CN114217220A - 一种开关检测电路、方法及开关检测器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种开关检测电路、方法及开关检测器，该开关检测电路包括控制器、第一直流隔离模块、第二直流隔离模块和信号调理模块。控制器输出端通过第一直流隔离模块和外部开关第一端连接，信号调理模块控制端通过第二直流隔离模块与外部开关第二端连接，信号调理模块输出端与控制器输入端连接。控制器输出端用于输出脉冲信号，并将脉冲信号通过第一直流隔离模块和外部开关传输至第二直流隔离模块，此时，若第二直流隔离模块有电流流出，则信号调理模块控制端接收到电流后输出反馈信号至控制器输入端，控制器根据反馈信号进行计数，并根据计数值检测外部开关的工作状态，使得在不使用光耦直流隔离也能检测出外部开关的通断，降低了电路检测成本。

Description

一种开关检测电路、方法及开关检测器
技术领域
本发明涉及新能源电池储能系统领域，特别涉及一种开关检测电路、方法及开关检测器。
背景技术
新能源电池储能系统中，电池管理系统（BMS）通常具有开关通断检测功能，例如用于检测高压连接器是否已可靠插入，门禁开关是否已闭合等。
现有的检测方法，需要一套隔离电源、隔离光耦或数字隔离器对开关的状态进行检测，而设置隔离电源、隔离光耦或者数字隔离器所需的成本较高，因此，现有技术有待进一步改进。
发明内容
本发明实施方式主要解决现有技术中开关检测电路的成本高的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种开关检测电路，所述开关检测电路包括控制器、第一直流隔离模块、第二直流隔离模块和信号调理模块；
所述控制器的输出端通过所述第一直流隔离模块和外部开关的第一端连接，所述信号调理模块的控制端通过所述第二直流隔离模块与所述外部开关的第二端连接，所述信号调理模块的输出端与所述控制器的输入端连接；
所述控制器的输出端用于输出脉冲信号，并将所述脉冲信号通过第一直流隔离模块和所述外部开关传输至所述第二直流隔离模块；
所述信号调理模块用于根据所述第二直流隔离模块输出的电信号，输出反馈信号至所述控制器的输入端，所述控制器还用于对接收到的所述反馈信号进行计数，获得计数值，并根据所述计数值检测所述外部开关的工作状态。
可选的，所述第一直流隔离模块为电容C1，所述第二直流隔离模块为电容C2；
所述电容C1的第一端与所述控制器的输出端连接，所述电容C1的第二端与所述外部开关的第一端连接，所述外部开关的第二端与所述电容C2的第一端连接，所述电容C2的第二端与所述信号调理模块的控制端连接。
可选的，所述开关检测电路还包括电阻R1和电阻R3；
所述电阻R1的第一端与所述控制器的输出端连接，所述电阻R1的第二端与所述电容C1的第一端连接，所述电阻R3的第一端与所述电容C2的第二端连接，所述电阻R3的第二端用于接地。
可选的，所述控制器的电压检测端与所述电阻R1的第二端连接；
所述控制器用于在所述脉冲信号上升沿时，检测所述电阻R1的第二端的采样电压，并根据所述采样电压和所述计数值，确定所述外部开关是否出现故障。
可选的，所述信号调理模块包括开关管Q1和电阻R2；
所述开关管Q1的控制端与所述电容C2的第二端连接，所述开关管Q1的第一端与所述控制器输入端和所述电阻R2的第二端连接，所述开关管Q1的第二端用于接地，所述电阻R2的第一端用于与电源连接。
为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种开关检测方法，应用于上述所述开关检测电路，所述方法包括：
输出脉冲信号，并将所述脉冲信号依次通过所述第一直流隔离模块、外部开关及所述第二直流隔离模块，以使所述信号调理模块根据所述第二直流隔离模块输出的电信号，输出反馈信号；
接收所述反馈信号，并对所述反馈信号进行计数，以获取计数值；
根据所述计数值，检测所述外部开关的工作状态。
可选的，所述开关检测方法还包括：
在所述脉冲信号上升沿时，获取采样电压；
根据所述采样电压和所述外部开关的状态，确定所述外部开关是否出现故障。
可选的，所述根据所述采样电压和所述外部开关的工作状态，确定所述外部开关是否出现故障的步骤包括：
根据所述采样电压，计算所述外部开关的阻值；
根据所计算的阻值和所述外部开关的工作状态，确定所述外部开关是否出现故障。
可选的，所述外部开关的阻值R外的计算公式为：
Figure 162237DEST_PATH_IMAGE001
其中，U为所述采样电压， U0为是所述脉冲信号的电压值，R1为电阻R1的阻值，R3为电阻R3的阻值。
为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种开关检测器，所述开关检测器包括如上所述的开关检测电路，和/或，采用如上所述的开关检测方法对外部开关进行检测。
区别于相关技术的情况，本发明实施例提供了一种开关检测电路、方法及开关检测器，所述开关检测电路包括控制器、第一直流隔离模块、第二直流隔离模块和信号调理模块，所述控制器的输出端通过所述第一直流隔离模块和外部开关的第一端连接，所述信号调理模块的控制端通过所述第二直流隔离模块与所述外部开关的第二端连接，所述信号调理模块的输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端用于输出脉冲信号，并将所述脉冲信号通过第一直流隔离模块和所述外部开关传输至所述第二直流隔离模块，此时，若所述第二直流隔离模块中有电流流出，则所述信号调理模块的控制端接收到该电流后导通，并输出反馈信号至所述控制器的输入端，所述控制器根据所述反馈信号进行计数，最后根据计数值检测所述外部开关的工作状态，从而在不使用光耦直流隔离模块的情况下，检测出外部开关的通断，降低了电路的检测成本。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的一种开关检测电路的结构框图；
图2是本发明实施例提供的一种开关检测电路中脉冲计数示意图；
图3是本发明实施例提供的一种开关检测电路的电路图；
图4是本发明实施例提供的另一开关检测电路的电路图；
图5是本发明实施例提供的另一开关检测电路的电路图；
图6是本发明实施例提供的又一开关检测电路的电路图；
图7是本发明实施例提供的一种开关检测方法的流程图；
图8是本发明实施例提供的一种开关检测方法中外部开关故障检测的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互组合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块的划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置示意图中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种开关检测电路的结构框图，如图1所示，所述开关检测电路包括控制器11、外部开关12、第一直流隔离模块14、第二直流隔离模块15和信号调理模块13，其中，所述控制器11包括输入端、输出端和电压检测端。
具体的，所述控制器11的输出端通过所述第一直流隔离模块14和所述外部开关12的第一端连接，所述信号调理模块13的控制端通过所述第二直流隔离模块15与所述外部开关12的第二端连接，所述信号调理模块13的输出端与所述控制器11的输入端连接。
所述控制器11的输出端用于输出脉冲信号，并将所述脉冲信号通过所述第一直流隔离模块14和所述外部开关12传输至所述第二直流隔离模块15。具体的，所述脉冲信号指的是按照一定电压幅度和时间间隔连续发出的电信号。所述脉冲信号包括但不限于方波信号，所述方波信号会间隔输出高低电平，其中，由于所述方波存在高低电平的跳变，即存在上升沿和下降沿。
所述第一直流隔离模块14及第二直流隔离模块15均具有通交流阻直流的特性，即所述第一直流隔离模块14及第二直流隔离模块15均用于通交流阻直流。具体的，所述第一直流隔离模块14及所述第二直流隔离模块15还用于隔离所述外部开关12所连接的直流电，以防止所述外部开关12所连接的电源干扰检测结果或者损坏检测电路中的元器件。所述第一直流隔离模块14传输的电流跟随所述脉冲信号的高低而变化，在所述脉冲信号为上升沿时，由于所述第一直流隔离模块14具备通交阻直、通高阻低的特性，故所述第一直流隔离模块14相当于导线，所述脉冲信号通过所述第一直流隔离模块14流入所述外部开关12中。当所述外部开关12处于导通时，所述脉冲信号会经过所述第一直流隔离模块14流入所述第二直流隔离模块15中，此时，所述第二直流隔离模块15中的电平发生跳变，所述第二直流隔离模块15相当于导线，从而使得所述脉冲信号从第一直流隔离模块14流出，通过所述第二直流隔离模块15传输至所述信号调理模块13的控制端；在所述脉冲信号持续输出所述高电平信号至所述第一直流隔离模块14中时，所述第一直流隔离模块14开始充电，此时，若所述外部开关12处于导通状态，则所述第一直流隔离模块14和所述第二直流隔离模块15相当于储能器件，所述第一直流隔离模块14和所述第二直流隔离模块15中没有电流流出；在所述脉冲信号处于下降沿或低电平信号时，所述第一直流隔离模块14处于开路状态，所述第一直流隔离模块14中没有电流流出，进而无论外部开关12的工作状态如何，均没有电流通过第二直流隔离模块15传输至所述信号调理模块13。需说明的是，本实施例中，所述第二直流隔离模块15输出的电信号是指当控制器输出脉冲信号时，第二直流隔离模块15实际输出的电流信号。
其中，如图3所示，所述第一直流隔离模块14为电容C1，第二直流隔离模块15为电容C2，所述电容C1的第一端与所述控制器11的输出端连接，所述电容C1的第二端与所述外部开关12的第一端连接，所述外部开关12的第二端与所述电容C2的第一端连接，所述电容C2的第二端与所述信号调理模块13的控制端连接。
具体的，所述电容C1和电容C2属于隔离电容，具有通交阻直、通高阻低的功能，在高频信号下，所述电容C1和C2呈现低阻抗的特性，也即，在所述控制器11的输出端输出的脉冲信号为上升沿时，所述电容C1呈现低阻抗的特性，所述脉冲信号可以直接通过所述电容C1流出，当所述外部开关12导通时，所述脉冲信号经过所述外部开关12流入所述电容C2中，所述电容C2也随之有电流流出，若所述外部开关12处于截止状态，则所述电容C2中没有电流流出；在所述控制器11的输出端持续输出高电平信号时，所述脉冲信号流入所述电容C1中开始为所述电容C1充电，所述电容C1没有电流流出，此时无论所述外部开关12是否导通，所述电容C2中都不存在电流；在所述控制器11的输出端为下降沿或持续低电平信号时，所述电容呈高阻抗特性，所述脉冲信号被所述电容C1隔离，故所述电容C1中没有电流流出，此时无论所述外部开关12是否导通，所述电容C2中都不存在电流。需说明的是，在储能电源中，外部开关通常与电池所提供的直流电源连接，本发明所提供的一种开关通断检测电路，通过设置电容C1和C2可以有效隔绝外部开关所连接的直流电源，以避免该直流电源干扰检测结果，以及能够更好地保护检测电路。
所述信号调理模块13用于根据所述第二直流隔离模块15输出的电信号，输出反馈信号至所述控制器11的输入端，所述控制器11还用于对接收到的所述反馈信号进行计数，获得计数值，并根据所述计数值检测所述外部开关12的工作状态。
具体的，当所述第二直流隔离模块15中有电流流出时，所述电流直接流入所述信号调理模块13的控制端，以控制所述信号调理模块13导通，此时，所述控制器11的输入端与接地端连接，也即，所述控制器11的输入端接收到低电平信号；在所述第二直流隔离模块15中没有电流流出时，所述信号调理模块13处于截止状态，所述控制器11的输入端通过所述信号调理模块13与电源连接，也即，所述控制器11的输入端接收到高电平信号。请参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种开关检测电路中脉冲计数示意图。所述脉冲计数的纵轴为所述脉冲信号的电压值，横轴为时间。所述计数是指在一段时间内，统计所述控制器11输入端接收到低电平信号的次数。具体的，所选取的时间段为输出脉冲信号的任一时间段，具体时长可以由用户根据需求进行设置。
其中，如图3所示，所述信号调理模块13包括开关管Q1和电阻R2。所述开关管Q1的控制端与所述电容C2的第二端连接，所述开关管Q1的第一端与所述控制器11输入端和所述电阻R2的第二端连接，所述开关管Q1的第二端用于接地，所述电阻R2的第一端用于与电源连接。
具体的，当所述电容C2中有电流流出时，所述电流流入所述开关管Q1的控制端，所述开关管Q1随之导通，所述控制器11的输入端通过所述开关管Q1接地，从而接收到低电平信号；当所述电容C2中没有电流流出时，所述开关管Q1处于截止状态，所述控制器11的输入端经过电阻R2与电源连接，从而接收到高电平信号。
在一些实施例中，所述控制器11用于判断所述计数值是否大于预设计数阈值，当所述计数值大于所述预设计数阈值时，则判断所述外部开关12处于导通状态，当所述计数值小于所述预设计数阈值时，则判断所述外部开关12处于断开状态。如此可以实现开关状态的检测，并且引用预设计数阈值可以减少误判。进一步的，所述控制器11用于根据其输入端接收的低电平信号的数量进行计数，并记录所述计数值和比较所述计数值与预设阈值的大小。需说明的是，预设计数阈值与输出的脉冲信号的脉冲数量有关，所述预设计数阈值等于或略小于所述脉冲信号的脉冲数量。正常情况下，当所述外部开关12正常导通时，所述控制器11的输出端在一段时间内输出脉冲信号的脉冲数量与所述控制器11输入端接收到的低电平数量相等，其中，脉冲数量可以理解为脉冲信号上升沿的数量，接收到低电平的数量可以理解为计数值。预设计数阈值作为判定依据，可以提升开关通断检测的准确性，减少误判。
在一些实施例中，所述开关检测电路还可以通过检测所述外部开关12的阻值来判断所述外部开关12是否存在故障。具体的，请参阅图3，图3是本发明实施例提供的一种开关检测电路的电路图，如图3所示，所述开关检测电路还包括电阻R1、电阻R3。所述电阻R1的第一端与所述控制器11的输出端连接，所述电阻R1的第二端分别与所述电容C1的第一端和所述控制器11的电压检测端连接，所述电阻R3的第一端与所述电容C2的第二端连接，所述电阻R3的第二端用于接地。
具体的，在所述控制器11输出端输出脉冲信号的上升沿时，通过所述控制器11的电压检测端检测所述电阻R1的第二端的采样电压，也即所述电阻R3和所述外部开关12上的电压之和，然后通过所述采样电压和所述计数值，确定所述外部开关12是否出现故障。其中，在所述控制器11的输出端输出的脉冲信号上升沿时，采集所述外部开关12和所述电阻R3上的电压之和，然后根据所述电压之和，计算所述外部开关12上的电阻值，并根据所述电阻值的大小确定所述外部开关12是否出现故障。
本发明实施例提供了一种开关检测电路，所述开关检测电路包括控制器、第一直流隔离模块、第二直流隔离模块和信号调理模块，所述控制器的输出端通过所述第一直流隔离模块和外部开关的第一端连接，所述信号调理模块的控制端通过所述第二直流隔离模块与所述外部开关的第二端连接，所述信号调理模块的输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端用于输出脉冲信号，并将所述脉冲信号通过第一直流隔离模块和所述外部开关传输至所述第二直流隔离模块，此时，若所述第二直流隔离模块中有电流流出，则所述信号调理模块的控制端接收到该电流后导通，并输出反馈信号至所述控制器的输入端，所述控制器根据所述反馈信号进行计数，最后根据计数值检测所述外部开关的工作状态，从而在不使用光耦直流隔离模块的情况下，检测出外部开关的通断，降低了电路的检测成本。
在一些实施例中，请参阅图4，图4是本发明实施例提供的另一开关检测电路的电路图，如图4所示，当所述外部开关的第一端连接直流电源时，所述开关检测电路还包括稳压二极管D1，所述稳压二极管D1的阴极与所述开关管Q1的控制端连接，所述稳压二极管D1的阳极用于接地。具体的，当所述外部开关12的第一端与直流电源连接时，由于所述电容C2具有通交阻直、通高阻低的特性，在所述外部开关12闭合的瞬间，所述电容C2相当于导线，此时，无论所述外部开关12是否出现故障，所述直流电源中的电流都会流入所述开关管Q1的控制端，控制所述开关管Q1导通，从而使所述控制器11的输入端接收到反馈信号，所述控制器11产生误判，故在所述开关管Q1的控制端连接一个稳压二极管D1，从而保证在所述外部开关12闭合的瞬间，所述直流电源中的电流直接经所述稳压二极管D1流出，从而避免误判。
在另一实施例中，请参阅图5，图5是本发明实施例提供的另一开关检测电路的电路图，如图5所示，当所述外部开关的第二端连接直流电源时，所述开关检测电路还包括稳压二极管D2，其中，所述稳压二极管D2的阴极与所述电阻R1的第二端连接，所述稳压二极管D2的阳极用于接地。具体的，当所述外部开关12的第二端与直流电源连接时，由于所述电容C1具有通交阻直、通高阻低的特性，在所述外部开关12闭合的瞬间，所述电容C1相当于一条导线，此时，所述直流电源中的电流会直接流入所述控制器的输出端，故，通过在所述电阻R1的第二端连接一个稳压二极管D2，可以使所述外部开关12闭合的瞬间，所述直流电源中的电流通过所述稳压二极管D2流出。
在又一实施例中，请参阅图6，图6是本发明实施例提供的又一开关检测电路的电路图，如图6所示，所述开关检测电路还包括稳压二极管D1和D2。其中，所述稳压二极管D1的阴极与所述开关管Q1的控制端连接，所述稳压二极管D1的阳极用于接地，所述稳压二极管D2的阴极与所述电阻R1的第二端连接，所述稳压二极管D2的阳极用于接地。具体的，当所述外部开关12连接直流电源时，在所述外部开关12闭合的瞬间，所述电容C1和所述电容C2相当于导线，此时，在所述电阻R1的第二端接入稳压二极管D2和所述开关管Q1的控制端接入稳压二极管D1，可以使所述直流电源中的电流直接通过稳压二极管流出，从而避免误判。
请参阅图7，图7是本发明实施例提供的一种开关检测方法的流程图，所述一种开关检测方法应用于上述开关检测电路中，如图7所示，所述开关检测方法包括如下步骤：
S01、输出脉冲信号，并将所述脉冲信号依次通过所述第一直流隔离模块、所述外部开关及所述第二直流隔离模块，以使所述信号调理模块根据所述第二直流隔离模块输出的电信号，输出反馈信号。
具体的，通过所述控制器的输出端周期性的输出所述脉冲信号，所述脉冲信号指的是按照一定电压幅度和时间间隔连续发出的电信号。所述脉冲信号包括但不限于方波信号，所述方波信号会间隔输出高低电平，其中，由于所述方波存在高低电平的跳变，故在所述方波信号跳变时，存在上升沿和下降沿。其中，所述第一直流隔离模块和所述第二直流隔离模块中的电流跟随所述脉冲信号的高低而变化，在所述脉冲信号为上升沿时，所述第一直流隔离模块处于短路状态，相当于导线，此时，若所述外部开关处于导通状态，则所述脉冲信号经所述第一直流隔离模块、所述外部开关和所述第二直流隔离模块流出至所述信号调理模块的控制端；在所述脉冲信号为高电平时，所述第一直流隔离模块开始充电，此时，若所述外部开关处于导通状态，则所述第一直流隔离模块和所述第二直流隔离模块相当于储能器件，所述第一直流隔离模块和所述第二直流隔离模块中没有电流流出；在所述脉冲信号处于下降沿或低电平信号时，所述第一直流隔离模块和所述第二直流隔离模块处于开路状态，所述第一直流隔离模块和所述第二直流隔离模块中没有电流流出。
具体的，当所述第二直流隔离模块中有电流流出时，所述电流直接流入所述信号调理模块的控制端，以控制所述信号调理模块导通，此时，所述控制器的输入端通过所述信号调理模块与接地端连接，也即，所述控制器的输入端接收到低电平信号；在所述第二直流隔离模块中没有电流流出时，所述信号调理模块处于截止状态，所述控制器的输入端通过所述信号调理模块与电源连接，也即，所述控制器的输入端接收到高电平信号。
S02、接收所述反馈信号，并对所述反馈信号进行计数，以获取计数值。
具体的，所述反馈信号指的是接收的电平信号由低电平跳变为高电平，也即，若所述控制器的输入端在接收到低电平信号后，又接收到高电平信号，则所述控制器进行计数，请参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种开关检测电路中脉冲计数示意图。所述计数是指在一段时间内，统计所述控制器输入端接收到低电平信号的次数。具体的，所选取的时间段为输出脉冲信号的任一时间段，具体时长可以由用户根据需求进行设置。
S03、根据所述计数值，检测所述外部开关的工作状态。
具体的，所述控制器根据所述电平信号的跳变进行计数，并记录所述计数值和比较所述计数值与预设阈值的大小。其中，当所述计数值大于所述预设计数阈值时，则判断所述外部开关处于导通状态，当所述计数值小于所述预设计数阈值时，则判断所述外部开关处于断开状态。如此可以实现开关状态的检测，并且引用预设计数阈值可以减少误判。
在一些实施例中，所述开关检测方法还包括确定所述外部开关是否出现故障，请参阅图8，图8是本发明实施例提供的一种开关检测方法中外部开关故障检测的流程图，如图8所示，所述开关检测方法包括：
S11、在所述脉冲信号上升沿时，获取采样电压。
具体的，所述采样电压指的是在所述控制器的输出端输出脉冲信号的上升沿时，所述控制器的电压检测端所采集到的电压，也即，所述外部开关的电压和所述电阻R3的电压之和。
在一些实施例中，采集电压的获取方式也可以为，获取电阻R1两端的电压值，然后获取所述脉冲信号的电压值，将所述脉冲信号的电压值减去所述电阻R1的电压值，得到的差就是所述采样电压的电压值。
S12、根据所述采样电压和所述外部开关的工作状态，确定所述外部开关是否出现故障。
具体的，根据所述采样电压，计算所述外部开关的阻值，其中，所述外部开关的阻值R外的计算公式为：
Figure 963970DEST_PATH_IMAGE002
；
其中，U为所述采样电压，U0为所述脉冲信号的电压值，R1为电阻R1的阻值，R3为电阻R3的阻值。
在计算出所述外部开关的阻值后，根据所述外部开关的阻值和所述外部开关的工作状态，确定所述外部开关是否出现故障。
具体的，根据所述控制器的计数值判断所述外部开关处于导通状态还是截止状态。
在所述外部开关属于导通状态时，计算所述外部开关的阻值并判断所述外部开关阻值的大小，若所述外部开关的阻值小于第一预设阻值时，则所述外部开关处于正常导通状态；若所述外部开关的阻值大于所述第一预设阻值小于第二预设阻值，则所述外部开关处于故障导通状态。在所述外部开关处于截止状态时，计算所述外部开关的阻值并判断所述外部开关的阻值大小，若所述外部开关的阻值大于所述第二预设阻值，则所述外部开关处于正常截止或故障截止或第二端短路截止状态。其中，若所述采样电压逐渐上升至所述脉冲信号电压值，则所述外部开关处于第一端短路截止状态和/或第一端短路导通和/或第二端短路导通状态。可选的，所述第一预设阻值可以设置为零，所述第二预设阻值可以设置为无穷大。
本发明实施例提供了一种开关检测方法，所述开关检测方法通过输出脉冲信号，并将所述脉冲信号依次通过所述第一直流隔离模块、所述外部开关及所述第二直流隔离模块，以使所述信号调理模块根据所述第二直流隔离模块输出的电信号，输出反馈信号，然后根据所述信号调理模块反馈的信号进行计数，以获取计数值，最后根据所述计数值，检测所述外部开关的工作状态，从而在不使用光耦直流隔离模块的情况下，通过计数值来判断外部开关的通断情况，降低了电路的检测成本。
需要说明的是，在上述各个实施例中，上述各步骤之间并不必然存在一定的先后顺序，本领域普通技术人员，根据本申请实施例的描述可以理解，不同实施例中，上述各步骤可以有不同的执行顺序，亦即，可以并行执行，亦可以交换执行等等。
本发明实施例还提供一种开关检测器，包括上述开关检测电路，和/或开关检测方法，所述开关检测器通过控制器的输出端输出脉冲信号，控制器的输入端接收反馈信号并计数，然后通过计数值判断开关的通断，从而避免使用光耦直流隔离模块进行检测，降低了电路的成本，并且通过控制器的电压检测端检测开关的阻值，实现了所述开关检测器在检测开关通断的同时判断开关是否出现故障。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种开关检测电路，其特征在于，所述开关检测电路包括控制器、第一直流隔离模块、第二直流隔离模块和信号调理模块；
所述控制器的输出端通过所述第一直流隔离模块和外部开关的第一端连接，所述信号调理模块的控制端通过所述第二直流隔离模块与所述外部开关的第二端连接，所述信号调理模块的输出端与所述控制器的输入端连接；
所述控制器的输出端用于输出脉冲信号，并将所述脉冲信号通过第一直流隔离模块和所述外部开关传输至所述第二直流隔离模块；
所述信号调理模块用于根据所述第二直流隔离模块输出的电信号，输出反馈信号至所述控制器的输入端，所述控制器还用于对接收到的所述反馈信号进行计数，获得计数值，并根据所述计数值检测所述外部开关的工作状态。
2.根据权利要求1所述的开关检测电路，其特征在于，所述第一直流隔离模块为电容C1，所述第二直流隔离模块为电容C2；
所述电容C1的第一端与所述控制器的输出端连接，所述电容C1的第二端与所述外部开关的第一端连接，所述外部开关的第二端与所述电容C2的第一端连接，所述电容C2的第二端与所述信号调理模块的控制端连接。
3.根据权利要求2所述的开关检测电路，其特征在于，所述开关检测电路还包括电阻R1和电阻R3；
所述电阻R1的第一端与所述控制器的输出端连接，所述电阻R1的第二端与所述电容C1的第一端连接，所述电阻R3的第一端与所述电容C2的第二端连接，所述电阻R3的第二端用于接地。
4.根据权利要求3所述的开关检测电路，其特征在于，所述控制器的电压检测端与所述电阻R1的第二端连接；
所述控制器用于在所述脉冲信号上升沿时，检测所述电阻R1的第二端的采样电压，并根据所述采样电压和所述计数值，确定所述外部开关是否出现故障。
5.根据权利要求2所述的开关检测电路，其特征在于，所述信号调理模块包括开关管Q1和电阻R2；
所述开关管Q1的控制端与所述电容C2的第二端连接，所述开关管Q1的第一端与所述控制器输入端和所述电阻R2的第二端连接，所述开关管Q1的第二端用于接地，所述电阻R2的第一端用于与电源连接。
6.一种开关检测方法，应用于权利要求1-5任一项所述的开关检测电路，其特征在于，所述方法包括：
输出脉冲信号，并将所述脉冲信号依次通过所述第一直流隔离模块、外部开关及所述第二直流隔离模块，以使所述信号调理模块根据所述第二直流隔离模块输出的电信号，输出反馈信号；
接收所述反馈信号，并对所述反馈信号进行计数，以获取计数值；
根据所述计数值，检测所述外部开关的工作状态。
7.根据权利要求6所述的开关检测方法，其特征在于，所述开关检测方法还包括：
在所述脉冲信号上升沿时，获取采样电压；
根据所述采样电压和所述外部开关的工作状态，确定所述外部开关是否出现故障。
8.根据权利要求7所述的开关检测方法，其特征在于，所述根据所述采样电压和所述外部开关的工作状态，确定所述外部开关是否出现故障的步骤包括：
根据所述采样电压，计算所述外部开关的阻值；
根据所计算的阻值和所述外部开关的工作状态，确定所述外部开关是否出现故障。
9.根据权利要求8所述的开关检测方法，其特征在于，所述外部开关的阻值R外的计算公式为：
Figure 420417DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，U为所述采样电压，U0为所述脉冲信号的电压值，R1为电阻R1的阻值，R3为电阻R3的阻值。
10.一种开关检测器，其特征在于，所述开关检测器包括如权利要求1-5任一项所述的开关检测电路，和/或，采用如权利要求6-9任一项所述的开关检测方法对外部开关进行检测。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203965585U (zh) * 2014-06-18 2014-11-26 深圳市沃泰克环保设备有限公司 一种高压开关检测装置
CN106569128A (zh) * 2016-11-03 2017-04-19 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种检测方法和装置
CN107179500A (zh) * 2017-06-19 2017-09-19 国家电网公司 基于正交脉冲的断路器两端接地时测量分合闸时间的方法
CN206557343U (zh) * 2017-02-28 2017-10-13 国家电网公司 一种基于正交脉冲测量断路器分合闸时间的装置
CN107976626A (zh) * 2017-11-16 2018-05-01 湖南工业大学 继电器寿命检测装置
CN207488457U (zh) * 2017-11-20 2018-06-12 深圳市蓝海华腾技术股份有限公司 一种高压直流接触器通断检测系统
CN109814017A (zh) * 2017-11-20 2019-05-28 国网上海市电力公司 三相换相开关的igbt通断状态检测电路及其检测方法和应用
CN209765017U (zh) * 2019-04-03 2019-12-10 福建金闽再造烟叶发展有限公司 继电器检测装置及烟草薄片生产系统
CN111220930A (zh) * 2018-11-23 2020-06-02 上海海拉电子有限公司 一种电动汽车接触器、熔断器通断状态的检测装置及方法
CN111913132A (zh) * 2020-06-22 2020-11-10 南京康尼电子科技有限公司 一种回路通断状态检测装置及方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07212969A (ja) * 1994-01-25 1995-08-11 Amada Co Ltd 電源装置の突入電流防止回路
ATE535847T1 (de) 2008-08-01 2011-12-15 Siemens Ag Sicherheitsschaltanordnung zur ausgabe eines schaltsignals
JP5910172B2 (ja) * 2012-03-01 2016-04-27 株式会社Ｇｓユアサ スイッチ故障診断装置、電池パックおよびスイッチ故障診断プログラム、スイッチ故障診断方法
KR102051177B1 (ko) * 2016-10-19 2019-12-17 주식회사 엘지화학 전압 분배를 이용한 스위치 진단 장치 및 방법
KR102412313B1 (ko) * 2018-07-17 2022-06-22 주식회사 엘지에너지솔루션 스위치 진단 장치 및 방법

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203965585U (zh) * 2014-06-18 2014-11-26 深圳市沃泰克环保设备有限公司 一种高压开关检测装置
CN106569128A (zh) * 2016-11-03 2017-04-19 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种检测方法和装置
CN206557343U (zh) * 2017-02-28 2017-10-13 国家电网公司 一种基于正交脉冲测量断路器分合闸时间的装置
CN107179500A (zh) * 2017-06-19 2017-09-19 国家电网公司 基于正交脉冲的断路器两端接地时测量分合闸时间的方法
CN107976626A (zh) * 2017-11-16 2018-05-01 湖南工业大学 继电器寿命检测装置
CN207488457U (zh) * 2017-11-20 2018-06-12 深圳市蓝海华腾技术股份有限公司 一种高压直流接触器通断检测系统
CN109814017A (zh) * 2017-11-20 2019-05-28 国网上海市电力公司 三相换相开关的igbt通断状态检测电路及其检测方法和应用
CN111220930A (zh) * 2018-11-23 2020-06-02 上海海拉电子有限公司 一种电动汽车接触器、熔断器通断状态的检测装置及方法
CN209765017U (zh) * 2019-04-03 2019-12-10 福建金闽再造烟叶发展有限公司 继电器检测装置及烟草薄片生产系统
CN111913132A (zh) * 2020-06-22 2020-11-10 南京康尼电子科技有限公司 一种回路通断状态检测装置及方法

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