CN209198524U - 一种电平检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于电平检测技术领域，提供了一种电平检测装置，连接于检测电压输入端以及中断单元，该装置包括：电压转换单元，连接于所述检测电压输入端，用于转换所述检测电压的缩放倍数，并将所述转换后的检测电压输出到中断单元；所述中断单元，与所述电压转换单元连接，用于当所述转换后的检测电压超出中断单元的电平跳变阈值时，所述中断单元进行边沿触发中断操作。采用了电压转换单元对输入检测电压进行放大/缩小，保证电流检测的实时性，由于采用了中断单元来检测转换后的检测电压是否达到电平跳变阈值，实现触发中断操作，进一步保护了电器元件在使用过程中的安全，保证电器元件的使用寿命。

Description

一种电平检测装置

技术领域

本实用新型属于电流检测技术领域，尤其涉及一种电平检测装置。

背景技术

电流检测通常被用来执行两个基本的电路功能。首先，是测量“多大”电流在电路中流动，这个信息可以用于DC/DC电源中的电源管理，来判定基本的外围负载，来实现节能。第二个功能是当电流“过大”或出现故障时，做出判断。如果电流超过了安全限值，满足软件或硬件互锁条件，就会发出一个信号，将设备关掉，比如电机堵转或电池中发生短路的情况。

现有技术中的电流检测方法通常是通过AD转化进而检测电压，然而在AD 转化的过程中，检测的实时性较差，当电流过大时，由于延时较长，在切断电路之前，电器元件很容易被损毁，不利于保护电器元件。因此有必要选择一种保证电流检测实时性的电平检测装置，不但能获得准确的电压信号，还能防止损坏电器元件。

实用新型内容

本实用新型提供一种电平检测装置，旨在解决电流实时检测的问题。

本实用新型是这样实现的，一种电平检测装置，连接于检测电压输入端以及中断单元，所述装置包括：

电压转换单元，连接于所述检测电压输入端，用于转换所述检测电压的缩放倍数，并将所述转换后的检测电压输出到中断单元；

所述中断单元，与所述电压转换单元连接，用于当所述转换后的检测电压超出中断单元的电平跳变阈值时，所述中断单元进行边沿触发中断操作。

更进一步地，所述电压转换单元，包括：

电压放大子单元，连接于所述检测电压输入端，用于放大检测电压的倍数，并将放大后的检测电压，输出到所述中断单元；

所述中断单元，包括：

第一中断子单元，与所述电压放大子单元连接，用于当转换后的检测电压大于所述第一中断子单元的电平跳变阈值时进行边沿触发中断操作。

更进一步地，所述电压转换单元，包括：

电压缩小子单元，连接于所述检测电压输入端，用于缩小检测电压的倍数，并将缩小后的检测电压输出到所述中断单元；

所述中断单元，包括：

第二中断子单元，与所述电压缩小子单元连接，用于当转换后的检测电压低于所述第二中断子单元的电平跳变阈值时进行边沿触发中断操作。

更进一步地，所述电压转换单元，还包括：

电阻调节子单元，连接所述检测电压输入端，用于调整检测电压的缩放比例。

本实用新型实施例提供的电平检测装置，采用了电压转换单元对输入检测电压进行放大/缩小，由于放大/缩小检测电压是不需要持续进行采样转化，即可实时检测电压的大小，从而保证电流检测的实时性，由于采用了中断单元来检测转换后的检测电压是否达到电平跳变阈值，实现触发中断操作，进一步保护了电器元件在使用过程中的安全，保证电器元件的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的电平检测装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的电平检测装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例二提供的电平检测装置电路图；

图4是本实用新型实施例三提供的电平检测装置的结构示意图；

图5是本实用新型实施例三提供的电平检测装置电路图。

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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例提供了一种电平检测装置，包括：电压转换单元和中断单元，电压转换单元连接于检测电压输入端，用于转换检测电压的缩放倍数，并将转换后的检测电压输出到中断单元；中断单元与电压转换单元连接，用于当转换后的检测电压超出中断单元的电平跳变阈值时，中断单元进行边沿触发中断操作。根据电流极限的变化可自适应的调整电压转换单元对于检测电压的缩放倍数，由于放大/缩小检测电压是不需要持续进行采样转化，即可实时检测电压的大小，当电流超过预设的阈值时，实施中断操作，有效实现外部中断，从而保证电流检测的实时性，进一步保护了电器元件在使用过程中的安全，保证电器元件的使用寿命。

实施例一

本实用新型实施例提供了一种电平检测装置，连接于检测电压输入端以及中断单元，如图1所示，该装置包括：

电压转换单元100，连接于检测电压输入端，用于转换检测电压的缩放倍数，并将转换后的检测电压输出到中断单元200；

中断单元200，与电压转换单元100连接，用于当转换后的检测电压超出中断单元200的电平跳变阈值时，中断单元200进行边沿触发中断操作。

本实施例中电平检测装置的工作原理如下：

电压转换单元100转换检测电压的缩放倍数，转换后的检测电压输出到中断单元200；当转换后的检测电压超出中断单元200的电平跳变阈值时，中断单元200进行边沿触发中断操作。

该实施例中，中断单元可以是单片机(不带ADC功能的MCU)，需要检测电流超限实时性强，通过单片机能实现低成本，低功耗，高实时性，根据电流极限的变化可自适应的调整电压转换单元100对于检测电压的缩放倍数，有效实现外部中断。由于放大/缩小检测电压是不需要持续进行采样转化，只有负载电流超过设定阈值时，硬件直接触发，产生MCU的软件中断，从而保证电流检测的实时性。当电流超过预设的阈值时，实施中断操作，进一步保护电器元件在使用过程中的安全，保证电器元件的使用寿命。

实施例二(负载电流越大，检测电流越大的工况)

本实用新型实施例提供了一种电平检测装置，如图2和图3所示，在实施例一的基础上，电压转换单元100包括：

电压放大子单元101，连接于检测电压输入端，用于放大检测电压的倍数，并将放大后的检测电压，输出到中断单元200；

中断单元200，包括：

第一中断子单元201，与电压放大子单元101连接，用于当转换后的检测电压大于第一中断子单元201的电平跳变阈值时进行边沿触发中断操作。

该实施例适用于系统工作电流越来越大，输入检测电压越来越大的情况下，进行电平检测：

1)初始状态下，系统正常工作，系统工作电流比较小，输入检测电压比较小，第一中断子单元201的I/O口电平为低电平；

2)依据系统的最大允许工作电流，由硬件电路理论算出最大输入检测电压；

3)由最大输入检测电压，实现电平跳变阈值调节，使得检测电压转换后， I/O口检测电平刚好可以检测到高电平的跳转；

4)第一中断子单元201产生上升沿的中断触发，从而检测到电流的超限，完成电平检测。

本实施例中，电压放大子单元101可以采用常规放大器电路，第一中断子单元201可以是单片机(不带ADC功能的MCU)。在系统工作电流越来越大，输入检测电压越来越大的情况下，初始状态下第一中断子单元201的I/O口电平为低电平；依据系统的最大允许工作电流能够算出最大输入检测电压；根据最大输入检测电压调节电平跳变阈值，I/O口刚好可以检测到经电压放大子单元101放大后的检测电压的高电平跳转，从而产生上升沿的中断触发，检测到电流的超限，完成电平检测。

实施例三(负载电流越大，检测电流越小的工况)

本实用新型实施例提供了一种电平检测装置，如图4和5所示，在实施例一的基础上，电压转换单元100包括：

电压缩小子单元102，连接于检测电压输入端，用于缩小检测电压的倍数，并将缩小后的检测电压输出到中断单元200；

中断单元200，包括：

第二中断子单元202，与电压缩小子单元102连接，用于当转换后的检测电压低于第二中断子单元202的电平跳变阈值时进行边沿触发中断操作。

该实施例适用于系统工作电流越来越大，输入检测电压越来越小的情况下，进行电平检测：

1)初始状态下，系统正常工作，系统工作电流比较小，输入检测电压相对比较大，第二中断子单元202的I/O口电平为高电平；

2)依据系统的最大允许工作电流，由硬件电路理论算出最低输入检测电压；

3)由最低输入检测电压，实现电平跳变阈值调节，使得检测电压转换后， I/O口检测电平刚好可以检测到低电平的跳转；

4)第二中断子单元202产生下降沿的中断触发，从而检测到电流的超限，完成电平检测。

本实施例中，电压缩小子单元102可以采用常规放大器电路，第二中断子单元202可以是单片机(不带ADC功能的MCU)。在系统工作电流越来越大，输入检测电压越来越小的情况下，初始状态下第二中断子单元202的I/O口电平为高电平；依据系统的最大允许工作电流能够算出最低输入检测电压；根据最大输入检测电压调节电平跳变阈值，I/O口刚好可以检测到经电压放大子单元101缩小后的检测电压的低电平的跳转，从而产生下降沿的中断触发，检测到电流的超限，完成电平检测。

实施例四

本实用新型实施例提供了一种电平检测装置，如图3或5所示，在实施例二或三的基础上，电压转换单元100还包括：

电阻调节子单元103，连接检测电压输入端，用于调整检测电压的缩放比例。

本实施例中，电阻调节子单元103采用可调电阻，来调整检测电压的缩放比例。由最低输入检测电压，调节可调电阻，实现电平跳变阈值调节，使得检测电压转换后，I/O口检测电平刚好可以检测到高电平/低电平的跳转。

在本实用新型的实施例中，电压转换单元转换检测电压的缩放倍数，转换后的检测电压输出到中断单元；当转换后的检测电压超出中断单元的电平跳变阈值时，中断单元进行边沿触发中断操作。中断单元可以是单片机(不带ADC 功能的MCU)，需要检测电流超限实时性强，通过单片机能实现低成本，低功耗，高实时性，根据电流极限的变化可自适应的调整电压转换单元对于检测电压的缩放倍数，有效实现外部中断。电压放大子单元、电压缩小子单元可以采用常规放大器电路，第一中断子单元、第一中断子单元可以是单片机(不带ADC 功能的MCU)。在系统工作电流越来越大，输入检测电压越来越大的情况下，初始状态下第一中断子单元的I/O口电平为低电平；依据系统的最大允许工作电流能够算出最大输入检测电压；根据最大输入检测电压调节电平跳变阈值， I/O口刚好可以检测到经电压放大子单元放大后的检测电压的高电平跳转，从而产生上升沿的中断触发，检测到电流的超限，完成电平检测。在系统工作电流越来越大，输入检测电压越来越小的情况下，初始状态下第二中断子单元的 I/O口电平为高电平；依据系统的最大允许工作电流能够算出最低输入检测电压；根据最大输入检测电压调节电平跳变阈值，I/O口刚好可以检测到经电压放大子单元缩小后的检测电压的低电平的跳转，从而产生下降沿的中断触发，检测到电流的超限，完成电平检测。电阻调节子单元采用可调电阻，来调整检测电压的缩放比例。由最低输入检测电压，调节可调电阻，实现电平跳变阈值调节，使得检测电压转换后，I/O口检测电平刚好可以检测到高电平/低电平的跳转。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电平检测装置，连接于检测电压输入端以及中断单元，其特征在于，包括：

电压转换单元，连接于所述检测电压输入端，用于转换所述检测电压的缩放倍数，并将所述转换后的检测电压输出到中断单元；

所述中断单元，与所述电压转换单元连接，用于当所述转换后的检测电压超出中断单元的电平跳变阈值时，所述中断单元进行边沿触发中断操作。

2.如权利要求1所述的电平检测装置，其特征在于，所述电压转换单元，包括：

电压放大子单元，连接于所述检测电压输入端，用于放大检测电压的倍数，并将放大后的检测电压，输出到所述中断单元；

所述中断单元，包括：

第一中断子单元，与所述电压放大子单元连接，用于当转换后的检测电压大于所述第一中断子单元的电平跳变阈值时进行边沿触发中断操作。

3.如权利要求1所述的电平检测装置，其特征在于，所述电压转换单元，包括：

电压缩小子单元，连接于所述检测电压输入端，用于缩小检测电压的倍数，并将缩小后的检测电压输出到所述中断单元；

所述中断单元，包括：

第二中断子单元，与所述电压缩小子单元连接，用于当转换后的检测电压低于所述第二中断子单元的电平跳变阈值时进行边沿触发中断操作。

4.如权利要求1所述的电平检测装置，其特征在于，所述电压转换单元，还包括：

电阻调节子单元，连接所述检测电压输入端，用于调整检测电压的缩放比例。