CN220872579U - 重频脉冲电源充电检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种重频脉冲电源充电检测装置，涉及重频脉冲电源领域。该装置包括信号采集电路、AD转换电路、DSP主芯片电路和故障检测电路，信号采集电路、AD转换电路、DSP主芯片电路和故障检测电路依次电连接，信号采集电路和故障检测电路还与重频脉冲电源的充电电路连接；信号采集电路用于采集充电电路的电压信号和电流信号，AD转换电路用于将电压信号和电流信号分别转换成数字电压信号和数字电流信号后上传给DSP主芯片电路，故障检测电路用于对充电电路进行故障检测并生成故障检测信号，故障检测电路还用于述故障检测信号上传给DSP主芯片电路。本申请提供的装置可避免重频脉冲电源发生充电故障时出现漏检的情形。

Description

重频脉冲电源充电检测装置

技术领域

本实用新型属于重频脉冲电源领域，具体涉及一种重频脉冲电源充电检测装置。

背景技术

在重频脉冲电源的运行过程中，需要对重频脉冲电源进行充电控制和充电检测。

目前，对于重频脉冲电源的充电检测主要是通过检测充电电路的电流和电压，并根据所检测到的充电电路的电流和电压来判断是否存在充电故障。发明人在对重频脉冲电源的充电检测过程中发现，当重频脉冲电源发生充电故障时常存在漏检的情形，即重频脉冲电源发生充电故障而未能检测出充电故障，这给重频脉冲电源的安全使用带来了极大的隐患。

因此，如何提供一种有效的方案以避免重频脉冲电源发生充电故障时出现漏检的情形，已成为现有技术中一亟待解决的难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供重频脉冲电源充电检测装置，用以解决现有技术中存在的上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种重频脉冲电源充电检测装置，包括：信号采集电路、AD转换电路、DSP主芯片电路和故障检测电路，所述信号采集电路、所述AD转换电路、所述DSP主芯片电路和所述故障检测电路依次电连接，所述信号采集电路和所述故障检测电路还与重频脉冲电源的充电电路连接；

所述信号采集电路用于采集所述充电电路的电压信号和电流信号，所述AD转换电路用于将所述电压信号和电流信号分别转换成数字电压信号和数字电流信号后上传给所述DSP主芯片电路，所述故障检测电路用于对所述充电电路进行故障检测并生成故障检测信号，所述故障检测电路还用于将所述故障检测信号上传给所述DSP主芯片电路。

基于上述公开的内容，本实用新型提供的重频脉冲电源充电检测装置，通过设置依次电连接的信号采集电路、AD转换电路、DSP主芯片电路和故障检测电路，可通过信号采集电路采集所述充电电路的电压信号和电流信号并由AD转换电路用于将电压信号和电流信号分别转换成数字电压信号和数字电流信号后上传给DSP主芯片电路，同时通过故障检测电路对充电电路进行故障检测以生成故障检测信号，并将故障检测信号上传给DSP主芯片电路。如此，能够通过信号采集电路和故障检测电路两路电路分别对充电电路进行故障检测，实现充电故障的冗余检测，避免重频脉冲电源发生充电故障时出现漏检的情形，确保重频脉冲电源的安全使用。

通过上述的设计，本实用新型提供的重频脉冲电源充电检测装置可避免重频脉冲电源发生充电故障时出现漏检的情形，确保重频脉冲电源的安全使用，便于实际应用和推广。

在一个可能的设计中，重频脉冲电源充电检测装置还包括信号电压转换电路，所述信号电压转换电路连接于所述故障检测电路和所述DSP主芯片电路之间，所述信号电压转换电路用于调节所述故障检测信号的电压值。

在一个可能的设计中，重频脉冲电源充电检测装置还包括PWM信号电路，所述PWM信号电路与所述信号电压转换电路电连接，所述PWM信号电路用于与外部驱动器的电连接，用于驱动外部驱动器以及接收外部驱动器的反馈信号，所述信号电压转换电路还用于调节所述反馈信号的电压值。

在一个可能的设计中，所述PWM信号电路采用MC14020BDG芯片及其外围电路。

在一个可能的设计中，所述PWM信号电路包括MC14020BDG芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、电容、第一二输入与非门、第二二输入与非门、第三二输入与非门、第四二输入与非门、第一三输入与门、第二三输入与门、第三三输入与门、非门和发光二极管；

所述第二电阻连接于所述信号电压转换电路与所述第一三输入与门的第一输入之间，所述第一电阻的一端连接于所述第二电阻与所述信号电压转换电路之间，所述第一电阻的另一端接地，所述第二二输入与非门的两个输入连接于所述第二电阻与所述第一三输入与门的第一输入之间，所述第二二输入与非门的输出与所述第一二输入与非门的第一输入连接，所述第三电阻连接于所述第一二输入与非门的第二输入与所述故障检测电路之间，所述第一二输入与非门的输出与所述第四二输入与非门的第二输入连接，所述第四二输入与非门的第一输入分别与所述第一三输入与门的第二输入和第三输入连接，所述第四二输入与非门的输出与所述第三二输入与非门的第二输入连接，所述第三二输入与非门的第一输入连接RS触发器，所述第三二输入与非门的输出连接于所述第四二输入与非门的第一输入与所述第一三输入与门的第二、三输入之间，所述第五电阻连接于MC14020BDG芯片的Q13引脚与所述发光二极管的阳极之间，所述第四电阻连接于所述发光二极管的阴极与MC14020BDG芯片的RST引脚之间，所述电容的一端接电源，所述电容的另一端连接于所述第四电阻与MC14020BDG芯片的RST引脚之间，MC14020BDG芯片的CLL引脚分别与所述第一三输入与门的输出、所述第二三输入与门的第一输入以及所述第二三输入与门的第一输入连接，所述非门的输入与MC14020BDG芯片的Q1引脚连接，所述非门的输出与第二三输入与门的第二输入连接，所述第二三输入与门的输出接外部驱动器，所述第六电阻连接于所述第二三输入与门的第三输入与所述故障检测电路之间，所述第三三输入与门的第二输入连接于MC14020BDG芯片的Q1引脚与所述非门的输入之间，所述第三三输入与门的第三输入连接于所述第六电阻与所述第二三输入与门的第三输入之间。

在一个可能的设计中，信号电压转换电路采用SN74LVC4245A芯片及其外围电路。

在一个可能的设计中，AD转换电路采用AD7606芯片及其外围电路。

在一个可能的设计中，DSP主芯片电路采用TMS320F28335芯片及其外围电路。

在一个可能的设计中，故障检测电路采用CD4044芯片及其外围电路。

有益效果：

本实用新型提供的重频脉冲电源充电检测装置可实现充电故障的冗余检测，避免重频脉冲电源发生充电故障时出现漏检的情形，确保重频脉冲电源的安全使用，便于实际应用和推广。

附图说明

图1为本申请实施例提供的重频脉冲电源充电检测装置的框图示意图；

图2为本申请实施例提供的PWM信号电路的电路示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本实用新型作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述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。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元，但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本实用新型的示例实施例的范围。

为了避免重频脉冲电源发生充电故障时出现漏检的情形，本申请实施例提供了一种重频脉冲电源充电检测装置，该重频脉冲电源充电检测装置可避免重频脉冲电源发生充电故障时出现漏检的情形，确保重频脉冲电源的安全使用。

如图1所示，是本申请实施例提供的重频脉冲电源充电检测装置的框图示意图，该重频脉冲电源充电检测装置包括有信号采集电路、AD转换电路、DSP主芯片电路和故障检测电路，信号采集电路、AD转换电路、DSP主芯片电路和故障检测电路依次电连接，信号采集电路和故障检测电路还与重频脉冲电源的充电电路连接。其中，信号采集电路用于采集充电电路的电压信号和电流信号，AD转换电路用于将电压信号和电流信号分别转换成数字电压信号和数字电流信号后上传给DSP主芯片电路，故障检测电路用于对充电电路进行故障检测并生成故障检测信号，故障检测电路还用于将故障检测信号上传给所述DSP主芯片电路。

信号采集电路与重频脉冲电源的充电电路连接，用于采集充电电路的电压信号和电流信号。该电压信号可以但不限于包括充电电路在充电过程中的充电电压和/或充电电路母线的电压，该电流信号可以但不限于包括充电电路在充电过程中的充电电流和/或充电电路母线的电流。

信号采集电路可以采用现有的电路，本申请实施例中不再详细说明。

AD转换电路用于将电压信号和电流信号分别转换成数字电压信号和数字电流信号后上传给DSP主芯片电路。信号采集电路所采集到的电压信号和电流信号为模拟量信号，为便于DSP主芯片电路进行故障分析，因此可在信号采集电路与DSP主芯片电路之间设置AD转换电路，通过AD转换电路可将信号采集电路所采集到的模拟量的电压信号和电流信号转换为数字电压信号和数字电流信号，并将转换的字电压信号和数字电流信号上传给DSP主芯片电路，以便DSP主芯片电路进行故障分析。

本申请实施例中，AD转换电路可以采用AD7606芯片及其外围电路。可以理解的，在其他的一些实施例中，AD转换电路还可以采用其他芯片及其外围电路，例如还可以采用AD7616芯片及其外围电路。

故障检测电路用于对充电电路进行故障检测并生成故障检测信号，故障检测电路可以采用CD4044芯片及其外围电路。可以理解的，在其他的一些实施例中，故障检测电路还可以采用其他芯片及其外围电路，例如还可以采用CD4043芯片及其外围电路。

请参阅图1，考虑到DSP主芯片电路的工作电压与故障检测电路输出的故障检测信号的电压可能不一致，本申请实施例中还可设置一信号电压转换电路，该信号电压转换电路连接于故障检测电路和DSP主芯片电路之间，信号电压转换电路用于调节故障检测信号的电压值。通过设置信号电压转换电路，可使故障检测信号的电压值满足DSP主芯片电路的I/O口电压输入要求。

本申请实施例中，信号电压转换电路可以采用SN74LVC4245A芯片及其外围电路。可以理解的，在其他的一些实施例中，信号电压转换电路还可以采用其他芯片及其外围电路，例如还可以采用SN74LVC2G14芯片及其外围电路。

DSP主芯片电路可根据上传的数字电压信号、数字电流信号和故障检测信号确定出重频脉冲电源的充电电路是否发生充电故障。具体的，DSP主芯片电路可将充电电路正常充电时的标准电流与数字电流信号所对应的电流值进行比较，将充电电路正常充电时的标准电压与数字电压信号所对应的电压值进行比较，并根据比较结果生成一充电故障检测结果。然后结合生成的充电故障检测结果与故障检测电路所上传的故障检测信号进行综合判断，从而判断出重频脉冲电源的充电电路是否发生充电故障。

具体的，若充电故障检测结果和故障检测信号两者中有其中一个表征存在充电故障，则判定重频脉冲电源的充电电路发生充电故障，若充电故障检测结果和故障检测信号两者均表征不存在充电故障，则判定重频脉冲电源的充电电路未发生充电故障。如此，可通过信号采集电路和故障检测电路两路电路分别对充电电路进行故障检测，实现充电故障的冗余检测，避免重频脉冲电源发生充电故障时出现漏检的情形，确保重频脉冲电源的安全使用。

本申请实施例中，DSP主芯片电路可以采用TMS320F28335芯片及其外围电路。可以理解的，在其他的一些实施例中，DSP主芯片电路还可以采用其他芯片及其外围电路，例如还可以采用TMS320F28377芯片及其外围电路。

进一步的，为方便对外部设备的驱动控制，本申请实施例提供的重频脉冲电源充电检测装置还设置有PWM信号电路，该PWM信号电路与信号电压转换电路电连接，PWM信号电路用于与外部驱动器的电连接，用于驱动外部驱动器以及接收外部驱动器的反馈信号，信号电压转换电路还用于调节反馈信号的电压值。

PWM信号电路用于驱动外部驱动器以及接收外部驱动器的反馈信号，本申请实施例中，PWM信号电路采用MC14020BDG芯片及其外围电路。可以理解的，在其他的一些实施例中，PWM信号电路还可以采用其他芯片及其外围电路，例如还可以采用MC14020BCPG芯片及其外围电路。

请参阅图2，是本申请实施例提供的PWM信号电路的电路示意图，该PWM信号电路包括MC14020BDG芯片、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、电容C、第一二输入与非门U21、第二二输入与非门U22、第三二输入与非门U23、第四二输入与非门U24、第一三输入与门U31、第二三输入与门U32、第三三输入与门U33、非门U1和发光二极管LED。所述第二电阻R2连接于所述信号电压转换电路与所述第一三输入与门U31的第一输入之间，所述第一电阻R1的一端连接于所述第二电阻R2与所述信号电压转换电路之间，所述第一电阻R1的另一端接地，所述第二二输入与非门U22的两个输入连接于所述第二电阻R2与所述第一三输入与门U31的第一输入之间，所述第二二输入与非门U22的输出与所述第一二输入与非门U21的第一输入连接，所述第三电阻R3连接于所述第一二输入与非门U21的第二输入与所述故障检测电路之间，所述第一二输入与非门U21的输出与所述第四二输入与非门U24的第二输入连接，所述第四二输入与非门U24的第一输入分别与所述第一三输入与门U31的第二输入和第三输入连接，所述第四二输入与非门U24的输出与所述第三二输入与非门U23的第二输入连接，所述第三二输入与非门U23的第一输入连接RS触发器，所述第三二输入与非门U23的输出连接于所述第四二输入与非门U24的第一输入与所述第一三输入与门U31的第二、三输入之间，所述第五电阻R5连接于MC14020BDG芯片的Q13引脚与所述发光二极管LED的阳极之间，所述第四电阻R4连接于所述发光二极管LED的阴极与MC14020BDG芯片的RST引脚之间，所述电容C的一端接电源，所述电容C的另一端连接于所述第四电阻R4与MC14020BDG芯片的RST引脚之间，MC14020BDG芯片的CLL引脚分别与所述第一三输入与门U31的输出、所述第二三输入与门U32的第一输入以及所述第二三输入与门U32的第一输入连接，所述非门U1的输入与MC14020BDG芯片的Q1引脚连接，所述非门U1的输出与第二三输入与门U32的第二输入连接，所述第二三输入与门U32的输出接外部驱动器，所述第六电阻R6连接于所述第二三输入与门U32的第三输入与所述故障检测电路之间，所述第三三输入与门U33的第二输入连接于MC14020BDG芯片的Q1引脚与所述非门U1的输入之间，所述第三三输入与门U33的第三输入连接于所述第六电阻R6与所述第二三输入与门U32的第三输入之间。

通过设置PWM信号电路，可驱动外部驱动器以及接收外部驱动器的反馈信号，从而实现对外部设备的驱动控制。

综上所述，本实用新型提供的重频脉冲电源充电检测装置，设置依次电连接的信号采集电路、AD转换电路、DSP主芯片电路和故障检测电路，可通过信号采集电路采集所述充电电路的电压信号和电流信号并由AD转换电路用于将电压信号和电流信号分别转换成数字电压信号和数字电流信号后上传给DSP主芯片电路，同时通过故障检测电路对充电电路进行故障检测以生成故障检测信号，并将故障检测信号上传给DSP主芯片电路。如此，能够通过信号采集电路和故障检测电路两路电路分别对充电电路进行故障检测，实现充电故障的冗余检测，避免重频脉冲电源发生充电故障时出现漏检的情形，确保重频脉冲电源的安全使用，便于实际应用和推广。通过设置PWM信号电路，可驱动外部驱动器以及接收外部驱动器的反馈信号，从而实现对外部设备的驱动控制。通过设置信号电压转换电路可使故障检测电路所检测到的故障检测信号的电压，以及外部驱动器所反馈的信号的电压满足DSP主芯片电路的I/O口电压输入要求。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种重频脉冲电源充电检测装置，其特征在于，包括：信号采集电路、AD转换电路、DSP主芯片电路和故障检测电路，所述信号采集电路、所述AD转换电路、所述DSP主芯片电路和所述故障检测电路依次电连接，所述信号采集电路和所述故障检测电路还与重频脉冲电源的充电电路连接；

所述信号采集电路用于采集所述充电电路的电压信号和电流信号，所述AD转换电路用于将所述电压信号和电流信号分别转换成数字电压信号和数字电流信号后上传给所述DSP主芯片电路，所述故障检测电路用于对所述充电电路进行故障检测并生成故障检测信号，所述故障检测电路还用于将所述故障检测信号上传给所述DSP主芯片电路。

2.根据权利要求1所述的重频脉冲电源充电检测装置，其特征在于，还包括信号电压转换电路，所述信号电压转换电路连接于所述故障检测电路和所述DSP主芯片电路之间，所述信号电压转换电路用于调节所述故障检测信号的电压值。

3.根据权利要求2所述的重频脉冲电源充电检测装置，其特征在于，还包括PWM信号电路，所述PWM信号电路与所述信号电压转换电路电连接，所述PWM信号电路用于与外部驱动器的电连接，用于驱动外部驱动器以及接收外部驱动器的反馈信号，所述信号电压转换电路还用于调节所述反馈信号的电压值。

4.根据权利要求3所述的重频脉冲电源充电检测装置，其特征在于，所述PWM信号电路采用MC14020BDG芯片及其外围电路。

5.根据权利要求4所述的重频脉冲电源充电检测装置，其特征在于，所述PWM信号电路包括MC14020BDG芯片、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、电容(C)、第一二输入与非门、第二二输入与非门、第三二输入与非门、第四二输入与非门、第一三输入与门、第二三输入与门、第三三输入与门、非门和发光二极管；

所述第二电阻(R2)连接于所述信号电压转换电路与所述第一三输入与门的第一输入之间，所述第一电阻(R1)的一端连接于所述第二电阻(R2)与所述信号电压转换电路之间，所述第一电阻(R1)的另一端接地，所述第二二输入与非门的两个输入连接于所述第二电阻(R2)与所述第一三输入与门的第一输入之间，所述第二二输入与非门的输出与所述第一二输入与非门的第一输入连接，所述第三电阻(R3)连接于所述第一二输入与非门的第二输入与所述故障检测电路之间，所述第一二输入与非门的输出与所述第四二输入与非门的第二输入连接，所述第四二输入与非门的第一输入分别与所述第一三输入与门的第二输入和第三输入连接，所述第四二输入与非门的输出与所述第三二输入与非门的第二输入连接，所述第三二输入与非门的第一输入连接RS触发器，所述第三二输入与非门的输出连接于所述第四二输入与非门的第一输入与所述第一三输入与门的第二、三输入之间，所述第五电阻(R5)连接于MC14020BDG芯片的Q13引脚与所述发光二极管的阳极之间，所述第四电阻(R4)连接于所述发光二极管的阴极与MC14020BDG芯片的RST引脚之间，所述电容(C)的一端接电源，所述电容(C)的另一端连接于所述第四电阻(R4)与MC14020BDG芯片的RST引脚之间，MC14020BDG芯片的CLL引脚分别与所述第一三输入与门的输出、所述第二三输入与门的第一输入以及所述第二三输入与门的第一输入连接，所述非门的输入与MC14020BDG芯片的Q1引脚连接，所述非门的输出与第二三输入与门的第二输入连接，所述第二三输入与门的输出接外部驱动器，所述第六电阻(R6)连接于所述第二三输入与门的第三输入与所述故障检测电路之间，所述第三三输入与门的第二输入连接于MC14020BDG芯片的Q1引脚与所述非门的输入之间，所述第三三输入与门的第三输入连接于所述第六电阻(R6)与所述第二三输入与门的第三输入之间。

6.根据权利要求2所述的重频脉冲电源充电检测装置，其特征在于，信号电压转换电路采用SN74LVC4245A芯片及其外围电路。

7.根据权利要求1所述的重频脉冲电源充电检测装置，其特征在于，AD转换电路采用AD7606芯片及其外围电路。

8.根据权利要求1所述的重频脉冲电源充电检测装置，其特征在于，DSP主芯片电路采用TMS320F28335芯片及其外围电路。

9.根据权利要求1所述的重频脉冲电源充电检测装置，其特征在于，故障检测电路采用CD4044芯片及其外围电路。