分出低压输出，并要求该电压输出落入给定的容错范围。插头不接插，则要求该分压网络的输出为分压网络的电源电压。通过431电路来设置该电压的容错范围，并输出相应的指示电平，使用普通的光耦来实现电平的隔离传输，总成本可以降低80%。
附图说明
图1是本发明实施例提供的带分压电阻的插座插接完好的检测电路的电气原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供的带分压电阻的插座插接完好的检测电路，所述带分压电阻的插座插接完好的检测电路包括分压输入单元、硬件上限检测单元、硬件下限检测单元及隔离驱动单元，所述分压输入单元的输出端连接所述硬件上限检测单元的输入端，所述硬件上限检测单元的输出端连接所述硬件下限检测单元的输入端，所述硬件下限检测单元的输出端连接所述隔离驱动单元的输入端。
所述分压输入单元根据连接的插座内部分压检测电阻使得输入电压经分压后在3.5-4.5之间浮动。插座分压输入电路。Plug_input 接插座内部的分压检测电阻，标准阻值500欧姆，分压后产生约4V电压。
所述硬件上限检测单元根据检测到的电压的升高变化判断电阻老化阻值上升导致端口上限电压给出故障指示。对Plug_input端口电压因电阻老化阻值上升导致的端口上限电压检测。即当插座内部分压检测电阻因老化等原因出现阻值偏高时，会导致Plug_input端口电压升高。当升高到4.775V时，对应插座内部电阻约为660Ω，U1出现导通。使得模块4中的Q1截止，U4导通，此时模块4的输出电平Connect ok端口出现低电平故障指示。
所述硬件下限检测单元利用检测电压跌落导致端口下限硬件检测，当VCC1的电压，跌落低于约9.6V时，此时对应插座内部标准阻值500欧姆产生的Plug_input端口电压为3.2V，此时会使得U2截止，U3导通，所述隔离驱动单元中 Q1截止，U4导通，隔离驱动单元的输出电平Connect ok端口出现低电平故障指示。对Plug_input端口电压因检测电压跌落导致的端口下限电压检测。检测电压VCC1出现跌落的下限硬件检测。
Connect ok端口输出，所述隔离驱动单元根据分压输入单元Plug_input端口电压超出上下限电压的故障电平指示，当Q1截止，U4导通，输出电平Connect ok端口出现低电平故障指示，否则，高电平为正常电平指示。
所述分压输入单元包括电阻R1、电阻R2、电容C1及电容C2，所述电容C的一端分别连接所述电容C2的一端、电阻R1的一端、电阻R2的一端及Plug input端，所述电容C1的另一端及电容C2的另一端分别接地。
所述硬件上限检测单元包括电阻R3、电阻R4、电阻R5及稳压电压管U1，电阻R3的一端连接所述电容C1的一端，所述电阻R3的另一端分别连接所述电阻R4的一端及稳压电压管U1的第1脚，所述稳压电压管U1的第2脚连接所述电阻R5的一端，所述电阻R4的另一端及稳压电压管U1的第3脚分别接地。
所述硬件下限检测单元包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R12、稳压电压管U2及稳压电压管U3，所述稳压电压管U2的第1脚分别连接所述电阻R9的一端及电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端经所述电阻R7连接所述电阻R6的一端，所述稳压电源管U2的第2脚分别连接所述电阻R10的一端、电阻R12的一端及稳压电压管U2的第1脚，所述稳压电压管U3的第3脚、电阻R10的另一端、稳压电压管U2的第3脚及电阻R9的另一端分别接地。
所述隔离驱动单元包括电阻R13、电容C3、三极管Q1、电阻R15、电阻R14及光电耦合器U4，所述光电耦合器U4的第1脚分别连接所述电阻R15的一端及三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的基级分别连接所述电容C3的一端、电阻R13的一端、稳压电压管U3的第2脚及稳压电压管U1的第2脚，所述电阻R15的另一端分别连接所述电阻R12的另一端、电阻R6的另一端、电阻R5的另一端、电阻R2的另一端、电阻R1的另一端及电源VCC1,所述光电耦合器U4的第4脚连接所述电阻R14的一端，所述光电耦合器U4的第2、3脚、三极管Q1的发射极、电容C3的另一端及电阻R13的另一端分别接地。
Plug input输入端口接插座自带的500欧姆电阻。由上述原理图为例，假设VCC1电压为12V，当插座插好时，则在Plug input输入端口的电压为4V，当插座没有插接完好时，插座端的500欧姆电阻则没有接入，Plug input端口悬空，此时的电压为12V.
当插座插好后，Plug input端口电压为4V，则在431芯片的输入1脚，经过再次分压后，得到2.09V，小于431的比较电压2.5V，这将意味着U1处于截止状态，即2脚和3脚之间不导通。根据这个关系，Plug input的电压可以容错上升到4.78V, U1的状态才会发生改变。即高于4.78V，U1导通，低于4.78V，U1截止。
我们再看U2，U2的431的第一脚的分压网络连接的是VCC1，U2对应VCC1的电压范围为低于9.6V，U2截止，同时U3导通，VCC1高于9.6V，U2导通，U3截止。
综合以上的逻辑关系，我们实现了，如下目的：
（1）考虑插头附带电阻的误差性，在额定12V电源VCC1，额定的Plug input电压输出为标准的4V，考虑插头接插上分出低压的逻辑，我们只需将插头电阻往阻值偏大的方向容错，阻值越大，Plug input电压越高，我们设计最大可以容错到4.78V，可以根据不同标准要求具体调整。此时当容错高于4.78V时，U1导通，U3截止，Q1的基极输入为低电平，光耦U4被截止，隔离输出端口Connect OK为高电平，表明插头插接异常。
（2）由于电源电压都要求有过压保护，因此，该电路我们只考虑电源电压的跌落特性。当电源电压跌落到9.6V以下时，表明分压网络电源故障，此时U2截止，U3导通，Q1被截止，光耦U4也被截止，隔离输出端口Connect OK为也高电平。也表明插头插接异常。
（3）而正常工作状态下，即Plug input端口容错在4.78V以内，或者电源电压高于9.6V，此时对应的逻辑电平都是隔离输出端口Connect OK为低电平，表明插头插接正常。
（4）而当插头不差接时，Plug input端口满足为VCC1电压的指示，即该端口电压为12V, 同时U1被导通，Q1截止，U4被截止，隔离输出端口Connect OK为也高电平。此时也表明插头插接异常。
（5）因此，该电路间接的实现了Plug input端口（3.2V-4.78V）的容错电压指示范围，同时，省去了隔离运放和普通运放处理电路，整个电路成本降低80%以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种带分压电阻的插座插接完好的检测电路，其特征在于，所述带分压电阻的插座插接完好的检测电路包括分压输入单元、用于检测分压电阻误差导致的检测电压上限值的硬件上限检测单元、用于检测分压电阻误差导致的检测电压下限值的硬件下限检测单元及隔离驱动单元，所述分压输入单元的输出端连接所述硬件上限检测单元的输入端，所述硬件上限检测单元的输出端连接所述硬件下限检测单元的输入端，所述硬件下限检测单元的输出端连接所述隔离驱动单元的输入端，所述分压输入单元上连接Plug input输入端口，所述Plug input输入端口插接插座；
所述硬件上限检测单元包括电阻R3、电阻R4、电阻R5及稳压电压管U1，电阻R3的一端连接电容C1的一端，所述电阻R3的另一端分别连接所述电阻R4的一端及稳压电压管U1的第1脚，所述稳压电压管U1的第2脚连接所述电阻R5的一端，所述电阻R4的另一端及稳压电压管U1的第3脚分别接地；
所述硬件下限检测单元包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R12、稳压电压管U2及稳压电压管U3，所述稳压电压管U2的第1脚分别连接所述电阻R9的一端及电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端经所述电阻R7连接所述电阻R6的一端，所述稳压电源管U2的第2脚分别连接所述电阻R10的一端、电阻R12的一端及稳压电压管U3的第1脚，所述稳压电压管U3的第3脚、电阻R10的另一端、稳压电压管U2的第3脚及电阻R9的另一端分别接地。
2.根据权利要求1所述的带分压电阻的插座插接完好的检测电路，其特征在于，所述分压输入单元根据连接的插座内部分压检测电阻使得输入电压经分压后在3.5V-4.5V之间浮动。
3.根据权利要求2所述的带分压电阻的插座插接完好的检测电路，其特征在于，所述硬件上限检测单元根据检测到的电压的升高变化判断电阻老化阻值上升导致端口上限电压给出故障指示，其故障指示为输出为高电平时，表示插座插接完好；输出为低电平时，表示插座插接失败。
4.根据权利要求3所述的带分压电阻的插座插接完好的检测电路，其特征在于，所述硬件下限检测单元利用检测电压跌落导致端口下限硬件检测，当检测电路的供电电源电压VCC1的电压，跌落低于9.6V时，此时对应插座内部标准阻值500欧姆产生的Plug_input输入端口电压为3.2V，此时会使得稳压二极管U2截止，稳压二极管U3导通，所述隔离驱动单元中三极管Q1截止，光电耦合器U4导通，隔离驱动单元的输出电平Connect ok端口出现低电平故障指示插座插接失败, Connect ok即为检测电路输出信号指示，高电平表示插座插接完好，低电平表示插座插接失败。
5.根据权利要求4所述的带分压电阻的插座插接完好的检测电路，其特征在于，所述隔离驱动单元根据分压输入单元Plug_input输入端口电压超出上下限电压的故障电平指示，当三极管Q1截止，光电耦合器U4导通，输出电平Connect ok端口出现低电平故障指示，否则，高电平为正常电平指示。
6.根据权利要求1-5任一项所述的带分压电阻的插座插接完好的检测电路，其特征在于，所述分压输入单元包括电阻R1、电阻R2、电容C1及电容C2，所述电容C1的一端分别连接所述电容C2的一端、电阻R1的一端、电阻R2的一端及Plug input端，所述电容C1的另一端及电容C2的另一端分别接地。
7.根据权利要求6所述的带分压电阻的插座插接完好的检测电路，其特征在于，所述隔离驱动单元包括电阻R13、电容C3、三极管Q1、电阻R15、电阻R14及光电耦合器U4，所述光电耦合器U4的第1脚分别连接所述电阻R15的一端及三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的基级分别连接所述电容C3的一端、电阻R13的一端、稳压电压管U3的第2脚及稳压电压管U1的第2脚，所述电阻R15的另一端分别连接所述电阻R12的另一端、电阻R6的另一端、电阻R5的另一端、电阻R2的另一端、电阻R1的另一端及电源VCC1,所述光电耦合器U4的第4脚连接所述电阻R14的一端，所述光电耦合器U4的第2、3脚、三极管Q1的发射极、电容C3的另一端及电阻R13的另一端分别接地。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 518000 108, building 8a2, Yangtian Road, district 72, Xingdong community, Xin'an street, Bao'an District, Shenzhen, Guangdong Province Applicant after: Shenzhen leader new energy Co.,Ltd. Address before: 518000 e-commerce building 6N, chaguang Road, Xili street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant before: SHENZHEN SURPASS SUN NEW ENERGY TECHNOLOGIES Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |