一种电压异常检测系统及保护方法技术方案

本发明专利技术提供了一种电压异常检测系统及保护方法，系统包括电压异常检测模块、微控制器MCU和电源切换控制模块，其特征在于，所述电压异常检测模块用于对工作电源输入电压的检查，并将异常信号及时发送给微控制器MCU；所述微控制器MCU用于接收和记录异常信号，并向电源切换控制模块发送主/备电源切换指令；所述电源切换控制模块用于接收并响应来自微控制器MCU的主/备电源切换指令，快速实现/备电源的切换，保证系统正常工作。本发明专利技术实现成本低，能实现快速有效检查出电源电压的异常，通过硬件检测方案是电压异常，并告知单片机，单片机可关闭部分电路做出保护并记录异常，也可实现快速触发主备电切换，保证了产品安全。保证了产品安全。保证了产品安全。

【技术实现步骤摘要】
一种电压异常检测系统及保护方法


[0001]本专利技术涉及电压检测和保护
，具体的说，是一种电压异常检测系统及保护方法。

技术介绍

[0002]当前的电压异常检测方案主要有两种：大部分都是通过单片机的ADC持续读取电源线的电压波动，这种方法虽然硬件成本较低，但是无法在产品状态下休眠进行检测，并且检测的周期不好把握，检测过于频繁容易占用MCU资源，过于稀少又有异常漏检风险；少部分直接在一级电源使用带有电压检测的MOS驱动器，过压时自动关闭MOS，这种方法硬件响应迅速，但是可能存在误判电压导致后方断电，且此方式直接关闭电源，MCU也无法获知异常记录，还有其他数据丢失的风险；当前市场缺少检测迅速且可靠，休眠可用，MCU可记录，可控制后续保护策略的电压异常检测方案。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种电压异常检测系统及保护方法，对异常检测响应极快，能实现异常电压检测并实现主/备用电源的快速切换，并将异常信号告知MCU，然后由MCU发送指令进行相关的保护操作。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。
[0005]一种电压异常检测系统，包括电压异常检测模块、微控制器MCU和电源切换控制模块，所述电压异常检测模块用于对工作电源输入电压的检查，并将异常信号及时发送给微控制器MCU；所述微控制器MCU用于接收和记录异常信号，并向电源切换控制模块发送主/备电源切换指令；所述电源切换控制模块用于接收并响应来自微控制器MCU的主/备电源切换指令，快速实现/备电源的切换，保证系统正常工作。
[0006]基于上述电压异常检测系统的电压异常保护方法，包括以下步骤：步骤S1.电压异常检测模块对工作电源输入电压进行检查；步骤S2.当检查到输入电压VIN过高时，输出为低PGH=0，否则为高PGH=1；步骤S3.当检查到输入电压VIN过低时，输出为低PGL=0，否则为高PGL=1；步骤S4.电源切换控制模块根据具体的PGH 和PGL信号在主电和备电间进行切换。
[0007]具体地，步骤S2和步骤S3中输出的PGH 和PGL信号发送到微控制器MCU，微控制器MCU根据接收的信号判断工作电源输入电压状态并对电源切换控制模块发出相应控制指令如进行状态锁定等。
[0008]具体地，步骤S4所述电源切换控制模块根据具体的PGH 和PGL信号在主电和备电间进行切换，当输出PGH=0 或PGL=0时，工作电源输出都切换到备用电源，其他输出情况工作电源切换到主电源。
[0009]本专利技术的有益效果是：1、本专利技术实现成本低，能实现快速有效检查出电源电压的异常，通过硬件检测方
案是电压异常，并告知单片机，单片机可关闭部分电路做出保护并记录异常，也可实现快速触发主备电切换，保证了产品安全。
[0010]2、本专利技术的带电压异常检测方法在阈值附件有滞回滤波功能，可避免电压在临界点的微小波动造成频繁触发。
[0011]3、本专利技术同时具备MUC强行控制主切换功能，可由用户屏蔽主备切换功能，或手动进行主备切换。
附图说明
[0012]图1为本专利技术一种电压异常检测系统的组成结构示意图；图2为本专利技术实施例中电压异常检测模块的电路接线示意图；图3为本专利技术实施例中所述输入电压VIN 和异常信号PGH、PGL间的对应关系图。
具体实施方式
[0013]为了使本
的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0014]如图1所示，本实施例中提供了一种电压异常检测系统，包括电压异常检测模块、微控制器MCU和电源切换控制模块，所述电压异常检测模块用于对工作电源输入电压的检查，并将异常信号及时发送给微控制器MCU；所述微控制器MCU用于接收和记录异常信号，并向电源切换控制模块发送主/备电源切换指令；所述电源切换控制模块用于接收并响应来自微控制器MCU和电压异常检测模块的主/备电源切换指令，快速实现/备电源的切换，保证系统正常工作。
[0015]基于上述电压异常检测系统的电压异常保护方法，包括以下步骤：步骤S0.MUC 控制电源切换模块，允许切换模块以及电压异常检测模块的输出信号PGH/PGL 信号进行主备切换；步骤S1.电压异常检测模块对工作电源输入电压进行检查；步骤S2.当检查到输入电压VIN过高时，输出为低PGH=0，否则为高PGH=1；步骤S3.当检查到输入电压VIN过低时，输出为低PGL=0，否则为高PGL=1；步骤S4.电源切换控制模块根据具体的PGH 和PGL信号在主电和备电间进行切换。
[0016]具体地，步骤S2和步骤S3中输出的PGH 和PGL信号发送到微控制器MCU，微控制器MCU根据接收的信号并进行状态记录，也可根据算法需求是否对切换模块进行模式锁定，或者强行根据用户指令进行手动切换电源。
[0017]具体地，步骤S4所述电源切换控制模块根据具体的PGH 和PGL信号在主电和备电间进行切换，当输出PGH=0 或PGL=0时，工作电源输出都切换到备用电源，其他输出情况工作电源切换到主电源。
[0018]工作原理：电压异常检测模块主要使用一个比较器搭建滞回比较电路，检测高压和低压的阈值；一旦有低于设置的低电压下降沿阈值VLfall就会产生一个GPL低有效信号给到
MCU，唤醒MCU并记录故障，直至电压回升到低电压上升沿阈值VLrise正常值，GPL信号才会消失；一旦有高于设置的高电压上升沿阈值VHrise就会产生一个PGH低有效信号给到MCU，唤醒MCU并记录故障，直至电压降低到高电压下降沿阈值VHfall正常值，PGH信号才会消失；同时低电压检测电路，还把GPL信号用于备用电池的切换控制，在低电压情况下，可以通过此硬线信号打开备用电池放电，保证系统正常运行。
[0019]请参阅图2
‑
图3，下面通过一个具体的实例对本专利技术作进一步说明。
[0020]如图2所示，本专利技术采用硬件检查方式，而不是传统的通过MCU 软件通过ADC采集和滤波，通过算法进行检测，因而不存在效率低，延时长，反应慢等问题。
[0021]本专利技术检测电路几乎无延迟的触发异常告警，可实现主备电源的无缝切换。
[0022]如图2中所示采用两个比较器搭建滞回比较电路，分别输出过高告警和过低告警信号。
[0023]图中R1和R2组成对输入电压的分压，经过分压后的采样电压同时接到两个比较电路的负极。例如图中的分压比例是1/10。在12V 车载系统中，VIN 一般正常工作范围9~16V，则分压后的电压为0.9v~1.6v。
[0024]图中R3和R4对VCC分压后接到比较器的正极，作为高边比较电压基准，C1起到对比较电压的滤波保护，减少外来信号的干扰。R5反馈电阻，这样就组成了滞回比较电路。R6是比较输出信号的上拉电阻。
[0025]如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压异常检测系统，包括电压异常检测模块、微控制器MCU和电源切换控制模块，其特征在于，所述电压异常检测模块用于对工作电源输入电压的检查，并将异常信号及时发送给微控制器MCU；所述微控制器MCU用于接收和记录异常信号，并向电源切换控制模块发送主/备电源切换指令；所述电源切换控制模块用于接收并响应来自微控制器MCU的主/备电源切换指令，快速实现/备电源的切换，保证系统正常工作。2.一种利用如权利要求1所述电压异常检测系统的电压异常保护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1.电压异常检测模块对工作电源输入电压进行检查；步骤S2.当检查到输入电压VIN过高时，输出为低PGH=0，否则为高PGH=1；步骤S3.当检查到输...

【专利技术属性】
技术研发人员：金建平，江鸿，刘钦，黄少堂，
申请(专利权)人：江铃汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：