一种用于高边开关的负载开路检测电路及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电气、电子设备控制技术领域，具体涉及一种用于高边开关的负载开路检测电路及方法。
【背景技术】
[0002]电气、电子设备在很多安全性要求较高的应用中，需要通过高边开关对负载进行开、关控制，同时需要对负载是否与控制设备断开进行检测，以便负载与控制设备意外断开时进行报警，使电气、电子设备的控制系统做出相应的处理措施，避免危害的发生，因此，高边开关控制的负载开路检测十分重要。
[0003]高边开关控制的负载开路检测主要依赖于设置在高边开关内的集成电路实现，但是，目前的集成电路由半导体制造商生产，只适应在低压直流应用中，在电压相对较高的场合无法应用，如何解决上述问题，当前急需解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明所解决的技术问题现有的高边开关控制的负载开路检测中集成电路只适应在低压直流应用中，在电压相对较高的场合无法应用的问题。本发明的用于高边开关的负载开路检测电路，通过常用的分立式半导体电子器件实现，可根据使用条件调整参数适用于不同的电源电压，可调整检测敏感度，电路简单，容易实现，具有良好的应用前景
[0005]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是:
[0006]—种用于高边开关的负载开路检测电路，其特征在于:包括电压比较器、电压采集电路、电流源、检测电阻和阈值设定电路，所述电流源并联在待检测的高边开关的两端，所述待检测的尚边开关与负载相串联，所述检测电阻与电流源、待检测的尚边开关共同连接，且连接点与电压采集电路的输入端相连接，所述电压采集电路的输出端与电压比较器的反向输入端向连接，所述阈值设定电路与电压比较器的正向输入端相连接，所述电压比较器的输出端做为负载开路检测电路的输出端，用于输出负载开路故障信号。
[0007]前述的用于高边开关的负载开路检测电路，其特征在于:所述待检测的高边开关为机械式触点开关或者无触点的半导体开关，
[0008]前述的用于高边开关的负载开路检测电路，其特征在于:所述待检测的高边开关为无触点的半导体开关，则用半导体开关的漏电流替代电流源。
[0009]前述的用于高边开关的负载开路检测电路，其特征在于:所述阈值设定电路设定的检测阈值 Vref = iXRl(l-t%)，或者 Vref = iX (R1//R2) X (l+t% )，其中，i 为电流源的输出电流值，R1为检测电阻的阻值，R2为负载的阻值，1%为阈值设定电路的容差范围。
[0010]基于上述的用于高边开关的负载开路检测电路的负载开路检测方法，其特征在于:包括以下步骤，
[0011]步骤(1)，电压采集电路实时采集检测电阻与电流源、待检测的高边开关共同连接点的电压值，并将输出电压给电压比较器的反向输入端；
[0012]步骤⑵，设定阈值设定电路的检测阈值Vref，Vref = iXRl (l~t% )，或者Vref=i X (R1//R2) X (1+t % )，阈值设定电路输出检测阈值Vref给电压比较器的正向输入端;
[0013]步骤(3)，当电压比较器反向输入端的电压大于iXRl(l_t% )，或者小于iX (R1//R2) X (l+t% )时，电压比较器输出负载开路故障信号。
[0014]前述的用于高边开关的负载开路检测电路的负载开路检测方法，其特征在于:步骤(1)电压采集电路实时采集检测电阻与电流源、待检测的高边开关共同连接点的电压值，过程如下，
[0015](1)在高边开关断开状态下，若与高边开关串联的负载未断开时，电压采集电路的输出电压Vsl = iX (R1//R2)，其中，i为电流源的输出电流值，R1为检测电阻的阻值，R2为负载的阻值；
[0016](2)若与高边开关串联的负载断开时，负载的阻值R2趋于无穷大，此时的，电压采集电路的输出电压Vs2 = iXRl。
[0017]本发明的有益效果是:本发明的用于高边开关的负载开路检测电路及方法，通过常用的分立式半导体电子器件实现，可根据使用条件调整参数适用于不同的电源电压，可调整检测敏感度，电路简单，容易实现，适用于各种高边开关供电电压的场合，具有良好的应用前景。
【附图说明】
[0018]图1是本发明的用于高边开关的负载开路检测电路的系统框图。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
[0020]如图1所示，本发明的用于高边开关的负载开路检测电路，包括电压比较器1、电压采集电路2、电流源3、检测电阻6和阈值设定电路7，所述电流源3并联在待检测的高边开关4的两端，所述待检测的高边开关4与负载5相串联，所述检测电阻6与电流源3、待检测的高边开关4共同连接，且连接点与电压采集电路2的输入端相连接，所述电压采集电路2的输出端与电压比较器1的反向输入端向连接，所述阈值设定电路7与电压比较器1的正向输入端相连接，所述电压比较器1的输出端做为负载开路检测电路的输出端，用于输出负载开路故障信号。
[0021]所述待检测的高边开关4为机械式触点开关或者无触点的半导体开关，当待检测的高边开关4为无触点的半导体开关，则用半导体开关的漏电流替代电流源3，根据所使用的高边开关4的情况进行选择代电流源3。
[0022]所述阈值设定电路7设定的检测阈值Vref = iXRl(l-t % )，或者Vref =iX (R1//R2) X (l+t% )，其中，i为电流源3的输出电流值，R1为检测电阻6的阻值，R2为负载5的阻值，⑶为阈值设定电路7的容差范围，⑶为阈值设定电路7的容差范围，容差范围可根据开路检测精度选取，一般在10%以上。
[0023]基于上述的用于高边开关的负载开路检测电路的负载开路检测方法，包括以下步骤，
[0024]步骤(1)，电压采集电路2实时采集检测电阻6与电流源3、待检测的高边开关4共同连接点的电压值，并将输出电压给电压比较器1的反向输入端，过程如下，
[0025](1)在高边开关4断开状态下，若与高边开关4串联的负载5未断开时，电压采集电路2的输出电压Vsl = iX (R1//R2)，其中，i为电流源3的输出电流值，R1为检测电阻6的阻值，R2为负载5的阻值；
[0026](2)若与高边开关4串联的负载5断开时，负载5的阻值R2趋于无穷大，此时的，电压采集电路2的输出电压Vs2 = iXRl ;
[0027]步骤(2)，设定阈值设定电路7的检测阈值Vref，Vref = iXRl(l_t%)，或者Vref=iX (R1//R2) X (l+t% )，阈值设定电路7输出检测阈值Vref给电压比较器1的正向输入端;
[0028]步骤(3)，当电压比较器1反向输入端的电压大于iXRl(l_t% )，或者小于iX (R1//R2) X (l+t% )时，电压比较器1输出负载开路故障信号。
[0029]本发明可根据使用条件调整参数(检测电阻6的阻值或者阈值设定电路7的检测阈值)适用于不同的电源电压，并通过调整参数设置检测敏感度，通过常用的分立式半导体电子器件实现，电路简单，容易实现，适用于各种高边开关供电电压的场合，具有良好的应用前景。
[0030]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种用于高边开关的负载开路检测电路，其特征在于:包括电压比较器(1)、电压采集电路(2)、电流源(3)、检测电阻(6)和阈值设定电路(7)，所述电流源(3)并联在待检测的尚边开关⑷的两端，所述待检测的尚边开关⑷与负载(5)相串联，所述检测电阻(6)与电流源(3)、待检测的高边开关(4)共同连接，且连接点与电压采集电路(2)的输入端相连接，所述电压采集电路(2)的输出端与电压比较器(1)的反向输入端向连接，所述阈值设定电路(7)与电压比较器⑴的正向输入端相连接，所述电压比较器⑴的输出端做为负载开路检测电路的输出端，用于输出负载开路故障信号。2.根据权利要求1所述的用于高边开关的负载开路检测电路，其特征在于:所述待检测的高边开关(4)为机械式触点开关或者无触点的半导体开关。3.根据权利要求2所述的用于高边开关的负载开路检测电路，其特征在于:所述待检测的高边开关(4)为无触点的半导体开关，则用半导体开关的漏电流替代电流源(3)。4.根据权利要求1所述的用于高边开关的负载开路检测电路，其特征在于:所述阈值设定电路(7)设定的检测阈值Vref = iXRl(l-t% )，或者Vref = iX (Rl//R2) X (l+t% )，其中，i为电流源(3)的输出电流值，R1为检测电阻(6)的阻值，R2为负载(5)的阻值，1%为阈值设定电路(7)的容差范围。5.基于权利要求1所述的用于高边开关的负载开路检测电路的负载开路检测方法，其特征在于:包括以下步骤， 步骤(1)，电压采集电路⑵实时采集检测电阻(6)与电流源(3)、待检测的高边开关(4)共同连接点的电压值，并将输出电压给电压比较器(1)的反向输入端； 步骤⑵，设定阈值设定电路(7)的检测阈值Vref，Vref = i XR1 (l_t% )，或者Vref=iX (R1//R2) X (l+t% )，阈值设定电路(7)输出检测阈值Vref给电压比较器⑴的正向输入端； 步骤(3)，当电压比较器(1)反向输入端的电压大于iXRl(l_t% )，或者小于iX (R1//R2) X (l+t% )时，电压比较器⑴输出负载开路故障信号。6.根据权利要求5用于高边开关的负载开路检测电路的负载开路检测方法，其特征在于:步骤⑴电压采集电路⑵实时采集检测电阻(6)与电流源(3)、待检测的高边开关(4)共同连接点的电压值，过程如下， (1)在高边开关(4)断开状态下，若与高边开关(4)串联的负载(5)未断开时，电压采集电路⑵的输出电压Vsl = iX (R1//R2)，其中，i为电流源(3)的输出电流值，R1为检测电阻(6)的阻值，R2为负载(5)的阻值； (2)若与高边开关⑷串联的负载(5)断开时，负载(5)的阻值R2趋于无穷大，此时的，电压采集电路⑵的输出电压Vs2 = iXRl。
【专利摘要】本发明公开了一种用于高边开关的负载开路检测电路及方法，电路包括电压比较器、电压采集电路、电流源、检测电阻和阈值设定电路，电流源并联在待检测的高边开关的两端，待检测的高边开关与负载相串联，检测电阻与电流源、待检测的高边开关共同连接，且连接点与电压采集电路的输入端相连接，电压采集电路的输出端与电压比较器的反向输入端向连接，阈值设定电路与电压比较器的正向输入端相连接，电压比较器的输出端做为负载开路检测电路的输出端，用于输出负载开路故障信号。本发明通过常用的分立式半导体电子器件实现，可根据使用条件调整参数适用于不同的电源电压，可调整检测敏感度，电路简单，容易实现，具有良好的应用前景。
【IPC分类】G01R31/02
【公开号】CN105372552
【申请号】CN201510915406
【发明人】黄天太, 朱志勇, 茅飞
【申请人】南京康尼电子科技有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年12月10日