檢測電路及其車用逆變系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了檢測電路，用于一包括電壓變換電路和輸出接頭的電壓變換裝置，電壓變換電路的輸出端與輸出接頭連接，檢測電路包括隔離器和串聯(lián)電路；隔離器用于檢測電壓變換電路與輸出接頭之間是否斷路，包括電源、第一電阻、位于原邊上的觸發(fā)元件及位于副邊上的被觸發(fā)元件；觸發(fā)元件兩端與輸出接頭的輸入端連接；串聯(lián)電路包括串聯(lián)的開關(guān)電路和第二電阻；開關(guān)電路用于根據(jù)外部輸入的變化而閉合或斷開；串聯(lián)電路與被觸發(fā)元件并聯(lián)后通過第一電阻與電源連接。本發(fā)明還公開了采用該檢測電路的車用逆變系統(tǒng)。該檢測電路可同時檢測外部輸入的變化以及電壓變換電路與輸出接頭之間的通斷，并輸出不同的檢測信號，便于后續(xù)控制系統(tǒng)對電壓變換電路進行控制。
【專利說明】檢測電路及其車用逆變系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測電路及其車用逆變系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電壓變換系統(tǒng)是一種可以將源電壓轉(zhuǎn)換成需求電壓的系統(tǒng)。隨著科技的發(fā)展和進步，電壓變換系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，其種類繁多，如AC-DC轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、DC-DC轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、DC-AC逆變系統(tǒng)等。在廣泛使用的同時，人們亦發(fā)現(xiàn)了電壓變換系統(tǒng)依舊存在許多安全問題。以車用逆變系統(tǒng)為例，圖1示出了車用逆變系統(tǒng)的原理框圖，其中，逆變電路91的輸入端與電池92連接，輸出端通過高壓線束94與插座93連接。設(shè)置在插座93中的微動開關(guān)(圖中未示出)通過控制線95與控制器96的輸入端連接，控制器96的輸出端與逆變電路91的控制端連接。由于逆變電路91的輸出為高壓交流電壓，因此如果高壓線束94有斷開的情況將會導(dǎo)致安全隱患，甚至可能導(dǎo)致觸電或火災(zāi)的發(fā)生。為了消除這種情況帶來的安全隱患，需要對逆變電路91與插座93之間的斷路情況進行探測，保證逆變電路91與插座93之間沒有斷路，才輸出高壓交流電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種檢測電路，其可同時檢測外部輸入的變化以及電壓變換電路與輸出接頭之間的通斷，并根據(jù)外部輸入狀態(tài)以及電壓變換電路與輸出接頭之間的通斷狀態(tài)輸出不同的檢測信號，從而便于后續(xù)的控制系統(tǒng)根據(jù)該檢測電路的輸出信號判斷外部輸入狀態(tài)以及電壓變換電路與輸出接頭之間的通斷狀態(tài)。
[0004]本發(fā)明的又一目的在于提供一種采用上述檢測電路的車用逆變系統(tǒng)。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種檢測電路，用于一電壓變換裝置，該電壓變換裝置包括電壓變換電路和輸出接頭，該電壓變換電路的輸出端與輸出接頭連接，其特點在于，該檢測電路包括隔離器和串聯(lián)電路；隔離器用于檢測電壓變換電路與輸出接頭之間是否存在斷路，該隔離器包括電源、第一電阻、位于原邊上的觸發(fā)元件以及位于副邊上的被觸發(fā)元件；觸發(fā)元件的兩端與所述輸出接頭的輸入端連接；串聯(lián)電路包括相互串聯(lián)的開關(guān)電路和第二電阻；開關(guān)電路用于根據(jù)外部輸入的變化而閉合或斷開；該串聯(lián)電路與所述的被觸發(fā)元件并聯(lián)后通過第一電阻與電源連接。
[0006]上述的檢測電路，其中，隔離器為光耦；觸發(fā)元件為發(fā)光二極管，被觸發(fā)元件為光敏三極管；串聯(lián)電路的一端與光敏三極管的集電極連接，另一端與光敏三極管的發(fā)射極連接。
[0007]上述的檢測電路，其中，光耦還設(shè)有第三電阻；光敏三極管的集電極通過第一電阻與電源連接，發(fā)射極與該第三電阻的一端連接，該第三電阻的另一端與所述串聯(lián)電路的另一端均接地。
[0008]上述的檢測電路，其中，檢測電路包括濾波電路，該濾波電路的輸入端并接在所述串聯(lián)電路的兩端。[0009]上述的檢測電路，其中，光耦包括第一二極管，該第一二極管的正極與輸出接頭的輸入端的一端相連，負極與發(fā)光二極管的正極相連；光稱包括與發(fā)光二極管串聯(lián)的限流電阻。
[0010]上述的檢測電路，其中，光耦包括第二二極管及限流電阻，第二二極管與發(fā)光二極管反向并聯(lián)后與限流電阻串聯(lián)。
[0011]上述的檢測電路，其中，所述的外部輸入為輸出接頭的工作狀態(tài)，開關(guān)電路根據(jù)輸出接頭的工作狀態(tài)的變化而閉合或斷開。
[0012]上述的檢測電路，其中，電壓變換裝置為車用逆變器，電壓變換電路為逆變電路，輸出接頭為一插座，該逆變電路的輸出端通過高壓線與該插座連接；開關(guān)電路為設(shè)置在該插座內(nèi)的微動開關(guān)，當插座與外接插頭沒有連接時，該微動開關(guān)斷開；當該插座與外接插頭連接時，該微動開關(guān)閉合。
[0013]本發(fā)明還提供了一種車用逆變系統(tǒng)，包括車用逆變器，該車用逆變器包括逆變電路和插座，該逆變電路的輸出端通過高壓線束與該插座連接；其特征在于，該車用逆變系統(tǒng)還包括:
檢測電路，該檢測電路包括隔離器和串聯(lián)電路；所述的隔離器用于檢測逆變電路與插座之間是否存在斷路，該隔離器包括電源、第一電阻、位于原邊上的觸發(fā)元件以及位于副邊上的被觸發(fā)元件；觸發(fā)元件與插座的輸入端并聯(lián)連接；串聯(lián)電路包括相互串聯(lián)的開關(guān)電路和第二電阻；開關(guān)電路用于根據(jù)插座的工作狀態(tài)的變化而閉合或斷開，當插座與外接插頭沒有連接時，該開關(guān)電路斷開；當該插座與外接插頭連接時，該開關(guān)電路閉合；該串聯(lián)電路與所述的被觸發(fā)元件并聯(lián)后通過所述的第一電阻與所述的電源連接；
控制器，該控制器的輸入端與該檢測電路的輸出端連接，所述控制器的輸出端與所述逆變電路的控制端連接；該控制器用于根據(jù)檢測電路的輸出變化控制逆變電路是否進行逆變工作；其中，當所述開關(guān)電路由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)為閉合狀態(tài)時，控制器控制逆變電路啟動逆變工作；若隔離器在逆變電路工作時檢測到逆變電路與插座之間不存在斷路時，控制器控制逆變電路繼續(xù)工作，若隔離器在逆變電路工作時檢測到逆變電路與插座之間存在斷路時，控制器控制逆變電路停止工作；當開關(guān)電路由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為斷開狀態(tài)時，控制器控制逆變電路停止工作。
[0014]上述的車用逆變系統(tǒng)，其中，隔離器為光耦，光耦設(shè)有第三電阻；觸發(fā)元件為發(fā)光二極管，被觸發(fā)元件為光敏三極管；光敏三極管的集電極通過第一電阻與電源連接，發(fā)射極與該第三電阻的一端連接，該第三電阻的另一端接地；串聯(lián)電路的一端與所述光敏三極管的集電極連接，另一端與第三電阻的另一端連接。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果:
1、本發(fā)明的檢測電路可同時檢測外部輸入的變化以及電壓變換電路與輸出接頭之間的通斷，并根據(jù)外部輸入狀態(tài)以及電壓變換電路與輸出接頭之間的通斷狀態(tài)輸出不同的檢測信號，從而便于后續(xù)的控制系統(tǒng)可根據(jù)該檢測電路的輸出信號判斷出外部輸入狀態(tài)以及電壓變換電路與輸出接頭之間的通斷狀態(tài)，并對電壓變換電路做出相應(yīng)的控制，徹底消除因電壓變換電路與輸出接頭之間斷路所導(dǎo)致的安全隱患；
2、本發(fā)明的檢測電路采用隔離器檢測電壓變換電路與輸出接頭之間是否存在斷路，可以實現(xiàn)輸入端與輸出端的隔離，因而尤其適用于對高壓線束斷路的檢測； 3、本發(fā)明的檢測電路應(yīng)用于車用逆變器系統(tǒng)時，可利用車用逆變系統(tǒng)已有的控制線傳輸檢測信號，從而可省去額外的線束成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是現(xiàn)有的車用逆變系統(tǒng)的電路原理框圖。
[0017]圖2是本發(fā)明檢測電路的一個實施例的電路示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明檢測電路的另一個實施例的電路示意圖。
[0019]圖4是采用本發(fā)明檢測電路的電壓變換裝置的一個實施例的電路原理框圖。
[0020]圖5是本發(fā)明車用逆變系統(tǒng)的一個實施例的原理框圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖來詳細說明本發(fā)明電壓轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的【具體實施方式】。
[0022]請參閱圖2。根據(jù)本發(fā)明一實施例的檢測電路100用于一電壓變換裝置，該電壓變換裝置包括電壓變換電路和輸出接頭，該電壓變換電路的輸出端與輸出接頭連接。該檢測電路包括光耦11、串聯(lián)電路12和濾波電路13。
[0023]光稱包括5V電源、第一電阻R2、位于原邊上的發(fā)光二極管LEDl及位于副邊上的光敏三極管Q1。光耦的原邊連接于輸出接頭的輸入端。光耦的原邊設(shè)有與發(fā)光二極管LEDl串聯(lián)的發(fā)光二極管LED2、第一二極管D2、與發(fā)光二極管LEDl和發(fā)光二極管LED2的串聯(lián)組合反向并聯(lián)的第二二極管Dl和限流電阻R1。發(fā)光二極管LED2用于顯示檢測結(jié)果。第二二極管Dl用于保護發(fā)光二極管LEDl和發(fā)光二極管LED2，避免被反向擊穿而損壞。第一二極管D2的正極與輸出接頭的輸入端的一端(即光耦原邊的一端)相連，負極與限流電阻Rl串聯(lián)后與發(fā)光二極管LEDl的正極相連。第一二極管D2為整流二極管，以實現(xiàn)電路的單向?qū)щ?。通過為限流電阻Rl選擇合適的阻值，可實現(xiàn):1.發(fā)光二極管LED2正常工作；2.光耦正常工作；3.檢測損耗較小。
[0024]串聯(lián)電路包括相互串聯(lián)的開關(guān)電路SI和第二電阻R4。開關(guān)電路SI用于根據(jù)外部輸入的變化而閉合或斷開；該串聯(lián)電路與光敏三極管Ql并聯(lián)后通過第一電阻R2與5V電源連接。其中，串聯(lián)電路的一端與光敏三極管Ql的集電極連接，另一端與光敏三極管Ql的發(fā)射極連接。最好是，光敏三極管Ql的發(fā)射極設(shè)有作為下拉電阻的第三電阻R3，光敏三極管Ql的發(fā)射極與第三電阻R3的一端連接，該第三電阻R3的另一端與所述串聯(lián)電路的另一端均接地。第一電阻R2可以如圖2所示，作為上拉電阻使用，也可以如圖3所示，作為下拉電阻使用。即，前述的串聯(lián)電路與光敏三極管Ql并聯(lián)后通過第一電阻R2與5V電源連接包括以下兩種【具體實施方式】:1.串聯(lián)電路與光敏三極管Ql并聯(lián)后連接第一電阻R2再連接5V電源；(如圖2所示)2.串聯(lián)電路與光敏三極管Ql并聯(lián)后一端連接第一電阻R2，另一端連接5V電源(如圖3所示)。
[0025]濾波電路13包括第四電阻R5、第一電容Cl及第二電容C2。該濾波電路能夠濾除高頻噪聲，從而保證檢測信號的實時性。其中，第一電容Cl并聯(lián)在前述串聯(lián)電路的兩端，第四電阻R5與第二電容C2串聯(lián)后并聯(lián)在第一電容Cl的兩端。
[0026]在其他實施方式中，上述的光耦亦可替換為磁耦或其他隔離開關(guān)。
[0027]請參考圖4。上述的檢測電路100的輸出端可與用于控制電壓變換電路200的控制器300的輸入端連接。電壓變換電路200的電源輸入端與電源500的輸出端連接，電壓變換電路200的輸出端與輸出接頭400連接。檢測電路100可同時檢測外部輸入的變化以及電壓變換電路200與輸出接頭400之間的通斷，并根據(jù)外部輸入狀態(tài)以及電壓變換電路與輸出接頭之間的通斷狀態(tài)輸出不同的檢測信號，從而便于控制器300根據(jù)檢測電路100的輸出信號判斷出外部輸入狀態(tài)以及電壓變換電路與輸出接頭之間的通斷狀態(tài)，并對電壓變換電路200做出相應(yīng)的控制，徹底消除因電壓變換電路200與輸出接頭400之間斷路所導(dǎo)致的安全隱患。
[0028]以下結(jié)合圖2所示的實施例具體說明不同的開關(guān)電路狀態(tài)以及電壓變換電路與輸出接頭之間的通斷狀態(tài)所對應(yīng)的不同檢測信號情況:
狀態(tài)1:開關(guān)電路SI閉合導(dǎo)通，光敏三極管Ql也處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)。此時第三電阻R3與第二電阻R4所組成的并聯(lián)電路與第一電阻R2分壓，由此可以計算出該狀態(tài)下檢測信號電平為 VI=R3*R4*5V/[R3*R4+R2*(R3+R4)]；
狀態(tài)I1:開關(guān)電路SI斷開，光敏三極管Ql也處于飽和導(dǎo)通。此時只有第三電阻R3和第一電阻R2分壓，由此可以計算出該狀態(tài)下檢測信號電平為VII=R3*5V/ (R2+R3)；
狀態(tài)II1:開關(guān)電路SI閉合導(dǎo)通，光敏三極管Ql處于開路狀態(tài)。此時只有第二 R4與第一電阻R2分壓，由此可以計算出該狀態(tài)下檢測信號電平為VIII=R4*5V/ (R2+R4)；
狀態(tài)IV:開關(guān)電路SI斷開，光敏三極管Ql處于開路狀態(tài)，此時5V電源無分壓，因此該狀態(tài)下檢測信號電平為VIV=5V。
[0029]對于電壓變換裝置為車用逆變器而言，結(jié)合圖5所示，前述的電壓變換電路200為逆變電路200a，輸出接頭400為插座400a，車用逆變器包括逆變電路200a和插座400a，逆變電路200a的輸出端通過高壓線束與該插座400a連接；前述的外部輸入為插座400a的工作狀態(tài)，開關(guān)電路SI優(yōu)選地為設(shè)置在該插座內(nèi)的微動開關(guān)，開關(guān)電路SI根據(jù)插座的工作狀態(tài)的變化而閉合或斷開:當插座與外接插頭沒有連接時，該開關(guān)電路SI斷開；當該插座與外接插頭連接時，該開關(guān)電路SI被觸發(fā)閉合。根據(jù)開關(guān)電路SI導(dǎo)通或斷開以及逆變電路200a是否通過高壓線束將電流傳遞到插座的不同情況，可以得到檢測電路100的檢測信號的4種不同電平組合情況:
當開關(guān)電路SI閉合并且插座400a內(nèi)有高壓交流電壓(即逆變電路200a與插座400a之間未斷路)時，由于交流電壓正負半工頻周期情況不一樣，因此此時的檢測電路將對應(yīng)上述的狀態(tài)I和狀態(tài)III，檢測信號為VI電平和VIII電平輪替的工頻周期的信號；
當開關(guān)電路SI閉合而插座400a內(nèi)無高壓交流(即逆變電路200a與插座400a之間有斷路)時，此種情況僅對應(yīng)狀態(tài)III，檢測信號為持續(xù)電平VIII ；
當開關(guān)電路SI斷開而插座400a內(nèi)有高壓交流電壓時，同樣根據(jù)正負工頻周期不同情況，此情況對應(yīng)狀態(tài)II和狀態(tài)IV，檢測信號為VII和VIV電平輪替的工頻周期的信號；當開關(guān)電路SI斷開并且插座400a內(nèi)無高壓交流電壓時，該情況僅對應(yīng)狀態(tài)IV，檢測信號為持續(xù)的電平VIV。
[0030]作為檢測電路100的一個變化實施例，該檢測電路包括由光耦11構(gòu)成的隔離器和串聯(lián)電路12。隔離器11用于檢測逆變電路200a與插座400a之間是否存在斷路，該隔離器11包括電源、第一電阻R2、位于原邊上由發(fā)光二極管LEDl構(gòu)成的觸發(fā)元件以及位于副邊上、由光敏三極管Ql構(gòu)成的被觸發(fā)元件；觸發(fā)元件與插座400a的輸入端連接；串聯(lián)電路12包括相互串聯(lián)的開關(guān)電路SI和第二電阻R4 ;該串聯(lián)電路12與被觸發(fā)元件并聯(lián)后通過第一電阻R2與所述的電源連接。
[0031]控制器300的輸入端與檢測電路100的輸出端連接，控制器300的輸出端與逆變電路200a的控制端連接；該控制器300用于根據(jù)檢測電路100的輸出變化控制逆變電路200a是否進行逆變工作；其中，當開關(guān)電路SI由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)為閉合狀態(tài)時，控制器300控制逆變電路200a啟動逆變工作；若隔離器在逆變電路200a工作時檢測到逆變電路200a與插座400a之間不存在斷路時，控制器300控制逆變電路200a繼續(xù)工作，若隔離器在逆變電路200a工作時檢測到逆變電路200a與插座400a之間存在斷路時，控制器300控制逆變電路200a停止工作；當開關(guān)電路SI由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為斷開狀態(tài)時，控制器300控制逆變電路200a停止工作。
【權(quán)利要求】
1.一種檢測電路，用于一電壓變換裝置，該電壓變換裝置包括電壓變換電路和輸出接頭，該電壓變換電路的輸出端與輸出接頭連接，其特征在于，該檢測電路包括隔離器和串聯(lián)電路； 所述的隔離器用于檢測電壓變換電路與輸出接頭之間是否存在斷路，該隔離器包括電源、第一電阻、位于原邊上的觸發(fā)元件以及位于副邊上的被觸發(fā)元件；所述的觸發(fā)元件的兩端與所述輸出接頭的輸入端連接； 所述的串聯(lián)電路包括相互串聯(lián)的開關(guān)電路和第二電阻；所述的開關(guān)電路用于根據(jù)外部輸入的變化而閉合或斷開；該串聯(lián)電路與所述的被觸發(fā)元件并聯(lián)后通過所述的第一電阻與所述的電源連接。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測電路，其特征在于，所述的隔離器為光耦；所述的觸發(fā)元件為發(fā)光二極管，所述的被觸發(fā)元件為光敏三極管； 所述串聯(lián)電路的一端與所述光敏三極管的集電極連接，另一端與光敏三極管的發(fā)射極連接。
3.如權(quán)利要求2所述的檢測電路，其特征在于，所述的光耦還設(shè)有第三電阻；所述光敏三極管的集電極通過所述的第一電阻與所述的電源連接，發(fā)射極與該第三電阻的一端連接，該第三電阻的另一端與所述串聯(lián)電路的另一端均接地。
4.如權(quán)利要求3所述的檢測電路，其特征在于，所述的檢測電路包括濾波電路，該濾波電路的輸入端并接在所述串聯(lián)電路的兩端。
5.如權(quán)利要求3所述的電壓變換裝置，其特征在于，所述的光耦包括第一二極管，該第一二極管的正極與輸出接頭的輸入端的一端相連，負極與所述的發(fā)光二極管的正極相連； 所述的光耦包括與所述的發(fā)光二極管串聯(lián)的限流電阻。
6.如權(quán)利要求3所述的檢測電路，其特征在于，所述的光耦包括第二二極管及限流電阻，所述第二二極管與所述的發(fā)光二極管反向并聯(lián)后與所述的限流電阻串聯(lián)。
7.如權(quán)利要求1所述的檢測電路，其特征在于，所述的外部輸入為輸出接頭的工作狀態(tài)，所述的開關(guān)電路根據(jù)輸出接頭的工作狀態(tài)的變化而閉合或斷開。
8.如權(quán)利要求1至7中任何一項所述的檢測電路，其特征在于，所述的電壓變換裝置為車用逆變器，所述電壓變換電路為逆變電路，所述的輸出接頭為一插座，該逆變電路的輸出端通過高壓線與該插座連接； 所述的開關(guān)電路為設(shè)置在該插座內(nèi)的微動開關(guān)，當插座與外接插頭沒有連接時，該微動開關(guān)斷開；當該插座與外接插頭連接時，該微動開關(guān)閉合。
9.一種車用逆變系統(tǒng)，包括車用逆變器，該車用逆變器包括逆變電路和插座，該逆變電路的輸出端通過高壓線束與該插座連接；其特征在于，該車用逆變系統(tǒng)還包括: 檢測電路，該檢測電路包括隔離器和串聯(lián)電路；所述的隔離器用于檢測逆變電路與插座之間是否存在斷路，該隔離器包括電源、第一電阻、位于原邊上的觸發(fā)元件以及位于副邊上的被觸發(fā)元件；所述的觸發(fā)元件與所述插座的輸入端并聯(lián)連接；所述的串聯(lián)電路包括相互串聯(lián)的開關(guān)電路和第二 電阻；所述的開關(guān)電路用于根據(jù)插座的工作狀態(tài)的變化而閉合或斷開，當插座與外接插頭沒有連接時，該開關(guān)電路斷開；當該插座與外接插頭連接時，該開關(guān)電路閉合；該串聯(lián)電路與所述的被觸發(fā)元件并聯(lián)后通過所述的第一電阻與所述的電源連接；控制器，該控制器的輸入端與該檢測電路的輸出端連接，所述控制器的輸出端與所述逆變電路的控制端連接；該控制器用于根據(jù)檢測電路的輸出變化控制逆變電路是否進行逆變工作；其中，當所述開關(guān)電路由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)為閉合狀態(tài)時，控制器控制逆變電路啟動逆變工作；若隔離器在逆變電路工作時檢測到逆變電路與插座之間不存在斷路時，控制器控制逆變電路繼續(xù)工作，若隔離器在逆變電路工作時檢測到逆變電路與插座之間存在斷路時，控制器控制逆變電路停止工作；當開關(guān)電路由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為斷開狀態(tài)時，控制器控制逆變電路停止工作。
10.如權(quán)利要求9所述的車用逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述的隔離器為光耦，所述的光耦設(shè)有第三電阻；所述的觸發(fā)元件為發(fā)光二極管，所述的被觸發(fā)元件為光敏三極管； 所述光敏三極管的集電極通過所述的第一電阻與所述的電源連接，發(fā)射極與該第三電阻的一端連接，該第三電阻的另一端接地； 所述串聯(lián)電路的一端與所述光敏三極管的集電極連接，另一端與第三電阻的另一端連接。
【文檔編號】H02M7/48GK103645413SQ201310730519
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】陽彩, 梁風, 吳正海, 聶思貴 申請人:科博達技術(shù)有限公司, 浙江科博達工業(yè)有限公司, 溫州科博達汽車部件有限公司