CN113252969A - 双限可调过流检测电路及过流检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双限可调过流检测电路及过流检测装置，其电路包括：信号采样单元，通过对待检测电路进行采样以输出采样电压；可调单元，输入端与参考电源相连接，通过调节可调电阻以输出限值电压；第一比较单元，第一输入端连接到信号采样单元的输出端，第二输入端连接到可调单元的第一输出端，以便在调节可调电阻时获取第一限值电压，并根据采样电压和第一限值电压输出比较结果；第二比较单元，第一输入端连接到信号采样单元的输出端，第二输入端连接到可调单元的第二输出端，以便在调节可调电阻时获取第二限值电压，并根据采样电压和第二限值电压输出比较结果；从而提高过流检测反应速度，避免了负向电压对器件的冲击，大大提高了用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及电路设计技术领域，特别涉及一种双限可调过流检测电路以及一种过流检测装置。
背景技术
相关技术中，过流检测电路是对待检测电路的电流进行检测以判断是否过流，现有过流检测电路一般仅在单方向设置过流参考值，且过流参考值不可调整，从而不仅无法避免负向电压对器件的冲击还局限了使用范围，大大降低用户体验。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种双限可调过流检测电路，通过设置单个可调电阻同时调整过流的上下限值，从而提高过流检测反应速度，避免了负向电压对器件的冲击，大大提高了用户体验。
本发明的另一个目的在于提出一种过流检测装置。
为达到上述目的，本发明一方面提出的一种双限可调过流检测电路，包括：信号采样单元，所述信号采样单元的输入端与待检测电路的输出端相连，所述信号采样单元通过对所述待检测电路进行采样以输出采样电压；可调单元，所述可调单元的输入端与参考电源相连接，所述可调单元包括第六电阻、可调电阻和第七电阻，所述第六电阻的一端作为可调单元的输入端，所述可调电阻的第一端与所述第六电阻的另一端相连接，且具有第一节点，所述可调电阻的滑动端连接到所述第一节点，所述第七电阻的一端与所述可调电阻的另一端相连接，且具有第二节点，所述第七电阻的另一端连接到地，所述可调单元通过调节所述可调电阻以输出限值电压；第一比较单元，所述第一比较单元的第一输入端连接到所述信号采样单元的输出端，所述第一比较单元的第二输入端连接到所述第一节点，以便在调节所述可调电阻时获取第一限值电压，并根据所述采样电压和第一限值电压输出比较结果；第二比较单元，所述第二比较单元的第一输入端连接到所述信号采样单元的输出端，所述第二比较单元的第二输入端连接到所述第二节点，以便在调节所述可调电阻时获取第二限值电压，并根据所述采样电压和第二限值电压输出比较结果。
根据本发明提出的双限可调过流检测电路，通过将信号采样单元的输入端与待检测电路的输出端相连，对待检测电路进行采样以输出采样电压，可调单元的输入端与参考电源相连接，可调单元包括第六电阻、可调电阻和第七电阻，第六电阻的一端作为可调单元的输入端，可调电阻的第一端与第六电阻的另一端相连接，且具有第一节点，可调电阻的滑动端连接到第一节点，第七电阻的一端与可调电阻的另一端相连接，且具有第二节点，第七电阻的另一端连接到地，可调单元通过调节可调电阻以输出限值电压；第一比较单元的第一输入端连接到信号采样单元的输出端，第一比较单元的第二输入端连接到第一节点，以便在调节可调电阻时获取第一限值电压，并根据采样电压和第一限值电压输出比较结果；第二比较单元的第一输入端连接到信号采样单元的输出端，第二比较单元的第二输入端连接到第二节点，以便在调节可调电阻时获取第二限值电压，并根据采样电压和第二限值电压输出比较结果；由此，通过设置单个可调电阻同时调整过流的上下限值，从而提高过流检测反应速度，避免了负向电压对器件的冲击，大大提高了用户体验。
另外，根据本发明上述提出的双限可调过流检测电路还可以具有如下附加的技术特征：
可选地，对所述可调电阻进行调节时可同时改变所述第一限值电压和所述第二限值电压。
可选地，当所述采样电压高于所述第一限值电压时，所述第一比较单元输出低电平以判断所述待检测电路过流；当所述采样电压低于所述第二限值电压时，所述第二比较单元输出低电平以判断所述待检测电路过流。
可选地，所述信号采样单元包括采样电阻、运放单元和电压跟随单元，所述采样电阻与所述运放单元的输入端相连接，所述运放单元的输出端与所述电压跟随单元的输入端相连接，所述运放单元对所述采样电阻采集的信号进行放大后再通过所述电压跟随单元进行缓冲处理。
具体地，所述运放单元包括：第一电阻，所述第一电阻的一端连接到电源端；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连接，所述第二电阻的另一端连接到地；第一运算放大器，所述第一运算放大器的正输入端通过第三电阻连接到所述采样电阻的一端，且所述第一运算放大器的正输入端还连接到所述第一电阻和所述第二电阻之间，所述第一运算放大器的负输入端通过第四电阻连接到所述采样电阻的另一端；第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第一运算放大器正输入端相连接，所述第五电阻的另一端与所述第一运算放大器输出端相连接。
可选地，所述电压跟随单元包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的正输入端与所述第一运算放大器的输出端相连接，所述第二运算放大器的负输入端与第二运算放大器的输出端相连接。
可选地，所述第一比较单元包括第一比较器，所述第二比较单元包括第二比较器，所述第一比较器的负输入端与所述第二运算放大器的输出端相连接，所述第一比较器的正输入端连接到所述第六电阻与所述可调电阻之间，并且与所述可调电阻的滑动端相连接；所述第二比较器的正输入端与所述第二运算放大器的输出端相连接，所述第二比较器的负输入端连接到所述可调电阻与所述第七电阻之间。
可选地，还包括第一光耦输出单元和第二光耦输出单元，所述第一光耦输出单元的输入端与所述第一比较单元的输出端相连接，所述第二光耦输出单元的输入端与所述第二比较单元的输出端相连接。
为达到上述目的，本发明另一方面还提出了一种过流检测装置，其包括上述的双限可调过流检测电路。
根据本发明提出的过流检测装置，通过上述的双限可调过流检测电路，从而提高过流检测反应速度，避免了负向电压对器件的冲击，大大提高了用户体验。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的双限可调过流检测电路的电路原理图；
图2为根据本发明一个实施例的双限可调过流检测电路的方框示意图；
图3为根据本发明一个实施例的过流检测装置的方框示意图。
具体实施方式
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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
参考图1-2所示，本发明实施例提出的双限可调过流检测电路，包括信号采样单元10、可调单元20、第一比较单元30和第二比较单元40。
其中，信号采样单元10的输入端与待检测电路的输出端相连，信号采样单元10通过对待检测电路进行采样以输出采样电压。
作为一个实施例，信号采样单元10包括采样电阻RS、运放单元101和电压跟随单元102，采样电阻RS与运放单元101的输入端相连接，运放单元101的输出端与电压跟随单元102的输入端相连接，运放单元101对采样电阻RS采集的信号进行放大后再通过电压跟随单元102进行缓冲处理。
作为一个具体实施例，运放单元101包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第一运算放大器IC1B和第五电阻R5；其中，第一电阻R1的一端连接到电源端；第二电阻R2的一端与第一电阻R1的另一端相连接，第二电阻R2的另一端连接到地GND；第一运算放大器IC1B的正输入端通过第三电阻R3连接到采样电阻RS的一端，且第一运算放大器IC1B的正输入端还连接到第一电阻R1和第二电阻R2之间，第一运算放大器IC1B的负输入端通过第四电阻R4连接到采样电阻RS的另一端；第五电阻R5的一端与第一运算放大器IC1B正输入端相连接，第五电阻R5的另一端与第一运算放大器IC1B输出端相连接。
作为一个具体实施例，电压跟随单元102包括第二运算放大器IC2B，第二运算放大器IC2B的正输入端与第一运算放大器IC1B的输出端相连接，第二运算放大器IC2B的负输入端与第二运算放大器IC2B的输出端相连接。
需要说明的是，第一运算放大器IC1B作为采样后的放大电路，第一电阻R1和第二电阻R2分压作为基准偏置电压，Voffset＝VCC(R2/(R1+R2))，放大倍数由第五电阻R5与第四电阻R4的阻值决定，Gain＝R5/R4；第二运算放大器IC2B作为运放输出电压的跟随电路；从而能够对运放输出电压进行隔离和缓冲。
其中，可调单元20的输入端与参考电源相连接，可调单元20包括第六电阻R6、可调电阻R8和第七电阻R7，第六电阻R6的一端作为可调单元20的输入端，可调电阻R8的第一端与第六电阻R6的另一端相连接，且具有第一节点A，可调电阻R8的滑动端连接到第一节点A，第七电阻R7的一端与可调电阻R8的另一端相连接，且具有第二节点B，第七电阻R7的另一端连接到地GND，可调单元20通过调节可调电阻R8以输出限值电压。
需要说明的是，对可调电阻R8进行调节时可同时改变第一限值电压和第二限值电压。
其中，第一比较单元30的第一输入端连接到信号采样单元10的输出端，第一比较单元30的第二输入端连接到第一节点A，以便在调节可调电阻R8时获取第一限值电压，并根据采样电压和第一限值电压输出比较结果；第二比较单元40的第一输入端连接到信号采样单元10的输出端，第二比较单元40的第二输入端连接到第二节点B，以便在调节可调电阻R8时获取第二限值电压，并根据采样电压和第二限值电压输出比较结果。
作为一个具体实施例，第一比较单元30包括第一比较器IC2A，第二比较单元40包括第二比较器IC1A，第一比较器IC2A的负输入端与第二运算放大器IC2B的输出端相连接，第一比较器IC2A的正输入端连接到第六电阻R6与可调电阻R8之间，并且与可调电阻R8的滑动端相连接；第二比较器IC1A的正输入端与第二运算放大器IC2B的输出端相连接，第二比较器IC1A的负输入端连接到可调电阻R8与第七电阻R7之间。
作为一个示例，当采样电压高于第一限值电压时，第一比较单元30输出低电平以判断待检测电路过流；当采样电压低于第二限值电压时，第二比较单元40输出低电平以判断待检测电路过流；即通过调整可调电阻R8的阻值，引起第一比较器IC2A正输入端和第二比较器IC1A负输入端基准值的变化，导致过流检测电路的上下限值同时发生变化。
需要说明的是，第一比较器IC2A正输入端的电压V+＝VCC*(R8+R7)/(R6+R7+R8)，第二比较器IC1A负输入端的电压V-＝VCC*R7/(R6+R7+R8)；当可调电阻R8＝0时，第一比较器IC2A正输入端的电压V+等于第二比较器IC1A负输入端的电压V-，上下限基准值相同，随着可调电阻R8的不断增大，上下限基准值相差幅值范围越来越大；通过选择合适的第六电阻R6、第七电阻R7和可调电阻R8(最大值)的大小，第一比较器IC2A正输入端的电压V+最大基准值可以接近VCC，第二比较器IC1A负输入端的电压V-最小基准值可以接近0；在设定合适的上下限电流基准值后，不管是正向电流还是负向电流，只要超过上下限电流基准值都会判断待检测电路过流而输出报警信号；由此，通过设置单个可调电阻同时调整过流的上下限值，从而提高过流检测反应速度，避免了负向电压对器件的冲击，大大提高了用户体验。
作为一个具体实施例，上述双限可调过流检测电路还包括第一光耦输出单元50和第二光耦输出单元60，第一光耦输出单元50的输入端与第一比较单元30的输出端相连接，第二光耦输出单元60的输入端与第二比较单元40的输出端相连接。
需要说明的是，如图2所示，第一光耦输出单元50包括第十电阻R10和第一光电耦合器IC3，第二光耦输出单元60包括第十一电阻R11和第二光电耦合器IC4；其中，通过第一光电耦合器IC3和第二光电耦合器IC4实现信号隔离，以进一步提高抗干扰能力。
综上所述，根据本发明提出的双限可调过流检测电路，通过将信号采样单元的输入端与待检测电路的输出端相连，对待检测电路进行采样以输出采样电压，可调单元的输入端与参考电源相连接，可调单元包括第六电阻、可调电阻和第七电阻，第六电阻的一端作为可调单元的输入端，可调电阻的第一端与第六电阻的另一端相连接，且具有第一节点，可调电阻的滑动端连接到第一节点，第七电阻的一端与可调电阻的另一端相连接，且具有第二节点，第七电阻的另一端连接到地，可调单元通过调节可调电阻以输出限值电压；第一比较单元的第一输入端连接到信号采样单元的输出端，第一比较单元的第二输入端连接到第一节点，以便在调节可调电阻时获取第一限值电压，并根据采样电压和第一限值电压输出比较结果；第二比较单元的第一输入端连接到信号采样单元的输出端，第二比较单元的第二输入端连接到第二节点，以便在调节可调电阻时获取第二限值电压，并根据采样电压和第二限值电压输出比较结果；由此，通过设置单个可调电阻同时调整过流的上下限值，从而提高过流检测反应速度，避免了负向电压对器件的冲击，大大提高了用户体验。
此外，如图3所示，本发明实施例还提出了一种过流检测装置1000，其包括上述的双限可调过流检测电路2000。
根据本发明提出的双限可调过流检测电路，通过上述的双限可调过流检测电路，设置单个可调电阻同时调整过流的上下限值，从而提高过流检测反应速度，避免了负向电压对器件的冲击，大大提高了用户体验。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种双限可调过流检测电路，其特征在于，包括：
信号采样单元，所述信号采样单元的输入端与待检测电路的输出端相连，所述信号采样单元通过对所述待检测电路进行采样以输出采样电压；
可调单元，所述可调单元的输入端与参考电源相连接，所述可调单元包括第六电阻、可调电阻和第七电阻，所述第六电阻的一端作为可调单元的输入端，所述可调电阻的第一端与所述第六电阻的另一端相连接，且具有第一节点，所述可调电阻的滑动端连接到所述第一节点，所述第七电阻的一端与所述可调电阻的另一端相连接，且具有第二节点，所述第七电阻的另一端连接到地，所述可调单元通过调节所述可调电阻以输出限值电压；
第一比较单元，所述第一比较单元的第一输入端连接到所述信号采样单元的输出端，所述第一比较单元的第二输入端连接到所述第一节点，以便在调节所述可调电阻时获取第一限值电压，并根据所述采样电压和第一限值电压输出比较结果；
第二比较单元，所述第二比较单元的第一输入端连接到所述信号采样单元的输出端，所述第二比较单元的第二输入端连接到所述第二节点，以便在调节所述可调电阻时获取第二限值电压，并根据所述采样电压和第二限值电压输出比较结果。
2.如权利要求1所述的双限可调过流检测电路，其特征在于，对所述可调电阻进行调节时可同时改变所述第一限值电压和所述第二限值电压。
3.如权利要求1所述的双限可调过流检测电路，其特征在于，当所述采样电压高于所述第一限值电压时，所述第一比较单元输出低电平以判断所述待检测电路过流；当所述采样电压低于所述第二限值电压时，所述第二比较单元输出低电平以判断所述待检测电路过流。
4.如权利要求1所述的双限可调过流检测电路，其特征在于，所述信号采样单元包括采样电阻、运放单元和电压跟随单元，所述采样电阻与所述运放单元的输入端相连接，所述运放单元的输出端与所述电压跟随单元的输入端相连接，所述运放单元对所述采样电阻采集的信号进行放大后再通过所述电压跟随单元进行缓冲处理。
5.如权利要求4所述的双限可调过流检测电路，其特征在于，所述运放单元包括：
第一电阻，所述第一电阻的一端连接到电源端；
第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连接，所述第二电阻的另一端连接到地；
第一运算放大器，所述第一运算放大器的正输入端通过第三电阻连接到所述采样电阻的一端，且所述第一运算放大器的正输入端还连接到所述第一电阻和所述第二电阻之间，所述第一运算放大器的负输入端通过第四电阻连接到所述采样电阻的另一端；
第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第一运算放大器正输入端相连接，所述第五电阻的另一端与所述第一运算放大器输出端相连接。
6.如权利要求5所述的双限可调过流检测电路，其特征在于，所述电压跟随单元包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的正输入端与所述第一运算放大器的输出端相连接，所述第二运算放大器的负输入端与第二运算放大器的输出端相连接。
7.如权利要求6所述的双限可调过流检测电路，其特征在于，所述第一比较单元包括第一比较器，所述第二比较单元包括第二比较器，所述第一比较器的负输入端与所述第二运算放大器的输出端相连接，所述第一比较器的正输入端连接到所述第六电阻与所述可调电阻之间，并且与所述可调电阻的滑动端相连接；所述第二比较器的正输入端与所述第二运算放大器的输出端相连接，所述第二比较器的负输入端连接到所述可调电阻与所述第七电阻之间。
8.如权利要求7所述的双限可调过流检测电路，其特征在于，还包括第一光耦输出单元和第二光耦输出单元，所述第一光耦输出单元的输入端与所述第一比较单元的输出端相连接，所述第二光耦输出单元的输入端与所述第二比较单元的输出端相连接。
9.一种过流检测装置，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的双限可调过流检测电路。
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