CN208672707U - 一种电源电压范围检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电源电压范围检测装置，其包括控制器、反相器、光耦隔离模块以及输入模块；所述反相器的输出端与所述控制器的IO接口连接；所述光耦隔离模块的输出端与所述反相器的输入端连接；所述输入模块包括两个输入端子和两个输出端子；所述输入端子用于和待检测的直流电源连接，所述输出端子分别和所述光耦隔离模块的正极端子和负极端子连接；所述输入模块用于将待检测的直流电源输出的电压转换为所述发光二极管的驱动电压。本实用新型的优点是：电路结构简单，可靠性高,可以准确地识别输入电压是否处于目标范围(12V至160V),避免了现有技术中的检测电路可靠性过低的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于电子信息领域，具体涉及一种电源电压范围检测装置。
背景技术
一般轨道交通领域特别是事件记录器识别外部输入直流12V至160V范围电压输入电路设计的比较复杂，因为上述电压的范围过大，需要采用多种测量对待检测的电压进行测量。此外，现有技术中的测量电路易受外部电压变化和环境温度的影响，使得电路自我保护能力差。当待测量的电压发生浪涌时，还会超出现有技术中的测量电路的检测范围，造成设备损坏。
发明内容
本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种电源电压范围检测装置，该装置采用简单的电路实现了直流电源电压范围的检测。
本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
一种电源电压范围检测装置，其包括控制器、反相器、光耦隔离模块以及输入模块；其中：
所述反相器的输出端与所述控制器的IO接口连接；
所述光耦隔离模块的输出端与所述反相器的输入端连接；所述光耦隔离模块的输入端包括正极端子和负极端子，所述光耦隔离模块的发光二极管分别连接在所述正极端子和负极端子之间；
所述输入模块包括两个输入端子和两个输出端子；所述输入端子用于和待检测的直流电源连接，所述输出端子分别和所述光耦隔离模块的正极端子和负极端子连接；所述输入模块用于将待检测的直流电源输出的电压转换为所述发光二极管的驱动电压。
所述控制器为单片机。
还包括一个供电模块；所述供电模块分别向所述控制器以及所述反相器供电。
所述光耦隔离模块的输出端包括发射极以及集电极；所述发射极与所述供电模块的负极连接；所述集电极通过一个上拉电阻与所述供电模块的正极连连接，并通过一个电阻和所述反相器的输入端连接。
所述输入模块还包括第一电感、第二电感、压敏电阻、TVS管、整流二极管、第一稳压管、第二稳压管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容以及NMOS管；具体的：第一电感的一端作为所述输入模块的一个输入端子，其另一端连接第一节点；第二电感的一端作为所述输入模块的另一个输入端子，其另一端连接第二节点，所述TVS管连接在第一节点与第二节点之间；所述压敏电阻连接在所述输入模块的两个输入端子之间；第一节点与第三节点之间串联有整流二极管以及第一稳压管；第一电阻连接在第三节点和第四节点之间；第二稳压管连接在第四节点和第二节点之间；第二电阻连接在第四节点和NMOS管的栅极之间；第一电容连接在第二节点和NMOS管的栅极之间；第三电阻连接在NMOS管的源极和第二节点之间；NMOS管的漏极作为输入模块的一个输出端子与所述光耦隔离模块的负极端子连接；第三节点作为输入模块的另一个输出端子与所述光耦隔离模块的正极端子连接。
所述第一电阻和第三电阻均为具有负温度系数的MELF电阻。
本实用新型的优点是：电路结构简单，可靠性高,可以准确地识别输入电压是否处于目标范围(12V至160V),避免了现有技术中的检测电路可靠性过低的问题。
附图说明
图1为本实用新型的电源电压范围检测装置的原理图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
实施例：如图1所示，本实施例具体涉及一种电源电压范围检测装置，用于识别待检测电源输出的12V至160V范围电压。检测装置包括控制器(U1)、反相器(U2)、光耦隔离模块(OC)、输入模块(1)以及供电模块(2)。
具体的，反相器(U2)为施密特反相器，反相器(U2)的输出端与控制器(U1)的IO接口连接。反相器(U2)可将光耦隔离模块(OC)输出的电信号转换为反向的逻辑信号，并输送至控制器(U1)的通用IO接口。本实施例中，控制器(U1)为单片机。
光耦隔离模块(OC)的输出端与反相器(U2)的输入端连接；光耦隔离模块(OC)的输入端包括正极端子和负极端子，光耦隔离模块(OC)的发光二极管分别连接在正极端子和负极端子之间。光耦隔离模块(OC)用于隔离待检测电源和控制器(U1)。
本实施例中，供电模块(2)用于分别向控制器(U1)以及反相器(U2)供电。光耦隔离模块(OC)的输出端包括发射极(E)以及集电极(C)。发射极(E)与供电模块(2)的负极连接；集电极(C)通过一个上拉电阻(R4)与供电模块(2)的正极连连接，并通过一个电阻(R5)和反相器(U2)的输入端连接。当光耦隔离模块(OC)的发光二极管发光后，发射极(E)和集电极(C)处于导通状态，此时反相器(U2)的输出端输出低电平。当光耦隔离模块(OC)的发光二极管熄灭时，光耦隔离模块(OC)通过上拉电阻(R4)输出高电平。
本实施例中，输入模块(1)包括两个输入端子和两个输出端子；输入端子用于和待检测的直流电源(3)连接，输出端子分别和光耦隔离模块(OC)的正极端子和负极端子连接。输入模块(1)用于将待检测的直流电源(3)输出的电压转换为光耦隔离模块(OC)的发光二极管的驱动电压。
输入模块(1)还包括第一电感(L1)、第二电感(L2)、压敏电阻(MOV)、TVS管(TVS)、整流二极管(D)、第一稳压管(ZD1)、第二稳压管(ZD2)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第一电容以及NMOS管。具体的：第一电感(L1)的一端作为输入模块(1)的一个输入端子，其另一端连接第一节点(N1)。第二电感(L2)的一端作为输入模块(1)的另一个输入端子，其另一端连接第二节点(N2)。TVS管(TVS)连接在第一节点(N1)与第二节点(N2)之间。压敏电阻(MOV)连接在输入模块(1)的两个输入端子之间。第一节点(N1)与第三节点(N3)之间串联有整流二极管(D)以及第一稳压管(ZD1)，整流二极管(D)的阳极朝向第一节点(N1)，第一稳压管(ZD1)的阳极朝向第三节点(N3)。第一电阻(R1)连接在第三节点(N3)和第四节点(N4)之间。第二稳压管(ZD2)连接在第四节点(N4)和第二节点(N2)之间，第二稳压管(ZD2)的阳极朝向第二节点(N2)。第二电阻(R2)连接在第四节点(N4)和NMOS管(NMOS)的栅极(G)之间。第一电容(C1)连接在第二节点(N2)和NMOS管(NMOS)的栅极(G)之间。第三电阻(R3)连接在NMOS管(NMOS)的源极(S)和第二节点(N2)之间。NMOS管(NMOS)的漏极(D)作为输入模块(1)的一个输出端子与光耦隔离模块(OC)的负极端子连接。第三节点(N3)作为输入模块(1)的另一个输出端子与光耦隔离模块(OC)的正极端子连接。
本实施例中，第一电阻(R1)和第三电阻(R3)均为具有负温度系数的MELF电阻。第一电阻(R1)采用MELF电阻可以避免温度对光耦隔离模块(OC)的发光二极管两端的电压产生影响，第三电阻(R3)采用MELF电阻采用MELF电阻可以避免温度对NMOS管(NMOS)的栅极(G)电压产生影响。上述电阻采用MELF电阻可以改善电阻受环境温度的影响和承受脉冲负载的能力，从而使识别电压范围稳定。
第一电感(L1)和第二电感(L2)以及整流二极管(D)可以对待检测的直流电源(3)的输入电压进行蒸馏和滤波。整流二极管(D)、第一电阻(R1)以及第一稳压管(ZD1)以及第二稳压管(ZD2)可以进行分压和稳压。第一电容(C1)具有滤波稳压的作用。整流二极管(D)、第一稳压管(ZD1)、NMOS管(NMOS)、第三电阻(R3)进行分压，给光耦隔离模块(OC)的发光二极管提供一个稳定的电压和安全电压。压敏电阻(MOV)和TVS管(TVS)可以起到电压钳位的作用。
在工作过程中，将输入模块(1)的两个输入端子接入待检测的直流电源(3)的输入端。
当待检测的直流电源(3)的输出电压小于12V时，NMOS管(NMOS)无法导通，同时光耦隔离模块(OC)的发光二极管处于熄灭状态，光耦隔离模块(OC)输出高电平，经过反相器(U2)反向后，控制器(U1)检测到的反相器输入的低电平。
当待检测的直流电源(3)的输出电压大于12V且小于160V时，NMOS管(NMOS)无法导通，同时光耦隔离模块(OC)的发光二极管发光，光耦隔离模块(OC)输出低电平，经过反相器(U2)反向后，控制器(U1)检测到的反相器输入的高电平。
本实施例的有益技术效果为：电路结构简单，可靠性高,可以准确地识别输入电压是否处于目标范围(12V至160V),避免了现有技术中的检测电路可靠性过低的问题。
Claims (6)
1.一种电源电压范围检测装置，其特征在于包括控制器、反相器、光耦隔离模块以及输入模块；其中：
所述反相器的输出端与所述控制器的IO接口连接；
所述光耦隔离模块的输出端与所述反相器的输入端连接；所述光耦隔离模块的输入端包括正极端子和负极端子，所述光耦隔离模块的发光二极管分别连接在所述正极端子和负极端子之间；
所述输入模块包括两个输入端子和两个输出端子；所述输入端子用于和待检测的直流电源连接，所述输出端子分别和所述光耦隔离模块的正极端子和负极端子连接；所述输入模块用于将待检测的直流电源输出的电压转换为所述发光二极管的驱动电压。
2.根据权利要求1所述的一种电源电压范围检测装置，其特征在于所述控制器为单片机。
3.根据权利要求1所述的一种电源电压范围检测装置，其特征在于还包括一个供电模块；所述供电模块分别向所述控制器以及所述反相器供电。
4.根据权利要求3所述的一种电源电压范围检测装置，其特征在于所述光耦隔离模块的输出端包括发射极以及集电极；所述发射极与所述供电模块的负极连接；所述集电极通过一个上拉电阻与所述供电模块的正极连接，并通过一个电阻和所述反相器的输入端连接。
5.根据权利要求1所述的一种电源电压范围检测装置，其特征在于所述输入模块还包括第一电感、第二电感、压敏电阻、TVS管、整流二极管、第一稳压管、第二稳压管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容以及NMOS管；具体的：第一电感的一端作为所述输入模块的一个输入端子，其另一端连接第一节点；第二电感的一端作为所述输入模块的另一个输入端子，其另一端连接第二节点，所述TVS管连接在第一节点与第二节点之间；所述压敏电阻连接在所述输入模块的两个输入端子之间；第一节点与第三节点之间串联有整流二极管以及第一稳压管；第一电阻连接在第三节点和第四节点之间；第二稳压管连接在第四节点和第二节点之间；第二电阻连接在第四节点和NMOS管的栅极之间；第一电容连接在第二节点和NMOS管的栅极之间；第三电阻连接在NMOS管的源极和第二节点之间；NMOS管的漏极作为输入模块的一个输出端子与所述光耦隔离模块的负极端子连接；第三节点作为输入模块的另一个输出端子与所述光耦隔离模块的正极端子连接。
6.根据权利要求5所述的一种电源电压范围检测装置，其特征在于所述第一电阻和第三电阻均为具有负温度系数的MELF电阻。
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