TWI833540B - 電壓偵測電路 - Google Patents
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Abstract
一種電壓偵測電路,包含有設置於一電源端的一第一偵測迴路,該第一偵測迴路包含有一第一偵測單元及一第一分壓單元,該第一偵測單元包含有一第一放大器及複數電阻,該第一放大器的正輸入端連接該電源端的正電極分壓端,負輸入端連接該電源端的負電極分壓端,輸出端輸出一第一輸出電壓;該複數電阻連接於該第一放大器;該第一分壓單元包含有一第一分壓電阻及一第二分壓電阻,該第一分壓電阻一端連接該第一偵測單元的正輸入端及該電源端的正電極分壓端,另一端接地;該第二分壓電阻一端連接該第一偵測單元的負輸入端及該電源端的負電極分壓端,另一端接地。
Description
一種電壓偵測電路,尤指能偵測接線錯誤,並防止因接線錯誤而導致元件損壞之情形的電壓偵測電路。
請參看圖3所示,當一電源設備101供電給一負載102時,由於傳輸線路本身具有線阻,該電源設備101所提供的供電電壓在傳導的途徑中,可能會因傳輸線路本身的材質、線路長短等因素造成電壓損耗,導致該負載102接收到的供電電壓低於該電源設備101所提供的供電電壓。
有鑑於傳輸導致的電壓損耗難以避免,一偵測電路103可設置於負載端,以偵測該負載102所接收到的供電電壓,並將偵測結果輸出至一數位控制電路104,再由該數位控制電路104執行後續電壓補償,同樣地,該偵測電路103亦可設置於電源端,以偵測該電源設備101所提供的供電電壓,並將偵測結果輸出至一數位控制電路104,再由該數位控制電路104判斷該電源設備101所提供的供電電壓是否正常。
請參看圖4所示,該電源設備101與該負載102間的傳輸路徑上因為傳輸線路本身的阻抗而可視為存在一線阻R
line,該偵測電路103並聯於該電源設備101,該偵測電路103具有一放大器1031及複數電阻R,該放大器1031的正輸入端經一第一感應線L1連接於該電源設備101的正電極,而該放大器1031的負輸入端經一第二感應線L2連接於該電源設備101的負電極,由該放大器1031偵測該電源設備101的供電電壓V
O,並於輸出端提供對應的一輸出電壓V
O_S’。
進一步參看圖5所示,該放大器1031的正輸入端經一第三感應線L3連接於該負載102的正電極,該放大器1031的負輸入端經一第四感應線L4連接於該負載102的負電極,由該放大器1031偵測該負載102的負載電壓V
LOAD,並於輸出端提供對應的一輸出電壓V
O_S’。
傳統作法是由同一偵測電路103分別偵測該電源設備101及該負載102的電壓,為透過同一偵測電路103進行電壓偵測,圖5中進一步於第一感應線L1及第二感應線L2上設置一電阻R
S,以區隔該電源設備端及該負載端的線路,對該負載102進行電壓偵測時該兩電阻R
S可忽略不記,但對該電源設備101進行電壓偵測時,該兩電阻R
S會造成電壓偵測的精準度出現誤差。
另一方面,若電源設備101正極與負載102正極間的傳輸線鬆脫而掉線時,電流可能自該第一感應線L1通過該電阻而流至第三感應線L3,進而導致該電阻R
S燒毀,即使可進一步設置保險絲等保護元件,亦可能發生元件損壞以及電路維護上的麻煩。
除此之外,該偵測電路103相對於該電源設備101及該負載102為浮接的電路,該數位控制電路104無法透過該偵測電路103判斷該偵測電路103其輸入端的接線是否正常。
有鑑於此,本發明提供一種電壓偵測電路,包含有:
一第一偵測迴路,設置於一電源端,包含有:
一第一偵測單元,包含有:
一第一放大器,該第一放大器的正輸入端連接該電源端的正電極分壓端,該第一放大器的負輸入端連接該電源端的負電極分壓端,該第一放大器的輸出端輸出一第一輸出電壓;
複數電阻,連接於該第一放大器;
一第一分壓單元,包含有:
一第一分壓電阻,一端連接該第一偵測單元的正輸入端及該電源端的正電極,另一端接地;
一第二分壓電阻,一端連接該第一偵測單元的負輸入端及該電源端的負電極,另一端接地。
本發明另提供一種電壓偵測電路,包含有:
一第二偵測迴路,設置於一負載端,包含有:
一第二偵測單元,包含有:
一第二放大器,該第二放大器的正輸入端連接該負載端的正電極分壓端,該第二放大器的負輸入端連接該負載端的負電極分壓端,該第二放大器的輸出端輸出一第二輸出電壓;
複數電阻,連接於該第二放大器;
一第二分壓單元,包含有:
一第五分壓電阻,一端連接該第二偵測單元的正輸入端及該負載端的正電極分壓端,另一端接地;
一第六分壓電阻,一端連接該第二偵測單元的負輸入端及該負載端的負電極分壓端,另一端接地。
本發明電壓偵測電路中,該第一偵測迴路中第一偵測單元的該複數電阻及該第一分壓單元於該第一放大器的輸入端形成高阻抗,而該第二偵測迴路中第二偵測單元的該複數電阻及該第二分壓單元於該第二放大器的輸入端形成高阻抗,能夠防止誤接線時電阻因大電流流入而燒毀的問題,且該第一分壓電阻、該第二分壓電阻、第五分壓電阻及第六分壓電阻接地,該第一偵測迴路未連接至該電源端時處於接地準位,能夠透過該第一偵測迴路的準位狀態判斷該第一偵測迴路的接線情形,同樣的,該第二偵測迴路未連接至該負載端時處於接地準位,能夠透過該第二偵測迴路的準位狀態判斷該第二偵測迴路的接線情形,有助於協助技術人員排除該第一偵測迴路或該第二偵測迴路誤接線或線路脫落的情況發生。
請參看圖1所示,一電源設備2對一負載3供電,該電源設備2與該負載3間的傳輸路徑上存在一線阻R
line,本發明電壓偵測電路1包含有一第一偵測迴路10及一第二偵測迴路20,該第一偵測迴路10設置於一電源端,本實施例中以該電源端為該電源設備2為例,該第一偵測迴路10與該電源設備2並聯,由該第一偵測迴路10偵測該電源設備2的一供電電壓V
O;該第二偵測迴路20設置於負載3端,與該負載3並聯,由該第二偵測迴路20偵測該負載3的一負載電壓V
S,亦即偵測該負載3所接收到的供電電壓V
O,且該第一偵測迴路10及該第二偵測迴路20與一數位控制電路4連接,並將電壓偵測結果傳輸至該數位控制電路4,以供該數位控制電路4根據電壓偵測結果進一步調控該電源設備2。
該第一偵測迴路10包含有一第一偵測單元11及一第一分壓單元12,該第一偵測單元11包含一第一放大器111及複數電阻,該第一放大器111的正輸入端連接該複數電阻的正電極分壓端,該第一放大器111的負輸入端連接該複數電阻的負電極分壓端,由該第一放大器111偵測該電源設備2的該供電電壓V
O,並於該第一放大器111的輸出端輸出對應的一第一輸出電壓V
O_S,該數位控制電路4根據該第一輸出電壓V
O_S計算該電源設備2的該供電電壓V
O。
該複數電阻包含有一第一電阻R
1、一第二電阻R
2、一第三電阻R
3及一第四電阻R
4,該第一電阻R
1串聯於該第一放大器111的正輸入端與該第一分壓單元12的正電極之間;該第二電阻R
2的一端連接於該第一放大器111的正輸入端,另一端接地;該第三電阻R
3串聯於該第一放大器111的負輸入端與該第一分壓單元12的負電極之間;該第四電阻R
4串聯於該第一放大器111的負輸入端與該第一放大器111的輸出端之間。
該第一分壓單元12包含有一第一分壓電阻R
S1、第二分壓電阻R
S2、第三分壓電阻R
S3及第四分壓電阻R
S4,該第一分壓電阻R
S1的一端連接該第一電阻R
1並連接於該第三分壓電阻R
S3的一端,另一端接地,意即該第一分壓電阻R
S1的一端連接該第一偵測單元11的正輸入端及該電源設備2的正電極分壓端,另一端接地;該第二分壓電阻R
S2的一端連接於該第三電阻R
3並連接於該第四分壓電阻R
S4的一端,另一端接地,意即該第二分壓電阻R
S2的一端連接該第一放大器111的負輸入端及該電源設備2的負電極,另一端接地;該第三分壓電阻R
S3串聯於該第一電阻R
1與該電源設備2的正電極之間;該第四分壓電阻R
S4串聯於該第三電阻R
3與該電源設備2的負電極之間。
由於該第一分壓電阻R
S1及該第二分壓電阻R
S2接地,該第一偵測迴路10相對於該電源設備2而言為接地的電路,當該第一偵測迴路10未連接於該電源設備2的正電極或負電極時,或是該第一偵測迴路10連接該電源設備2的線路脫落時,該第一偵測迴路10處於接地準位,該數位控制電路4即可藉此判斷該第一偵測迴路10存在接線問題。由於該第一分壓電阻即該第二分壓電阻與該電源設備2連接,並連接於該電源設備2的正電極分壓端,而該第三分壓電阻及該第四分壓電阻與該負載端連接,並連接於該負載端的負電極分壓端。
另一方面,該第一分壓電阻R
S1、該第三分壓電阻R
S3、該第一電阻R
1及該第二電阻R
2於該第一放大器111的正輸入端形成高阻抗的電路,且該第二分壓電阻R
S2、該第四分壓電阻R
S4、該第三電阻R
3及該第四電阻R
4於該第一放大器111的負輸入端形成高阻抗的電路,當該第一偵測迴路10發生誤接線的情形時,電流不會衝入前述該些電阻與該些分壓電阻,而導致元件故障或燒壞。
該第二偵測迴路20包含有一第二偵測單元21及一第二分壓單元22,該第二偵測單元21包含一第二放大器211及複數電阻,該第二放大器211的正輸入端連接該複數電阻的正電極分壓端,該第二放大器211的負輸入端連接該複數電阻的負電極分壓端,由該第二放大器211偵測該負載3的該負載電壓V
S,並於該第二放大器211的輸出端輸出對應的一第二輸出電壓V
S_S,該數位控制電路4根據該第二輸出電壓V
S_S計算該負載3的該負載電壓V
S。
該複數電阻包含有一第五電阻R
5、一第六電阻R
6、一第七電阻R
7及一第八電阻R
8,該第五電阻R
5串聯於該第二放大器211的正輸入端與該第二分壓單元22的正電極之間;該第六電阻R
6的一端連接於該第二放大器211的正輸入端,另一端接地;該第七電阻R
7串聯於該第二放大器211的負輸入端與該第二分壓單元22的負電極之間;該第八電阻R
8串聯於該第二放大器211的負輸入端與該第二放大器211的輸出端之間。
該第二分壓單元22包含有一第五分壓電阻R
S5、第六分壓電阻R
S6、第七分壓電阻R
S7及第八分壓電阻R
S8,該第五分壓電阻R
S5的一端連接該第五電阻R
5並連接於該第七分壓電阻R
S7的一端,另一端接地,意即該第五分壓電阻R
S5的一端連接該第二偵測單元21的正輸入端及該負載3的正電極分壓端,另一端接地;該第六分壓電阻R
S6的一端連接於該第七電阻R
7並連接於該第八分壓電阻R
S8的一端,另一端接地,意即該第六分壓電阻R
S6的一端連接該第二放大器211的負輸入端及該負載3的負電極分壓端,另一端接地;該第七分壓電阻R
S7串聯於該第五電阻R
5與該負載3的正電極之間;該第八分壓電阻R
S8串聯於該第七電阻R
7與該負載3的負電極之間。
由於該第五分壓電阻R
S5及該第七分壓電阻R
S7接地,該第二偵測迴路20相對於該負載3而言為接地的電路,當該第二偵測迴路20未連接於該負載3的正電極或負電極時,或是該第二偵測迴路20連接該負載3的線路脫落時,該第二偵測迴路20處於接地準位,該數位控制電路4即可藉此判斷該第二偵測迴路20存在接線問題。
另一方面,該第五分壓電阻R
S5、該第七分壓電阻R
S7、該第五電阻R
5及該第六電阻R
6於該第二放大器211的正輸入端形成高阻抗的電路,且該第六分壓電阻R
S6、該第八分壓電阻R
S8、該第七電阻R
7及該第八電阻R
8於該第二放大器211的負輸入端形成高阻抗的電路,當該第二偵測迴路20發生誤接線的情形時,電流不會衝入前述該些電阻與該些分壓電阻,而導致元件故障或燒壞。
綜上所述,本發明電壓偵測電路1透過該第一偵測迴路10及該第二偵測迴路20,分別對電源端及負載3端進行電壓偵測,兩個偵測迴路彼此獨立,不需要額外設置電子元件來區隔不同的偵測迴路,有助於克服習知技術由同一偵測電路進行電源端及負載3端的電壓偵測時,需要額外設置電阻區隔不同偵測迴路,導致其中一端電壓偵測因額外電阻而失準的問題,且該數位控制電路4可更即時的透過不同偵測迴路控管電源端及負載3端的電壓狀態,並方便電源端及負載3端的電壓調控;本發明中第一偵測迴路10可由第一偵測單元11的該些電阻及第一分壓單元12,於該第一放大器111的輸入端形成高阻抗,防止誤接線時電子元件因大電流流入而燒毀的問題,同樣的,第二偵測迴路20亦可由第二偵測單元21的該些電阻及第二分壓單元22,於該第二放大器211的輸入端形成高阻抗;本發明中第一分壓單元12及該第二分壓單元22接地,使該第一偵測迴路10與該第二偵測迴路20未連接電源端或負載3端時處於接地準位,方便該數位控制電路4能根據該第一偵測迴路10及該第二偵測迴路20的電壓準位,判斷該第一偵測迴路10及該第二偵測迴路20的接線狀態。
1:電壓偵測電路
10:第一偵測迴路
11:第一偵測單元
111:第一放大器
12:第一分壓單元
20:第二偵測迴路
21:第二偵測單元
211:第二放大器
22:第二分壓單元
2,101:電源設備
3,102:負載
4,104:數位控制電路
103:偵測電路
1031:放大器
R
line:線阻
R,R
S,R
1,R
2,R
3,R
4,R
5,R
6,R
7,R
8:電阻
R
S1,R
S2,R
S3,R
S4,R
S5,R
S6,R
S7,R
S8:分壓電阻
L1:第一感應線
L2:第二感應線
L3:第三感應線
L4:第四感應線
V
O:供電電壓
V
O_S’:輸出電壓
V
O_S:第一輸出電壓
V
S,V
LOAD:負載電壓
V
S_S:第二輸出電壓
圖1:本發明電壓偵測電路的電路方塊示意圖。
圖2:本發明電壓偵測電路的電路圖。
圖3:習知電路架構的方塊示意圖。
圖4:習知偵測電路的第一電路圖。
圖5:習知偵測電路的第二電路圖。
1:電壓偵測電路
10:第一偵測迴路
20:第二偵測迴路
2:電源設備
3:負載
4:數位控制電路
Rline:線阻
VO:供電電壓
VS:負載電壓
Claims (13)
- 一種電壓偵測電路,包含有:一第一偵測迴路,設置於一電路端,包含有:一第一偵測單元,包含有:一第一放大器,該第一放大器的正輸入端連接該電源端的正電極分壓端,該第一放大器的負輸入端連接該電源端的負電極分壓端,該第一放大器的輸出端輸出一第一輸出電壓;複數電阻,連接於該第一放大器;一第一分壓單元,包含有:一第一分壓電阻,一端連接該第一偵測單元的正輸入端及該電源端的正電極分壓端,另一端接地;一第二分壓電阻,一端連接該第一偵測單元的負輸入端及該電源端的分壓端,另一端接地。
- 如請求項1所述之電壓偵測電路,該複數電阻包含有:一第一電阻,串聯於該第一放大器的正輸入端與該第一分壓單元的正電極之間;一第二電阻,一端連接於該第一放大器的正輸入端,另一端接地;一第三電阻,串聯於該第一放大器的負輸入端與該第一分壓單元的負電極之間;一第四電阻,串聯於該第一放大器的負輸入端與該第一放大器的輸出端之間。
- 如請求項1所述之電壓偵測電路,該第一分壓單元進一步包含有: 一第三分壓電阻,串聯於該第一偵測單元的正輸入端與該電源端的正電極之間;一第四分壓電阻,串聯於該第一偵測單元的負輸入端與該電源端的負電極之間。
- 如請求項2所述之電壓偵測電路,該第一分壓單元進一步包含有:一第三分壓電阻,串聯於該第一電阻與該電源端的正電極之間;一第四分壓電阻,串聯於該第三電阻與該電源端的負電極之間。
- 如請求項1所述之電壓偵測電路,進一步包含有:一第二偵測迴路,設置於一負載端,包含有:一第二偵測單元,包含有:一第二放大器,該第二放大器的正輸入端連接該負載端的正電極分壓端,該第二放大器的負輸入端連接該負載端的負電極分壓端,該第二放大器的輸出端輸出一第二輸出電壓;複數電阻,連接於該第二放大器;一第二分壓單元,包含有:一第五分壓電阻,一端連接該第二偵測單元的正輸入端及該負載端的正電極分壓端,另一端接地;一第六分壓電阻,一端連接該第二偵測單元的負輸入端及該負載端的負電極分壓端,另一端接地。
- 如請求項5所述之電壓偵測電路,該第二偵測單元的該複數電阻包含有:一第五電阻,串聯於該第二放大器的正輸入端與該第二分壓單元的正電極之間; 一第六電阻,一端連接於該第二放大器的正輸入端,另一端接地;一第七電阻,串聯於該放第二大器的負輸入端與該第二分壓單元的負電極之間;一第八電阻,串聯於該第二放大器的負輸入端與該第二放大器的輸出端之間。
- 如請求項5所述之電壓偵測電路,該第二分壓單元進一步包含有:一第七分壓電阻,串聯於該第二偵測單元的正輸入端與該負載端的正電極之間;一第八分壓電阻,串聯於該第二偵測單元的負輸入端與該負載端的負電極之間。
- 如請求項6所述之電壓偵測電路,該第二分壓單元進一步包含有:一第七分壓電阻,串聯於該第五電阻與該負載端的正電極之間;一第八分壓電阻,串聯於該第七電阻與該負載端的負電極之間。
- 如請求項3所述之電壓偵測電路,進一步包含有:一第二偵測迴路,設置於一負載端,包含有:一第二偵測單元,包含有:一第二放大器,該第二放大器的正輸入端連接該負載端的正電極分壓端,該第二放大器的負輸入端連接該負載端的負電極分壓端,該第二放大器的輸出端輸出一第二輸出電壓;複數電阻,連接於該第二放大器與該第二分壓單元之間;一第二分壓單元,包含有: 一第五分壓電阻,一端連接該第二偵測單元的正輸入端及該負載端的正電極分壓端,另一端接地;一第六分壓電阻,一端連接該第二偵測單元的負輸入端及該負載端的負電極分壓端,另一端接地。
- 如請求項9所述之電壓偵測電路,該第二分壓單元進一步包含有:一第七分壓電阻,串聯於該第二偵測單元的正輸入端與該負載端的正電極之間;一第八分壓電阻,串聯於該第二偵測單元的負輸入端與該負載端的負電極之間。
- 一種電壓偵測電路,包含有:一第二偵測迴路,設置於一負載端,包含有:一第二偵測單元,包含有:一第二放大器,該第二放大器的正輸入端連接該負載端的正電極分壓端,該第二放大器的負輸入端連接該負載端的負電極分壓端,該第二放大器的輸出端輸出一第二輸出電壓;複數電阻,連接於該第二放大器;一第二分壓單元,包含有:一第五分壓電阻,一端連接該第二偵測單元的正輸入端及該負載端的正電極分壓端,另一端接地;一第六分壓電阻,一端連接該第二偵測單元的負輸入端及該負載端的負電極分壓端,另一端接地。
- 如請求項11所述之電壓偵測電路,該第二偵測單元的該複數電阻包含有: 一第五電阻,串聯於該第二放大器的正輸入端與該第二分壓單元的正電極之間;一第六電阻,一端連接於該第二放大器的正輸入端,另一端接地;一第七電阻,串聯於該放第二大器的負輸入端與該第二分壓單元的負電極之間;一第八電阻,串聯於該第二放大器的負輸入端與該第二放大器的輸出端之間。
- 如請求項11所述之電壓偵測電路,該第二分壓單元進一步包含有:一第七分壓電阻,串聯於該第二偵測單元的正輸入端與該負載端的正電極之間;一第八分壓電阻,串聯於該第二偵測單元的負輸入端與該負載端的負電極之間。
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TWI833540B true TWI833540B (zh) | 2024-02-21 |
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