CN206440799U - 一种电路检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电路检测技术领域，特别涉及一种电路检测装置。所电路检测装置包括过流取样电路、放大电路、电平比较电路、过压检测电路、短路检测电路和电平转换电路；所述过流取样电路的一端连接负载的负极，另一端连接放大电路；所述放大电路的一端连接过流取样电路，另一端连接电平比较电路；所述电平比较电路的一端连接放大电路，另一端连接电平转换电路；所述过压检测电路和短路检测电路的一端分别连接负载的正极，另一端分别连接电平转换电路；所述电平转换电路的一端分别与电平比较电路、过压检测电路及短路检测电路连接。本实用新型可同时进行过流、过压及短路的电路异常检测，从而实现多方位的保护。

Description

一种电路检测装置

技术领域

本实用新型涉及电路检测技术领域，特别涉及一种电路检测装置。

背景技术

随着技术的进步，目前的电子产品越来越精密，集成化程度越来越高，体积也越来越小，其对电路的稳定性、可靠性及安全性的要求也越来越高。而为了满足这些要求，需要在电子产品中加入各种各样的保护电路。

目前，电子产品中最常用的保护电路包括过流、过压及短路保护电路，但现有技术中，上述的保护电路要么精度不高，要么调整不方便，要么保护类型不多，而能够同时达到这些目的的产品价格又非常高昂，导致电子产品的生产成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电路检测装置，旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为了解决上述问题，本实用新型提供了如下技术方案：

一种电路检测装置，包括过流取样电路、放大电路、电平比较电路、过压检测电路、短路检测电路和电平转换电路；所述过流取样电路的一端连接负载的负极，另一端连接放大电路；所述放大电路的一端连接过流取样电路，另一端连接电平比较电路；所述电平比较电路的一端连接放大电路，另一端连接电平转换电路；所述过压检测电路和短路检测电路的一端分别连接负载的正极，另一端分别连接电平转换电路；所述电平转换电路的一端分别与电平比较电路、过压检测电路及短路检测电路连接。

本实用新型实施例采取的技术方案还包括处理器，所述电平转换电路的另一端与处理器连接。

本实用新型实施例采取的技术方案还包括：所述过流取样电路包括第一电阻，所述放大电路包括第二电阻，所述第一电阻一端接地，另一端分别连接负载的负极以及第二电阻。

本实用新型实施例采取的技术方案还包括：所述放大电路还包括第三电阻、第四电阻和第一运算放大器，所述电平比较电路还包括第五电阻；所述第二电阻的一端分别连接第一电阻及负载的负极，另一端连接第一运算放大器的第3脚；所述第三电阻的一端分别连接第一运算放大器的第2脚及第四电阻，另一端分别连接第一运算放大器的第1脚及第五电阻；所述第四电阻的一端接地，另一端分别连接第三电阻及第一运算放大器的第2脚。

本实用新型实施例采取的技术方案还包括：所述电平比较电路还包括第六电阻、三端稳压器及第二运算放大器，所述第五电阻的一端分别连接第一运算放大器的第1脚及第三电阻，另一端连接所述第二运算放大器的第6脚；所述第六电阻的一端连接电源，另一端连接三端稳压器的第2脚。

本实用新型实施例采取的技术方案还包括：所述电平比较电路还包括第七电阻、第八电阻和电容，所述电平转换电路还包括第一二极管；所述第七电阻的一端连接电源，另一端分别连接所述三端稳压器的第3脚、电容及第二运算放大器的第6脚；所述第八电阻的一端连接电源，另一端分别连接所述第二运算放大器的第7脚以及第一二极管的正极。

本实用新型实施例采取的技术方案还包括：所述三端稳压器的第1脚接地，第2脚连接第六电阻，第3脚分别连接电容、第七电阻及第二运算放大器的第6脚；所述第二运算放大器的第4脚接地，第5脚连接第五电阻，第6脚分别连接电容、第七电阻及三端稳压器的第3脚，第7脚分别连接第八电阻及第一二极管的正极，第8脚接电源。

本实用新型实施例采取的技术方案还包括：所述电平转换电路还包括第九电阻、第十电阻、第二二极管及三极管，所述过压检测电路还包括稳压二极管；所述第九电阻的一端连接接第一二极管的负极，另一端分别连接第十电阻及三极管的基极；所述第十电阻的一端连接第二二极管的负极，另一端分别连接第九电阻及三极管的基极；所述第一二极管的正极分别连接第八电阻及第二运算放大器的第7脚，负极连接第九电阻；所述第二二极管的正极连接稳压二极管的正极，负极连接第十电阻。

本实用新型实施例采取的技术方案还包括：所述稳压二极管的正极连接所述第二二极管的正极，负极连接负载的正极。

本实用新型实施例采取的技术方案还包括：所述短路检测电路还包括第三二极管，所述第三二极管的正极分别连接所述三极管的集电极及处理器，负极连接负载的正极。

相对于现有技术，本实用新型实施例产生的有益效果在于：本实用新型实施例的电路检测装置采用分立元件实时监测电路的电流、电压及电路的状态，并将检测结果输出至处理器，由处理器根据所接收到的状态做出相应的保护动作。本实用新型可同时进行过流、过压及短路的电路异常检测，从而实现多方位的保护；由于采用分立元件制作，各种参数调整方便，检测精度高，且电路简洁，成本低，可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电路检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的电路检测装置的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，是本实用新型实施例的电路检测装置的结构示意图。本实用新型实施例的电路检测装置包括过流取样电路100、放大电路200、电平比较电路300、过压检测电路400、短路检测电路500、电平转换电路600和处理器700；其中，过流取样电路100的一端接负载(图未示)的负极，另一端接放大电路200；放大电路200的一端接过流取样电路100，另一端连接到电平比较电路300；电平比较电路300的一端接放大电路200，另一端连接到电平转换电路600；过压检测电路400和短路检测电路500的一端分别接负载的正极，另一端分别连接到电平转换电路600；电平转换电路600的一端分别与电平比较电路300、过压检测电路400及短路检测电路500连接，另一端与处理器700连接。

过流取样电路100用于从负载的负极处取得电流样本，并将电流样本输出至放大电路200；放大电路200用于对电流样本进行放大，并把放大后的电流样本输出至电平比较电路300；电平比较电路300用于将电流样本与基准电压进行比较，检测电流样本是否过流，并根据检测结果向电平转换电路600输出电平信号；过压检测电路400用于检测负载电压是否超过设定的电路，并将检测电平输出至电平转换电路600；短路检测电路500用于检测负载是否处于短路状态，并将检测电平输出至电平转换电路600；电平转换电路600用于根据电平比较电路300、过压检测电路400和短路检测电路500输入的检测电平向处理器700输出对应的电平信号，处理器700用于根据电平转换电路600输入的电平信号判断负载电路是否存在异常，如果存在异常则发出指令执行保护动作，从而实现对负载电路的过流、过压及短路的检测及保护。

请一并参阅图2，是本实用新型实施例的电路检测装置的电路图。具体地，过流取样电路100包括第一电阻R1，为减小对负载电路的影响，第一电阻R1为一个大功率、毫欧姆级别的小阻值的取样电阻，第一电阻R1一端接地，另一端分别接负载的负极以及第二电阻R2。负载的电流从第一电阻R1流过，在第一电阻R1上产生压降，将电流转换为电压，从而取得负载电流的电流样本。

放大电路200包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第一运算放大器U1-A；第二电阻R2的一端分别接第一电阻R1及负载的负极，另一端接第一运算放大器U1-A的第3脚；第三电阻R3的一端接第一运算放大器U1-A的第2脚及第四电阻R4，另一端接第一运算放大器U1-A的第1脚及第五电阻R5；第四电阻R4的一端接地，另一端接第三电阻R3及第一运算放大器U1-A的第2脚；第一运算放大器U1-A的第1脚分别接第三电阻R3及第五电阻R5，第2脚分别接第三电阻R3及第四电阻R4，第3脚接第二电阻R2；第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第一运算放大器U1-A组成一个同相电压放大电路。

电平比较电路300包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、三端稳压器U2、电容C1、第二运算放大器U1-B；其中，第五电阻R5的一端接第一运算放大器U1-A的第1脚及第三电阻R3，另一端接第二运算放大器U1-B的第6脚；第六电阻R6的一端接电源，另一端接三端稳压器U2的第2脚；第七电阻R7的一端接电源，另一端分别接三端稳压器U2的第3脚、电容C1及第二运算放大器U1-B的第6脚；第八电阻R8的一端接电源，另一端分别接第二运算放大器U1-B的第7脚以及第一二极管D1的正极；三端稳压器U2的第1脚接地，第2脚接第六电阻R6，第3脚分别接电容C1、第七电阻R7及第二运算放大器U1-B的第6脚；第二运算放大器U1-B的第4脚接地，第5脚接第五电阻R5，第6脚分别接电容C1、第七电阻R7及三端稳压器的第3脚，第7脚接第八电阻R8及第一二极管D1的正极，第8脚接电源；三端稳压器U2、第六电阻R6、第七电阻R7及电容C1共同构成了一个基准电压产生电路。

过压检测电路400包括稳压二极管Z1，稳压二极管Z1的正极接第二二极管D2的正极，负极接负载的正极。

短路检测电路500包括第三二极管D3，第三二极管D3的正极分别接三极管Q1的集电极及状态输出(处理器700)，负极接负载的正极。

电平转换电路600包括第九电阻R9、第十电阻R10、第一二极管D1、第二二极管D2及三极管Q1。其中，第九电阻R9的一端接第一二极管D1的负极，另一端分别接第十电阻R10及三极管Q1的基极；第十电阻R10的一端接第二二极管D2的负极，另一端分别接第九电阻R9及三极管Q1的基极；第一二极管D1的正极分别接第八电阻R8及第二运算放大器U1-B的第7脚，负极接第九电阻R9；第二二极管D2的正极接稳压二极管Z1的正极，负极接第十电阻R10；三极管Q1的基极分别接第九电阻R9和第十电阻R10，三极管Q1的集电极分别接第三二极管D3的正极及状态输出(处理器700)，三极管Q1的发射极接地。

本实用新型实施例的电路检测装置的工作原理为：过流取样电路100的第一电阻R1从负载的负极处取得电流样本后，输出到放大电路200；电流样本通过放大电路200的第二电阻R2输送给第一运算放大器U1-A，由第一运算放大器U1-A进行放大处理；其中，电流样本的放大倍数由第三电阻R3及第四电阻R4所决定，通过调整放大电路的放大倍数，可以设定过流的电流值，在基准电压确定的情况下，放大倍数越大，电流样本就被放的越大，越容易超过基准电压，而一旦放大后电流样本超过基准电压，就会认为是处于过流，所以过流值就越小。电流样本经过放大电路200放大后，输出到电平比较电路300；通过电平比较电路300的三端稳压器U2产生一个2.5V基准电压(此电压精度高，不受电源电压变动的影响)，将该基准电压输入到第二运算放大器U1-B的第6脚，同时放大后的电流样本也输入到第二运算放大器U1-B的第5脚；这两个电压通过第二运算放大器U1-B进行比较，同时第八电阻R8给第二运算放大器U1-B的第7脚加入一个上拉电平；如果第5脚的电流样本电压高于第6脚的基准电压，第二运算放大器U1-B的第7脚就向电平转换电路600输出高电平，就会被处理器700判断为过流；如果第5脚的电流样本电压低于第6脚的基准电压，第二运算放大器U1-B的第7脚就向电平转换电路600输出低电平，就会被处理器700判断为正常。第二运算放大器U1-B输出的电平通过第一二极管D1及第九电阻R9输送至三极管Q1，如果三极管Q1的基极接收到的是高电平，三极管Q1导通，它的集电极会向处理器700输出低电平，则处理器700判断为电路异常，转而执行保护动作。如果三极管Q1的基极接收到的是低电平，三极管Q1截止，它的集电极会向处理器700输出高电平，则处理器700判断为电路正常，不作任何动作。从而实现对负载电路的过流的检测及保护。在电路中，第一二极管D1与第二二极管D2起到隔离作用，第一二极管D1防止过压检测电路400的电平流入到电平比较电路300，第二二极D2防止电平比较电路300的电平流入到过压检测电路400；第九电阻R9与第十电阻R10的作用是限流，分别防止电平比较电路300与过压检测电路400输出的电流对三极管Q1造成损坏。

同时的，过压检测电路400检测的电平也会输出至电平转换电路600；过压检测电路的稳压二极管Z1的负极接负载的正极，当负载的电压超过稳压二极管Z1的值时，稳压二极管Z1导通，并输出高电平到电平转换电路600；此时，三极管Q1导通，它的集电极会向处理器700输出低电平，则处理器700判断为电路异常，转而执行保护动作；从而实现对负载电路的过压的检测及保护。通过设定稳压二极管Z1的稳压值可以设定过压检测的电压值，稳压二极管Z1的值越大，过压值就越高。

同时的，短路检测电路500检测的电平也会输出至电平转换电路600，短路检测电路500的第三二极管D3的负极接负载的正极，第三二极管D3的正极接电平转换电路600的三极管Q1的集电极，如果负载发生短路，第三二极管D3的负极被拉为低电平，同时三极管Q1的集电极也通过第三二极管D3被拉为低电平，并会向处理器700输出低电平，则处理器700判断为电路异常，转而执行保护动作，从而实现对负载电路的短路的检测及保护。

本实用新型实施例的电路检测装置采用分立元件实时监测电路的电流、电压及电路的状态，并将检测结果输出至处理器，由处理器根据所接收到的状态做出相应的保护动作。本实用新型可同时进行过流、过压及短路的电路异常检测，从而实现多方位的保护；由于采用分立元件制作，各种参数调整方便，检测精度高，且电路简洁，成本低，可靠性高。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电路检测装置，其特征在于，包括过流取样电路、放大电路、电平比较电路、过压检测电路、短路检测电路和电平转换电路；所述过流取样电路的一端连接负载的负极，另一端连接放大电路；所述放大电路的一端连接过流取样电路，另一端连接电平比较电路；所述电平比较电路的一端连接放大电路，另一端连接电平转换电路；所述过压检测电路和短路检测电路的一端分别连接负载的正极，另一端分别连接电平转换电路；所述电平转换电路的一端分别与电平比较电路、过压检测电路及短路检测电路连接。

2.根据权利要求1所述的电路检测装置，其特征在于，还包括处理器，所述电平转换电路的另一端与处理器连接。

3.根据权利要求1或2所述的电路检测装置，其特征在于，所述过流取样电路包括第一电阻，所述放大电路包括第二电阻，所述第一电阻一端接地，另一端分别连接负载的负极以及第二电阻。

4.根据权利要求3所述的电路检测装置，其特征在于，所述放大电路还包括第三电阻、第四电阻和第一运算放大器，所述电平比较电路还包括第五电阻；所述第二电阻的一端分别连接第一电阻及负载的负极，另一端连接第一运算放大器的第3脚；所述第三电阻的一端分别连接第一运算放大器的第2脚及第四电阻，另一端分别连接第一运算放大器的第1脚及第五电阻；所述第四电阻的一端接地，另一端分别连接第三电阻及第一运算放大器的第2脚。

5.根据权利要求4所述的电路检测装置，其特征在于，所述电平比较电路还包括第六电阻、三端稳压器及第二运算放大器，所述第五电阻的一端分别连接第一运算放大器的第1脚及第三电阻，另一端连接所述第二运算放大器的第6脚；所述第六电阻的一端连接电源，另一端连接三端稳压器的第2脚。

6.根据权利要求5所述的电路检测装置，其特征在于，所述电平比较电路还包括第七电阻、第八电阻和电容，所述电平转换电路还包括第一二极管；所述第七电阻的一端连接电源，另一端分别连接所述三端稳压器的第3脚、电容及第二运算放大器的第6脚；所述第八电阻的一端连接电源，另一端分别连接所述第二运算放大器的第7脚以及第一二极管的正极。

7.根据权利要求6所述的电路检测装置，其特征在于，所述三端稳压器的第1脚接地，第2脚连接第六电阻，第3脚分别连接电容、第七电阻及第二运算放大器的第6脚；所述第二运算放大器的第4脚接地，第5脚连接第五电阻，第6脚分别连接电容、第七电阻及三端稳压器的第3脚，第7脚分别连接第八电阻及第一二极管的正极，第8脚接电源。

8.根据权利要求7所述的电路检测装置，其特征在于，所述电平转换电路还包括第九电阻、第十电阻、第二二极管及三极管，所述过压检测电路还包括稳压二极管；所述第九电阻的一端连接接第一二极管的负极，另一端分别连接第十电阻及三极管的基极；所述第十电阻的一端连接第二二极管的负极，另一端分别连接第九电阻及三极管的基极；所述第一二极管的正极分别连接第八电阻及第二运算放大器的第7脚，负极连接第九电阻；所述第二二极管的正极连接稳压二极管的正极，负极连接第十电阻。

9.根据权利要求8所述的电路检测装置，其特征在于，所述稳压二极管的正极连接所述第二二极管的正极，负极连接负载的正极。

10.根据权利要求9所述的电路检测装置，其特征在于，所述短路检测电路还包括第三二极管，所述第三二极管的正极分别连接所述三极管的集电极及处理器，负极连接负载的正极。