CN104459290A - 过流检测电路、装置和过流检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种过流检测电路、装置和过流检测方法，解决现有技术中的过流检测中存在滞后的技术问题。电路包括电池、比较电路、分压电路和第一电容；电池的正端一路连接分压电路的输入端，另一路连接比较电路的第二输入端；分压电路的输出端连接比较电路的第一输入端；第一电容对地连接于比较电路的第二输入端。基于电池内阻恒定的特点，对于比较电路而言，在没有过流发生时，第一输入端输入与第二输入端的输入比较关系，与发生过流时第一输入端输入与第二输入端输入的比较关系发生变化，从而比较电路的输出也发生变化，基于该变化能够表征电路出现过流，且不受电容限制产生检测滞后，实现实时检测过流，有效的避免了过流对电路的损害。

Description

过流检测电路、装置和过流检测方法

技术领域

本发明涉及电流检测技术领域，尤其涉及一种过流检测电路、装置和利用该电流检测电路进行过流检测的方法。

背景技术

电子设备的电路中产生过流现象的因素很多，典型的例如电路中出现短路现象，导致电路电阻过小，因而工作电流增大产生过流现象。电路产生过流现象时，会损坏电路和元器件，因此过流检测是电路设计中的重要内容。

目前的过流检测都是在电源电路上串联电阻，通过检测电阻的变化来实现过流检测；但，电源电路上都会存在大容值的电容，由于电容的储能特性，即使在电路中有大电流出现时，也会因为大电容的存在造成检测的滞后性，即，当有过流现象发生时，由于大电容的储能，电压不会立即随着电流的变大而变化，造成检测滞后，在滞后的时间段内，过流很可能已经对电路产生影响造成电路损坏。

发明内容

本申请实施例通过提供一种电路检测电路、装置和过流检测方法，以解决现有技术中的过流检测中存在滞后的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例采用以下技术方案予以实现：

提出一种过流检测电路，包括电池、比较电路、分压电路和第一电容；所述电池的正端一路连接所述分压电路的输入端，所述分压电路的输出端连接所述比较电路的第一输入端，所述分压电路还有接地端；所述电池的正端另一路连接所述比较电路的第二输入端；所述第一电容一端连接于所述电池的正端和比较电路的第二输入端之间，另一端接地。

进一步的，所述比较电路为比较器；所述比较电路的第一输入端为所述比较器的同相输入端，所述比较电路的第二输入端为所述比较器的反相输入端。

进一步的，所述分压电路由第一电阻和第二电阻组成；所述第一电阻的第一端连接所述电池的正端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述接地端；所述分压电路的输入端为所述第一电阻的第一端，所述分压电路的输出端为所述第一电阻的第二端。

进一步的，所述电池为干电池、锂电池或镍氢电池。

进一步的，所述电池的节数为至少一节。

还提出一种过流检测装置，包括控制电路和上述的过流检测电路；所述过流检测电路中的比较电路的输出端连接所述控制电路的输入端；所述控制电路接收所述比较电路的输出端的输出信号，并根据所述输出信号输出过流指示信号。

提出一种过流检测方法，所述方法包括：电池的正端经分压电路分压后形成第一输入；所述电池的正端对地连接第一电容，形成第二输入；比较所述第一输入是否大于所述第二输入；若是，输出过流指示信号。

进一步的，所述电池为干电池、锂电池或镍氢电池。

还提出一种过流检测方法，所述方法包括：电池的正端经分压电路分压后形成第一输入；所述电池的正端对地连接第一电容，形成第二输入；比较所述第一输入与所述第二输入，输出比较结果；检测所述比较结果是否发生变化；若是，输出过流指示信号。

进一步的，所述电池为干电池、锂电池或镍氢电池。

与现有技术相比，本申请实施例提供的技术方案，具有的技术效果或优点是：本申请实施例提出的过流检测电路、装置和过流检测方法中，利用电池内阻恒定的特点，在电池的正端连接分压电路，分压后的电压作为比较电路的第一输入，而电池正端的电压作为比较电路的第二输入，该电池的正端对地连接有第一电容；当电路中发生过流现象时，由于电池的内阻恒定，则电池正端输出的电压瞬间增大，使得分压后的电压也增大，则比较电路的第一输入瞬间增大，而因为有电容的存在，基于电容的储能特性，电池正端瞬间增大的电压不会体现在比较电路的第二输入上，使得比较电路的第二输入仍旧保持在电池正常输出电压上；因此，当出现过流现象时，比较电路的第一输入大于第二输入，这与没有出现过流现象时的第一输入和第二输入的状态正好相反；没有出现过流现象时，由于分压电路的分压，第一输入小于第二输入；第一输入与第二输入的大小关系变化，引起比较电路输出的变化，基于该输出的变化，可以立即产生一个过流信号来表征出现过流现象，这种表征是实时的，不会因为电容而存在滞后性，有效的避免了过流对电路的损害。

附图说明

图1为本申请实施例提出的过流检测电路的电路架构图；

图2为本申请实施例提出的一个过流检测电路的电路图；

图3为本申请实施例提出的过流检测方法的流程图；

图4为本申请实施例提出的又一过流检测方法的流程图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种过流检测电路、装置和过流检测方法，解决现有技术中的过流检测中存在滞后的技术问题；基于电池内阻恒定的特点，在电路过流的瞬间即可产生过流信号，有效的避免了因为检测滞后而造成的电路损伤。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式，对上述技术方案进行详细的说明。

如图1所示，为本申请实施例提出的过流检测电路的电路结构图，包括电池Bat、比较电路U1、分压电路D1和第一电容C1；电池的正端一路连接分压电路的输入端，分压电路的输出端连接比较电路的第一输入端，分压电路还有接地端；电视的正端另一路连接比较电路12的第二输入端；第一电容一端连接于电池的正端与比较电路的第二输入端之间，另一端接地。

在电路正常工作时，电池正端电压V直接加在比较电路的第二输入端，并且在分压电路中分压，输出的分压为V1； V1加在比较电路的第一输入端上，V1<V，则在比较电路的输出端输出一个表征没有过流产生的非过流信号；当电路中出现短路或者其他故障产生过流现象时，由于电池内阻的恒定，其在电池正端的输出电压瞬间增大为V2，则V1也增大，增大的V1加在比较电路的第一输入端上，而在比较电路的第二输入端，由于第一电容的储能特性，使得第二输入端的电压不会随着电流的增大瞬间增大到V2，而是要滞后一段时间，在这段时间内，比较电路的第二输入端电压仍旧为V。

通过合理设置分压电路的分压比例关系，能够使得在产生过流时，加在比较电路第一输入端的瞬间电压V2大于电池正常工作输出电压V,则出现过流时，比较电路两个输入端的比较电压关系发生变化，即，由第一输入端电压小于第二输入端电压，变化为第一输入端电压大于第二输入端电压，这种变化使得比较电路的输出端的输出信号产生变化，变化后的输出信号即为表征过流出现的过流信号。

上述比较电路输出端的输出信号的变化是随着过流出现即刻产生的，不会因为电容的存在而产生检测滞后，能有效的避免过流对电路的损害。

如图2所示，为本申请实施例提出的一个具体实施例，该过流检测电路中，分压电路U1由第一电阻R1和第二电阻R2组成；第一电阻R1的第一端连接电池的正端，第一电阻的第二端连接第二电阻R2的第一端，第二电阻的第二端接地；分压电路的输入端为第一电阻的第一端，分压电路的输出端为第一电阻的第二端。图中，电源转换芯片U2用于产生稳定的工作电压VCC。

在电路正常工作时，电池正端电压V直接加在比较电路的第二输入端，并且在第一电阻R1和第二电阻R2组成的分压电路中分压，在第一电阻R1第二端的电压为V1=V*R2/(R1+R2)，V1加在比较电路的第一输入端上，V1<V，则在比较电路的输出端输出一个表征没有过流产生的非过流信号；当电路中出现短路或者其他故障产生过流现象时，由于电池内阻的恒定，其在电池正端的输出电压瞬间增大为V2，此时，V1=V2*R2/(R1+R2)，增大的V1加在比较电路的第一输入端上，而在比较电路的第二输入端，由于第一电容的储能特性，使得第二输入端的电压不会随着电流的增大瞬间增大到V2，而是要滞后一段时间，在这段时间内，比较电路的第二输入端电压仍旧为V。

通过合理设置第一电阻R1和第二电阻R2的比例关系，能够使得在产生过流时，加在比较电路第一输入端的瞬间电压V2大于电池正常工作输出电压V,则出现过流时，比较电路两个输入端的比较电压关系发生变化，即，由第一输入端电压小于第二输入端电压，变化为第一输入端电压大于第二输入端电压，这种变化使得比较电路的输出端的输出信号产生变化，变化后的输出信号即为表征过流出现的过流信号。

如图2所示，比较电路采用比较器u1实现，则比较电路的第一输入端为比较器的同相输入端，比较电路的第二输入端为比较器的反相输入端；在没有过流产生的时候，同相输入端电压小于反相输入端电压，比较器输出低电平信号，表征电路中没有出现过流；当电路中产生过流时，同相输入端电压大于反相输入端电压，比较器输出端输出高电平信号，该高电平信号或由低到高的变化信号即为表征过流产生的过流信号。

本申请实施例提出的过流检测基于电池内阻恒定的特点，因此该电池一般采用干电池、锂电池或镍氢电池等具备内阻恒定特点的电池。

电池可以为单节，也可以为多节电池组成的电池组。

基于上述过流检测电路，本申请实施例还提出一种过流检测装置，该装置包括控制电路和过流检测电路；过流检测电路中的比较电路的输出端连接控制电路的输入端；控制电路从其输入端接收比较电路的输出端的输出信号，并根据该输出信号输出过流指示信号。

控制电路从比较电路的输出端接收的输出信号，或者为表征没有过流的非过流信号，或者为表征过流出现的过流信号，基于这两种信号，控制电路产生并输出一个过流指示信号，接收该过流指示信号的MCU或者其他电路，能够采取有效措施，及时处理，避免因检测滞后对电路的影响和损伤。

本申请实施例还基于上述过流检测电路，提出一种过流检测方法，如图3所示，包括以下步骤：

步骤S31：电池的正端经分压电路分压后形成第一输入；

步骤S32：电池的正端对地连接第一电容，形成第二输入；

步骤S33：比较第一输入是否大于第二输入；若是，

步骤S34：输出过流指示信号。

电路没有出现过流时，电池正端电压被分压电路分压后输出的第一输入小于第二输入；而当电路出现过流时，电池正端电压瞬间增大，使得第一输入瞬间增大，而第二输入由于电容的储能特性，其增大过程滞后，滞后的时间段内，第一输入大于第二输入，则在检测到第一输入大于第二输入时，产生并输出一个过流指示信号。

而电池可以为干电池、锂电池或镍氢电池中的任意一种。

基于上述过流检测电路；本申请实施例还提出一种过流检测方法，如图4所示，包括以下步骤：

步骤S41：电池的正端经分压电路分压后形成第一输入；

步骤S42：电池的正端对地连接第一电容，形成第二输入；

步骤S43：比较第一输入与第二输入，输出比较结果；

步骤S44：判断比较结果是否发生变化；若是，

步骤S44：输出过流指示信号。

电路没有出现过流时，电池正端电压被分压电路分压后输出的第一输入小于第二输入；而当电路出现过流时，电池正端电压瞬间增大，使得第一输入瞬间增大，而第二输入由于电容的储能特性，其增大过程滞后，滞后的时间段内，第一输入大于第二输入。

如此，在电路发生过流之前和发生过流时，第一输入与第二输入的比较关系发生了变化，由第一输入小于第二输入，变为第一输入大于第二输入，则比较结果也会发生变化，例如由低电平变为高电平，或由高电平变为低电平；则在检测到比较结果的变化时，产生并输出一个过流指示信号。

而电池可以为干电池、锂电池或镍氢电池中的任意一种。

通过本申请实施例提出的过流检测电路、装置和过流检测方法，能够实现采用简单的电路设计实现过流的实时检测，避免了因为检测滞后而引起的电路损伤，有效的解决了现有技术中过流检测存在滞后的技术问题。

应当指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.过流检测电路，包括电池，其特征在于，所述过流检测电路还包括比较电路、分压电路和第一电容；所述电池的正端一路连接所述分压电路的输入端，所述分压电路的输出端连接所述比较电路的第一输入端，所述分压电路还有接地端；所述电池的正端另一路连接所述比较电路的第二输入端；所述第一电容一端连接于所述电池的正端和比较电路的第二输入端之间，另一端接地。

2.根据权利要求1所述的过流检测电路，其特征在于，所述比较电路为比较器；所述比较电路的第一输入端为所述比较器的同相输入端，所述比较电路的第二输入端为所述比较器的反相输入端。

3.根据权利要求1所述的过流检测电路，其特征在于，所述分压电路由第一电阻和第二电阻组成；所述第一电阻的第一端连接所述电池的正端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述接地端；所述分压电路的输入端为所述第一电阻的第一端，所述分压电路的输出端为所述第一电阻的第二端。

4.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述电池为干电池、锂电池或镍氢电池。

5.根据权利要求1或4所述的过流检测电路，其特征在于，所述电池的节数为至少一节。

6.过流检测装置，其特征在于，包括控制电路和如权利要求1-5任一项权利要求所述的过流检测电路；所述过流检测电路中的比较电路的输出端连接所述控制电路的输入端；所述控制电路接收所述比较电路的输出端的输出信号，并根据所述输出信号输出过流指示信号。

7.过流检测方法，其特征在于，所述方法包括：

电池的正端经分压电路分压后形成第一输入；

所述电池的正端对地连接第一电容，形成第二输入；

比较所述第一输入是否大于所述第二输入；

若是，输出过流指示信号。

8.根据权利要求7所述的过流检测方法，其特征在于，所述电池为干电池、锂电池或镍氢电池。

9.过流检测方法，其特征在于，所述方法包括：

电池的正端经分压电路分压后形成第一输入；

所述电池的正端对地连接第一电容，形成第二输入；

比较所述第一输入与所述第二输入，输出比较结果；

判断所述比较结果是否发生变化；

若是，输出过流指示信号。

10.根据权利要求7所述的过流检测方法，其特征在于，所述电池为干电池、锂电池或镍氢电池。