CN217954696U - 高速响应的短路检测装置及*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高速响应的短路检测装置及***，短路检测装置包括电阻分压网络和逻辑检测判断电路。电阻分压网络检测待测电源，并生成分压信号；逻辑检测判断电路，设置有高速接口单元和电平跳变表征单元，电平跳变表征单元通过高速接口单元接入分压信号，并根据分压信号与预设电压阈值进行比较，执行用于表征待测电源是否短路的电平跳变。基于此，相比传统的短路检测方式，节省差分比较器的应用的同时，以高速的电平跳变来提升短路检测的响应。在多路电源短路检测的运用场合下，通常仅需增加电阻分压网络，大大降低多路短路检测的成本。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种高速响应的短路检测装置及***。
背景技术
供电设备是用于为其它相关设备进行供电的设备。其中，供电设备在对外供电的电源输出过程中，需要实时监测是否有短路的情况，如出现短路需快速关闭供电避免短路损坏设备。
传统的短路监测方式，主要是采用电阻分压网络、差分比较器和逻辑判断电路(如单片机、CPLD)的形式来实现。具体是以差分比较器触发跳变电平信号，后端逻辑电路检测到短路信号关闭供电输出。这种方式检测速率受限于差分比较器，其中普通差分比较器响应速度较慢，因此短路检测时间较长，容易损坏电路，而高速差分比较器则成本很高。另外一种方式是选择集成短路保护芯片和逻辑判断电路(如单片机、CPLD)的形式实现，短路检测原理同上。集成短路保护芯片一般用于低电压的保护，一般不超过12V，且受限于成本，短路响应较慢，一般是几十us甚至ms级别。同时，上述两种方式在多路电源需要实时检测的应用场合下，电路体积大，整体成本高。
综上，可见传统的短路监测方式还存在以上不足。
发明内容
基于此，有必要针对传统的短路监测方式还存在的不足，提供一种高速响应的短路检测装置及***。
一种高速响应的短路检测装置，包括：
电阻分压网络，用于检测待测电源，并生成分压信号；
逻辑检测判断电路，设置有高速接口单元和电平跳变表征单元；其中，电平跳变表征单元通过高速接口单元接入分压信号，并根据分压信号与预设电压阈值进行比较，执行待测电源是否短路的电平跳变表征。
上述的高速响应的短路检测装置，包括电阻分压网络和逻辑检测判断电路。电阻分压网络检测待测电源，并生成分压信号；逻辑检测判断电路，设置有高速接口单元和电平跳变表征单元，电平跳变表征单元通过高速接口单元接入分压信号，并根据分压信号与预设电压阈值进行比较，执行待测电源是否短路的电平跳变表征。基于此，相比传统的短路检测方式，节省差分比较器的应用的同时，以高速的电平跳变来提升短路检测的响应。在多路电源短路检测的运用场合下，通常仅需增加电阻分压网络，大大降低多路短路检测的成本。
在其中一个实施例中，高速接口单元包括高速差分连接器。
在其中一个实施例中，高速接口单元包括LVDS接收器。
在其中一个实施例中，电平跳变表征单元包括现场可编程门阵列。
在其中一个实施例中，电平跳变表征单元包括复杂可编程逻辑器件。
在其中一个实施例中，还包括：
并接在电阻分压网络中任一个或多个电阻中的调节器件。
在其中一个实施例中，调节器件包括电容。
在其中一个实施例中，电阻分压网络包括：
第一电阻，第一端用于接入第一逻辑高电平；
第二电阻，第一端连接第一电阻的第二端，第二端用于接入第一逻辑低电平；
第三电阻，第一端用于接入第二逻辑高电平；
第四电阻，第一端连接第三电阻的第二端，第二端用于接入第二逻辑低电平；
其中，第一电阻的第二端和第三电阻的第二端用于连接高速接口单元。
在其中一个实施例中，电阻分压网络还包括：
第一电容，与第四电阻并接。
一种高速响应的短路检测***，包括：
待测电源；
以及上述任一实施例的高速响应的短路检测装置。
上述的高速响应的短路检测***，短路检测装置包括电阻分压网络和逻辑检测判断电路。电阻分压网络检测待测电源，并生成分压信号；逻辑检测判断电路，设置有高速接口单元和电平跳变表征单元，电平跳变表征单元通过高速接口单元接入分压信号，并根据分压信号与预设电压阈值进行比较，执行用于表征待测电源是否短路的电平跳变。基于此，相比传统的短路检测方式，节省差分比较器的应用的同时，以高速的电平跳变来提升短路检测的响应。在多路电源短路检测的运用场合下，通常仅需增加电阻分压网络，大大降低多路短路检测的成本。
附图说明
图1为一实施方式的高速响应的短路检测装置模块结构图；
图2为一实施方式的高速响应的短路检测装置电路图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本发明进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种高速响应的短路检测装置。
图1为一实施方式的高速响应的短路检测装置模块结构图，如图1所示，一实施方式的高速响应的短路检测装置包括：
电阻分压网络100，用于检测待测电源，并生成分压信号；
逻辑检测判断电路101，设置有高速接口单元200和电平跳变表征单元201；其中，电平跳变表征单元201通过高速接口单元200接入分压信号，并根据分压信号与预设电压阈值进行比较，执行待测电源是否短路的电平跳变表征。
其中，电阻分压网络100连接待测电源，对待测电源的电压进行分压处理，获得作为采样结果的分压信号。根据待测电源短路和供电不同状态下，电阻分压得到不同的电压值，作为分压信号。同时，以电阻分压网络100的形式，便于适应各类电压值的待测电源，防止大电压影响后续电平跳变表征单元201。
电平跳变表征单元201通过高速接口单元200接入分压信号，根据分压信号与预设电压阈值进行比较，判断待测电源是否短路。根据是否短路执行电平跳变，表征短路检测结果。
在其中一个实施例中，高速接口单元200包括高速差分连接器。
其中，高速差分连接器通常被应用于高速差分信号传输，在本实施例中，通过高速差分连接器的应用，在提高信号响应速率的同时，以高速信号跳变的形式，为后续逻辑检测判断电路101提供短路检测判断。
需要注意的是，根据分压信号与预设电压阈值进行比较，执行用于表征待测电源是否短路的电平跳变这一过程的执行，是由高速差分连接器来完成，而由电平跳变表征单元201进行短路表征。基于此，在提高信号响应速率的同时，省略传统短路检测中差分比较器的使用。
在其中一个实施例中，高速接口单元200包括LVDS接收器。
在待测电源正常供电情况下，LVDS接收器不会发生波形跳变，当待测电源短路，LVDS接收器将根据分压信号发生跳变。由于LVDS接收器电平翻转速率可达几百Mbps，因此能在十几纳秒内检测到短路信号并作出判断。
在其中一个实施例中，电平跳变表征单元201包括现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array FPGA)或复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable LogicDevice CPLD)。
在其中一个实施例中，还包括：
并接在电阻分压网络100中任一个或多个电阻中的调节器件。
调节器件用于调节电阻分压网络100的分压特性，包括容性器件或感性器件。作为一个较优的实施方式，调节器件包括电容。
基于此，图2为一实施方式的高速响应的短路检测装置电路图，如图2所示，电阻分压网络100包括：
第一电阻R1，第一端用于接入第一逻辑高电平PWR_24V；
第二电阻R2，第一端连接第一电阻R1的第二端，第二端用于接入第一逻辑低电平；
第三电阻R3，第一端用于接入第二逻辑高电平3V；
第四电阻R4，第一端连接第三电阻R4的第二端，第二端用于接入第二逻辑低电平；
其中，第一电阻R1的第二端P和第三电阻R3的第二端N用于连接高速接口单元200。
电阻分压网络100还包括：
第一电容C1，与第四电阻R4并接。
其中，如图2所示，第一逻辑高电平可用于表示待测电源，第二逻辑高电平用于产生预设电压阈值。第一逻辑低电平和第二逻辑低电平表示接地。LVDS接收器用于检测第一逻辑高电平(以24V为例)对外供电的接口是否有短路。第一逻辑高电平为对外供电的输出的24V电源，第一逻辑高电平正常供电时，电压值为24V，合理设置电阻分压，使LVDS接收器的P端电压会大于N端电压100mV(通常LVDS接收器的差分输入门限电压最小值为±100mV)，此时输出高电平。当第一逻辑高电平短路时，会出现电压跌落，当第一逻辑高电平低于设置的电阻分压值时，LVDS接收器的N端电压减去P端电压大于100mV，LVDS接收器电平翻转。电平跳变表征单元201检测到电平翻转判断短路发生。
上述任一实施例的高速响应的短路检测装置，包括电阻分压网络100和逻辑检测判断电路101。电阻分压网络100检测待测电源，并生成分压信号；逻辑检测判断电路101，设置有高速接口单元200和电平跳变表征单元201，电平跳变表征单元201通过高速接口单元200接入分压信号，并根据分压信号与预设电压阈值进行比较，执行待测电源是否短路的电平跳变表征。基于此，相比传统的短路检测方式，节省差分比较器的应用的同时，以高速的电平跳变来提升短路检测的响应。在多路电源短路检测的运用场合下，通常仅需增加电阻分压网络，大大降低多路短路检测的成本。
本发明实施例还提供了一种高速响应的短路检测***。
一种高速响应的短路检测***，包括：
待测电源；
以及上述任一实施例的高速响应的短路检测装置。
上述的高速响应的短路检测***，包括电阻分压网络和逻辑检测判断电路。电阻分压网络检测待测电源，并生成分压信号；逻辑检测判断电路，设置有高速接口单元和电平跳变表征单元，电平跳变表征单元通过高速接口单元接入分压信号，并根据分压信号与预设电压阈值进行比较，执行用于表征待测电源是否短路的电平跳变。基于此，相比传统的短路检测方式，节省差分比较器的应用的同时，以高速的电平跳变来提升短路检测的响应。在多路电源短路检测的运用场合下，通常仅需增加电阻分压网络，大大降低多路短路检测的成本。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种高速响应的短路检测装置，其特征在于，包括：
电阻分压网络，用于检测待测电源，并生成分压信号；
逻辑检测判断电路，设置有高速接口单元和电平跳变表征单元；其中，所述电平跳变表征单元通过所述高速接口单元接入所述分压信号，并根据所述分压信号与预设电压阈值进行比较，执行所述待测电源是否短路的电平跳变表征。
2.根据权利要求1所述的高速响应的短路检测装置，其特征在于，所述高速接口单元包括高速差分连接器。
3.根据权利要求2所述的高速响应的短路检测装置，其特征在于，所述高速接口单元包括LVDS接收器。
4.根据权利要求1所述的高速响应的短路检测装置，其特征在于，所述电平跳变表征单元包括现场可编程门阵列。
5.根据权利要求1所述的高速响应的短路检测装置，其特征在于，所述电平跳变表征单元包括复杂可编程逻辑器件。
6.根据权利要求1所述的高速响应的短路检测装置，其特征在于，还包括：
并接在所述电阻分压网络中任一个或多个电阻中的调节器件。
7.根据权利要求6所述的高速响应的短路检测装置，其特征在于，所述调节器件包括电容。
8.根据权利要求6或7所述的高速响应的短路检测装置，其特征在于，所述电阻分压网络包括：
第一电阻，第一端用于接入第一逻辑高电平；
第二电阻，第一端连接所述第一电阻的第二端，第二端用于接入第一逻辑低电平；
第三电阻，第一端用于接入第二逻辑高电平；
第四电阻，第一端连接所述第三电阻的第二端，第二端用于接入第二逻辑低电平；
其中，所述第一电阻的第二端和所述第三电阻的第二端用于连接所述高速接口单元。
9.根据权利要求8所述的高速响应的短路检测装置，其特征在于，所述电阻分压网络还包括：
第一电容，与所述第四电阻并接。
10.一种高速响应的短路检测***，其特征在于，包括：
待测电源；
以及如权利要求1至9任意一项所述的高速响应的短路检测装置。
Priority Applications (1)
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| CN202221945285.2U CN217954696U (zh) | 2022-07-25 | 2022-07-25 | 高速响应的短路检测装置及*** |
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