专利名称：用于多路熔丝信号检测的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测装置，尤其涉及通信电源系统或太阳能系统中多 路电池熔丝信号检测的装置。
背景技术：
在通信电源系统或太阳能系统中，电池熔丝的通断检测一般基于有两
路或两路以上的熔丝的情况下，目前主要检测电路如图1所示。我们以48V 通信电源系统或太阳能系统为例，当有两路熔丝需要进行通断检测时，由 于蓄电池的最高均充电压为57V左右，两路蓄电池间的电压差则可能为土 57V，这同时就是熔丝检测输入端(图1中FUSE端)的输入电压范围， 这个输入电压经第一、二分压电阻R1、 R2分压衰减20倍，这是因为后面 的模数转换芯片与CPU电源为3V的，所以第一基准电源(VREF)电压 也为3V，但运放输出为士3V，需要正负电源，同时运放电源一般要士5V 及以上。这样，这个电路的基本工作原理为将一个可能为士57V的信号 衰减20倍，通过一个跟随器将信号转为一个稳定的士3V信号，再通过电 阻R5与第二上拉电阻R6的分压与上拉，转为成一个0 3V的待数字化的 信号供后级模数转换及信号分析处理用。正常情况下当熔丝输入电压士 0.5V时(这个电压因不同厂家略有不同，但均为几百毫伏)就认为熔丝已 断，小于士0.35V左右认为熔丝正常，也就是说传统电路中，输入的土57V 中只有低端的士0.5V以内的信号是有用信号，其余的为无用信号，输出待 数字化的0~3V信号中只有1.5V (通常R5=R6)附近的士0.0125V以内的 信号是有用信号，这样有用信号与无用信号比例极�。胰菀资芨扇拧Ｍ� 时为防止振荡，需要一个回差，通常为士0.35V，到输出信号中这个对应范 围仅为土0.00875V,这也很容易受干扰，同时再往下降的空间也很小。由 于这个原因，有用信号无法再变�。导噬先鬯考涞牡缪共钤缎∮谑�0.5V，正常情况下熔丝通的情况下信号小于50mV，熔丝断时，如蓄电池电压与 母排压差小于士0.5V范围，上述电路就无法检测出来，也就是存在一个较 大的检测盲区，如要减小这个盲区，就必须提高检测精度与有用信号的比 例，这是上述传统电路所无法解决的。
另外，当未接蓄电池时，输入熔丝是正常与不正常情况上述传统电路 是无法区分开的，熔丝正常与断开时运放输入端均为0，输出电压是相同 的。
综上所述，上述传统电路中存在以下缺点
1、 需要三种电源。
2、 信噪比�。垢扇拍芰先�。
3、 输出信号中有用信号与无用信号比太小。
4、 无法检测的盲区较大。
5、 当未接蓄电池时输入熔丝断无法检测。
发明内容
为解决上述传统电路的缺点，我们根据电路的特点进行深入的研究， 设计了一种全新的方案与实现方案的装置电路。我们根据上述熔丝检测的 电路的特点，即输入士57V信号中有用的信号只有正负几伏以内(如有的 只有士0.5V)，我们可以将大于有用信号以外的输入信号进行消波或直接旁 路掉，只对有用信号进行取样滤波处理，这样输出信号中有用信号是主要 的，输出信号中有用信号的信噪比也大幅提高，增强了有用信号的抗干扰 能力。根据以上分析，本发明釆用的熔丝检测装置包括包括用于对输入信 号进行衰减取样的衰减取样电路，还包括与所述衰减取样电路相连接的箝 位电路，用于将自所述衰减取样电路所接收的信号限定在预定的范围内并 输出。
因为该检测装置中箝位电路的箝位作用，熔丝的输入有用信号可以不 被大幅衰减，从而提高了输出信号中有用和无用信号的比；同时，因为箝 位电路的箝位作用，使得输入故障检测的范围大大减�。佣苊饬思觳饷で�。
优选的，本发明的用于多路熔丝信号检测的装置还包括与所述箝位电 路相连接的滤波电路，用于过滤自所述箝位电路所接收的信号中的噪声。
再优选的，本发明的用于多路熔丝信号检测的装置还包括连接在所述 衰减取样电路与所述箝位电路之间的电压跟随电路，用于稳定来自所述衰 减取样电路的信号并输出至所述箝位电路
图1是现有技术的检测电路原理图； 图2是本发明具体实施方式
1的检测电路原理图； 图3是本发明具体实施方式
2的检测电路原理图； 图4是本发明具体实施方式
3的检测电路原理图； 图5是本发明具体实施方式
4的检测电路原理图。
具体实施例方式
下面我们对照附图并结合具体实例进行说明(其中Dl-l与Dl-2为同 一封装内的两个二极管) 实施例一
首先对电路进行说明，如图2所示，第一、二分压电阻R1、 R2是对 输入信号进行比例分配；电阻R4是第一上拉电阻，使输入信号可兼容正 负输入；二极管D1 (包含第一二极管Dl-l和第二二极管Dl-2)是对输入 信号中无用成分进行消波或旁路用的，同时第一二极管Dl可以增强输入 信号中的抗干扰能力，过滤掉正反两方向的电磁干扰(如浪涌、静电、雷 击等)；电阻R5与电容C1组成了低通滤波，过滤信号中的高频噪声。
在如图2所示的这个检测装置中，熔丝的输入有用信号可以不被大幅 衰减，如输入有用信号为士1V时，我们可只截取士10V (此范围可取更小 也可再取大些，此处仅是举例说明而已。)的输入信号，我们取电阻 R1=3R2=3R4，当输入端FUSE为10V时通过电阻Rl与R2的分压及第一 上拉电阻R4的上拉，可使公共端V1电压为2.7V左右(假定Dl-2的正向导通压降为0.3V。)；当输入为-10V时通过第一、二分压电阻R1、 R2的分 压及第一上拉电阻R4的上拉，可使公共端V1电压为-0.14V左右(假定 Dl-l的正向导通压降为0.3V。另外当CPU或DSP芯片或其它的模数转换 接口对输入负电压有限制时，负压不能太低。)。当输入电压高于iov以上 时，通过第一分压电阻R1与第二二极管D1-2可使公共端V1电压最高保 持为3.3V左右，当输入低于-10V时，通过第一分压电阻R1与第一二极管 Dl-l可使公共端VI电压最低保持为-0.3V左右，这样，当输入有用信号 为士0.5V时，输出电压对应为1.214V 1.357V，有用信号与无用信号比比 传统电路提高了近6倍甚至更高，抗干扰能力也相应地大为提高，相同噪 音情况下，信噪比也相应提高近6倍甚至更高。
在该实施例的电路中，整个电路只需要一个基准电源。
当同样的后级转换电路，如传统电路能完全正确区分出的输出电压范 围为士0.005V的情况下，对应的输入回差范围则为士0.2V左右，输入故障 检测范围则必须大于士0.25V以上，还是存在较大的盲区。但对于新电路， 如用同样的后级电路，对应的输入回差范围则可以为士35mV左右，输入 故障检测范围则大于士50mV以上就可以了，由于烙丝存在自身的导通压 降， 一般最大为几十毫伏，这种情况下，新电路就没有测试盲区了。
另外当没有接蓄电池时，如果熔丝正常，公共端V1的值为1.285V左 右，在L214V 1.357V的范围内，新电路是不会告警的；当没有接蓄电池 时，如果熔丝断了，公共端V1的值为1.5V左右，已在1.214V 1.357V范 围外了，电路就会发出熔丝断告警，符合实际情况。
可见，新的熔丝检测方案及电路装置不仅解决了传统电路中的不足， 还具有更好的性能，更低的成本。
实施例二
对于输入信号较好时，可将实施例一的电路进一步简化为图3所示的 电路。甚至可将图3中电阻R5也省掉。 实施例三对于传统电路，我们也可以进行优化，如图4所示，其工作过程是
首先通过分压电阻R1、 R2组成的分压电路对输入信号进行衰减取样，再 通过射极跟随器稳定电压，然后采用由第一、二二极管Dl-l、 Dl-2和射 极跟随器同相输入端的正极电源+VCCl构成的箝位电路将输出信号的范 围限定在预定的范围内，最后，通过由电阻R5和电容C1构成的滤波电路 进行滤波并通过第二基准电源VREF、第二上拉电阻R6上拉后输出。 实施例四
如图5所示，其与前述实施例三的区别在于所述箝位电路由第一、 二二极管D1-1、 Dl-2和所述第二基准电源(VREF)构成。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说 明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术 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 干简单推演或替换，比如采用三极管等和电源一起组成所述箝位电路来实 现箝位功能，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种用于多路熔丝信号检测的装置，包括用于对输入信号进行衰减取样的衰减取样电路，其特征在于还包括与所述衰减取样电路相连接的箝位电路，用于将自所述衰减取样电路所接收的信号限定在预定的范围内并输出。
2. 如权利要求1所述的用于多路熔丝信号检测的装置，其特征在于还包 括与所述箝位电路相连接的滤波电路，用于过滤自所述箝位电路所接收的信号 中的噪声。
3. 如权利要求2所述的用于多路熔丝信号检测的装置，其特征在于还包 括连接在所述衰减取样电路与所述箝位电路之间的电压跟随电路，用于稳定来 自所述衰减取样电路的信号并输出至所述箝位电路。
4. 如权利要求1或2所述的用于多路熔丝信号检测的装置，其特征在于所述箝位电路包括串联连接的第一和第二二极管(Dl-1、 Dl-2)，与所述串联 连接的第一和第二二极管(D1-1、D1-2)的负极相连接的第一基准电源(VREF)， 以及与所述第一基准电源(VREF)相连接的第一上拉电阻(R4)，所述第一上 拉电阻(R4)的另一端与所述衰减取样电路的输出端相连接。
5. 如权利要求1所述的用于多路熔丝信号检测的装置，其特征在于还包 括连接在所述箝位电路输出端的电阻(R5)。
6. 如权利要求3所述的用于多路熔丝信号检测的装置，其特征在于所述 滤波电路是依次串联连接在所述衰减取样电路的输出端和地之间的电阻(R5) 和电容(Cl)，用于过滤信号中的高频噪声。
7. 如权利要求3所述的用于多路熔丝信号检测的装置，其特征在于所述电压跟随电路是具有正极电源(+VCC1)和负极电源(-VCC2)的负 反馈射极跟随器，其通过同相输入端接收来自所述衰减取样电路连接的信号， 经输出端输出信号至所述箝位电路；所述滤波电路包括依次串联连接在所述负反馈射极跟随器的输出端的电阻 (R5)和电容(Cl)，还包括依次连接在输出端的第二上拉电阻(R6)和第二 基准电源(VREF')。
8. 如权利要求7所述的用于多路熔丝信号检测的装置，其特征在于所述 箝位电路包括串联连接的第一和第二二极管(Dl-1、 Dl-2)，以及与所述第二二极管(Dl-2)的负极相连接的所述负反馈射极跟随器的正极电源(+VCCl)。
9. 如权利要求7所述的用于多路熔丝信号检测的装置，其特征在于所述 箝位电路包括串联连接的第一和第二二极管(Dl-1、 Dl-2)，以及与所述第二 二极管(Dl-2)的负极相连接的第二基准电源(VREF)。
全文摘要
本发明涉及一种用于多路熔丝信号检测的装置，其包括用于对输入信号进行衰减取样的衰减取样电路，还包括与所述衰减取样电路相连接的箝位电路，用于将自所述衰减取样电路所接收的信号限定在预定的范围内并输出，本发明的检测装置没有检测盲区、抗干扰能力强且可以适用于没有接入蓄电池的情况。
文档编号G01R31/02GK101408584SQ200810216670
公开日2009年4月15日 申请日期2008年10月9日 优先权日2008年10月9日
发明者吴连日 申请人:艾默生网络能源有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
