CN209117786U - 一种感性负载的短路检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种感性负载的短路检测电路，属于汽车电子领域，其包括：微处理器、功率输出控制单元、检测信号单元、二极管D1、整流单元、以及电压比较单元，其中微处理器分别连接功率输出控制单元、检测信号单元、以及电压比较单元，二极管D1的正极连接于检测信号单元，二极管D1的负极连接于功率输出控制单元的输出端，功率输出控制单元、整流单元适于同时连接于感性负载，整流单元连接于电压比较单元，功率输出控制单元输出电流至感性负载，微处理器根据来自电压比较单元的电平信号控制功率输出控制单元在开启和关闭状态之间进行切换。本实用新型能够有效准确地检测感性负载是否存在对地短路，避免感性负载发生短路对电路造成的损害。

Description

一种感性负载的短路检测电路

技术领域

本实用新型涉及汽车电子领域，更详而言之涉及一种感性负载的短路检测电路。

背景技术

随着汽车行业的发展，汽车内部的科技配置越来越丰富，各种负载设备和电子电路越来越多地被装配到汽车内。如果电路中发生短路。有可能会造成功率输出器件的损坏，而且短路造成的大电流甚至有可能烧坏电路或引起火灾。

值得注意的是，由于感性负载的电阻一般较小，采用分压采样的方法很难检测到输出至感性负载的功率输出电路上是否出现对地短路，存在一定的安全隐患。

综上所述，本领域亟需一种新的适用于感性负载的短路检测电路来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种感性负载的短路检测电路，在一定程度上解决了上述问题，实现了有效准确地检测感性负载是否存在对地短路，避免感性负载发生短路对电路造成的损害。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种感性负载的短路检测电路，适于连接供电电源，所述供电电源包括电源VCC和电源Vpower，所述感性负载的短路检测电路包括：

微处理器、功率输出控制单元、检测信号单元、二极管D1、整流单元、以及电压比较单元，其中所述微处理器分别连接所述功率输出控制单元、所述检测信号单元、以及所述电压比较单元，所述二极管D1的正极连接于所述检测信号单元，所述二极管D1的负极连接于所述功率输出控制单元的输出端，所述功率输出控制单元、所述整流单元适于同时连接于感性负载的一端，感性负载的另一端接地，所述整流单元连接于所述电压比较单元，电源VCC为所述微处理器供电，电源Vpower为所述功率输出控制单元供电；

所述功率输出控制单元在所述微处理器的控制下输出电流至所述感性负载，所述二极管D1防止所述功率输出控制单元输出的电压进入所述检测信号单元，所述微处理器输出PWM信号至所述检测信号单元，经过所述检测信号单元的开关作用，输出脉冲信号作用在感性负载上，所述整流单元输出单向整流电压Ub至所述电压比较单元，所述电压比较单元将所述单向整流电压Ub与预设阈值进行比较，从而确定感性负载是否存在短路，若存在短路，则所述电压比较单元输出报警信号至所述微处理器，以使得所述微处理器控制所述功率输出控制单元关闭，从而起到保护作用。

根据本实用新型的优选实施例，所述检测信号单元包括三极管Q1和电阻R1，其中三极管Q1的基极连接于所述微处理器、三极管Q1的发射极接地、三极管Q1的集电极连接于电阻R1和二极管D1的正极，电阻R1的另一端适于连接电源Vpower；所述整流单元包括二极管D2、电容C1、电阻R2、以及电阻R3，其中二极管D2的正极连接于感性负载，二极管D2的负极同时连接于电容C1、电阻R2、以及电阻R3，电容C1和电阻R2的另一端接地；所述电压比较单元包括电压比较器U1、电阻R4、电阻R5、电阻R6、以及电容C2，其中电阻R3连接于电压比较器U1的反相输入端，电阻R4的一端连接于电压比较器U1的输出端，电阻R4的另一端连接于所述微处理器，电阻R5和电阻R6串联，电阻R5的另一端适于连接电源VCC，电阻R6的另一端接地，电容C2与电阻R6并联，电容C2的一端连接电阻R5，电容C2的另一端接地，电压比较器U1的正相输入端连接于电容C2。

本实用新型的上述以及其它目的、特征、优点将通过下面的详细说明、附图、以及所附的权利要求进一步明确。

附图说明

图1是根据本实用新型的优选实施例的总体原理图；

图2是根据本实用新型的优选实施例的电路图；

图中：微处理器10；功率输出控制单元20；检测信号单元30；整流单元40；电压比较单元50；感性负载60。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

参看附图之图1和2，根据本实用新型的优选实施例的感性负载的短路检测电路将在接下来的描述中被阐明，其能够有效准确地检测感性负载是否存在对地短路，避免感性负载发生短路对电路造成的损害。

如附图1所示，所述感性负载的短路检测电路包括微处理器10、功率输出控制单元20、检测信号单元30、二极管D1、整流单元40、以及电压比较单元50，其中所述微处理器10分别连接所述功率输出控制单元20、所述检测信号单元30、以及所述电压比较单元50，所述二极管D1的正极连接于所述检测信号单元30，所述二极管D1的负极连接于所述功率输出控制单元20的输出端，所述功率输出控制单元20、所述整流单元40适于同时连接于感性负载60的一端，感性负载60的另一端接地，所述整流单元40连接于所述电压比较单元50。

所述微处理器10控制所述功率输出控制单元20的开关状态，所述功率输出控制单元20在所述微处理器10的控制下输出电流至所述感性负载60。所述二极管D1防止所述功率输出控制单元20输出的电压进入所述检测信号单元30。所述微处理器10接收来自所述电压比较单元50的电平信号FD1，并以此来判断感性负载60是否处于短路状态，从而控制所述功率输出控制单元20在开启和关闭状态之间进行切换。

本领域技术人员可以理解的是，所述感性负载60在本实用新型中为车载用电器。

具体地来说，如附图2所示，其展示了根据本实用新型的优选实施例的感性负载的短路检测电路的电气连接原理图。所述感性负载的短路检测电路适于连接供电电源，所述供电电源包括电源VCC和电源Vpower。电源VCC为所述微处理器供电，电源Vpower为所述功率输出控制单元供电。所述检测信号单元30包括三极管Q1和电阻R1，其中三极管Q1的基极连接于所述微处理器10、三极管Q1的发射极接地、三极管Q1的集电极连接于电阻R1和二极管D1的正极，电阻R1的另一端适于连接电源Vpower。

进一步地，所述整流单元40包括二极管D2、电容C1、电阻R2、以及电阻R3，其中二极管D2的正极连接于感性负载L1，二极管D2的负极同时连接于电容C1、电阻R2、以及电阻R3，电容C1和电阻R2的另一端接地。

所述电压比较单元50包括电压比较器U1、电阻R4、电阻R5、电阻R6、以及电容C2，其中电阻R3连接于电压比较器U1的反相输入端，电阻R4的一端连接于电压比较器U1的输出端，电阻R4的另一端连接于所述微处理器10。电阻R5和电阻R6串联，电阻R5的另一端适于连接电源VCC，电阻R6的另一端接地，电容C2与电阻R6并联，电容C2的一端连接电阻R5，电容C2的另一端接地，电压比较器U1的正相输入端连接于电容C2。

本实用新型提供的所述感性负载的短路检测电路的工作原理如下：

电流经电阻R1、二极管D1、以及感性负载L1，感性负载L1的阻抗RL＝2πFL，也就是说作用在感性负载L1上的信号的频率越大，感性负载L1的阻抗也就越大，作用在感性负载L1上的分压也就越大。所述微处理器10输出PWM信号至所述检测信号单元30，经过所述检测信号单元30的开关作用，输出脉冲信号作用在感性负载L1上。所述微处理器10输出的PWM信号为高频率信号，因此能在感性负载L1上产生高频率的电压信号。

所述整流单元40对流入的电压进行单向整流，输出单向整流电压Ub至所述电压比较器U1的反相输入端，电阻R5、电阻R6、电容C2输出比较电压TV1至所述电压比较器U1的正相输入端。所述电压比较器U1将所述单向整流电压Ub与比较电压TV1进行比较，若感性负载L1短路，则所述单向整流电压Ub小于比较电压TV1，相应地所述电压比较器U1输出至所述微处理器10的电平信号FD1为低电平。所述微处理器10接收到低电平信号后，控制所述功率输出控制单元20关闭，从而起到保护作用。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (3)

1.一种感性负载的短路检测电路，适于连接供电电源，所述供电电源包括电源VCC和电源Vpower，其特征在于，所述感性负载的短路检测电路包括：

微处理器、功率输出控制单元、检测信号单元、二极管D1、整流单元、以及电压比较单元，其中所述微处理器分别连接所述功率输出控制单元、所述检测信号单元、以及所述电压比较单元，所述二极管D1的正极连接于所述检测信号单元，所述二极管D1的负极连接于所述功率输出控制单元的输出端，所述功率输出控制单元、所述整流单元适于同时连接于感性负载的一端，感性负载的另一端接地，所述整流单元连接于所述电压比较单元，电源VCC为所述微处理器供电，电源Vpower为所述功率输出控制单元供电；

所述功率输出控制单元在所述微处理器的控制下输出电流至所述感性负载，所述二极管D1防止所述功率输出控制单元输出的电压进入所述检测信号单元，所述微处理器输出PWM信号至所述检测信号单元，经过所述检测信号单元的开关作用，输出脉冲信号作用在感性负载上，所述整流单元输出单向整流电压Ub至所述电压比较单元，所述电压比较单元将所述单向整流电压Ub与预设阈值进行比较，从而确定感性负载是否存在短路，若存在短路，则所述电压比较单元输出报警信号至所述微处理器，以使得所述微处理器控制所述功率输出控制单元关闭，从而起到保护作用。

2.如权利要求1所述的感性负载的短路检测电路，其特征在于，所述检测信号单元包括三极管Q1和电阻R1，其中三极管Q1的基极连接于所述微处理器、三极管Q1的发射极接地、三极管Q1的集电极连接于电阻R1和所述二极管D1的正极，电阻R1的另一端适于连接电源Vpower；所述整流单元包括二极管D2、电容C1、电阻R2、以及电阻R3，其中二极管D2的正极连接于感性负载，二极管D2的负极同时连接于电容C1、电阻R2、以及电阻R3，电容C1和电阻R2的另一端接地；所述电压比较单元包括电压比较器U1、电阻R4、电阻R5、电阻R6、以及电容C2，其中电阻R3连接于电压比较器U1的反相输入端，电阻R4的一端连接于电压比较器U1的输出端，电阻R4的另一端连接于所述微处理器，电阻R5和电阻R6串联，电阻R5的另一端适于连接电源VCC，电阻R6的另一端接地，电容C2与电阻R6并联，电容C2的一端连接电阻R5，电容C2的另一端接地，电压比较器U1的正相输入端连接于电容C2。

3.如权利要求1所述的感性负载的短路检测电路，其特征在于，所述感性负载为车载用电器。