CN201478237U

CN201478237U - 一种电池熔丝状态检测电路

Info

Publication number: CN201478237U
Application number: CN2009201344256U
Authority: CN
Inventors: 米耀忠; 张宗望; 白水鹤
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2019-07-30

Abstract

为解决现有电池熔丝状态检测精度较低，易出现误差的问题，本实用新型提供了一种电池熔丝状态检测电路。包括信号接口、信号放大模块、比较模块及判断处理单元，比较模块包括第一比较器和第二比较器；第一比较器的反向输入端接第一比较电压V1，同相输入端与信号放大模块的输出端电连接，第一比较器的输出端正向串联有一二极管D1，构成第一比较线路；第二比较器的反向输入端与信号放大模块的输出端电连接，同相输入端接第二比较电压V2，第二比较器的输出端正向串联有一二极管D2，构成第二比较线路；第一比较线路和第二比较线路并联，将两比较线路的信号输出至判断处理单元。

Description

一种电池熔丝状态检测电路

【技术领域】

本领域涉及电池熔丝状态检测，尤指涉及其检测电路。

【背景技术】

近年来，蓄电池电源系统越来越多的应用到通信电源设备上，是保障通信正常的一道重要防线，目前国内外的大多数通信用户都配备了后备蓄电池，以保障通信设备在停电时仍能正常工作。一般在蓄电池电源系统中，都会加上电池熔丝，以保障在过流的情况下，熔断熔丝来保护系统，所以电池熔丝对系统来说是很重要的，但是当电池熔丝不接或者熔断的时候，蓄电池就没有接入系统，如果这个时候交流电出现异常，对通信的影响将非常严重，所以需要对电池熔丝的状态进行可靠、有效的检测。

传统的检测方法是检测电池熔丝两端的电压，以及流过电池熔丝的电流大小，来判断电池熔丝当前状态，由于电池熔丝两端电压信号很小(一般在0.1V左右，有的更小)，这样检测就会存在很大的测量误差，从而导致对电池熔丝状态的错误判断。

【发明内容】

为解决现有电池熔丝状态检测不够精准，易出现误差的问题，本实用新型提供了一种电池熔丝状态检测电路。

一种电池熔丝状态检测电路，包括信号接口、信号放大模块、比较模块及判断处理单元，其中，

信号接口检测熔丝两端电压；

信号放大模块的两个输入端接信号接口，输出端与比较模块的输入端连接；

比较模块包括第一比较器和第二比较器；

第一比较器的反向输入端接第一比较电压V1，同相输入端与信号放大模块的输出端电连接，第一比较器的输出端正向串联有一二极管D1，构成第一比较线路；

第二比较器的反向输入端与信号放大模块的输出端电连接，同相输入端接第二比较电压V2，第二比较器的输出端正向串联有一二极管D2，构成第二比较线路；

第一比较线路和第二比较线路并联，将两比较线路的信号输出至判断处理单元。

采用本实用新型技术方案，可以利用低成本的简单电路实现对电池熔丝状态的有效准确监控，本实验新型所采用的方法是，通过放大电池熔丝两端的电压信号，然后通过比较器比较，得到高低电平信号，这样一来，电池熔丝两端电压信号得到放大，再进行比较，精度得到大幅度提高，再者判断处理单元接受的是高低电平信号，便于判断，从而利用简单实用的电路提高了检测的精度。利用正向比较器和反向比较器实现了二次电池充电和放电两种情况下，电池熔丝状态的有效检测，同时，比较器基准电压的选择范围更加宽广。

【附图说明】

图1本实用新型具体实施方式中优选实施方式结构框图示意图；

图2本实用新型具体实施方式中工作流程示意图；

图3本实用新型具体实施方式中优选电路原理示意图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

如图1、图3所示，本实用新型电池熔丝状态检测电路，包括信号接口10、保护单元11、信号放大模块12、比较模块13及判断处理单元14；

信号接口10检测熔丝100两端电压；熔丝一般串在蓄电池电源101上。

信号放大模块12的两个输入端接信号接口，输出端与比较模块13的输入端连接；本例中信号放大模块12即为一差分运算放大器(或称运算放大器A)，

比较模块13包括第一比较器B和第二比较器C；

第一比较器B的反向输入端接第一比较电压V1，同相输入端与运算放大器A的输出端电连接，第一比较器B的输出端正向串联一二极管D1；构成第一比较线路。

第二比较器C的反向输入端与运算放大器B的输出端电连接，同相输入端接第二比较电压V2，第二比较器B的输出端正向串联有一二极管D2；构成第二比较线路。

然后二极管D1和二极管D2的阴极相连，即上述说明等效于第一比较线路与第二比较线路构成一并联电路。

然后上述比较电路即可输出信号作为判断处理单元14的输入信号，判断处理单元14即可进行熔丝100状态的判断。

优选地，并联后其输出端串联一电阻R8后接入一晶体三极管Q1的基极1，晶体三极管Q1的集电极3接一上拉电阻R9接至直流源V3，发射集2接地，从晶体三极管Q1的集电极3输出信号，如此，晶体三极管Q1构成一开关，从两比较器中输出的电压控制晶体三极管Q1的导通与关断，控制输出高低电平。

如图3所示，熔丝100两端分别称为BF1、BF2，优选地，在信号接口10在熔丝100两端各连接一电阻及电源，如图中所示，在BF1端连接一电阻R1，电阻R1接到一电源的V+端上，在BF2端连接一电阻R2，电阻R2接到一电源的V-端上，本例中直接以蓄电池的正、负端为V+端、V-端。此时信号接口将呈现三种状态，1)熔丝上电流正常流过，向后输出信号；2)熔丝上出现过流，向后输出信号；3)熔丝未接，此种状态将由R1、R2分压之后输出；即当熔丝没有接入时，由V+和V-以及电阻R1、电阻R2组成的电路使信号放大模块12输出电压信号大于第一比较器B、第二比较器C参考电压绝对值(即V1、V2绝对值)，比较器输出高电平信号，使三极管导通，判断处理单元14接受到低电平信号，从而判断出当前熔丝状态。

第3)种情况将在后续的处理过程中也能识别出来，相当于过流的情况，被判作状态异常的情况。

优选地，如图3中所示，我们还可设置保护单元12，本例中保护单元12为依次正向串联和反向串联的两个稳压二极管；一端连接到信号接口及信号放大模块的输入端之间，另一端接地。具体为在运算放大器A的正向输入端与熔丝BF1端连接线上连接两方向相反的稳压二极管ZD1和ZD2，并接地。在运算放大器A与熔丝BF2端接两方向相反的稳压二极管ZD3和ZD4，并接地。

保护单元11的作用是当BF1端、BF2端输入电压过大时，限制输入到信号放大模块12的电压，保护电路，其保护值为3.3V；具体实现方式：当信号接口10输入的电压小于等于3.3V时，电压信号正常输入到信号放大模块12中，当信号接口10输入电压大于3.3V时，稳压管将进行保护，此时输入到信号放大模块12的电压值为3.3V。

信号放大模块12的作用是将输入电压信号按设计比例放大，放大倍数由设计者自行选定；

运算放大器A显然要接入电源V+，V-。

本例中在第一比较器B的正向输入端与运算放大器A输出端之间接有电阻R5，在第二比较器C的反向输入端与运算放大器A输出端之间接有电阻R4。R5、R4的作用为限流，限制输入比较器的电流。

本比较模块对正负信号均可检测。

比较模块13的作用是对信号放大模块12输出的电压信号进行比较，如果信号放大模块12输出的电压信号为正，电池放电，则与第一比较器B进行比较，如果信号放大模块12输出的电压信号为负，电池充电，则与第二比较器C进行比较，第一比较器B和第二比较器C的第一比较电压V1、第二比较电压V2由设计者自行设计选定，一般设计为±3V左右，即V1选择3V，V2选择-3V；此处以第一比较器B为例，设：V1＝3V，信号放大模块12输出电压信号为2V，则通过与第一比较器B比较，比较起输出的是低电平信号，此低电平信号输入到晶体三极管Q1，三极管不导通，判断处理单元14接受到高电平信号，从而判断比较出当前熔丝100状态；当信号放大模块12输出电压信号大于3V时，比较器比较后将输出高电平信号，此高电平信号使三极管Q1导通，判断处理单元14接受到低电平信号，从而判断此时熔丝状态。第二比较器C工作原理与第一比较器B类似，举例说明：设比较器C第二比较电压V2为-3V，信号放大模块12输出电压信号为-2V，此时比较器C比较后输出低电平信号，此低电平信号输入到晶体三极管Q1，晶体三极管Q1不导通，判断处理单元14接收到高电平信号，从而判断此时熔丝状态；反之，设信号放大模块12输出电压为-4V时，比较器C比较输出高电平信号，三极管Q1导通，判断处理单元14接受到低电平信号，从而判断当前熔丝状态。

判断处理单元并无特别限定，只要能根据比较模块所提供的信号判断出熔丝状态即可。本例中提供的方式为包括一反相器和MCU(微型控制器)。显然，反相器可有可无，只是判断其状态反相而已。微型控制器用于对状态进行判断，为本领域技术人员无需付出创造性劳动即可获得，因此不再描述。

上述各器件参数如下：

电阻：R1＝1KΩ R2＝1KΩ R4＝1KΩ R5＝1KΩ R8＝1KΩ R9＝10KΩ

ZD1、ZD2、ZD3、ZD4稳压值为3.3V；

信号放大模块(12)放大倍数：33倍

第一比较器B的第一比较电压V1：3.3V；

第二比较器C的第二比较电压V2：-3.3V；

V3＝3.1V。

如图2所示，其状态检测过程为从信号接口过来的电器信号经运算放大器A放大后，输出至比较电压，经自动选择正向比较或反向比较后向晶体三极管Q1输出，进行电平转化后供判断处理单元进行状态判断。

我们再描述一下具体工作过程：当系统处于正常工作状态时，流过电池熔丝的电压经信号接口10，输入到保护单元11后，经信号放大模块12放大，再输入到比较模块13，此时比较器输出低电平信号，不能使晶体三极管导通，所以比较模块13输出高电平信号，判断处理单元14接收到的是高电平信号，MCU判断此时熔丝处于正常状态。

当流过电池熔丝电流大于设计值时，流过电池熔丝的电压经信号接口10输入运算放大模块12放大后输入比较模块13，此时比较器输出高电平，使晶体三极管Q1导通，判断处理单元14接收到低电平信号，MCU从而判断当前电池熔丝为断开状态，此时判断处理单元14将会发出告警信号，并发出控制信号，对系统实施保护操作。

当电池熔丝没有接时，由电阻R1、R2分压之后的信号被放大之后使比较器输出高电平，此时情况如同过流，判断处理单元14接收到低电平信号，判断此时熔丝为断开状态。

Claims

1.一种电池熔丝状态检测电路，包括信号接口、信号放大模块、比较模块及判断处理单元，其特征在于：

所述信号接口检测熔丝两端电压；

所述信号放大模块的两个输入端接信号接口，输出端与比较模块的输入端连接；

所述比较模块包括第一比较器和第二比较器；

2.如权利要求1所述的电池熔丝状态检测电路，其特征在于：所述比较模块还包括一晶体三极管Q1，二极管D1和二极端D2的阴极电连接，再连接到一电阻R8的一端，电阻R8的另一端电连接到晶体三极管Q1的基极，晶体三极管Q1的集电极输出信号与判断处理单元连接。

3.如权利要求1所述的电池熔丝状态检测电路，其特征在于：所述第一比较器同相输入端串联一电阻R5后与信号放大模块的输出端电连接，第二比较器的反向输入端串联一电阻R4后与信号放大模块的输出端电连接。

4.如权利要求1所述的电池熔丝状态检测电路，其特征在于：所述信号放大模块为一差分运算放大器。

5.如权利要求1所述的电池熔丝状态检测电路，其特征在于：信号接口在熔丝两端各连接一电阻及电源。

6.如权利要求5所述的电池熔丝状态检测电路，其特征在于：在所述信号接口及信号放大模块的输入端之间还设有保护单元，所述保护单元为依次正向串联和反向串联的两个稳压二极管；一端连接到信号接口及信号放大模块的输入端之间，另一端接地。

7.如权利要求1所述的电池熔丝状态检测电路，其特征在于：所述信号放大模块为一差分运算放大器，信号接口在熔丝两端各连接一电阻及电源；

在所述信号接口及信号放大模块的输入端之间还设有保护单元，所述保护单元为依次正向串联和反向串联的两个稳压二极管；一端连接到信号接口及信号放大模块的输入端之间，另一端接地；

所述第一比较器同相输入端串联一电阻R5后与信号放大模块的输出端电连接，第二比较器的反向输入端串联一电阻R4后与信号放大模块的输出端电连接；

比较模块还包括一晶体三极管Q1，二极管D1和二极端D2的阴极电连接，再连接到一电阻R8的一端，电阻R8的另一端电连接到晶体三极管Q1的基极，晶体三极管Q1的集电极输出信号与判断处理单元连接。