CN218383176U - 一种检测电路及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种检测电路及系统,应用于电路技术领域。本实用新型所提供的检测电路,该电路包括第一电气隔离部件、第二电气隔离部件,第一电气隔离部件的初级第一端连接MCU的工作电源,初级第二端连接MCU的一端,次级第一端连接第二电气隔离部件的初级第一端,次级第二端连接负载;第二电气隔离部件的初级第二端连接负载,次级第一端接地,次级第二端连接MCU的工作电源与MCU的反馈信号端,通过电气隔离部件控制电路和负载检测回路的导通,并将负载信号传输至MCU中,可以检测负载电流信号是否正常,若负载电流信号正常,表示负载接入电路且工作正常,无断路或者短路等问题出现,且仅使用两个电气隔离部件,节约成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路技术领域,特别是涉及一种检测电路及系统。
背景技术
在工业自动化、智能医疗、安防等领域,常常使用开关量输出,开关量输出是电器控制设备的一种输出方式,如直接控制相关设备的开关,或者通过开关量输出的通断控制相关模块的相应功能。开关量输出电路根据输出的光耦的通断状态确定。如图1,开关量输出电路包括2个光耦、三极管,检测电路包括一个检测用光耦、电阻等等,且开关量输出电路连接测试装置,由测试装置发出控制信号,通过开光量输出电路的三极管与两个光耦将控制信号输入,将检测的负载并联在电路中,由检测电路中的检测用光耦控制输出信号至检测电路所连接的信号接收电路,通过判断信号接收电路接收到的信号,可以实现检测输出电路是否在工作。
目前的开关量输出电路及检测电路虽然能够检测输出电路是否在工作,但无法实现其工作是否正常的检测,没有对输出负载的具体情况进行检测,仅能判断输出电路是否正常输出,比如,当指示灯作为其负载,测试装置可以控制其点亮,检测部分可以检测到输出信号是否完成执行,但指示灯损坏或者未安装指示灯都不能通过该电路检测出来。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种检测电路及系统,能够检测输出负载的具体工作情况,且在能够实现输出状态检测的同时,采用尽量少的元器件,减少了版图面积,降低了电路成本。
为解决上述技术问题,本实用新型提供一种检测电路,包括:第一电气隔离部件和第二电气隔离部件;
第一电气隔离部件的初级第一端连接MCU的工作电源,第一电气隔离部件的初级第二端连接MCU的一端,第一电气隔离部件的次级第一端连接第二电气隔离部件的初级第一端,第一电气隔离部件的次级第二端连接负载,用于控制电路的导通,并控制MCU的控制端与负载端进行电气隔离;
第二电气隔离部件的初级第二端连接负载,第二电气隔离部件的次级第一端接地,第二电气隔离部件的次级第二端连接MCU的工作电源与MCU的反馈信号端,第二电气隔离部件用于控制负载检测回路的导通,并控制负载端与反馈信号进行电气隔离。
优选地,第一电气隔离部件为第一光电隔离芯片、第二电气隔离部件为第二光电隔离芯片;
第一电气隔离部件的初级第一端和初级第二端分别为第一光电隔离芯片的第一端、第二端,第一电气隔离部件的次级第一端和次级第二端分别为第一光电隔离芯片的第三端、第四端;
第二电气隔离部件的初级第一端和初级第二端分别为第二光电隔离芯片的第一端、第二端,第二电气隔离部件的次级第一端和次级第二端分别为第二光电隔离芯片的第三端、第四端。
优选地,还包括:第一电阻;
第一电阻的第一端连接MCU的工作电源,第二端连接第一光电隔离芯片的第一端,用于控制流向第一光电隔离芯片的电流在预设范围内。
优选地,还包括:极性转换模块;
极性转换模块的输入端连接第一光电隔离芯片的第三端,极性转换模块的输出端连接第二光电隔离芯片的第一端,用于控制输出端的电流的方向由第一光电隔离芯片的集电极流向发射极。
优选地,极性转换模块包括:第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管;
第一二极管的阳极连接第一光电隔离芯片的第三端与第三二极管的阳极,第一二极管的阴极连接第二二极管的阳极;
第二二极管的阴极连接第四二极管的阴极与第一光电隔离芯片的第四端;
第三二极管的阴极连接第四二极管的阳极与负载。
优选地,极性转换模块还包括:第二电阻;
第二电阻的第一端连接第一二极管的阴极与第二二极管的阳极;
第二电阻的第二端连接第二光电隔离芯片的第一端,第二电阻用于控制输出负载电流在预设范围内。
优选地,还包括:驱动模块;
驱动模块的第一端连接MCU的一端,第二端连接第一光电隔离芯片的第二端,第三端接地,用于驱动第一光电隔离芯片的导通。
优选地,驱动模块包括:第一三极管、第三电阻;
第一三极管的基极连接MCU的一端,第一三极管的发射极连接第二光电隔离芯片的第三端与地线,第一三极管的集电极连接第一光电隔离芯片的第二端;
第三电阻的第一端连接MCU的一端,第二端连接第一三极管的基极,第三电阻用于控制第一三极管的电流在预设范围内。
优选地,还包括:第四电阻;
第四电阻的第一端连接MCU的工作电源,第二端连接第二光电隔离芯片的第四端与MCU的反馈信号端,用于确保无输出时反馈信号处于高电平。
为解决上述技术问题,本实用新型还提供了一种检测系统,包括:如上述的检测电路。
本实用新型所提供的检测电路,该电路包括第一电气隔离部件、第二电气隔离部件,第一电气隔离部件的初级第一端连接MCU的工作电源,初级第二端连接MCU的一端,次级第一端连接第二光电隔离芯片的第一端,次级第二端连接负载;第二电气隔离部件的初级第二端连接负载,次级第一端接地,次级第二端连接MCU的工作电源与MCU的反馈信号端,通过两个电气隔离部件能够控制电路和负载检测回路的导通,并将负载信号传输至MCU中,可以检测负载电流信号是否正常,若负载电流信号正常,则表示负载接入电路且工作正常,无断路或者短路等问题出现,且仅使用两个电气隔离部件,节约成本。
本实用新型还提供了一种检测系统,该系统包含检测电路,故具有与检测电路相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例,下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的开关量输出及检测的电路图;
图2为本实用新型实施例提供的检测电路结构图;
图3为本实用新型另一实施例提供的检测电路结构图;
图4为本实用新型另一实施例提供的检测电路图;
图5为本实用新型另一实施例提供的检测电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下,所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护范围。
开关量输出是电器控制设备的一种输出方式,可以直接控制相关设备的开关,或通过开关量输出控制相关模块的相应功能,例如,开关量输出报警器就是通过输出的光耦的通断状态来表示是否发生报警。目前有开关量输出及检测电路,图1为本实用新型提供的开关量输出及检测的电路图;如图1所示,开关量输出电路包含U11、U12、D11、Q11、R11、R12及R13,检测电路包含R14、R15、U13及C11,OUT及IN端接入负载,其中,测试装置11为微控制单元(Micro Control Unit,MCU),将控制信号从C2节点输出,如3.3V的高电平信号,该信号控制Q11导通,则U11和U12也导通,根据U13的导通或截止,信号接收电路12接收相应的电平信号,该电路对负载的检测是通过检测电路实现的,信号接收电路进行检测状态的处理,可以实现输出电路是否工作的检测。
虽然开关量输出电路及检测电路可以实现输出电路是否工作的检测,但无法实现工作是否正常的检测。例如,若接入的负载为指示灯,测试装置可以控制其指示灯点亮,检测装置可以检测到输出信号是否完成执行,但是指示灯损坏或者指示灯未安装等情况,不能通过该电路检测出来,即输出负载的工作状态是否正常并不能检测出来。
本实用新型的核心是提供一种检测电路及系统,通过所设置的两个电气隔离器件,其中,一个电气隔离器件负责控制整个电路的导通,同上述开关量输出电路,且能够有效地实现MCU控制端与负载端的电气隔离,具有抗干扰作用,使得负载与MCU之间不会产生相互干扰,另一个电气隔离器件用于控制负载检测回路的导通,且连接MCU,可以根据所输出的负载信号进行检测,从而确定负载工作是否正常。
需要说明的是,本实用新型中的检测负载信号由MCU完成,也可以由其它类型的控制器完成,在实际应用中,对此不作限定。
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
图2为本实用新型实施例提供检测电路的结构图;如图2所示,本实用新型提供了一种检测电路,该检测电路包括:第一电气隔离部件3和第二电气隔离部件4;
第一电气隔离部件3的初级第一端连接MCU1的工作电源,图2中的VDD为MCU1的工作电源,第一电气隔离部件3的初级第二端连接MCU1的一端,第一电气隔离部件3的次级第一端连接第二电气隔离部件4的初级第一端,第一电气隔离部件3的次级第二端连接负载2,用于控制电路的导通,并控制MCU1的控制端与负载端进行电气隔离;
第二电气隔离部件4的初级第二端连接负载2,第二电气隔离部件4的次级第一端接地,第二电气隔离部件4的次级第二端连接MCU1的工作电源与MCU1的反馈信号端,第二电气隔离部件4用于控制负载检测回路的导通,并控制负载端与反馈信号进行电气隔离。
需要说明的是,本实用新型中的检测电路采用两个电气隔离部件实现电路的导通及负载端与MCU控制端的电气隔离,其中,检测电路中的电气隔离部件可以是光电隔离芯片,可以是隔离变压器,也可以是干簧管或者是继电器,在实际应用中,对此不作限定。
本实用新型所提供的检测电路,该电路包括第一电气隔离部件3、第二电气隔离部件4,第一电气隔离部件3的初级第一端连接MCU1的工作电源,初级第二端连接MCU1的一端,第一电气隔离部件3的次级第一端连接第二光电隔离芯片4的第一端,第一电气隔离部件3的次级第二端连接负载2;第二电气隔离部件4的初级第二端连接负载2,第二电气隔离部件4的次级第一端接地,第二电气隔离部件4的次级第二端连接MCU1的工作电源与MCU1的反馈信号端,通过两个电气隔离部件能够控制电路和负载检测回路的导通,并将负载信号传输至MCU1中,可以检测负载电流信号是否正常,若负载电流信号正常,则表示负载接入电路且工作正常,无断路或者短路等问题出现,且仅使用两个电气隔离部件,节约成本。
上述实施例中设置两个电气隔离部件控制电路和负载检测回路的导通,并能够将负载信号传输至MCU1中,从而检测负载电流信号是否正常。在上述实施例的基础上,作为一种优选地实施例,图3为本实用新型另一实施例提供检测电路的结构图;如图3所示,本实用新型提供了一种检测电路,该检测电路中的第一电气隔离部件3为第一光电隔离芯片U1,第二电气隔离部件4为第二光电隔离芯片U2。
其中,第一电气隔离部件3的初级第一端和初级第二端分别为第一光电隔离芯片U1的第一端、第二端,第一电气隔离部件3的次级第一端和次级第二端分别为第一光电隔离芯片U1的第三端、第四端;
第二电气隔离部件4的初级第一端和初级第二端分别为第二光电隔离芯片U2的第一端、第二端,第二电气隔离部件4的次级第一端和次级第二端分别为第二光电隔离芯片U2的第三端、第四端。
第一光电隔离芯片U1的第一端连接MCU1的工作电源,如图3所示,VDD为MCU1的工作电源,第二端连接MCU1的一端,第三端连接第二光电隔离芯片U2的第一端,第四端连接负载2,用于控制电路导通,并控制MCU1的控制端与负载端进行电气隔离。
第二光电隔离芯片U2的第二端连接负载2,第二光电隔离芯片U2的第三端接地,第二光电隔离芯片U2的第四端连接MCU1的工作电源与MCU1的反馈信号端,第二光电隔离芯片U2用于控制负载检测回路的导通,并控制负载端与反馈信号进行电气隔离。
具体实施中,光电隔离芯片的初级是发光二极管,次级为三极管,由发光二极管控制次级三极管的导通,从而控制光电隔离芯片所在电路的导通。第一光电隔离芯片U1的第一端连接MCU1的工作电源,MCU1的工作电源一般为3.3V,第二端连接MCU端口,控制信号由MCU端口进入电路中,第一光电隔离芯片U1接收MCU1发出的控制信号并导通,且第一光电隔离芯片U1导通后控制第一光电隔离芯片U1的次级Pin4到Pin3导通,其中,第一光电隔离芯片U1的次级Pin3和Pin4分别为第一光电隔离芯片U1中三极管的发射极与集电极,第一光电隔离芯片U1的第三端连接第二光电隔离芯片U2的第一端,第四端连接负载2,而负载2的另一端连接第二光电隔离芯片U2的第二端,因此,负载2串联在检测电路中,且负载2连接有外部电源,通过第一光电隔离芯片U1将MCU1的控制端与负载端进行有效的电气隔离,具有较好的抗干扰作用,使得负载2与MCU1之间不会产生相互干扰,且第一光电隔离芯片U1能够控制电路的导通,将MCU1发出的控制信号传输至负载2。
需要说明的是,本实施例中第一光电隔离芯片U1的第一端连接MCU1的工作电源,该工作电源属于外部供给MCU1的电源,是为了保证第一光电隔离芯片U1与MCU1的电源处于同一范围。
第二光电隔离芯片U2的第三端接地,第四端连接MCU1的工作电源及MCU1的反馈信号端,一旦出现负载2未接入或者电源异常等问题,第二光电隔离芯片U2为截止状态,负载检测回路不能够导通,同时MCU1判定给定的负载状态为工作状态,但是通过对反馈2的负载信号进行检测,可以得到负载2为非工作状态,所以可以综合判断为负载2异常或者电源出现异常,因此,由第二光电隔离芯片U2可以及时检测负载2在工作过程中突然损坏等情况。例如,若电路中的负载2为指示灯,MCU1控制指示灯点亮,但指示灯可能存在损坏、开路等或者电源存在异常等问题,导致第二光电隔离芯片U2的输入端无法导通,也无法控制第二光电隔离芯片U2的次级Pin3、Pin4导通,所以MCU1通过对接收到的反馈信号进行检测,表示指示灯未点亮,而MCU1判定给定的指示灯状态为点亮状态,因此,MCU1可以判定指示灯出现问题,需要对指示灯进行检测。此外,通过在检测电路中设置第二光电隔离芯片U2,实现了负载端与反馈信号的电气隔离,减少了负载对于反馈信号的干扰。
本实用新型提供的检测电路中的负载2与负载检测电路形成串联回路,且负载2通过接线端口连接外部电源,可以有效的检测负载2的各种工作状态,若出现负载未装配、负载为开路、负载外部电源为开路、负载电源未装配等问题,可以及时检测出,有效地监控了负载2的工作状态。
本实用新型提供的检测电路,包含第二光电隔离芯片U2,且第二光电隔离芯片U2连接MCU1,可以用于检测输出端负载电流信号是否正常,比如:检测负载端有无正常接入负载2、负载2是否出现开路及负载电源是否出现异常。由于负载2连接第二光电隔离芯片U2,所以负载电流受第二光电隔离芯片U2的初级发光二极管电流限制,负载电流不能大于50mA,且不能低于1mA,能够使输出负载的电流在一定范围内可以调节。且该检测电路采用的光电隔离芯片,能够实现负载输出端与检测端的电气隔离,减少了负载2对于控制端的干扰。
可以理解的是,负载电流受第二光电隔离芯片U2的发光二极管限制,本实用新型提到的负载电流不能大于50mA且不能低于1mA,仅仅是由第二光电隔离芯片U2的选择所确定的,在实际应用中,根据光电隔离芯片型号的不同,负载电流相应变化,对此不作限定。
需要说明的是,本实用新型中的检测电路采用两个光电隔离芯片实现电气隔离,也可以采用电磁隔离来实现,检测电路中的光电隔离芯片可以是隔离变压器,也可以是干簧管或者是继电器,本实用新型提供的检测电路中的光电隔离芯片仅仅是作为一种优选的实施例,在实际应用中,对此不作限定。
本实用新型所提供的检测电路,该电路包括第一光电隔离芯片U1、第二光电隔离芯片U2,第一光电隔离芯片U1的第一端连接MCU1的工作电源,第二端连接MCU1的一端,第三端连接第二光电隔离芯片U2的第一端,第四端连接负载2;第二光电隔离芯片U2的第二端连接负载2,第二光电隔离芯片U2的第三端接地,第二光电隔离芯片U2的第四端连接MCU1的工作电源与MCU1的反馈信号端,通过两个光电隔离芯片能够控制电路和负载检测回路的导通,并将负载信号传输至MCU1中,可以检测负载电流信号是否正常,若负载电流信号正常,则表示负载2接入电路且工作正常,无断路或者短路等问题出现,且仅使用两个光电隔离芯片,节约成本。
上述实施例中通过第一光电隔离芯片U1控制电路的导通,在上述实施例的基础上,作为一种优选的实施例,本实施例中提供的检测电路还包括:第一电阻R1;
图4为本实用新型另一实施例提供的检测电路图;如图4所示,第一电阻R1的连接方式为:第一电阻R1的第一端连接MCU1的工作电源,第二端连接第一光电隔离芯片U1的第一端。
具体实施中,如图4所示,202为开关量输出模块,开关量输出模块202包含第一电阻R1与第一光电隔离芯片U1,第一电阻R1连接MCU1的工作电源,第一电阻R1控制流向第一光电隔离芯片U1的电流在预设范围内,起到限流的作用,即第一电阻R1的作用是为了保证光电隔离芯片导通时其初级发光二极管电流处于受控范围,第一光电隔离芯片U1将MCU1控制端与负载端进行电气隔离,使得负载2与MCU1之间不会产生相互干扰。
由于本实施例仅仅是在上述实施例的基础上增加了第一电阻R1,第一电阻R1控制第一光电隔离芯片U1的电流在预设范围内,检测电路并未受到影响,本实施例仍然具有上述实施例中的检测电路的工作状态,这里不做赘述。
本实施例中的第一电阻R1作为光耦限流电阻,并设置于第一光电隔离芯片U1的第一端与MCU1的工作电源端之间,用于控制流向第一光电隔离芯片U1的电流在可控范围内,不会引起电路器件损坏,且相较于设置两个光耦作为开关量输出模块202,本实施例仅设置了一个光耦,在保证同样作用的前提下,电路版图得以缩小,成本得以下降。
上述实施例中对包含第一光电隔离芯片U1和第一电阻R1的开关量输出模块202和包含第二光电隔离芯片U2的检测模块做了详细描述,在上述实施例的基础上,作为一种优选的实施例,本实施例提供的检测电路还包括:极性转换模块。
如图4所示,203为极性转换模块,极性转换模块203的输入端连接第一光电隔离芯片U1的第三端,极性转换模块203的输出端连接第二光电隔离芯片U2的第一端,用于控制输出端的电流的方向由第一光电隔离芯片U1的集电极流向发射极。
具体实施中,极性转换模块203包括:第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管;如图4所示,第一二极管为图中D1,相对应的,第二二极管为D2,第三二极管为D3,第四二极管为D4,其具体连接如下:
第一二极管D1的阳极连接第一光电隔离芯片U1的第三端与第三二极管D3的阳极,第一二极管D1的阴极连接第二二极管D2的阳极,第二二极管D2的阴极连接第四二极管D4的阴极与第一光电隔离芯片U1的第四端,第三二极管D3的阴极连接第四二极管D4的阳极与负载。
本实施例中的极限转换模块203,设置有两组二极管,每组二极管分别有两个,根据四个二极管的连接关系,从而使得负载与供电电源极性可根据具体情况进行调整,如图4所示,203还包括接线板,接线板J1中有三个接线端子,其中,J1端子连接负载2及外部供电电源,外部供电电源范围为5-24V,外部电源连接J1的1号端子及3号端子,1号端子连接电源正极端,3号端子连接电源负极端;负载2连接J1端子的1号端子和2号端子,负载2的正极端连接至1号端子,负载2的负极端连接至2号端子,此为共阳极负载的连接方式,例如,指示灯、继电器等负载电路。如若需要将负载2及供电电源极性根据具体情况进行调整,则将J1端子的供电电源的1号端子与3号端子对调,该电路适用于共阴极负载,此时,负载2的正极端连接至J1的2号端子,负载2的负极端连接至J1的1号端子即可。
由于本实施例仅在上述实施例的基础上,增加了极性转换模块203,可以使负载2连接极性可根据具体情况进行灵活调整,对于上述实施例中的检测电路没有受到影响,本实施例仍然具有上述实施例中检测电路的工作状态,这里不做赘述。
本实施例中的极性转换模块203用于控制输出端的电源可以有效的从光电隔离芯片的输出端的集电极流向发射极,且无论电源正极从端子J1的1号端子或者3号端子接入,都能确保电流的方向是从第一光电隔离芯片U1的集电极流向发射极。
上述实施例中检测电路包括极性转换模块203,通过所设置的四个二极管以及所在检测电路中连接关系,可以确保电流的方向是从第一光电隔离芯片U1的集电极流向发射极。在上述实施例的基础上,作为一种优选的实施例,图5为本实用新型另一实施例提供的检测电路图;如图5所示,极性转换模块203还包括:第二电阻。
如图5所示,其连接方式如下:
第二电阻R2的第一端连接第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阳极,第二电阻R2的第二端连接第二光电隔离芯片U2的第一端,第二电阻R2用于控制输出负载电流在预设范围内。第二电阻R2为负载2的限流电阻,避免回路中电流过大,从而损坏负载2和第二电气隔离芯片U2。
需要说明的是,本实施例中设置于极性转换模块203的第二电阻R2是为了控制输出负载电流在预设范围内,其中,预设范围为不损坏输出负载2或第二光电隔离芯片U2的电流值范围。在实际应用中,第二电阻R2还可以为限流二极管或者其他用于限流的器件,对此不作限定。
由于本实施例仅在上述实施例的基础上,增加了第二电阻R2,用于控制输出负载电流在预设范围内,对于上述实施例中的检测电路没有受到影响,本实施例仍然具有上述实施例中检测电路的工作状态,这里不做赘述。
本实施例通过设置第二电阻R2于极限转换模块203,从而控制负载电流在可受范围内,且输出负载的电流在一定范围内可以调节,避免电路中产生电流过大导致负载2损坏。
上述实施例不仅对检测电路的开关量输出模块202及检测模块做了详细描述,且在此基础上检测电路还包括:极性转换模块203,极性转换模块203能够使未确定极性的负载2接入电路同样正常工作,控制输出端的电源可以有效的从光电隔离芯片输出端的集电极流向发射极。在上述实施例的基础上,作为一种优选的实施例,如图5所示,检测电路还包括:驱动模块,其中,驱动模块为图中201。
驱动模块201的第一端连接MCU1的一端,第二端连接第一光电隔离芯片U1的第二端,第三端接地,用于驱动第一光电隔离芯片U1的导通。
驱动模块201包括第一三极管Q1,第一三极管Q1在检测电路的连接方式如下:
第一三极管Q1的基极连接MCU1的一端,第一三极管Q1的发射极连接第二光电隔离芯片U2的第三端与地线,集电极连接第一光电隔离芯片U1的第二端。另外,为保证驱动模块201中的电流在可控范围内,驱动模块201还包括:第三电阻R3;
如图5所示,第三电阻R3的第一端连接MCU1的一端,第二端连接第一三极管Q1的基极。
具体实施中,由于光电隔离芯片的初级发光二极管导通电流比较大,而MCU的IO的驱动能力较弱,如果电路中存在多个光电隔离芯片,则可能存在MCU无法驱动的问题。本实用新型提供的检测电路包含两个光电隔离芯片,其中一个光电隔离芯片设置于开关量输出模块202,用于控制电路导通和控制MCU电源端与输出负载端进行电气隔离,减少干扰,另一个光电隔离芯片设置于检测电路的检测部分,且连接MCU,一旦电路中输出负载损坏、短路,或者出现电源异常等问题,第二光电隔离芯片U2就无法导通,返回的负载电流信号经由MCU1检测得出输出负载状态异常,而此时MCU1判定给定的负载状态应该为工作状态,所以综合判断负载2出现问题。因为本实用新型提供的检测电路中包含光电隔离芯片,且数量为2,则为确保光电隔离芯片能够正常工作,需要增加电路的驱动力,这就要求检测电路中设置驱动模块201,用于提供满足光电隔离芯片的初级发光二极管所需的导通电流。
需要说明的是,本实施例中驱动模块201包含第一三极管Q1和第三电阻R3,第三电阻R3的作用是限流,确保流向第一三极管Q1的电流能够导通三极管,且不会损坏电路器件,在实际应用中,同样可以使用限流二极管或者其它器件,对此不作限定。
由于本实施例仅在上述实施例的基础上,增加了包含第一三极管Q1和第三电阻R3的驱动模块201,用于导通检测电路中的光电隔离芯片,对于上述实施例中的检测电路没有受到影响,本实施例仍然具有上述实施例中检测电路的工作状态,这里不做赘述。
本实施例设置驱动模块201于检测电路,驱动模块201中包含三极管和电阻,能够克服因MCU的IO的驱动能力较弱,从而导致光电隔离芯片的初级发光二极管不能导通的问题,保障检测电路能够正常工作。
上述实施例设置第二光电隔离芯片U2作为检测电路的检测部分,其中,第二光电隔离芯片U2的第一端连接第二电阻R2的第二端,第二端连接负载外部电源的负极,第三端连接第一三极管Q1的发射极与地线,第四端连接MCU1的工作电源及MCU1的反馈信号端,由此,能够实现对输出负载2的工作状态进行检测。在上述实施例的基础上,作为一种优选的实施例,如图5所示,检测电路还包括:第四电阻R4。
如图5所示,第四电阻R4在检测电路中的连接方式如下:
第四电阻R4的第一端连接MCU1的工作电源,第二端连接第二光电隔离芯片U2的第四端与MCU1的反馈信号端。
具体实施中,第四电阻R4与第二光电隔离芯片U2共同构成了图5中的301,作为检测电路的检测部分,用于检测输出端负载电流信号是否正常,可以检测负载端有无正常接入负载、负载是否出现开路及负载电源是否出现异常等问题,且负载电流受第二光电隔离芯片U2的初级发光二极管电流限制,由于光电隔离芯片型号的不同,负载电流大小也不同,电流的大小可以通过图5中的第二电阻R2进行调节。本实施例中通过设置第四电阻R4于检测电路的检测部分,且第四电阻R4连接第二光电隔离芯片U2的第四端,由于第二光电隔离芯片U2的输出端三极管的集电极在初级发光二极管未导通时处于高阻态,其信号输出不确定,又因第二光电隔离芯片U2的第三端接地,所以在第二光电隔离芯片U2的初级发光二极管未导通时,第二光电隔离芯片U2的输出端三极管的集电极信号为高电平,而第二光电隔离芯片U2的初级发光二极管导通时,第二光电隔离芯片U2的输出端三级管的集电极输出为低电平,为确保无输出时,反馈信号处于一个确定的高电平,需要在检测电路中增加第四电阻R4。
需要说明的是,本实施例为确保在无输出时反馈信号为高电平,设置第四电阻R4作为反馈信号的上拉电阻,仅仅是作为一种优选的实施例,在实际应用中,还可以通过在MCU1内部编程时设置相应连接端口为内部上拉,对此不作限定。
由于本实施例仅在上述实施例的基础上,增加了第四电阻R4,其中,第四电阻R4是反馈信号的上拉电阻,用于确保无输出时,控制反馈信号处于一个确定的高电平,对于上述实施例中的检测电路没有受到影响,本实施例仍然具有上述实施例中检测电路的工作状态,这里不做赘述。
本实施例中检测电路中检测部分由第二光电隔离芯片U2与第四电阻R4构成,第四电阻R4的第一端连接MCU的工作电源,第四电阻R4的第二端连接第二光电隔离芯片U2的第四端,而第二光电隔离芯片U2的第三端接地,由第四电阻R4可以避免当电路无输出时,第二光电隔离芯片U2初级导通导致输出端三极管的集电极输出为低电平,能够确保在电路无输出时,将反馈信号处于高电平。
本实用新型还提供一种检测系统,包括如上述实施例中的检测电路。
由于检测系统部分的实施例与上述的实施例相互对应,因此检测系统部分的实施例请参见上述实施例的描述,这里暂不赘述。
本实用新型所提供的检测系统,包括如上述实施例中的检测电路,其中,包括第一电气隔离部件3、第二电气隔离部件4,第一电气隔离部件3的初级第一端连接MCU1的工作电源,初级第二端连接MCU1的一端,次级第一端连接第二电气隔离部件4的初级第一端,次级第二端连接负载2;第二电气隔离部件4的初级第二端连接负载2,次级第一端接地,次级第二端连接MCU1的工作电源与MCU1的反馈信号端,通过电气隔离部件控制电路和负载检测回路的导通,并将负载信号传输至MCU1中,可以检测负载电流信号是否正常,若负载电流信号正常,表示负载接入电路且工作正常,无断路或者短路等问题出现,且仅使用两个电气隔离部件,节约成本。
以上对本实用新型所提供的一种检测电路及系统进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以对本实用新型进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
还需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (10)
1.一种检测电路,其特征在于,包括:第一电气隔离部件和第二电气隔离部件;
所述第一电气隔离部件的初级第一端连接MCU的工作电源,所述第一电气隔离部件的初级第二端连接所述MCU的一端,所述第一电气隔离部件的次级第一端连接所述第二电气隔离部件的初级第一端,所述第一电气隔离部件的次级第二端连接负载,用于控制电路的导通,并控制所述MCU的控制端与负载端进行电气隔离;
所述第二电气隔离部件的初级第二端连接所述负载,所述第二电气隔离部件的次级第一端接地,所述第二电气隔离部件的次级第二端连接所述MCU的工作电源与所述MCU的反馈信号端,所述第二电气隔离部件用于控制负载检测回路的导通,并控制所述负载端与反馈信号进行电气隔离。
2.根据权利要求1所述的检测电路,其特征在于,所述第一电气隔离部件为第一光电隔离芯片、所述第二电气隔离部件为第二光电隔离芯片;
所述第一电气隔离部件的初级第一端和初级第二端分别为所述第一光电隔离芯片的第一端、第二端,所述第一电气隔离部件的次级第一端和次级第二端分别为所述第一光电隔离芯片的第三端、第四端;
所述第二电气隔离部件的初级第一端和初级第二端分别为所述第二光电隔离芯片的第一端、第二端,所述第二电气隔离部件的次级第一端和次级第二端分别为所述第二光电隔离芯片的第三端、第四端。
3.根据权利要求2所述的检测电路,其特征在于,还包括:第一电阻;
所述第一电阻的第一端连接所述MCU的工作电源,第二端连接所述第一光电隔离芯片的第一端,用于控制流向所述第一光电隔离芯片的电流在预设范围内。
4.根据权利要求3所述的检测电路,其特征在于,还包括:极性转换模块;
所述极性转换模块的输入端连接所述第一光电隔离芯片的第三端,所述极性转换模块的输出端连接所述第二光电隔离芯片的第一端,用于控制输出端的电流的方向由所述第一光电隔离芯片的集电极流向发射极。
5.根据权利要求4所述的检测电路,其特征在于,所述极性转换模块包括:第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管;
所述第一二极管的阳极连接所述第一光电隔离芯片的第三端与所述第三二极管的阳极,所述第一二极管的阴极连接所述第二二极管的阳极;
所述第二二极管的阴极连接所述第四二极管的阴极与所述第一光电隔离芯片的第四端;
所述第三二极管的阴极连接所述第四二极管的阳极与所述负载。
6.根据权利要求5所述的检测电路,其特征在于,所述极性转换模块还包括:第二电阻;
所述第二电阻的第一端连接所述第一二极管的阴极与所述第二二极管的阳极;
所述第二电阻的第二端连接所述第二光电隔离芯片的第一端,所述第二电阻用于控制输出负载电流在预设范围内。
7.根据权利要求2至4任意一项所述的检测电路,其特征在于,还包括:驱动模块;
所述驱动模块的第一端连接所述MCU的一端,第二端连接所述第一光电隔离芯片的第二端,第三端接地,用于驱动所述第一光电隔离芯片的导通。
8.根据权利要求7所述的检测电路,其特征在于,所述驱动模块包括:第一三极管、第三电阻;
所述第一三极管的基极连接所述MCU的一端,所述第一三极管的发射极连接所述第二光电隔离芯片的第三端与地线,所述第一三极管的集电极连接所述第一光电隔离芯片的第二端;
所述第三电阻的第一端连接所述MCU的一端,第二端连接所述第一三极管的基极,所述第三电阻用于控制所述第一三极管的电流在预设范围内。
9.根据权利要求8所述的检测电路,其特征在于,还包括:第四电阻;
所述第四电阻的第一端连接所述MCU的工作电源,第二端连接所述第二光电隔离芯片的第四端与所述MCU的反馈信号端,用于确保无输出时所述反馈信号处于高电平。
10.一种检测系统,其特征在于,包括:如权利要求1至9任一项所述的检测电路。
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