一種用于高邊開關的負載開路檢測電路及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電氣、電子設備控制技術領域，具體涉及一種用于高邊開關的負載開路檢測電路及方法。
【背景技術】
[0002]電氣、電子設備在很多安全性要求較高的應用中，需要通過高邊開關對負載進行開、關控制，同時需要對負載是否與控制設備斷開進行檢測，以便負載與控制設備意外斷開時進行報警，使電氣、電子設備的控制系統做出相應的處理措施，避免危害的發生，因此，高邊開關控制的負載開路檢測十分重要。
[0003]高邊開關控制的負載開路檢測主要依賴于設置在高邊開關內的集成電路實現，但是，目前的集成電路由半導體制造商生產，只適應在低壓直流應用中，在電壓相對較高的場合無法應用，如何解決上述問題，當前急需解決的問題。
【發明內容】
[0004]本發明所解決的技術問題現有的高邊開關控制的負載開路檢測中集成電路只適應在低壓直流應用中，在電壓相對較高的場合無法應用的問題。本發明的用于高邊開關的負載開路檢測電路，通過常用的分立式半導體電子器件實現，可根據使用條件調整參數適用于不同的電源電壓，可調整檢測敏感度，電路簡單，容易實現，具有良好的應用前景
[0005]為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是:
[0006]—種用于高邊開關的負載開路檢測電路，其特征在于:包括電壓比較器、電壓采集電路、電流源、檢測電阻和閾值設定電路，所述電流源并聯在待檢測的高邊開關的兩端，所述待檢測的尚邊開關與負載相串聯，所述檢測電阻與電流源、待檢測的尚邊開關共同連接，且連接點與電壓采集電路的輸入端相連接，所述電壓采集電路的輸出端與電壓比較器的反向輸入端向連接，所述閾值設定電路與電壓比較器的正向輸入端相連接，所述電壓比較器的輸出端做為負載開路檢測電路的輸出端，用于輸出負載開路故障信號。
[0007]前述的用于高邊開關的負載開路檢測電路，其特征在于:所述待檢測的高邊開關為機械式觸點開關或者無觸點的半導體開關，
[0008]前述的用于高邊開關的負載開路檢測電路，其特征在于:所述待檢測的高邊開關為無觸點的半導體開關，則用半導體開關的漏電流替代電流源。
[0009]前述的用于高邊開關的負載開路檢測電路，其特征在于:所述閾值設定電路設定的檢測閾值 Vref = iXRl(l-t%)，或者 Vref = iX (R1//R2) X (l+t% )，其中，i 為電流源的輸出電流值，R1為檢測電阻的阻值，R2為負載的阻值，1%為閾值設定電路的容差范圍。
[0010]基于上述的用于高邊開關的負載開路檢測電路的負載開路檢測方法，其特征在于:包括以下步驟，
[0011]步驟(1)，電壓采集電路實時采集檢測電阻與電流源、待檢測的高邊開關共同連接點的電壓值，并將輸出電壓給電壓比較器的反向輸入端；
[0012]步驟⑵，設定閾值設定電路的檢測閾值Vref，Vref = iXRl (l~t% )，或者Vref=i X (R1//R2) X (1+t % )，閾值設定電路輸出檢測閾值Vref給電壓比較器的正向輸入端;
[0013]步驟(3)，當電壓比較器反向輸入端的電壓大于iXRl(l_t% )，或者小于iX (R1//R2) X (l+t% )時，電壓比較器輸出負載開路故障信號。
[0014]前述的用于高邊開關的負載開路檢測電路的負載開路檢測方法，其特征在于:步驟(1)電壓采集電路實時采集檢測電阻與電流源、待檢測的高邊開關共同連接點的電壓值，過程如下，
[0015](1)在高邊開關斷開狀態下，若與高邊開關串聯的負載未斷開時，電壓采集電路的輸出電壓Vsl = iX (R1//R2)，其中，i為電流源的輸出電流值，R1為檢測電阻的阻值，R2為負載的阻值；
[0016](2)若與高邊開關串聯的負載斷開時，負載的阻值R2趨于無窮大，此時的，電壓采集電路的輸出電壓Vs2 = iXRl。
[0017]本發明的有益效果是:本發明的用于高邊開關的負載開路檢測電路及方法，通過常用的分立式半導體電子器件實現，可根據使用條件調整參數適用于不同的電源電壓，可調整檢測敏感度，電路簡單，容易實現，適用于各種高邊開關供電電壓的場合，具有良好的應用前景。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明的用于高邊開關的負載開路檢測電路的系統框圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合說明書附圖，對本發明作進一步的說明。
[0020]如圖1所示，本發明的用于高邊開關的負載開路檢測電路，包括電壓比較器1、電壓采集電路2、電流源3、檢測電阻6和閾值設定電路7，所述電流源3并聯在待檢測的高邊開關4的兩端，所述待檢測的高邊開關4與負載5相串聯，所述檢測電阻6與電流源3、待檢測的高邊開關4共同連接，且連接點與電壓采集電路2的輸入端相連接，所述電壓采集電路2的輸出端與電壓比較器1的反向輸入端向連接，所述閾值設定電路7與電壓比較器1的正向輸入端相連接，所述電壓比較器1的輸出端做為負載開路檢測電路的輸出端，用于輸出負載開路故障信號。
[0021]所述待檢測的高邊開關4為機械式觸點開關或者無觸點的半導體開關，當待檢測的高邊開關4為無觸點的半導體開關，則用半導體開關的漏電流替代電流源3，根據所使用的高邊開關4的情況進行選擇代電流源3。
[0022]所述閾值設定電路7設定的檢測閾值Vref = iXRl(l-t % )，或者Vref =iX (R1//R2) X (l+t% )，其中，i為電流源3的輸出電流值，R1為檢測電阻6的阻值，R2為負載5的阻值，⑶為閾值設定電路7的容差范圍，⑶為閾值設定電路7的容差范圍，容差范圍可根據開路檢測精度選取，一般在10%以上。
[0023]基于上述的用于高邊開關的負載開路檢測電路的負載開路檢測方法，包括以下步驟，
[0024]步驟(1)，電壓采集電路2實時采集檢測電阻6與電流源3、待檢測的高邊開關4共同連接點的電壓值，并將輸出電壓給電壓比較器1的反向輸入端，過程如下，
[0025](1)在高邊開關4斷開狀態下，若與高邊開關4串聯的負載5未斷開時，電壓采集電路2的輸出電壓Vsl = iX (R1//R2)，其中，i為電流源3的輸出電流值，R1為檢測電阻6的阻值，R2為負載5的阻值；
[0026](2)若與高邊開關4串聯的負載5斷開時，負載5的阻值R2趨于無窮大，此時的，電壓采集電路2的輸出電壓Vs2 = iXRl ;
[0027]步驟(2)，設定閾值設定電路7的檢測閾值Vref，Vref = iXRl(l_t%)，或者Vref=iX (R1//R2) X (l+t% )，閾值設定電路7輸出檢測閾值Vref給電壓比較器1的正向輸入端;
[0028]步驟(3)，當電壓比較器1反向輸入端的電壓大于iXRl(l_t% )，或者小于iX (R1//R2) X (l+t% )時，電壓比較器1輸出負載開路故障信號。
[0029]本發明可根據使用條件調整參數(檢測電阻6的阻值或者閾值設定電路7的檢測閾值)適用于不同的電源電壓，并通過調整參數設置檢測敏感度，通過常用的分立式半導體電子器件實現，電路簡單，容易實現，適用于各種高邊開關供電電壓的場合，具有良好的應用前景。
[0030]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種用于高邊開關的負載開路檢測電路，其特征在于:包括電壓比較器(1)、電壓采集電路(2)、電流源(3)、檢測電阻(6)和閾值設定電路(7)，所述電流源(3)并聯在待檢測的尚邊開關⑷的兩端，所述待檢測的尚邊開關⑷與負載(5)相串聯，所述檢測電阻(6)與電流源(3)、待檢測的高邊開關(4)共同連接，且連接點與電壓采集電路(2)的輸入端相連接，所述電壓采集電路(2)的輸出端與電壓比較器(1)的反向輸入端向連接，所述閾值設定電路(7)與電壓比較器⑴的正向輸入端相連接，所述電壓比較器⑴的輸出端做為負載開路檢測電路的輸出端，用于輸出負載開路故障信號。2.根據權利要求1所述的用于高邊開關的負載開路檢測電路，其特征在于:所述待檢測的高邊開關(4)為機械式觸點開關或者無觸點的半導體開關。3.根據權利要求2所述的用于高邊開關的負載開路檢測電路，其特征在于:所述待檢測的高邊開關(4)為無觸點的半導體開關，則用半導體開關的漏電流替代電流源(3)。4.根據權利要求1所述的用于高邊開關的負載開路檢測電路，其特征在于:所述閾值設定電路(7)設定的檢測閾值Vref = iXRl(l-t% )，或者Vref = iX (Rl//R2) X (l+t% )，其中，i為電流源(3)的輸出電流值，R1為檢測電阻(6)的阻值，R2為負載(5)的阻值，1%為閾值設定電路(7)的容差范圍。5.基于權利要求1所述的用于高邊開關的負載開路檢測電路的負載開路檢測方法，其特征在于:包括以下步驟， 步驟(1)，電壓采集電路⑵實時采集檢測電阻(6)與電流源(3)、待檢測的高邊開關(4)共同連接點的電壓值，并將輸出電壓給電壓比較器(1)的反向輸入端； 步驟⑵，設定閾值設定電路(7)的檢測閾值Vref，Vref = i XR1 (l_t% )，或者Vref=iX (R1//R2) X (l+t% )，閾值設定電路(7)輸出檢測閾值Vref給電壓比較器⑴的正向輸入端； 步驟(3)，當電壓比較器(1)反向輸入端的電壓大于iXRl(l_t% )，或者小于iX (R1//R2) X (l+t% )時，電壓比較器⑴輸出負載開路故障信號。6.根據權利要求5用于高邊開關的負載開路檢測電路的負載開路檢測方法，其特征在于:步驟⑴電壓采集電路⑵實時采集檢測電阻(6)與電流源(3)、待檢測的高邊開關(4)共同連接點的電壓值，過程如下， (1)在高邊開關(4)斷開狀態下，若與高邊開關(4)串聯的負載(5)未斷開時，電壓采集電路⑵的輸出電壓Vsl = iX (R1//R2)，其中，i為電流源(3)的輸出電流值，R1為檢測電阻(6)的阻值，R2為負載(5)的阻值； (2)若與高邊開關⑷串聯的負載(5)斷開時，負載(5)的阻值R2趨于無窮大，此時的，電壓采集電路⑵的輸出電壓Vs2 = iXRl。
【專利摘要】本發明公開了一種用于高邊開關的負載開路檢測電路及方法，電路包括電壓比較器、電壓采集電路、電流源、檢測電阻和閾值設定電路，電流源并聯在待檢測的高邊開關的兩端，待檢測的高邊開關與負載相串聯，檢測電阻與電流源、待檢測的高邊開關共同連接，且連接點與電壓采集電路的輸入端相連接，電壓采集電路的輸出端與電壓比較器的反向輸入端向連接，閾值設定電路與電壓比較器的正向輸入端相連接，電壓比較器的輸出端做為負載開路檢測電路的輸出端，用于輸出負載開路故障信號。本發明通過常用的分立式半導體電子器件實現，可根據使用條件調整參數適用于不同的電源電壓，可調整檢測敏感度，電路簡單，容易實現，具有良好的應用前景。
【IPC分類】G01R31/02
【公開號】CN105372552
【申請號】CN201510915406
【發明人】黃天太, 朱志勇, 茅飛
【申請人】南京康尼電子科技有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月10日