本實(shí)用新型屬于電壓突變檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電壓突變檢測(cè)電路。

背景技術(shù)：

無源的感性器件包括電感、變壓器等，廣泛應(yīng)用于各種電路中，當(dāng)含有這些感性器件的電路中的連接點(diǎn)發(fā)生分?jǐn)喙收蠒r(shí)，將會(huì)在回路的分?jǐn)嗵幃a(chǎn)生電壓突變，并可能引起電弧或者瞬時(shí)高壓，此時(shí)，如果不采用一定的保護(hù)措施，將有可能損壞回路中的重要器件，甚至危害周圍的人身安全，因此對(duì)感性器件的兩端電壓進(jìn)行電壓突變檢測(cè)很有必要。

目前實(shí)現(xiàn)電壓突變檢測(cè)的方式有：①基于高速A/D采樣芯片與微處理器的設(shè)計(jì)，其主要工作原理是在一定的時(shí)間內(nèi)，根據(jù)前后兩次采樣電壓變化的幅度是否超過設(shè)定的閾值來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)；②通過微分和積分模擬信號(hào)處理電路分為兩路信號(hào)進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)電壓斜率變化較快時(shí)刻的檢測(cè)，其主要工作原理是根據(jù)微分電路輸出電壓與輸入電壓的時(shí)間變化率成比例，積分電路的輸出電壓延后輸入電壓，將處理的輸入電壓信號(hào)進(jìn)行比較，從而確定電壓突變的時(shí)刻。采用方式①的設(shè)計(jì)，雖然其對(duì)電壓突變的檢測(cè)精度高，響應(yīng)速度快，但其需要微處理器的程序設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)復(fù)雜度高，且成本較高，對(duì)應(yīng)用者多有不便；采用方式②的設(shè)計(jì)，其工作原理簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)成本較低，應(yīng)用方便，但是檢測(cè)精度不高，且電路參數(shù)的選取較為不易。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種電壓突變檢測(cè)電路，其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)方便且成本低，能夠快速、有效地檢測(cè)電路中兩點(diǎn)間的電壓突變的情況，實(shí)用性強(qiáng)，適用范圍廣，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種電壓突變檢測(cè)電路，其特征在于：包括依次連接的電壓信號(hào)處理電路、分相延緩電路和比較輸出電路，所述電壓信號(hào)處理電路包括儀用放大器U1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R10和穩(wěn)壓二極管D1，所述電阻R1的一端為電壓信號(hào)處理電路的取樣點(diǎn)負(fù)極電壓輸入端VIN-，所述電阻R3的一端為電壓信號(hào)處理電路的取樣點(diǎn)正極電壓輸入端VIN+，取樣點(diǎn)負(fù)極電壓由串聯(lián)的電阻R1和電阻R2構(gòu)成的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)連接到地，所述電阻R1和電阻R2的連接端與儀用放大器U1的反相輸入端連接，取樣點(diǎn)正極電壓由串聯(lián)的電阻R3和電阻R4構(gòu)成的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)連接到地，所述電阻R3和電阻R4的連接端與儀用放大器U1的同相輸入端連接，所述儀用放大器U1的兩個(gè)增益電阻連接端之間接有增益調(diào)節(jié)電阻RG，所述穩(wěn)壓二極管D1的陽極接地，所述穩(wěn)壓二極管D1的陰極與儀用放大器U1的電壓參考端連接，所述儀用放大器U1的電壓參考端還通過電阻R10與外部供電電源的輸出端VCC連接；所述分相延緩電路包括電容C1，由電阻R5和電阻R7組成的第一比例電阻網(wǎng)絡(luò)，以及由電阻R6和電阻R8組成的第二比例電阻網(wǎng)絡(luò)；所述電阻R5的阻值、電阻R6的阻值、電阻R7的阻值和電阻R8的阻值滿足關(guān)系式所述電阻R5的一端與儀用放大器U1的輸出端連接，所述電阻R5的另一端通過電阻R7接地，所述電阻R6的一端與儀用放大器U1的輸出端連接，所述電阻R6的另一端通過電阻R8接地，所述電容C1的一端與電阻R6和電阻R8的連接端連接，所述電容C1的另一端接地；所述比較輸出電路包括比較器U2和電阻R11，所述比較器U2的同相輸入端與電阻R5和電阻R7的連接端連接，所述比較器U2的反相輸入端與電阻R6和電阻R8的連接端連接，所述比較器U2的輸出端為比較輸出電路的輸出端OUT且通過電阻R11與外部供電電源的輸出端VCC連接。

上述的一種電壓突變檢測(cè)電路，其特征在于：所述儀用放大器U1的型號(hào)為AD623。

上述的一種電壓突變檢測(cè)電路，其特征在于：所述穩(wěn)壓二極管D1的型號(hào)為1N5222。

上述的一種電壓突變檢測(cè)電路，其特征在于：所述比較器U2的型號(hào)為L(zhǎng)M2903。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)方便且成本低。

2、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型既無需進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，又無需進(jìn)行復(fù)雜的電路參數(shù)選擇設(shè)計(jì)，能夠可靠的檢測(cè)電路中兩點(diǎn)間的電壓突變。

3、本實(shí)用新型通過改變分相延緩電路的參數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電路中兩點(diǎn)間電壓突變寬范圍的檢測(cè)，適用范圍廣。

4、本實(shí)用新型通過選用合適的儀用放大器，就能夠?qū)﹄娐分腥我鈨牲c(diǎn)之間的電壓進(jìn)行取樣，且對(duì)所采樣的電路自身干擾較小，便于獲得較為精確的電壓突變檢測(cè)結(jié)果。

5、本實(shí)用新型選用的儀用放大器和比較器響應(yīng)速度非常快，能夠檢測(cè)到微秒級(jí)別以上的電壓突變情況，實(shí)時(shí)檢測(cè)效果明顯。

6、本實(shí)用新型能夠適用于各種需要檢測(cè)電壓突變的電路當(dāng)中，可配合相應(yīng)的保護(hù)電路，其適用范圍廣，實(shí)用性強(qiáng)，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

綜上所述，本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)方便且成本低，能夠快速、有效地檢測(cè)電路中兩點(diǎn)間的電壓突變的情況，實(shí)用性強(qiáng)，適用范圍廣，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。

圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。

圖3為將本實(shí)用新型應(yīng)用于電感電路的電壓突變檢測(cè)中的電路原理圖。

附圖標(biāo)記說明:

1—電壓信號(hào)處理電路；2—分相延緩電路；3—比較輸出電路；

4—電感電路。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型的一種電壓突變檢測(cè)電路，包括依次連接的電壓信號(hào)處理電路1、分相延緩電路2和比較輸出電路3，如圖2所示，所述電壓信號(hào)處理電路1包括儀用放大器U1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R10和穩(wěn)壓二極管D1，所述電阻R1的一端為電壓信號(hào)處理電路1的取樣點(diǎn)負(fù)極電壓輸入端VIN-，所述電阻R3的一端為電壓信號(hào)處理電路1的取樣點(diǎn)正極電壓輸入端VIN+，取樣點(diǎn)負(fù)極電壓由串聯(lián)的電阻R1和電阻R2構(gòu)成的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)連接到地，所述電阻R1和電阻R2的連接端與儀用放大器U1的反相輸入端連接，取樣點(diǎn)正極電壓由串聯(lián)的電阻R3和電阻R4構(gòu)成的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)連接到地，所述電阻R3和電阻R4的連接端與儀用放大器U1的同相輸入端連接，所述儀用放大器U1的兩個(gè)增益電阻連接端之間接有增益調(diào)節(jié)電阻RG，所述穩(wěn)壓二極管D1的陽極接地，所述穩(wěn)壓二極管D1的陰極與儀用放大器U1的電壓參考端連接，所述儀用放大器U1的電壓參考端還通過電阻R10與外部供電電源的輸出端VCC連接；所述分相延緩電路2包括電容C1，由電阻R5和電阻R7組成的第一比例電阻網(wǎng)絡(luò)，以及由電阻R6和電阻R8組成的第二比例電阻網(wǎng)絡(luò)；所述電阻R5的阻值、電阻R6的阻值、電阻R7的阻值和電阻R8的阻值滿足關(guān)系式所述電阻R5的一端與儀用放大器U1的輸出端連接，所述電阻R5的另一端通過電阻R7接地，所述電阻R6的一端與儀用放大器U1的輸出端連接，所述電阻R6的另一端通過電阻R8接地，所述電容C1的一端與電阻R6和電阻R8的連接端連接，所述電容C1的另一端接地；所述比較輸出電路3包括比較器U2和電阻R11，所述比較器U2的同相輸入端與電阻R5和電阻R7的連接端連接，所述比較器U2的反相輸入端與電阻R6和電阻R8的連接端連接，所述比較器U2的輸出端為比較輸出電路3的輸出端OUT且通過電阻R11與外部供電電源的輸出端VCC連接。具體實(shí)施時(shí)，所述儀用放大器U1的電源端與外部供電電源的輸出端VCC連接，所述儀用放大器U1的接地端接地；所述比較器U2的電源端與外部供電電源的輸出端VCC連接，所述比較器U2的接地端接地。所述外部供電電源的輸出端VCC輸出的電壓為5V。

本實(shí)施例中，如圖2所示，所述儀用放大器U1的型號(hào)為AD623。型號(hào)為AD623的儀用放大器U1的引腳2為反相輸入端，引腳3為同相輸入端，引腳1和引腳8為兩個(gè)增益電阻連接端，引腳5為電壓參考端，引腳4為接地端，引腳7為電源端，引腳6為輸出端。

本實(shí)施例中，所述穩(wěn)壓二極管D1的型號(hào)為1N5222。

本實(shí)施例中，所述比較器U2的型號(hào)為L(zhǎng)M2903。

采用本實(shí)用新型進(jìn)行電壓突變檢測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟一、檢測(cè)電路連接：將需要檢測(cè)電壓突變的電路的取樣點(diǎn)正極與電壓信號(hào)處理電路1的取樣點(diǎn)正極電壓輸入端VIN+連接，將需要檢測(cè)電壓突變的電路的取樣點(diǎn)負(fù)極與電壓信號(hào)處理電路1的取樣點(diǎn)負(fù)極電壓輸入端VIN-連接；

步驟二、電壓信號(hào)處理：需要檢測(cè)電壓突變的電路工作過程中，電壓信號(hào)處理電路1對(duì)需要檢測(cè)電壓突變的電路的取樣點(diǎn)正極與負(fù)極電壓的雙端輸入差分信號(hào)進(jìn)行放大處理后，轉(zhuǎn)換成單端電壓信號(hào)輸出給分相延緩電路2；

步驟三、電壓突變判斷：當(dāng)需要檢測(cè)電壓突變的電路正常工作時(shí)，即需要檢測(cè)電壓突變的電路的取樣點(diǎn)正極與負(fù)極之間的電壓未發(fā)生突變，電壓信號(hào)處理電路1輸出的電壓是一個(gè)與所述儀用放大器U1的差動(dòng)輸入電壓成比例的穩(wěn)定輸入電壓，電壓信號(hào)處理電路1輸出的電壓分為兩路,一路經(jīng)過所述分相延緩電路2中的第一比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路3中比較器U2的同相輸入端，另一路經(jīng)過所述分相延緩電路2中的第二比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路3中比較器U2的反相輸入端，由于電阻R5的阻值、電阻R6的阻值、電阻R7的阻值和電阻R8的阻值滿足關(guān)系式因此比較器U2的同相輸入端的電壓小于其反相輸入端的電壓，比較器U2輸出低電平，此時(shí)，判斷為所述電壓信號(hào)處理電路1的輸入未發(fā)生突變；

當(dāng)需要檢測(cè)電壓突變的電路出現(xiàn)分?jǐn)喙收蠒r(shí)，需要檢測(cè)電壓突變的電路的取樣點(diǎn)正極與負(fù)極之間的電壓發(fā)生突變，電壓信號(hào)處理電路1輸出的電壓也是一個(gè)突變的電壓信號(hào)，電壓信號(hào)處理電路1輸出的電壓分為兩路,一路經(jīng)過所述分相延緩電路2中的第一比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路3中比較器U2的同相輸入端，另一路經(jīng)過所述分相延緩電路2中的第二比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路3中比較器U2的反相輸入端，雖然電阻R5的阻值、電阻R6的阻值、電阻R7的阻值和電阻R8的阻值滿足關(guān)系式但由于電容C1延緩了所述第二比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出的電壓的變化，使得比較器U2的同相輸入端的電壓大于其反相輸入端的電壓，比較器U2輸出高電平，此時(shí)，判斷為所述電壓信號(hào)處理電路1的輸入電壓發(fā)生了突變。

通過以上檢測(cè)方法步驟可以看出，根據(jù)比較器U2的輸出狀態(tài)變化就能夠判定所述電壓信號(hào)處理電路1的輸入電壓突變情況。

例如，如圖3所示，將本發(fā)明的電壓突變檢測(cè)電路及方法應(yīng)用于電感電路4的電壓突變檢測(cè)中，即需要檢測(cè)電壓突變的電路為電感電路4，所述電感電路4由直流電壓源Vi、電感L1和限流電阻R0串接構(gòu)成，將所述電感L1和限流電阻R0的連接線靠近連接電感L1的一端的一點(diǎn)A定為所述電感電路4的取樣點(diǎn)負(fù)極，將所述電感L1和限流電阻R0的連接線靠近連接限流電阻R0的一端的一點(diǎn)B定為所述電感電路4的取樣點(diǎn)正極，并將所述電感電路4的取樣點(diǎn)負(fù)極與電壓信號(hào)處理電路1的取樣點(diǎn)負(fù)極電壓輸入端VIN-連接，將所述電感電路4的取樣點(diǎn)正極與電壓信號(hào)處理電路1的取樣點(diǎn)正極電壓輸入端VIN+連接；所述電壓突變檢測(cè)電路中，電阻R10用于限流；為了減小分壓電阻網(wǎng)絡(luò)對(duì)所述電感電路4的影響，選取電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4的阻值遠(yuǎn)大于限流電阻R0的阻值。

當(dāng)所述電感電路4正常工作時(shí)，所述電感電路4趨于穩(wěn)態(tài)，此時(shí)點(diǎn)A的電壓等于點(diǎn)B的電壓，比較器U2輸出低電平，此時(shí)，判斷為所述電壓信號(hào)處理電路1的輸入電壓未發(fā)生突變；

當(dāng)所述電感電路4由于分?jǐn)喙收蠈?dǎo)致所述電感L1和限流電阻R0的連接線從位于點(diǎn)A與點(diǎn)B之間的點(diǎn)C斷開時(shí)，由于電感L1的存在，所述電感電路4的回路電流不會(huì)突變，將會(huì)在點(diǎn)C處產(chǎn)生較大的感應(yīng)電壓，此時(shí)點(diǎn)A的電壓遠(yuǎn)大于點(diǎn)B的電壓，比較器U2輸出高電平，此時(shí)，判斷為所述電壓信號(hào)處理電路1的輸入電壓發(fā)生了突變。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。