CN205404714U - 熔断器故障检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种熔断器故障检测电路，包括直流保险前端电压检测模块、直流保险后端电压检测模块以及直流保险两端电压比较模块；直流保险前端电压检测模块的输入端以及直流保险后端电压检测模块的第一输入端分别连接至直流保险的前端；直流保险后端电压检测模块的第二输入端连接至直流保险的后端；直流保险前端电压检测模块的输出端以及直流保险后端电压检测模块的输出端分别连接至直流保险两端电压比较模块的第一输入端以及第二输入端；直流保险两端电压比较模块的输出端连接至CPU。本实用新型提出的熔断器故障检测电路，通过检测直流保险两端电压差值变化，在故障发生后及时产生故障电平信号，电路简单可靠，且能快速输出故障信号。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子变换领域中不间断电源的直流保险故障检测电路，特别是一种熔断器故障检测电路。
背景技术
目前不间断电源直流保险故障检测方法一般是通过直流保险的一端串接电阻电容经光耦原边至直流保险另一端，当直流保险出现故障瞬间，直流保险两端瞬变电压使阻容至光耦原边流过电流，光耦副边产生一个故障脉冲，CPU通过捕获该脉冲再经软件算法处理后，判断直流保险故障。该方法是通过检测直流保险两端的电压差值变化率来判断，该种方法的不足之处是，因直流保险后级都会接有较大的输入滤波电容，当UPS空载或负载很小时，直流保险出现故障瞬间，输入滤波电容储存的能量无法快速泄放，直流保险两端的电压差值变化率不足以使光耦原边导通，这时就检测不到直流保险故障。且该种电路只在直流保险故障瞬间产生一个故障脉冲信号，电容储能泄放后，故障脉冲信号消失，若后级没及时捕获到该故障脉冲信号，也无法判断出直流保险故障。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可靠的熔断器故障检测电路，以克服现有技术中存在的缺陷；本实用新型结构简单，易于实现。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种熔断器故障检测电路，包括一直流保险前端电压检测模块、一直流保险后端电压检测模块以及一直流保险两端电压比较模块；所述直流保险前端电压检测模块的输入端以及所述直流保险后端电压检测模块的第一输入端分别连接至直流保险的前端；所述直流保险后端电压检测模块的第二输入端连接至所述直流保险的后端；所述直流保险前端电压检测模块的输出端以及所述直流保险后端电压检测模块的输出端分别连接至所述直流保险两端电压比较模块的第一输入端以及第二输入端；所述直流保险两端电压比较模块的输出端连接至一CPU。
在本实用新型一实施例中，所述直流保险前端电压检测模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及第一三极管Q1；所述第一电阻R1的一端以及所述第一三极管Q1的发射极均连接至所述直流保险的前端；所述第一电阻R1的另一端分别与所述第二电阻R2的一端以及所述第一三极管Q1的基极相连；所述第一三极管Q1的发射极经所述第三电阻R3连接至所述第四电阻R4的一端；所述第四电阻R4的另一端与所述第二电阻R2的另一端相连，并连接至蓄电池BAT的负极；所述第一电阻R1的一端以及所述第一三极管Q1的发射极还与所述蓄电池BAT的正极相连；所述第四电阻R4的一端作为所述直流保险前端电压检测模块的输出端。
在本实用新型一实施例中，所述直流保险后端电压检测模块包括：第五电阻R1A、第六电阻R2A、第七电阻R3A、第八电阻R4A以及第二三极管Q2；所述第五电阻R1A的一端作为所述直流保险后端电压检测模块的第一输入端连接至所述直流保险的前端；所述第二三极管Q2的发射极作为所述直流保险后端电压检测模块的第二输入端连接至所述直流保险的后端；所述第五电阻R1A的另一端经所述第二三极管Q2的基极连接至所述第六电阻R2A的一端；所述第二三极管Q2的集电极经所述第七电阻R3A连接至所述第八电阻R4A的一端；所述第八电阻R4A的另一端与所述第六电阻R2A的另一端相连，并连接至蓄电池BAT的负极；所述第五电阻R1A的一端还与所述蓄电池BAT的正极相连；所述第八电阻R4A的一端作为所述直流保险后端电压检测模块的输出端。
在本实用新型一实施例中，所述第一三极管Q1以及所述第二三极管Q2为相同的PNP器件，且所述第一电阻R1的阻值等于所述第五电阻R1A的阻值，所述第二电阻R2的阻值等于所述第六电阻R2A的阻值，所述第三电阻R3的阻值等于所述第七电阻R3A的阻值，所述第四电阻R4的阻值等于所述第八电阻R4A的阻值。
在本实用新型一实施例中，所述直流保险后端电压检测模块还包括一电容储能泄放单元；所述电容储能泄放单元与所述直流保险的后端相连。
在本实用新型一实施例中，所述电容储能泄放单元包括一电容C1；所述电容C1的一端与所述直流保险的后端相连；所述直流保险的前端连接至一蓄电池BAT的正极；所述电容C1的另一端与所述蓄电池BAT的负极相连。
在本实用新型一实施例中，所述直流保险两端电压比较模块包括一或非门IC1以及一第九电阻R5；所述或非门IC1的两个输入端分别对应与所述直流保险前端电压检测模块的输出端以及所述直流保险后端电压检测模块的输出端相连；所述或非门IC1的输出端与所述第九电阻R5的一端相连，并作为所述直流保险两端电压比较模块的输出端；所述第九电阻R5的另一端与芯片供电电源VCC相连。
相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型所提出的一种熔断器故障检测电路，通过检测直流保险两端电压差值变化，在故障发生后及时产生故障电平信号，电路简单可靠，且能快速输出故障信号。
附图说明
图1是本实用新型中熔断器故障检测电路的电路原理框图。
图2是电池输入不带滤波电容时，本实用新型中熔断器故障检测电路的电路连接图。
图3是电池输入带滤波电容时，本实用新型中熔断器故障检测电路的电路连接图。
图4是本实用新型中熔断器故障检测电路电压判断的流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。
当UPS电池输入端的直流保险故障时，需要避免UPS从主路工作状态切换到电池工作状态或当UPS已经处于电池工作状态时，需要将UPS从电池工作状态迅速切换到旁路工作状态，否则会造成负载掉电的严重后果。本实用新型提出了一种不间断电源的直流保险故障检测方法及电路，用以解决采用直流保险两端电压差值变化率检测方法时，只在故障发生瞬间产生一个故障脉冲且当输入滤波电容储能无法快速泄放则检测电路检测不到故障的不足。
本实用新型提供一种熔断器故障检测电路，如图1所示，包括一直流保险前端电压检测模块、一直流保险后端电压检测模块以及一直流保险两端电压比较模块，分别对应图1中的第一电压检测单元、第二电压检测单元以及电压比较单元。所述直流保险前端电压检测模块的输入端以及所述直流保险后端电压检测模块的第一输入端分别连接至直流保险的前端；所述直流保险后端电压检测模块的第二输入端连接至所述直流保险的后端；所述直流保险前端电压检测模块的输出端以及所述直流保险后端电压检测模块的输出端分别连接至所述直流保险两端电压比较模块的第一输入端以及第二输入端；所述直流保险两端电压比较模块的输出端连接至一CPU。如图4所示，通过利用电压检测模块检测直流保险前端电压和后端电压，当直流保险两端存在较大电压差时，电压比较模块输出高电平的直流保险状态信号，指示直流保险故障。当直流保险两端电压差接近零时，电压比较模块输出低电平的直流保险状态信号，指示直流保险正常。
进一步的，该其电路熔断器故障检测电路为通过在直流保险两端各接一组参数一致的三极管电路，当直流保险正常时，其两端的电压是一致的，则两组三极管电路的工作状态一致，集电极泄放电阻采样到的电压也一致。将该电压接至或非门的输入端，当直流保险正常时，或非门输出持续的低电平。当直流保险故障时，直流保险两端电压不同，或非门输出持续高电平。
为了让本领域技术人员进一步了解本实用新型所提出的熔断器故障检测电路，下面结合具体实施例进行说明。
实施例一
如图2所示，所述直流保险前端电压检测模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及第一三极管Q1；所述第一电阻R1的一端以及所述第一三极管Q1的发射极均连接至所述直流保险的前端；所述第一电阻R1的另一端分别与所述第二电阻R2的一端以及所述第一三极管Q1的基极相连；所述第一三极管Q1的发射极经所述第三电阻R3连接至所述第四电阻R4的一端；所述第四电阻R4的另一端与所述第二电阻R2的另一端相连，并连接至蓄电池BAT的负极；所述第一电阻R1的一端以及所述第一三极管Q1的发射极还与所述蓄电池BAT的正极相连；所述第四电阻R4的一端作为所述直流保险前端电压检测模块的输出端。
所述直流保险后端电压检测模块包括：第五电阻R1A、第六电阻R2A、第七电阻R3A、第八电阻R4A以及第二三极管Q2；所述第五电阻R1A的一端作为所述直流保险后端电压检测模块的第一输入端连接至所述直流保险的前端；所述第二三极管Q2的发射极作为所述直流保险后端电压检测模块的第二输入端连接至所述直流保险的后端；所述第五电阻R1A的另一端经所述第二三极管Q2的基极连接至所述第六电阻R2A的一端；所述第二三极管Q2的集电极经所述第七电阻R3A连接至所述第八电阻R4A的一端；所述第八电阻R4A的另一端与所述第六电阻R2A的另一端相连，并连接至蓄电池BAT的负极；所述第五电阻R1A的一端还与所述蓄电池BAT的正极相连；所述第八电阻R4A的一端作为所述直流保险后端电压检测模块的输出端。
所述直流保险两端电压比较模块包括一或非门IC1以及一第九电阻R5；所述或非门IC1的两个输入端分别对应与所述直流保险前端电压检测模块的输出端以及所述直流保险后端电压检测模块的输出端相连；所述或非门IC1的输出端与所述第九电阻R5的一端相连，并作为所述直流保险两端电压比较模块的输出端；所述第九电阻R5的另一端与芯片供电电源VCC相连。
在本实施例中，Q1和Q2采用相同的PNP器件，且R1=R1A，R2=R2A，R3=R3A，R4=R4A。
实施例二
如图3所示，所述直流保险前端电压检测模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及第一三极管Q1；所述第一电阻R1的一端以及所述第一三极管Q1的发射极均连接至所述直流保险的前端；所述第一电阻R1的另一端分别与所述第二电阻R2的一端以及所述第一三极管Q1的基极相连；所述第一三极管Q1的发射极经所述第三电阻R3连接至所述第四电阻R4的一端；所述第四电阻R4的另一端与所述第二电阻R2的另一端相连，并连接至蓄电池BAT的负极；所述第一电阻R1的一端以及所述第一三极管Q1的发射极还与所述蓄电池BAT的正极相连；所述第四电阻R4的一端作为所述直流保险前端电压检测模块的输出端。
所述直流保险后端电压检测模块包括：第五电阻R1A、第六电阻R2A、第七电阻R3A、第八电阻R4A以及第二三极管Q2；所述第五电阻R1A的一端作为所述直流保险后端电压检测模块的第一输入端连接至所述直流保险的前端；所述第二三极管Q2的发射极作为所述直流保险后端电压检测模块的第二输入端连接至所述直流保险的后端；所述第五电阻R1A的另一端经所述第二三极管Q2的基极连接至所述第六电阻R2A的一端；所述第二三极管Q2的集电极经所述第七电阻R3A连接至所述第八电阻R4A的一端；所述第八电阻R4A的另一端与所述第六电阻R2A的另一端相连，并连接至蓄电池BAT的负极；所述第五电阻R1A的一端还与所述蓄电池BAT的正极相连；所述第八电阻R4A的一端作为所述直流保险后端电压检测模块的输出端。
所述直流保险后端电压检测模块还包括一电容储能泄放单元；所述电容储能泄放单元与所述直流保险的后端相连。所述电容储能泄放单元包括一电容C1；所述电容C1的一端与所述直流保险的后端相连；所述直流保险的前端连接至一蓄电池BAT的正极；所述电容C1的另一端与所述蓄电池BAT的负极相连。
直流保险两端电压比较模块包括一或非门IC1以及一第九电阻R5；所述或非门IC1的两个输入端分别对应与所述直流保险前端电压检测模块的输出端以及所述直流保险后端电压检测模块的输出端相连；所述或非门IC1的输出端与所述第九电阻R5的一端相连，并作为所述直流保险两端电压比较模块的输出端；所述第九电阻R5的另一端与芯片供电电源VCC相连。
在本实施例中，Q1和Q2采用相同的PNP器件，且R1=R1A，R2=R2A，R3=R3A，R4=R4A。当直流保险正常时，直流保险前后级电压差接近零，可认为Udc=U1e=U2e。此时U1e>U1b，U2e>U2b，Q1与Q2均导通，A点电位与B点电位均为高，或非门输出C点的电位为持续低电平。当直流保险故障时，U1e>U1b，Q1导通，A点电位为高。直流保险后端，因为输入滤波电容C1储能的存在，初始时Q2的U2e>U2b，Q2导通，电容储能通过R3A、R4A泄放，当快速泄放到U2e<U2b时，Q2截止，B点电位为低电平，或非门输出C点的电位为持续高电平。C点为直流保险的状态信号，通过检测C点的电平，当C点为低电平时，指示直流保险正常，当C点为高电平时，指示直流保险故障。
以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种熔断器故障检测电路，其特征在于，包括一直流保险前端电压检测模块、一直流保险后端电压检测模块以及一直流保险两端电压比较模块；所述直流保险前端电压检测模块的输入端以及所述直流保险后端电压检测模块的第一输入端分别连接至直流保险的前端；所述直流保险后端电压检测模块的第二输入端连接至所述直流保险的后端；所述直流保险前端电压检测模块的输出端以及所述直流保险后端电压检测模块的输出端分别连接至所述直流保险两端电压比较模块的第一输入端以及第二输入端；所述直流保险两端电压比较模块的输出端连接至一CPU。
2.根据权利要求1所述的熔断器故障检测电路，其特征在于，所述直流保险前端电压检测模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及第一三极管Q1；所述第一电阻R1的一端以及所述第一三极管Q1的发射极均连接至所述直流保险的前端；所述第一电阻R1的另一端分别与所述第二电阻R2的一端以及所述第一三极管Q1的基极相连；所述第一三极管Q1的发射极经所述第三电阻R3连接至所述第四电阻R4的一端；所述第四电阻R4的另一端与所述第二电阻R2的另一端相连，并连接至蓄电池BAT的负极；所述第一电阻R1的一端以及所述第一三极管Q1的发射极还与所述蓄电池BAT的正极相连；所述第四电阻R4的一端作为所述直流保险前端电压检测模块的输出端。
3.根据权利要求2所述的熔断器故障检测电路，其特征在于，所述直流保险后端电压检测模块包括：第五电阻R1A、第六电阻R2A、第七电阻R3A、第八电阻R4A以及第二三极管Q2；所述第五电阻R1A的一端作为所述直流保险后端电压检测模块的第一输入端连接至所述直流保险的前端；所述第二三极管Q2的发射极作为所述直流保险后端电压检测模块的第二输入端连接至所述直流保险的后端；所述第五电阻R1A的另一端经所述第二三极管Q2的基极连接至所述第六电阻R2A的一端；所述第二三极管Q2的集电极经所述第七电阻R3A连接至所述第八电阻R4A的一端；所述第八电阻R4A的另一端与所述第六电阻R2A的另一端相连，并连接至蓄电池BAT的负极；所述第五电阻R1A的一端还与所述蓄电池BAT的正极相连；所述第八电阻R4A的一端作为所述直流保险后端电压检测模块的输出端。
4.根据权利要求3所述的熔断器故障检测电路，其特征在于，所述第一三极管Q1以及所述第二三极管Q2为相同的PNP器件，且所述第一电阻R1的阻值等于所述第五电阻R1A的阻值，所述第二电阻R2的阻值等于所述第六电阻R2A的阻值，所述第三电阻R3的阻值等于所述第七电阻R3A的阻值，所述第四电阻R4的阻值等于所述第八电阻R4A的阻值。
5.根据权利要求1所述的熔断器故障检测电路，其特征在于，所述直流保险后端电压检测模块还包括一电容储能泄放单元；所述电容储能泄放单元与所述直流保险的后端相连。
6.根据权利要求5所述的熔断器故障检测电路，其特征在于，所述电容储能泄放单元包括一电容C1；所述电容C1的一端与所述直流保险的后端相连；所述直流保险的前端连接至一蓄电池BAT的正极；所述电容C1的另一端与所述蓄电池BAT的负极相连。
7.根据权利要求1所述的熔断器故障检测电路，其特征在于，所述直流保险两端电压比较模块包括一或非门IC1以及一第九电阻R5；所述或非门IC1的两个输入端分别对应与所述直流保险前端电压检测模块的输出端以及所述直流保险后端电压检测模块的输出端相连；所述或非门IC1的输出端与所述第九电阻R5的一端相连，并作为所述直流保险两端电压比较模块的输出端；所述第九电阻R5的另一端与芯片供电电源VCC相连。
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|---|---|---|---|---|
| CN110635557A (zh) * | 2019-09-03 | 2019-12-31 | 科华恒盛股份有限公司 | 不间断电源及其熔断器故障检测方法 |
| CN113241734A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-08-10 | 江苏固德威电源科技股份有限公司 | 一种光伏面板负极接地检测及保护装置 |
| CN116344987A (zh) * | 2023-05-30 | 2023-06-27 | 如果新能源科技(江苏)股份有限公司 | 电池包以及熔丝故障检测方法 |
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