一种多路保险丝故障检测电路的制作方法

1.本实用新型属于电力电子技术领域，尤其涉及一种多路保险丝故障检测电路。


背景技术：

2.随着人民生活水平的提高，消费者对车辆美观和驾驶舒适性要求越来越高。在房车等12v直流控制系统中，负载集中由控制器管理，为保证每一路用电设备相互隔离以及保护每一路用电设备的安全，通常在每一路用电设备上串联一个保险丝，因此当用电设备较多时，保险丝也相应很多，由于串联了很多的保险丝，在保险丝发生故障时不易排查和确定故障原因，并且不能及时通知故障点。故通常会设置保险丝故障检测电路，通过保险丝故障检测，可以方便快捷获知故障保险丝位置，并发出故障报警。
3.目前多采用mcu检测保险丝故障，传统的保险丝故障检测电路是每一路保险丝先经过分压到mcu允许电压范围内，然后再直接或经过多路模拟通道选择器连接到mcu。当保险丝路数很多时，导致分压电路也很多，形成庞大冗余的电阻网络。


技术实现要素：

4.发明目的：针对以上问题，本实用新型提出一种精简的、集成度高的、减少分压电路的多路保险丝故障检测电路。
5.技术方案：为实现上述设计目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种多路保险丝故障检测电路，包括ad采样及输出控制信号的mcu，还包括多路选择器单元、电平转换单元和分压电路；多路选择器单元各输入端分别与各路保险丝输出端连接，电平转换单元连接mcu和多路选择器单元，电平转换单元用于将mcu的输出电平转换为多路选择器单元的供电电平，分压电路连接多路选择器单元与mcu，分压电路用于将多路选择器单元输出电压分压到mcu的容许范围，mcu对分压电路输出电压进行ad 采样并判断。
6.进一步地，所述多路选择器单元采用24选1模拟选择器，24选1模拟选择器24 路输入端分别与24路保险丝输出端连接。
7.进一步地，所述24选1模拟选择器采用3个8选1的电子开关级联。
8.进一步地，所述电子开关采用cd4051ibm。
9.进一步地，所述电平转换单元采用mc14504b。
10.进一步地，所述分压电路包括第一电阻(r362)和第二电阻(r361)，第一电阻(r362) 一端与多路选择器单元输出端连接，另一端与第二电阻(r361)一端连接，且第一电阻 (r362)另一端接入mcu的ad通道，第二电阻(r361)另一端接地。
11.进一步地，分压电路与mcu之间还设有低通滤波器，低通滤波器用于清除输入的高频信号。
12.进一步地，所述低通滤波器包括第三电阻(r360)和第一滤波电容(c314)，第三电阻(r360)一端与第一电阻(r362)接入mcu的ad通道的一端连接，且第三电阻 (r360)另一端接入mcu的ad通道，第一滤波电容(c314)一端与第三电阻(r360) 接入mcu的ad通道的一端
连接，第一滤波电容(c314)另一端接地。
13.有益效果：本实用新型相对于现有技术，其优点是采用集成的多路选择器单元，然后通过电平转换单元转换供电电平，减少分压电路的使用。通过依次从24路中选择1 路接入mcu的ad通道中，通过ad采样值来判断保险丝是否发生故障，占用mcu 资源较少，连接导线少，体积小，可靠性好，专用型强。
附图说明
14.图1是本实用新型整体电路结构框图；
15.图2是本实用新型整体连接电路图；
16.图3是本实用新型多路选择器电路图；
17.图4是本实用新型电平转换单元电路图；
18.图5是本实用新型低通滤波器与分压电路连接的电路图。
具体实施方式
19.如图1和图2所示，本实用新型所述的多路保险丝故障检测电路，包括ad采样以及提供控制电平的mcu、多路选择器单元、电平转换单元和分压电路；多路选择器单元各输入端分别与各路保险丝输出端连接，多路选择器单元根据需要通过mcu的输出电平将任意一路保险丝选出来进行ad采样，然后再通过mcu判断保险丝是否发生故障，如图3所示，在本实施例中，通过3个8选1的cd4051ibm电子开关级联，形成24 选1模拟选择器，3个cd4051ibm的8个输入通道组成24路输入通道接24路保险丝输出端，3个cd4051ibm的输出端并联与分压电路连接。
20.如图2所示，电平转换单元连接mcu和多路选择器单元，电平转换单元用于将 mcu的输出电平转换为多路选择器单元的供电电平，在本实施例中，采用mc14504b 转换芯片，将mcu的3.3v输出电平转化为cd4051ibm的12v供电电平，从而实现 mcu驱动12v供电的cd4051ibm芯片。
21.cd4051由逻辑电平转换电路、8选1译码电路和8个cmos开关单元三部分组成，如图1所示，其中a、b、c是3位二进制地址输入端，3位二进制的八种组合可用于选择8路通道；inh是地址输入禁止端，其为高电平时，地址输入端无效。将3个cd4051ibm 的a、b、c分别并联接到mc14504b的三个输出端，将3个cd4051ibm的inh地址输入禁止端分别接到mc14504b的另外三个输出端。
22.mc14504b是一个8通道的电平转换芯片，能够将
‑
0.5v到15v电平转为
‑
0.5v到15v电平。本实施例中，mc14504b的输入电平为mcu兼容的cmos电平，mc14504b 的输出电平为12v兼容的cmos电平。将mc14504b输入侧接mcu输出的3.3v，则 mc14504b输出侧输出12v，以实现3.3v到12v的电平转换。
23.mcu通过对mc14504b转换芯片不同输入端进行选择性供电，控制3个 cd4051ibm的接通通道，从而选择接入的保险丝，然后cd4051ibm将选择的保险丝所在路的电压进行输出，通过分压电路将电压分压到mcu的容许范围，在本实施例中，分压电路将cd4051ibm输出的12v电压分压得到2.2v输入mcu的ad通道，mcu 对采样的信号进行分析，判断接入的保险丝是否故障。
24.分压电路与mcu之间还设有低通滤波器，低通滤波器用于清除输入的高频信号，确保输入信号的准确；分压电路包括第一电阻r362和第二电阻r361，低通滤波器包括第三电阻r360和第一滤波电容c314，第一电阻r362一端与多路选择器单元输出端连接，另一端与第二电阻r361一端和第三电阻r360一端连接，第二电阻r361另一端接地，第三电阻r360另一端接入mcu的ad通道，第一滤波电容c314一端与第三电阻 r360接入mcu的ad通道的一端连接，第一滤波电容c314另一端接地。


技术特征：
1.一种多路保险丝故障检测电路，包括ad采样及输出控制信号的mcu，其特征在于，还包括多路选择器单元、电平转换单元和分压电路；多路选择器单元各输入端分别与各路保险丝输出端连接，电平转换单元连接mcu和多路选择器单元，电平转换单元用于将mcu的输出电平转换为多路选择器单元的供电电平，分压电路连接多路选择器单元与mcu，分压电路用于将多路选择器单元输出电压分压到mcu的容许范围，mcu对分压电路输出电压进行ad采样并判断。2.根据权利要求1所述的多路保险丝故障检测电路，其特征在于，所述多路选择器单元采用24选1模拟选择器，24选1模拟选择器24路输入端分别与24路保险丝输出端连接。3.根据权利要求2所述的多路保险丝故障检测电路，其特征在于，所述24选1模拟选择器采用3个8选1的电子开关级联。4.根据权利要求3所述的多路保险丝故障检测电路，其特征在于，所述电子开关采用cd4051ibm。5.根据权利要求1所述的多路保险丝故障检测电路，其特征在于，所述电平转换单元采用mc14504b。6.根据权利要求1所述的多路保险丝故障检测电路，其特征在于，所述分压电路包括第一电阻(r362)和第二电阻(r361)，第一电阻(r362)一端与多路选择器单元输出端连接，另一端与第二电阻(r361)一端连接，且第一电阻(r362)另一端接入mcu的ad通道，第二电阻(r361)另一端接地。7.根据权利要求1或6所述的多路保险丝故障检测电路，其特征在于，分压电路与mcu之间还设有低通滤波器，低通滤波器用于清除输入的高频信号。8.根据权利要求7所述的多路保险丝故障检测电路，其特征在于，所述低通滤波器包括第三电阻(r360)和第一滤波电容(c314)，第三电阻(r360)一端与第一电阻(r362)接入mcu的ad通道的一端连接，且第三电阻(r360)另一端接入mcu的ad通道，第一滤波电容(c314)一端与第三电阻(r360)接入mcu的ad通道的一端连接，第一滤波电容(c314)另一端接地。

技术总结
本实用新型公开了一种多路保险丝故障检测电路，包括AD采样的MCU，还包括多路选择器单元、电平转换单元和分压电路；多路选择器单元各输入端分别与各路保险丝输出端连接，电平转换单元连接MCU和多路选择器单元，电平转换单元用于将MCU的输出电平转换为多路选择器单元的供电电平，MCU与分压电路连接，分压电路用于将输入电压分压到MCU的容许范围。采用集成的多路选择器减少分列器件的使用，依次选择一路保险丝接入MCU的AD通道中，通过AD采样值来判断保险丝是否发生故障，占用MCU资源较少，连接导线少，体积小，可靠性好，专用型强。专用型强。专用型强。


技术研发人员：陈本焱 彭文峰
受保护的技术使用者：天通盛邦通信科技（苏州）有限公司
技术研发日：2020.12.25
技术公布日：2021/9/21