专利名称：过流信号检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及检测电路，尤其涉及用于检测过流信号的过流信号检测电路。
背景技术：
在逆变器、UPS电源等电力电子设备中，需要检测输入和输出的电流大小，一旦超过系统要求的额定电流值，马上关闭开关管，停止系统工作，达到保护系统的目的。如图1所示，现有的过流检测电路包括电流检测放大电路1、电压比较器2和分压电路3。电流检测放大电路1由运算放大器构成，输入端接电压输入信号Uin。电压比较器 2的反相输入端与电流检测放大电路1的输出端连接，同相输入端连接有分压电路3，输出端Uout与连接系统的控制电路相连。分压电路3包括电阻R2和电阻3，电阻R2的第一端作为分压电路3的输入端，用以输入参考电压Vref，第二端与电阻R3的第一端连接。电阻 R3的第二端接地。电阻R2的第二端与电阻R3的第一端作为分压电路3的输出端，分压电路3的输出端与电压比较器2的同相输入端连接。如图1所示，上述电流检测电路的工作过程如下电流检测放大器用于对电流信号I进行检测放大，然后送给电压比较器2的反相输入端，该电流信号I经过电阻Rl转换为电压信号Uin。由于电压比较器2的同相输入端输入有电压Vref ；如果有过流发生，电流检测放大器1的输出电压Uin会大于Vref，电压比较器2输出翻转，从而检测到了过流信号，将该信号传递给控制电路，控制电路关闭系统，从而，保护系统。如图1所示，上述过流检测电路虽然能够达到电流检测的目的，但是，上述电流检测电路仍然存在如下缺点1、由于电流检测放大器1和电压比较器2本身的精度限制，上述过流电流检测电路不能适用于高精度电流检测场合。2、上述电流检测电路不能检测短时间内的过电流脉冲，因为，上述过流检测电路的输出仍然是一个随电流变化的开关量，一旦有过流发生，电压比较器2反相输入端电平 Uin会高于同相输入端的Vref，电压比较器2翻转而输出低电平；但过流结束后，电压比较器2马上又恢复成高电平，系统恢复正常工作；如果过流发生时间很短，是一个过电流尖峰脉冲信号，则电压比较器2输出电压翻转后马上又恢复，由于电路的延时，控制电路无法及时关闭系统，从而有可能损坏主开关器件。另外一种方法是使用高精度的运算放大器构成电流检测电路。但是这种方法与使用集成电路构成电流检测电路一样，输出仍然是一个开关量，也无法检测到短时间的过电流脉冲。
发明内容本实用新型解决的问题是现有过流检测电路不能检测短时间内的过电流脉冲的问题。为解决上述问题，本实用新型的过流信号检测电路包括过流比较电路、隔离元件和触发器，过流比较电路包括第一输入端、第二输入端和输出端，第一输入端输入检测信号，第二输入端输入参考电压；隔离元件包括第一端和第二端，该第一端与第一电源和过流比较器的输出端连接，第二端连接第二电源，所述隔离元件在检测信号大于参考电压时导通，电流从第二电压源流向第一电压源的地，隔离元件在检测信号小于参考电压时关断；触发器包括置位端，该置位端与隔离元件的第二端连接，在隔离元件导通时输出第一信号，在隔离元件关断时输出第二信号。 可选地，隔离元件是二极管、PNP型开关三极管或隔离光耦中的一种。 可选地，所述触发器是RS触发器。可选地，所述过流比较电路包括比较器和分压电路，比较器的反相输入端是所述过流比较电路的第一端，所述比较器的同相输入端与分压电路连接，分压电路的输入端是所述过流比较电路的第二输入端。可选地，所述比较器是专用电压比较器，所述分压电路是电阻式分压电路。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点1、由于本实用新型包括隔离元件和触发器，当有短时刻的过流信号产生时，过流检测电路输出信号使得隔离元件导通，电流从第二电源流向第一电源的地，从而，触发器发生偏转而输出第一信号至控制电路，控制电路控制系统动作，从而，保护系统。在未有过流信号时，隔离元件关断，触发器不会发生偏转而输出第二信号，系统继续工作，由此，隔离元件和触发器组成锁存器，能将过流信号锁存，所以，本实用新型不仅能够检测各种过流信号，特别能检测短时刻的过流信号，而且，本实用新型只要有过流信号产生，隔离元件就会导通，从而，本实用新型灵敏度高。2、由于本实用新型的过流比较电路由电压比较器构成、隔离单元由二极管、PNP 型开关三极管或隔离光耦中的一种，触发器是RS触发器，所以，本实用新型结构简单，成本低。3、由于本实用新型的过流比较电路包括比较器和分压电路，分压电路能够提供精准的分压，所以，检测精度高。
图1是现有的过流电流检测电路的结构示意图；图2是本实用新型过流检测电路的原理框图；图3是本实用新型过流检测电路的具体电路图。
具体实施方式
为了使得本实用新型更加浅显易懂，下面特例举实施例并结合图示进行说明。如图2和图3所示，本实用新型的过流检测电路包括过流比较电路4、隔离元件5 和触发器6。过流比较电路4包括比较器41和分压电路，比较器41的反相输入端通过电阻 Rl连接检测电路的输出端，用于输入检测信号，比较器41的反相输入端作为过流检测电路 4的第一输入端。分压电路包括电阻R2和电阻R3。电阻R2的一端输入参考电压Vref，作为过流比较电路的第二输入端，另一端与电阻R3串联。电阻R3的另一端接地，电阻R3和电阻R2的中间节点连接比较器41的同相输入端。如图2和图3所示，隔离单元5包括第一端和第二端，隔离单元5的第一端通过电阻R4与第一电源7 (图3所示为VCC1)，隔离单元5的第二端通过电阻R5连接第二电源 8(图3所示为VCC2)。隔离单元5是二极管、PNP型开关三极管或隔离光耦中的一种，在本实施例中是二极管D1。如图2和图3所示，触发器6是由与非门m和与非门N2构成的RS触发器，其中， 置位端与隔离元件5的第二端连接，复位端通过电阻R6和电容C2构成的复位电路输入复位信号。如图2和图3所示，本实用新型的工作过程如下电阻R2和电阻R3构成的分压电路对基准电压Vref分压后得到一个基准电平 Vrefl送给比较器41的同相输入端，电流信号I连接到比较器41的反相输入端Uin。在正常运行情况下，电流信号I小于基准电平Vrefl，比较器41输出高电平，由于二极管Dl的反向隔离作用，且电源VCC2和经过电阻R6和电容C2使得与非门N2的输入端为高电平，所以， 由与非门W和与非门N2构成的RS触发器不会动作，输出恒定为高电平。一旦发生过流产生，即使是时间很短的过流尖峰脉冲，比较器41输出会翻转，变成低电平，此时，二极管Dl 导通，电流从第二电压源S(Vcd)流向第一电压源7 (Vccl)的地，与非门m的输入端由高电平变为低电平，而与非门N2的输入仍然由第二电源S(Vcd)拉高成高电平，所以触发器会翻转，输出由高电平变为低电平；此时，即便是输入过流信号I消失，由于触发器的触发锁存功能，输出Uout也恒定为低电平，从而实现了过电流的可靠检测。只有给RESET —个低电平脉冲后，该脉冲信号输入至与非门N2的输入端，所以，触发器6的输出Uout才会重新翻转变为高电平，则本过流检测电路重新进入检测状态。综上所述，由于本实用新型包括隔离元件和触发器，当有短时刻的过流信号产生时，过流检测电路输出信号使得隔离元件导通，电流从第二电源流向第一电源的地，从而， 触发器发生偏转而输出第一信号至控制电路，控制电路控制系统动作，从而，保护系统。在未有过流信号时，隔离元件关断，触发器不会发生偏转而输出第二信号，系统继续工作。由此，隔离元件和触发器组成锁存器，能将过流信号锁存。所以，本实用新型不仅能够检测各种过流信号，特别能检测短时刻的过流信号，而且，本实用新型只要有过流信号产生，隔离元件就会导通，从而，本实用新型灵敏度高。另外，本实用新型的过流比较电路由电压比较器前面是专用电压比较器，不一致构成，隔离单元由二极管、PNP型开关三极管或隔离光耦中的一种，触发器是RS触发器，所以，本实用新型结构简单，成本低。再者，由于本实用新型的过流比较电路包括比较器和分压电路，分压电路能够提供精准的分压，所以，检测精度尚ο
权利要求1.过流信号检测电路，其特征在于，包括过流比较电路、隔离元件和触发器，过流比较电路包括第一输入端、第二输入端和输出端，第一输入端输入检测信号，第二输入端输入参考电压；隔离元件包括第一端和第二端，该第一端与第一电源和过流比较器的输出端连接，第二端连接第二电源，所述隔离元件在检测信号大于参考电压时导通，电流从第二电压源流向第一电压源的地，隔离元件在检测信号小于参考电压时关断；触发器包括置位端，该置位端与隔离元件的第二端连接，在隔离元件导通时输出第一信号，在隔离元件关断时输出第二信号。
2.如权利要求1所述的过流信号检测电路，其特征在于，隔离元件是二极管、PNP型开关三极管或隔离光耦中的一种。
3.如权利要求1所述的过流信号检测电路，其特征在于，所述触发器是RS触发器。
4.如权利要求1所述的过流信号检测电路，其特征在于，所述过流比较电路包括比较器和分压电路，比较器的反相输入端是所述过流比较电路的第一端，所述比较器的同相输入端与分压电路连接，分压电路的输入端是所述过流比较电路的第二输入端。
专利摘要一种过流信号检测电路包括过流比较电路、隔离元件和触发器，过流比较电路包括第一输入端、第二输入端和输出端，第一输入端输入检测信号，第二输入端输入参考电压；隔离元件包括第一端和第二端，该第一端与第一电源和过流比较器的输出端连接，第二端连接第二电源，所述隔离元件在检测信号大于参考电压时导通，电流从第二电压源流向第一电压源的地，隔离元件在检测信号小于参考电压时关断；触发器包括置位端，该置位端与隔离元件的第二端连接，在隔离元件导通时输出第一信号，在隔离元件关断时输出第二信号。本实用新型能对各种过流信号进行检测，特别适合检测短时刻的过流信号。
文档编号G01R19/165GK202142836SQ20112013839
公开日2012年2月8日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者徐张英, 戴永军, 朱凯, 韩朋乐 申请人:中国电子科技集团公司第三十六研究所