一种基于硬件检测的发热体过流检测电路及检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于硬件检测的发热体过流检测电路及检测方法，包括：MCU与PTC控制回路连接，PTC控制回路与PTC发热体之间串联有IGBT，若干反相器，每一反相器的一端分别接入一数字采集线路；RS触发器，若干所述反相器的另一端并联后接入RS触发器；电压比较器，其与RS触发器电连接；所述电压比较器还连接运放电路及MCU。本发明专利技术通过设置电压比较器、RS触发器、反相器实现硬件过流保护，保证过流瞬间关闭IGBT输出，保护IGBT等电子元器件安全不受损坏，从而实现产品功能安全等级要求。从而实现产品功能安全等级要求。从而实现产品功能安全等级要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于硬件检测的发热体过流检测电路及检测方法


[0001]本专利技术属于PTC水加热器及电流检测
，涉及过流保护技术，具体是一种基于硬件检测的发热体过流检测电路及检测方法。

技术介绍

[0002]目前，PTC水加热器的电流检测，常用的方案包括霍尔电流传感器、电流检测集成芯片、采样电阻加运放等。其中，常用的电流检测电路采样电阻加运放的电路结构进行PTC电流检测。MCU可以实时通过A/D采样，检测PTC水加热器的工作电流，当检测的电流大于规定的工作电流阈值，MCU进行降功率或者关闭PTC驱动电路，停止PTC加热。通过电流检测，可以防止PTC过大的工作电流，诊断PTC发热体是否失效，也可以防止IGBT过热而击穿。
[0003]但是在PTC发热体短路，会导致瞬间大电流，从而击穿I GBT，使产品导致无法恢复的损坏。通过软件实现电流保护策略，存在一定的时延，会导致未来得及关闭IGBT控制电路，IGBT就已经损坏。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于硬件检测的发热体过流检测电路及检测方法。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]作为本专利技术提供的第一个方面，本专利技术为一种基于硬件检测的发热体过流检测电路，包括：电压比较器，RS触发器，反相器。具体的，MCU与PTC控制回路连接，PTC控制回路与PTC发热体之间串联有IGBT，所述电压比较器的一端为阈值电压、另一端接入运放电路与MCU的连接线路。
[0007]进一步地，反相器为若干个，每一反相器的一端分别接入一数字采集线路；若干所述反相器的另一端并联后接入RS触发器；电压比较器与RS触发器电连接；所述电压比较器还连接运放电路及MCU，实现硬件过流保护策略。
[0008]进一步地，所述数字采集线路为MCU的数字接口与PTC控制回路之间的线路，每一PTC发热体对应一数字采集线路，若干所述PTC发热体并联接入高压电，保护IGBT不受过流损坏。
[0009]进一步地，还包括电阻，所述电阻一端串联在PTC控制回路上，另一端接地；所述运放电路的输入端连接在电阻两端，所述运放电路的输出端连接在MCU上，提高产品安全性和可靠性。
[0010]作为本专利技术提供的第二个方面，本专利技术为一种基于硬件检测的发热体过流检测方法，所述方法基于第一个方面所提供的过流检测电路实现，所述方法包括：
[0011]MCU通过AD模块采集PTC发热体的工作电流；当采集的工作电流大于PTC发热体工作电流阈值时，MCU控制PTC控制回路关闭I GBT输出；当PTC发热体的工作电流大于硬件保护电流阈值，电压比较器输出高电平，触发RS触发器输出高电平，通过反相器，让若干路PTC发热体的控制电路维持在低电平，关闭IGBT输出，实现硬件过流保护，保证过流瞬间关闭
IGBT输出，保护IGBT等电子元器件安全不受损坏，从而实现产品功能安全等级要求。
[0012]本专利技术的有益效果：
[0013]本专利技术通过设置电压比较器、RS触发器、反相器实现硬件过流保护，保证过流瞬间关闭I GBT输出，保护I GBT等电子元器件安全不受损坏，从而实现产品功能安全等级要求。
附图说明
[0014]为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0015]图1为本专利技术基于硬件检测的发热体过流检测电路的结构示意图。
具体实施方式
[0016]实施例一：
[0017]如图1所示，作为本专利技术提供的第一个实施例，本专利技术为一种基于硬件检测的发热体过流检测电路，PTC控制器内置MCU 1，包括：MCU与PTC控制回路8连接，PTC控制回路8与PTC发热体6之间串联有I GBT 7，4个反相器2，每一反相器2的一端分别接入一数字采集线路；RS触发器3，4个所述反相器2的另一端并联后接入RS触发器3；电压比较器4，其与RS触发器3电连接；所述电压比较器4还连接运放电路5及MCU 1；其中，MCU、PTC控制回路8为现有技术，且PTC控制回路8内置驱动芯片9，通过设置电压比较器、RS触发器、反相器实现硬件过流保护，保证过流瞬间关闭I GBT输出，保护I GBT等电子元器件安全不受损坏，从而实现产品功能安全等级要求。
[0018]作为本专利技术提供的一个实施例，优选的，所述数字采集线路为MCU的数字接口与PTC控制回路之间的线路，每一PTC发热体对应一数字采集线路，如图1所示，4个PTC发热体对应4个数字采集线路，4个数字采集线路并联，实现硬件过流保护，保证过流瞬间关闭I GBT输出，保护I GBT等电子元器件安全不受损坏。
[0019]作为本专利技术提供的一个实施例，优选的，如图1所示，4个所述PTC发热体并联接入高压电。作为本专利技术提供的一个实施例，优选的，所述电压比较器的一端为阈值电压、另一端接入运放电路与MCU的连接线路。
[0020]作为本专利技术提供的一个实施例，优选的，还包括电阻，所述电阻一端串联在PTC控制回路上，另一端接地；所述运放电路的输入端连接在电阻两端，所述运放电路的输出端连接在MCU上；实现PTC水加热器硬件过流保护。
[0021]实施例二：
[0022]作为本专利技术提供的第二个实施例，本专利技术为一种基于硬件检测的发热体过流检测方法，所述方法基于实施例一所提供的过流检测电路实现，所述方法包括：MCU通过AD模块采集PTC发热体的工作电流；当采集的工作电流大于PTC发热体工作电流阈值时，MCU控制PTC控制回路关闭I GBT输出；当PTC发热体的工作电流大于硬件保护电流阈值，电压比较器输出高电平，触发RS触发器输出高电平，通过反相器，让若干路PTC发热体的控制电路维持在低电平，关闭I GBT输出。通过设置电压比较器、RS触发器、反相器实现硬件过流保护，保证过流瞬间关闭I GBT输出，保护I GBT等电子元器件安全不受损坏，从而实现产品功能安全等级要求。控制器软件功能失效，发生PTC过流失效，系统可通过硬件过流保护，关闭I GBT输出，从而实现系统功能安全要求。
[0023]以上内容仅仅是对本专利技术结构所作的举例和说明，所属本
的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离专利技术的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于硬件检测的发热体过流检测电路，MCU与PTC控制回路连接，PTC控制回路与PTC发热体之间串联有IGBT，其特征在于，包括：若干反相器，每一反相器的一端分别接入一数字采集线路；RS触发器，若干所述反相器的另一端并联后接入RS触发器；电压比较器，其与RS触发器电连接；所述电压比较器还连接运放电路及MCU。2.根据权利要求1所述的一种基于硬件检测的发热体过流检测电路，其特征在于，所述数字采集线路为MCU的数字接口与PTC控制回路之间的线路，每一PTC发热体对应一数字采集线路。3.根据权利要求2所述的一种基于硬件检测的发热体过流检测电路，其特征在于，若干所述PTC发热体并联接入高压电。4.根据权利要求1所述的一种基于硬件检测的发热体过流检测电路，其特征在于，还包括电阻，所述电阻一端串联在PTC控...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨伟强，
申请(专利权)人：苏州易为联科电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：