CN212083624U - 电压检测电路、线路板、装置及车载空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电压检测电路、线路板、装置及车载空调器。该检测电路包括电源端、回流端、检测端以及可获取电压信号的元器件。本实用新型的电压检测电路，可快速、准确地确定电池供电电压，检测电路设计简单、成本低，且对被测电路影响小，大大提高检测结果的准确度。

Description

电压检测电路、线路板、装置及车载空调器

技术领域

本实用新型属于电器控制技术领域，更具体而言，涉及电压检测电路、线路板、装置及车载空调器。

背景技术

车载蓄电池在使用过程中会损耗，从而影响供电电压。为保障汽车各部件如车载空调器，平稳工作以及保护电池，需要准确检测电池供电电压并进行调控。

目前，相关技术中车载空调器一般利用内机或外机进行检测。但上述测量电路误差较大，准确度低。

发明人已知的技术中，也有通过增加两条线采样进行检测。然而，该电路需要增加复杂的电流对地线进行分割，否则检测结果不准确。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种能够精确检测电池电压的电压检测电路、线路板、装置及车载空调器。

根据本实用新型的第一方面，提供了电压检测电路，包括：

电源端，用于连接从被测电池的正极端引出的第一供电线；第一供电线一端连接电池正极端，另一端连接电源端；

回流端，用于连接从被测电池的负极端引出的第二供电线；第二供电线一端连接电池负极端，另一端连接回流端；

检测线，包括检测端；检测端连接电池的正极端；即检测线的一端连接检测端，另一端连接电池的正极端；

处理模块，包括第一端口、第二端口、第三端口和信号输出端，所述第一端口连接于检测线以获取来自所述检测端的第一电压信号，所述第二端口连接于回流端以获取来自所述回流端的第二电压信号，所述第三端口连接于电源端以获取来自所述电源端的第三电压信号，所述信号输出端用于输出电池的电压值。电池的电压值即为所需检测的电池供电电压；电池供电电压包括施加在负载，以及供电线上的电压总和。所述电池的电压值通过所述电压检测电路可直接获得。

处理模块可以是任意可用于获取电压信号的元器件，也可以直接采用设置在被测电路中的可获取电压信号的电子器件。

该电压检测电路由一条检测线及处理模块组成，具体而言，由一条检测线及可获取电压信号的元器件组成。电路简单，成本低且结果准确。

本实用新型的一个特定的实施例中，还包括：

第一检测模块，该模块连接于所述第一端口，用于对所述检测端的电压值进行分压并向所述处理模块输出所述第一电压信号；

第二检测模块，该模块连接于所述第三端口，用于对所述电源端的电压值进行分压并向所述处理模块输出所述第三电压信号；

处理模块分别连接所述第一检测模块和第二检测模块。

从电池正极流出的电流，一部分经线损非常小(可忽略不计)的检测线流入第一检测模块；另一部分经线损较大的第一供电线流入第二检测模块；第一检测模块和第二检测模块，可以简单、快速且准确地确定第一供电线的线损，即由第一供电线带来的压降，从而快速确定得到电池供电电压。

本实用新型的一个特定的实施例中,第一检测模块包括：第一检测输入端、第一检测输出端和第一接地端，第一检测输入端连接检测线，第一检测输出端连接第一端口，第一接地端连接回流端。

本实用新型的一个特定的实施例中，第二检测输入端、第二检测输出端和第二接地端，第二检测输入端连接电源端，第二检测输出端连接第三端口，第二接地端连接回流端。

本实用新型的一个特定的实施例中，第一检测模块还包括：第一电阻和第三电阻，第一电阻串接于第一检测输入端和第一检测输出端之间；第三电阻串接于第一检测输出端和第一接地端之间。

本实用新型的一个特定的实施例中，第二检测模块还包括：第二电阻和第四电阻，第二电阻串接于第二检测输入端和第二检测输出端之间；第四电阻，第四电阻串接于第二检测输出端和第二接地端之间。

通过两个分压电路，可以快速确定分别施加在两个分压电路上的电压。

本实用新型的一个特定的实施例中，第一检测模块还包括：第一电容，第一电容与第三电阻相并联。

本实用新型的一个特定的实施例中，第二检测模块还包括：第二电容，第二电容与第四电阻相并联。

电容对分压进行滤波处理，避免干扰电压的检测，从而使检测结果更加准确。

根据本实用新型的第二方面，提供了线路板，该线路板包括有本实用新型第一方面的电压检测电路。

该线路板包括本实用新型第一方面的电压检测电路，该电路由一条检测线路及处理模块组成，具体而言，由一条检测线及可获取电压信号的元器件组成。电路简单，成本低且检测结果准确。

根据本实用新型的第三方面，提供了电压检测装置，包括：本实用新型第二方面的线路板。

根据本实用新型的第四方面，提供了车载空调器，包括本实用新型第二方面的线路板或本实用新型第三方面的电压检测装置。

本实用新型上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：在被保留被测电池原有电路的基础上，通过接入由一条检测线和基本电子器件组成的电压检测电路，即可快速，准确地确定电池供电电压。电压检测电路设计简单、成本低，且对被测电路影响小，大大提高检测结果的准确度。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例电压检测电路的原理图；

图2是本实用新型第二实施例电压检测电路的原理图；

图3是本实用新型第三实施例电压检测电路示意图；

图4是本实用新型第四实施例电压检测电路示意图；

图5是本实用新型第五实施例线路板的结构示意图；

图6是本实用新型第六实施例电压检测装置的结构示意图；

图7是本实用新型第七实施例车载空调器的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”以及“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接或活动连接，也可以是可拆卸连接或不可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通、间接连通或两个元件的相互作用关系。

在本实用新型的描述中，需要说明书的是，本实用新型检测电路中的“电源端”、“回流端”、“检测端”、“检测点”等可以用于表示元件某处，或各元件连接处，而不能仅理解为指示或暗示单独或孤立存在的某一个点。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同方案。

参照图1至图4所示，电源即为被测的目标，需要检测其供电电压，本实施例以电池为电源的为例进行说明。负载通过电源供电运行。供电线，即连接电源和负载之间的电线；供电线有两条，一条连接电源正极端和负载输入端，另一条连接电源负极端和负载输出端；在实际工作中，两条供电线的阻抗基本相同或相近，且供电线通常具有较大的线损，即在电路中产生较大的压降。本实用新型实施例的电压检测电路不包括电池、负载以及供电线。

参照图1所示，为本实用新型第一实施例的电压检测电路。

电压检测电路包括电源端A，回流端B，检测线和处理模块。其中，电源端A与第一供电线连接；具体地，第一供电线一端连接电池正极端，另一端连接电源端A。回流端B与第二供电线连接；具体地，第二供电线一端连接电池负极端；回流端B可以与第二供电线上任一点连接。检测线，包括检测端C；检测端C通过检测线与电池正极端连接。

处理模块，包括第一端口、第二端口、第三端口和信号输出端。第一端口连接于检测线获取检测端C的第一电压信号U_C、第二端口连接回流端B获取回流端B的第二电压信号U_B和第三端口连接电源端A获取电源端A的第三电压信号U_A；根据第一电压信号U_C和第二电压信号U_B确定检测端C和回流端B之间的电势差U_CB，即第一电势差；根据第三电压信号U_A和第二电压信号U_B确定电源端A与回流端B之间的电势差U_AB，即第二电势差；信号输出端用于输出电池的电压值。

特别地，本实施例中的处理模块可以采用位于负载中具有获取电压信号功能的电子器件，用于分别获取检测端C与回流端B之间的第一电势差，电源端A和回流端B之间的第二电势差，并根据第一电势差和第二电势差得到电池的电压值，最后经由信号输出端输出该电池的电压值。

由于检测线上的线损即压降非常小，可以得到第一供电线的压降U₁＝U_CB-U_AB。由于第二供电线的压降U₂与第一供电线的阻抗基本相同，可以得到电池的供电电压U_电池为第一供电的压降U₁、第二供电线的压降U₂以及负载的压降U_负载三者之和。要说明的是，回流端B可以与第二供电线上任一点连接，该点的位置可以根据实际需要而定。

本实施例中的电压检测电路，仅由一检测线和处理模块组成，并且仅需通过检测线测量供电线上的电势差，即可得到电池的电压值，不仅成本低，且结果准确。

参照图2所示，为本实用新型第二实施例的电压检测电路，与第一实施例的区别在于，该电压检测电路还包括：第一检测模块和第二检测模块。第一检测模块的第一输入端D与检测端C连接，第一接地端F与回流端B连接；第一检测模块获取来自检测端C的第一电压信号U_C和来自回流端B的第二电压信号U_B。第二检测模块一端的第二输入端H与电源端A连接，第二接地端J与回流端B连接；第二检测模块获取来自电源端A的第三电压信号U_A和来自回流端B的第二电压信号U_B。

本实施例中，采用两个检测模块分别对检测端电压值和电源端电压值进行分压，可以调整输入到处理模块的电压信号，以使得被测电压信号处于合适的测量范围，一方面防止处理模块被烧毁，另一方面进一步提高测量结果的准确性。

为便于理解，图2还示出了负载与供电线的连接方式，具体为，负载输入端与第一供电线一端连接，输出端与第二供电线一端连接。

特别说明的是，回流端B可为第二供电线上任一点，具体地，回流端B可以设置在第二供电线与电池负极端连接的一端，也可设置在第二供电线与负载输出端连接的一端，还可设置在第二供电线两端之间的任意位置，具体位置可视实际需要而定。

特别地，当回流端B设置在第二供电线与负载输出端连接的一端时，即回流端B与负载输出端为同一端点时，电池的供电电压U_电池＝2U_CB-U_AB。

本实施例中的电压检测电路，不仅可以根据实际需要灵活选择回流端接入点，同时，还可以在无需获取负载压降的前提下进行检测，检测方法简便且可准确获得电池的供电电压。

参照图3所示，为本实用新型第三实施例的电压检测电路，与第二实施例的区别在于：第一检测模块包括由至少两个分压电阻R1，R3串联而成的分压电路；第二检测模块包括至少由两个分压电阻R2，R4串联而成的分压电路。

具体的，第一检测模块还包括设置在电源正极端和第一电阻R1之间的第一检测输入端D，设置在第一电阻R1和第三电阻R3之间第一输出端E，以及设置在第三电阻R3和回流端B之间的第一接地端F；第一检测模块用于对检测端的电压值进行分压并向处理模块输出第一电压信号。

类似地，第二检测模块还包括设置在负载输入端和第二电阻R2之间的第二检测输入端H，设置在第二电阻R2和第四电阻R4之间第二输出端I，以及设置在第四电阻R4和回流端B之间的第二接地端J；所述第二检测模块用于对所述电源端的电压值进行分压并向所述处理模块输出所述第三电压信号。

在一具体实施例中，针对第一检测模块而言，通过第一检测输出端E的电压值与第一接地端F的电压值确定两者之间的电势差U_EF，由于第一电阻R1和第三电阻R3的取值确定，因此，可根据第一电阻R1和第三电阻R3的分压关系进一步确定第一检测输入端D和第一检测输出端E之间的电势差

再根据第一检测输出端E与第一接地端F的电势差U_EF和第一检测输入端D和第一检测输出端E之间的电势差U_DE，确定检测端C与回流端B之间的第一电势差。同样地，针对第二检测模块而言，通过第二检测输出端I的电压值与第二接地端J的电压值确定两者之间的电势差U_IJ，由于第二电阻R2和第四电阻R4的取值确定，因此,可根据第二电阻R2和第四电阻R4的分压关系进一步确定第二检测输入端H和第二检测输出端I之间的电势差

再根据第二检测输出端H与第二接地端J的电势差U_HJ和第二检测输入端I和第二检测输出端J之间的电势差U_IJ，电源端A与回流端B之间的电势差U_AB，即第二电势差。

进一步可确定第一电压线上的压降U₁。

值得注意的是，第一电压线上的压降是基于本实施例的电压检测电路的具体电路结构及其电路原理而得到的，并不需要通过软件计算得到，因此能够简便且准确地获得电池的供电电压。

需说明，在获取第一供电线压降后进一步确定电池的供电电压同第一实施例中记载的内容，在此不再赘述。

应当理解的是，本实施例为第一实施例和第二实施例进一步的具体实施例，图3中示出的第一检测输入端D的电势和第二检测输入端H的电势分别与图1和图2中的检测端C和电源端A的电势相等。

以车载设备为例，通常车载电池的电压为24伏特，而处理模可承受的电压值约为3.3V。本实施例中，通过由至少两个电阻组成的电阻分压电路，确保输入到处理模块的信号的电压值在合适的范围内，避免损坏处理模块。同时，合适的被测电压范围有利于提高检测结果的准确性。

进一步地，本实施例的电压检测电路可以运用到车载空调器，以检测车载电池的供电电压。使用时，可以将第一检测输出端E，第二检测输出端I分别与负载中的处理器连接。通过处理器，直接获得第一检测输出端E与第一接地端F的电势差U_EF以及第二检测输出端E与第二接地端J的电势差U_IJ，由于第一检测输出端E和第二检测输出端E均位于车载空调器的负载端，因此可在保留现有车载空调器(内机与外机)的连接方式下进行电源电压检测，而无需增加内机连接线，且不需要增加复杂的电流对电压进行检测；仅需增加细线(检测线)和电阻分压电路便能够准确检测电池两端电压值，检测电路简便，成本低，并能够实现准确检测。

进一步地，本实施例中，可选地，分压电阻R3和R4的电阻值远大于分压电阻R1和R2的阻值，以使得第一检测输出端E与第一接地端F的电势差U_EF和第二检测输出端E与第二接地端J的电势差U_IJ始终保持在合适的测量范围内，保证测量结果的准确性，从而进一步提高电池供电电压检测的准确度。

进一步地，在本实施例中，分压电阻R3和R4的电阻值可以较分压电阻R2和R4选较大值，这样将使得电势差U_EF和U_IJ尽量小，在此弱电控制情形下，可进一步提高检测的精确度。以车载电池向车载空调器供电(24V)为例，分压电阻R3的电阻值一般取100k以上，此时通过检测线的电流为

非常小。目前，常用导线横截面积均在0.1平方毫米以上，以10米长导线为例，电阻为3.4欧姆，因此，检测线上的压降仅为0.68mV，可忽略不计。

参照图4所示，为本实用新型第四实施例的电压检测电路，与第三实施例的区别在于第一检测模块至少还包括第一电容C1，第二检测模块至少还包括第二电容C2。第一电容C1与第三电阻并联；第二电容C2与第四电阻并联，通过增设电容C1和C2，可分别对分压(即第一检测输出端E和第二检测输出端I处的电压值)进行滤波处理，避免干扰电压检测，进一步提高检测准确度。

参照图5，为本实用新型第五实施例的电路板，即线路板，该电路板包括第一实施例至第四实施例中任一实施例的电压检测电路。本实用新型实施例的电路板中的电压检测电路仅由一检测线路和处理模块组成，不仅成本低，且检测结果准确，能在不影响现有被测电路正常工作的前提下，快速、准确地确定电池的供电电压，且电路设计简单成本低。

参照图6所示，为本实用新型第六实施例的电压检测装置，包括：本实用新型第五实施例的线路板。

参照图7，为本实用新型第七实施例的车载空调器，本实用新型第七实施例中，包括上述第五实施例中的电路板或第六实施例中的电压检测装置。本实用新型实施例的车载空调器能在不影响现有被测电路正常工作的前提下，快速、准确地确定电池的供电电压，且电路设计简单成本低。

车载空调器包括车载空调外机和车载空调内机，具体可以包括，压缩机、冷凝器、蒸发器、风机以及相关控制部件。车载电池即车载电瓶，用于为负载提供电压。已知技术中，车载空调器存在成本高、供电电流大、体积大等问题。由于供电电流大，供电线通常存在较大的压降，进而影响负载实际的供电电压；由于体积大，车载空间资源被压缩，不利于车辆空间的优化设计，不适宜额外增加过多的线路。因此，采用本实施例的技术方案，一方面可以精确快速的测量出车载电瓶实际供电电压；另一方面，保留原有的车载空间布置，仅需增设简单的电路即可检测出车载电瓶供电电压，无需占用过多宝贵的车载空间且成本低。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.电压检测电路，应用于车载空调器，其特征在于，包括：

电源端，用于连接从电池的正极端引出的供电线；

回流端，用于连接从电池的负极端引出的供电线；

检测线，所述检测线包括检测端，所述检测端连接电池的正极端；

处理模块，包括第一端口、第二端口、第三端口和信号输出端，所述第一端口连接于检测线以获取来自所述检测端的第一电压信号，所述第二端口连接于回流端以获取来自所述回流端的第二电压信号，所述第三端口连接于电源端以获取来自所述电源端的第三电压信号，所述信号输出端用于输出电池的电压值。

2.根据权利要求1所述的电压检测电路，其特征在于，还包括：

第一检测模块和第二检测模块，所述第一检测模块连接于所述第一端口，所述第二检测模块连接于所述第三端口；所述第一检测模块用于对所述检测端的电压值进行分压并向所述处理模块输出所述第一电压信号，所述第二检测模块用于对所述电源端的电压值进行分压并向所述处理模块输出所述第三电压信号。

3.根据权利要求2所述的电压检测电路，其特征在于，所述第一检测模块包括：

第一检测输入端、第一检测输出端和第一接地端，所述第一检测输入端连接所述检测线，所述第一检测输出端连接所述第一端口，所述第一接地端连接所述回流端。

4.根据权利要求2所述的电压检测电路，其特征在于，所述第二检测模块包括：

第二检测输入端、第二检测输出端和第二接地端，所述第二检测输入端连接所述电源端，所述第二检测输出端连接所述第三端口，所述第二接地端连接所述回流端。

5.根据权利要求3所述的电压检测电路，其特征在于，所述第一检测模块还包括：

第一电阻，所述第一电阻串接于所述第一检测输入端和所述第一检测输出端之间；

第三电阻，所述第三电阻串接于所述第一检测输出端和所述第一接地端之间。

6.根据权利要求4所述的电压检测电路，其特征在于，所述第二检测模块还包括：

第二电阻，所述第二电阻串接于所述第二检测输入端和所述第二检测输出端之间；

第四电阻，所述第四电阻串接于所述第二检测输出端和所述第二接地端之间。

7.根据权利要求5所述的电压检测电路，其特征在于，所述第一检测模块还包括：

第一电容，所述第一电容与所述第三电阻相并联。

8.根据权利要求6所述的电压检测电路，其特征在于，所述第二检测模块还包括：

第二电容，所述第二电容与所述第四电阻相并联。

9.线路板，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的电压检测电路。

10.电压检测装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的线路板。

11.车载空调器，其特征在于，包括如权利要求9所述的线路板或者如权利要求10所述的电压检测装置。

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