电压突变检测电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种电压突变检测电路及方法，其电路包括依次连接的电压信号处理电路、分相延缓电路和比较输出电路，电压信号处理电路包括仪用放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R10和稳压二极管D1，分相延缓电路包括电容C1，由电阻R5和电阻R7组成的第一比例电阻网络，以及由电阻R6和电阻R8组成的第二比例电阻网络；比较输出电路包括比较器U2和电阻R11；其方法包括步骤：一、检测电路连接，二、电压取样，三、电压突变判断。本发明专利技术电路结构简单，设计合理，实现方便且成本低，能够快速、有效地检测电压突变的情况，实用性强，适用范围广，具有良好的推广应用价值。

Voltage sudden change detecting circuit and method

The invention discloses a voltage detection circuit and method, the circuit comprises a voltage signal processing circuit, phase delay circuit and output circuit, the signal processing circuit comprises a voltage amplifier U1, a resistor R1 and a resistor R2, a resistor R3 and a resistor R4, a resistor R10 and a zener diode D1, phase delay circuit including the C1 capacitor, the first resistive network is composed of a resistor R5 and a resistor R7, and is composed of a resistor R6 and a resistor R8 second proportional resistance network; a comparison output circuit comprises a comparator U2 and a resistor R11; the method comprises the following steps: a detection circuit is connected, two, three, voltage sampling, voltage mutation judgment. The circuit of the invention is simple in structure, reasonable in design, convenient in realization and low in cost, and can rapidly and effectively detect the sudden change of voltage. The utility model has the advantages of strong practicability, wide application range and good popularization and application value.

【技术实现步骤摘要】
电压突变检测电路及方法
本专利技术属于电压突变检测
，具体涉及一种电压突变检测电路及方法。
技术介绍
无源的感性器件包括电感、变压器等，广泛应用于各种电路中，当含有这些感性器件的电路中的连接点发生分断故障时，将会在回路的分断处产生电压突变，并可能引起电弧或者瞬时高压，此时，如果不采用一定的保护措施，将有可能损坏回路中的重要器件，甚至危害周围的人身安全，因此对感性器件的两端电压进行电压突变检测很有必要。目前实现电压突变检测的方式有：①基于高速A/D采样芯片与微处理器的设计，其主要工作原理是在一定的时间内，根据前后两次采样电压变化的幅度是否超过设定的阈值来实现检测；②通过微分和积分模拟信号处理电路分为两路信号进行比较，实现电压斜率变化较快时刻的检测，其主要工作原理是根据微分电路输出电压与输入电压的时间变化率成比例，积分电路的输出电压延后输入电压，将处理的输入电压信号进行比较，从而确定电压突变的时刻。采用方式①的设计，虽然其对电压突变的检测精度高，响应速度快，但其需要微处理器的程序设计，设计复杂度高，且成本较高，对应用者多有不便；采用方式②的设计，其工作原理简单，实现成本较低，应用方便，但是检测精度不高，且电路参数的选取较为不易。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电路结构简单、设计合理、实现方便且成本低、能够快速有效地检测电压突变的情况、实用性强、适用范围广、具有良好的推广应用价值的电感分断电压突变检测电路。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种电压突变检测电路，其特征在于：包括依次连接的电压信号处理电路、分相延缓电路和比较输出电路，所述电压信号处理电路包括仪用放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R10和稳压二极管D1，所述电阻R1的一端为电压信号处理电路的取样点负极电压输入端VIN-，所述电阻R3的一端为电压信号处理电路的取样点正极电压输入端VIN+，取样点负极电压由串联的电阻R1和电阻R2构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R1和电阻R2的连接端与仪用放大器U1的反相输入端连接，取样点正极电压由串联的电阻R3和电阻R4构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R3和电阻R4的连接端与仪用放大器U1的同相输入端连接，所述仪用放大器U1的两个增益电阻连接端之间接有增益调节电阻RG，所述稳压二极管D1的阳极接地，所述稳压二极管D1的阴极与仪用放大器U1的电压参考端连接，所述仪用放大器U1的电压参考端还通过电阻R10与外部供电电源的输出端VCC连接；所述分相延缓电路包括电容C1，由电阻R5和电阻R7组成的第一比例电阻网络，以及由电阻R6和电阻R8组成的第二比例电阻网络；所述电阻R5的阻值、电阻R6的阻值、电阻R7的阻值和电阻R8的阻值满足关系式所述电阻R5的一端与仪用放大器U1的输出端连接，所述电阻R5的另一端通过电阻R7接地，所述电阻R6的一端与仪用放大器U1的输出端连接，所述电阻R6的另一端通过电阻R8接地，所述电容C1的一端与电阻R6和电阻R8的连接端连接，所述电容C1的另一端接地；所述比较输出电路包括比较器U2和电阻R11，所述比较器U2的同相输入端与电阻R5和电阻R7的连接端连接，所述比较器U2的反相输入端与电阻R6和电阻R8的连接端连接，所述比较器U2的输出端为比较输出电路的输出端OUT且通过电阻R11与外部供电电源的输出端VCC连接。上述的电压突变检测电路，其特征在于：所述仪用放大器U1的型号为AD623。上述的电压突变检测电路，其特征在于：所述稳压二极管D1的型号为1N5222。上述的电压突变检测电路，其特征在于：所述比较器U2的型号为LM2903。本专利技术还提供了一种设计合理、实现方便、能够快速有效地检测电压突变的情况、实用性强、具有良好的推广应用价值的电压突变进行检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、检测电路连接：将需要检测电压突变的电路的取样点正极与电压信号处理电路的取样点正极电压输入端VIN+连接，将需要检测电压突变的电路的取样点负极与电压信号处理电路的取样点负极电压输入端VIN-连接；步骤二、电压信号处理：需要检测电压突变的电路工作过程中，电压信号处理电路对需要检测电压突变的电路的取样点正极与负极电压的双端输入差分信号进行放大处理后，转换成单端电压信号输出给分相延缓电路；步骤三、电压突变判断：当需要检测电压突变的电路正常工作时，即需要检测电压突变的电路的取样点正极与负极之间的电压未发生突变，电压信号处理电路输出的电压是一个与所述仪用放大器U1的差动输入电压成比例的稳定输入电压，电压信号处理电路输出的电压分为两路,一路经过所述分相延缓电路中的第一比例电阻网络分压后输出到比较输出电路中比较器U2的同相输入端，另一路经过所述分相延缓电路中的第二比例电阻网络分压后输出到比较输出电路中比较器U2的反相输入端，由于电阻R5的阻值、电阻R6的阻值、电阻R7的阻值和电阻R8的阻值满足关系式因此比较器U2的同相输入端的电压小于其反相输入端的电压，比较器U2输出低电平，此时，判断为所述电压信号处理电路的输入未发生突变；当需要检测电压突变的电路出现分断故障时，需要检测电压突变的电路的取样点正极与负极之间的电压发生突变，电压信号处理电路输出的电压也是一个突变的电压信号，电压信号处理电路输出的电压分为两路,一路经过所述分相延缓电路中的第一比例电阻网络分压后输出到比较输出电路中比较器U2的同相输入端，另一路经过所述分相延缓电路中的第二比例电阻网络分压后输出到比较输出电路中比较器U2的反相输入端，虽然电阻R5的阻值、电阻R6的阻值、电阻R7的阻值和电阻R8的阻值满足关系式但由于电容C1延缓了所述第二比例电阻网络分压后输出的电压的变化，使得比较器U2的同相输入端的电压大于其反相输入端的电压，比较器U2输出高电平，此时，判断为所述电压信号处理电路的输入电压发生了突变。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术电压突变检测电路的电路结构简单，设计合理，实现方便且成本低。2、与现有技术相比，本专利技术的电压突变检测电路，既无需进行编程设计，又无需进行复杂的电路参数选择设计，能够可靠的检测电路中电感分断出现的电压突变。3、本专利技术的电压突变检测电路，通过改变分相延缓电路的参数，能够实现对电压突变宽范围的检测，适用范围广。4、本专利技术的电压突变检测电路，通过选用合适的仪用放大器，就能够对电路中的电压进行取样，且对所采样的电路自身干扰较小，便于获得较为精确的电压突变检测结果。5、本专利技术的电压突变检测电路，选用的仪用放大器和比较器响应速度非常快，能够检测到微秒级别以上的电压突变情况，实时检测效果明显。6、本专利技术电压突变检测方法的方法步骤简单，设计合理，实现方便。7、本专利技术能够适用于各种需要检测电压突变的电路当中，可配合相应的保护电路，其适用范围广，实用性强，具有良好的推广应用价值。综上所述，本专利技术电路结构简单，设计合理，实现方便且成本低，能够快速、有效地检测电压突变的情况，实用性强，适用范围广，具有良好的推广应用价值。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术电压突变检测电路的电路原理框图。图2为本专利技术电压突变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压突变检测电路，其特征在于：包括依次连接的电压信号处理电路(1)、分相延缓电路(2)和比较输出电路(3)，所述电压信号处理电路(1)包括仪用放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R10和稳压二极管D1，所述电阻R1的一端为电压信号处理电路(1)的取样点负极电压输入端VIN‑，所述电阻R3的一端为电压信号处理电路(1)的取样点正极电压输入端VIN+，取样点负极电压由串联的电阻R1和电阻R2构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R1和电阻R2的连接端与仪用放大器U1的反相输入端连接，取样点正极电压由串联的电阻R3和电阻R4构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R3和电阻R4的连接端与仪用放大器U1的同相输入端连接，所述仪用放大器U1的两个增益电阻连接端之间接有增益调节电阻RG，所述稳压二极管D1的阳极接地，所述稳压二极管D1的阴极与仪用放大器U1的电压参考端连接，所述仪用放大器U1的电压参考端还通过电阻R10与外部供电电源的输出端VCC连接；所述分相延缓电路(2)包括电容C1，由电阻R5和电阻R7组成的第一比例电阻网络，以及由电阻R6和电阻R8组成的第二比例电阻网络；所述电阻R5的阻值、电阻R6的阻值、电阻R7的阻值和电阻R8的阻值满足关系式...

【技术特征摘要】
1.一种电压突变检测电路，其特征在于：包括依次连接的电压信号处理电路(1)、分相延缓电路(2)和比较输出电路(3)，所述电压信号处理电路(1)包括仪用放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R10和稳压二极管D1，所述电阻R1的一端为电压信号处理电路(1)的取样点负极电压输入端VIN-，所述电阻R3的一端为电压信号处理电路(1)的取样点正极电压输入端VIN+，取样点负极电压由串联的电阻R1和电阻R2构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R1和电阻R2的连接端与仪用放大器U1的反相输入端连接，取样点正极电压由串联的电阻R3和电阻R4构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R3和电阻R4的连接端与仪用放大器U1的同相输入端连接，所述仪用放大器U1的两个增益电阻连接端之间接有增益调节电阻RG，所述稳压二极管D1的阳极接地，所述稳压二极管D1的阴极与仪用放大器U1的电压参考端连接，所述仪用放大器U1的电压参考端还通过电阻R10与外部供电电源的输出端VCC连接；所述分相延缓电路(2)包括电容C1，由电阻R5和电阻R7组成的第一比例电阻网络，以及由电阻R6和电阻R8组成的第二比例电阻网络；所述电阻R5的阻值、电阻R6的阻值、电阻R7的阻值和电阻R8的阻值满足关系式所述电阻R5的一端与仪用放大器U1的输出端连接，所述电阻R5的另一端通过电阻R7接地，所述电阻R6的一端与仪用放大器U1的输出端连接，所述电阻R6的另一端通过电阻R8接地，所述电容C1的一端与电阻R6和电阻R8的连接端连接，所述电容C1的另一端接地；所述比较输出电路(3)包括比较器U2和电阻R11，所述比较器U2的同相输入端与电阻R5和电阻R7的连接端连接，所述比较器U2的反相输入端与电阻R6和电阻R8的连接端连接，所述比较器U2的输出端为比较输出电路(3)的输出端OUT且通过电阻R11与外部供电电源的输出端VCC连接。2.按照权利要求1所述的电压突变检测电路，其特征在于：所述仪用放大器U1的型号为AD623。3.按照权利要求1所述的电压突变检测电路，其特征在于：所述稳压二极管D1的型号为1N5222。4.按照权利要求1所述的电压突变检测电路，其特征在于：所述比较器U2的型号为LM2903。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树林，张琼，赵亚娟，邓俊青，聂燊，王肖，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61