一种带锁存的故障检测电路及其实现方法技术

技术编号:17717630 阅读:9 留言:0更新日期:2018-04-17 20:13
本申请公开了一种带锁存的故障检测电路,输入信号连接到比较器的正输入端,参考电压通过电阻连接到比较器的负输入端,比较器输出状态判定信号。或者,输入信号通过电阻连接到比较器的负输入端,参考电压通过电阻连接到比较器的正输入端,比较器输出状态判定信号。三极管一为NPN型,其基极通过一个电阻连接比较器的输出端,集电极连接比较器的负输入端,发射极接地。三极管二也为NPN型,其基极通过一个电阻接收解锁信号,集电极连接三极管一的基极,发射极接地。所述状态判定信号为高电平时将三极管一导通。所述解锁信号为高电平脉冲信号,其为高电平时将三极管二导通。本申请的电路结构简单,生产成本低且可靠性好,应用领域广。

【技术实现步骤摘要】
一种带锁存的故障检测电路及其实现方法
本申请涉及一种故障检测电路。
技术介绍
故障检测电路用于判断输入信号是否在正常范围内,如果是,则表明输入信号正常,输出第一状态;如果否,则表明输入信号发生了故障,输出第二状态。通过将故障检测电路的输出信号连接到保护电路、报警电路等即可在故障发生时执行后续操作。最简单的一种故障检测电路就是比较器,输入信号和参考信号作为比较器的两个比较对象。例如,正常情况下输入信号小于或等于参考信号,此时比较器输出低电平。一旦发生故障而使得输入信号大于参考信号,此时比较器就输出高电平。某些故障检测电路具有锁存功能,即某一时刻输入信号发生故障,则该故障检测电路从该时刻起始终输出表征故障状态的信号,即使后一时刻该故障已经解除。直至有解锁信号输入该故障检测电路,其才改为输出表征正常状态的信号。目前的故障检测电路为实现锁存功能,一般采用触发器,例如D触发器、RS触发器等。授权公告号CN202353177U、授权公告日2012年7月25日的技术专利公开了一种过压保护电路,由分压电路、比较触发电路、看门狗电路、锁存电路、硬件输出保护电路组成。其中的锁存电路是由两个与非门组成的RS触发锁存电路。授权公告号CN202444242U、授权公告日2012年9月19日的技术专利公开了一种过流保护电路,由过流锁存电路、模块保护逻辑电路、与门关断电路组成。其中的过流锁存电路包括由两个与非门所组成的RS锁存器(其文字介绍为与门,但图片显示为与非门符号)。
技术实现思路
本申请所要解决的技术问题是提供一种带锁存的故障检测电路。为此,本申请还要提供所述带锁存的故障检测电路的实现方法。为解决上述技术问题,本申请带锁存的故障检测电路为:输入信号连接到比较器的正输入端,参考电压通过电阻连接到比较器的负输入端,比较器输出状态判定信号;或者,输入信号通过电阻连接到比较器的负输入端,参考电压通过电阻连接到比较器的正输入端,比较器输出状态判定信号;三极管一为NPN型,其基极通过电阻连接比较器的输出端,集电极连接比较器的负输入端,发射极接地;三极管二也为NPN型,其基极通过电阻接收解锁信号,集电极连接三极管一的基极,发射极接地;所述状态判定信号为高电平时将三极管一导通;所述解锁信号为高电平脉冲信号,其为高电平时将三极管二导通。本申请带锁存的故障检测电路的实现方法是,当比较器的正输入端电压大于负输入端电压时,其输出高电平;否则输出低电平;第一种情况:正常状态下的输入信号小于参考电压,将输入信号接到比较器的正输入端,参考电压通过电阻接到比较器的负输入端;第一阶段为正常状态,输入信号小于参考电压,解锁信号为低电平,比较器输出低电平,三极管一截止,三极管二截止;第二阶段为故障发生状态,当输入信号大于参考电压,且解锁信号保持低电平,则比较器改为输出高电平,三极管一导通,比较器负输入端的电平被拉到地,三极管二仍截止;第三阶段为故障锁存状态,当输入信号小于参考电压,且解锁信号保持低电平,则比较器仍输出高电平,三极管一仍然导通,故障状态被锁存,三极管二仍截止;第四阶段为解锁状态,当输入信号小于参考电压,且解锁信号出现至少一个高电平脉冲,三极管二导通,三极管一截止,比较器改为输出低电平;当解锁信号为低电平后,三极管二也截止,回到第一阶段;第二种情况:正常状态下的输入信号大于参考电压,将输入信号通过电阻接到比较器的负输入端,参考电压通过电阻接到比较器的正输入端;第一阶段为正常状态,输入信号大于参考电压,解锁信号为低电平,比较器输出低电平,三极管一截止,三极管二截止;第二阶段为故障发生状态,当输入信号小于参考电压,且解锁信号保持低电平,则比较器改为输出高电平,三极管一导通,比较器负输入端的电平被拉到地,三极管二仍截止;第三阶段为故障锁存状态,当输入信号大于参考电压,且解锁信号保持低电平,则比较器仍输出高电平,三极管一仍然导通,故障状态被锁存,三极管二仍截止;第四阶段为解锁状态,当输入信号大于参考电压,且解锁信号出现至少一个高电平脉冲,三极管二导通,三极管一截止,比较器改为输出低电平;当解锁信号为低电平后,三极管二也截止,回到第一阶段。本申请的电路结构简单,生产成本低且可靠性好。相应的实现方法逻辑清晰,可用于过压、欠压、过流、欠流、过温、欠温等多种应用领域。附图说明图1是本申请带锁存的故障检测电路的第一实施例的电路结构图;图2是本申请带锁存的故障检测电路的第二实施例的电路结构图;图3是本申请带锁存的故障检测电路的第一实施例的变形电路结构图;图4是本申请带锁存的故障检测电路的第二实施例的变形电路结构图;图4a是图4的又一种变形结构。图中附图标记说明:R1~R9为电阻;C1~C4为电容;Q1~Q3为三极管;U1为比较器。具体实施方式请参阅图1,本申请带锁存的故障检测电路的第一实施例为:比较器U1的正输入端为A节点,用于输入待检测的信号。参考电压Vref通过电阻四R4连接到比较器U1的负输入端。比较器U1的输出端为C节点,用于输出状态判别信号。三极管一Q1为NPN型,其基极通过电阻五R5连接C节点,集电极连接比较器U1的负输入端,发射极接地。三极管二Q2也为NPN型,其基极通过电阻七R7连接B节点,集电极连接三极管一Q1的基极,发射极接地。B节点用于输入解锁信号。当比较器U1的正输入端电压大于负输入端电压时,其输出高电平,幅值足以使三极管一Q1导通。当比较器U1的正输入端电压小于或等于负输入端电压时,比较器U1输出低电平。图1中,比较器U1、电阻四R4构成了比较模块,三极管一Q1、三极管二Q2、电阻五R5、电阻七R7构成了锁存模块。A节点为第一输入端,接收待检测的输入信号。B节点为第二输入端,接收解锁信号。解锁信号在平时始终置为低电平,仅在需要解锁时有至少一个高电平脉冲,优选为一个10~100μs脉宽的高电平脉冲。当解锁信号出现高电平时,将三极管二Q2导通。C节点为输出端,输出状态判定信号。该带锁存的故障检测电路的第一实施例通常用于过压检测,将检测阈值设为参考电压Vref,其工作过程包括如下四个阶段。第一阶段为正常状态:正常情况下的A节点的输入信号小于参考电压Vref,B节点输入的解锁信号置为低电平,因此比较器U1始终输出低电平,三极管一Q1截止,三极管二Q2截止。第二阶段为故障发生状态:当A节点的输入信号大于参考电压Vref,即输入信号出现过压故障,B节点输入的解锁信号仍置为低电平,则比较器U1改为输出高电平。该高电平使得三极管一Q1导通,因而将比较器U1的负输入端电位拉低至地,那么比较器U1将维持输出高电平。三极管二Q2仍截止。第三阶段为故障锁存状态:输入信号的过压故障已经消除,即A节点的输入信号小于参考电压Vref,但是B节点输入的解锁信号仍置为低电平,则比较器U1仍然输出高电平,即故障状态被锁存。第四阶段为解锁状态:A节点的输入信号小于参考电压Vref为正常情况,B节点输入的解锁信号出现至少一个高电平脉冲,这将使三极管二Q2短暂导通再截止。在三极管二Q2短暂导通期间,其将三极管一Q1的基极电位拉低至地,从而使三极管一Q1截止,那么比较器U1的负输入端恢复为参考电压Vref。此时比较器U1改为输出低电平。在三极管二Q2再截止后,三极管一本文档来自技高网...
一种带锁存的故障检测电路及其实现方法

【技术保护点】
一种带锁存的故障检测电路,其特征是,输入信号连接到比较器的正输入端,参考电压通过电阻连接到比较器的负输入端,比较器输出状态判定信号;或者,输入信号通过电阻连接到比较器的负输入端,参考电压通过电阻连接到比较器的正输入端,比较器输出状态判定信号;三极管一为NPN型,其基极通过电阻连接比较器的输出端,集电极连接比较器的负输入端,发射极接地;三极管二也为NPN型,其基极通过电阻接收解锁信号,集电极连接三极管一的基极,发射极接地;所述状态判定信号为高电平时将三极管一导通;所述解锁信号为高电平脉冲信号,其为高电平时将三极管二导通;当输入信号连接到比较器的正输入端,参考电压通过电阻连接到比较器的负输入端时,在比较器的正输入端之前新增了电阻一、电阻二、电阻三;这三个电阻的一端均连接比较器的正输入端,电阻一的另一端用于接收输入信号,电阻二的另一端始终输入低电平,电阻三的另一端接地;当输入信号通过电阻连接到比较器的负输入端,参考电压通过电阻连接到比较器的正输入端时,在比较器的正输入端之前新增了电阻一、电阻二、电阻三;这三个电阻的一端均连接比较器的负输入端,电阻一的另一端用于接收输入信号,电阻二的另一端始终为高阻态,电阻三的另一端接地;或者,当输入信号通过电阻连接到比较器的负输入端,参考电压通过电阻连接到比较器的正输入端时,在比较器的正输入端之前新增了电阻一、电阻二、电阻三、电阻九、三极管四;电阻九连接三极管四的基极,三极管四的集电极连接电阻一、电阻二、电阻三的一端,三极管四的发射极接地;电阻九的另一端始终输入低电平;电阻一的另一端用于接收输入信号,电阻二的另一端连接比较器的负输入端,电阻三的另一端接地。...

【技术特征摘要】
2013.12.16 CN 20131068933161.一种带锁存的故障检测电路,其特征是,输入信号连接到比较器的正输入端,参考电压通过电阻连接到比较器的负输入端,比较器输出状态判定信号;或者,输入信号通过电阻连接到比较器的负输入端,参考电压通过电阻连接到比较器的正输入端,比较器输出状态判定信号;三极管一为NPN型,其基极通过电阻连接比较器的输出端,集电极连接比较器的负输入端,发射极接地;三极管二也为NPN型,其基极通过电阻接收解锁信号,集电极连接三极管一的基极,发射极接地;所述状态判定信号为高电平时将三极管一导通;所述解锁信号为高电平脉冲信号,其为高电平时将三极管二导通;当输入信号连接到比较器的正输入端,参考电压通过电阻连接到比较器的负输入端时,在比较器的正输入端之前新增了电阻一、电阻二、电阻三;这三个电阻的一端均连接比较器的正输入端,电阻一的另一端用于接收输入信号,电阻二的另一端始终输入低电平,电阻三的另一端接地;当输入信号通过电阻连接到比较器的负输入端,参考电压通过电阻连接到比较器的正输入端时,在比较器的正输入端之前新增了电阻一、电阻二、电阻三;这三个电阻的一端均连接比较器的负输入端,电阻一的另一端用于接收输入信号,电阻二的另一端始终为高阻态,电阻三的另一端接地;或者,当输入信号通过电阻连接到比较器的负输入端,参考电压通过电阻连接到比较器的正输入端时,在比较器的正输入端之前新增了电阻一、电阻二、电阻三、电阻九、三极管四;电阻九连接三极管四的基极,三极管四的集电极连接电阻一、电阻二、电阻三的一端,三极管四的发射极接地;电阻九的另一端始终输入低电平;电阻一的另一端用于接收输入信号,电阻二的另一端连接比较器的负输入端,电阻三的另一端接地。2.根据权利要求1所述的带锁存的故障检测电路,其特征是,当输入信号连接到比较器的正输入端,参考电压通过电阻连接到比较器的负输入端时,在比较器的正输入端和地之间还增加了用于滤波的电容;当输入信号通过电阻连接到比较器的负输入端,参考电压通过电阻连接到比较器的正输入端时,在比较器的负输入端和地之间还增加了用于滤波的电容。3.根据权利要求1所述的带锁存的故障检测电路,其特征是,在三极管二的集电极和地之间增加了用于滤波的电容。4.根据权利要求1所述的带锁存的故障检测电路,其特征是,在比较器的输出端之后新增了RC滤波电路,用于滤除状态判别信号中的抖动后再输出。5.根据权利要求1所述的带锁存的故障检测电路,其特征是,在比较器的输出端之后新增了串联的RC滤波电路和三极管三;三极管三也是NPN型,其基极连接RC滤波电路,集电极输出滤波后的状态判别信号,发射极接地。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员:张林孙辉
申请(专利权)人:联合汽车电子有限公司
类型:发明
国别省市:上海,31

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