[发明专利]一种无基准源的电源超限检测模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用在冗余电源快速切换的无基准源电压超限检测模块。

背景技术

随着电子行业对产品稳定性、可靠性的要求越来越高，无论是工业级还是民用级的船用自动化产品都不再是简单的功能实现。可靠性、安全性越来越受到开发人员的重视。对于电子产品而言，供电电源是整个电子产品的生命源泉，电源的稳定可靠决定了电子产品的可用性，所以具有切换功能的电源处理电路可以很好的解决电源可靠性这一问题。

在以往的应用开发中，系统给各模块供电时，模块大都对系统电源进行了隔离，这样可以在一定范围内保证后端电源的稳定，但是在不同的环境和负载情况下，系统电源会产生波动，当波动幅度超过隔离电源设计要求时，负载会工作不正常，甚至不工作。这种情况下会导致产品的部分运行数据来不及保存或者一些控制过程突然被中断而导致外部设备的损坏。

发明内容

本发明是为了克服现有技术存在的上述问题而研发的一种无基准源芯片的电压超限检测模块。该超限检测模块对于不同的报警限值可通过改变电阻值的大小来调节；不使用基准源芯片，减少了相应的配套芯片，具有更低的故障失效率；过压和欠压预警信号输出，可以用来启动掉电保护程序。具有通用性强，体积小，功耗低，可靠性高的优点，尤其适合于24V供电电源的状态监测。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种无基准源的电源超限检测模块，其特点是，包括与电源连接的一上限检测子模块和一下限检测子模块；所述的上限检测子模块和下限检测子模块相同，各包括一电压取样电路、一电压比较电路、以及一掉电保护程序启动电路；所述的电压取样电路的输入端与电源连接，该电压取样电路的输出端与所述的电压比较电路的输入端电连接；该电压比较电路的输出端与所述的掉电保护程序启动电路的输入端电连接；该掉电保护程序启动电路的输出端与系统的掉电保护电路电连接。

上述一种无基准源的电源超限检测模块，其中，所述的上限检测子模块的电压取样电路由降压二极管D1和取样电阻R1～R4构成，所述的下限检测子模块电压取样电路由降压二极管D2和取样电阻R5～R8构成，其中：

经过R1和R2分压获得V1+；经过D1、R3和R4分压获得V1-；V1+和V1-是一组关联电压；

经过R5和R6分压获得V2-；经过D2、R7和R8分压获得V2+；V2+和V2-是一组关联电压。

上述一种无基准源的电源超限检测模块，其中，所述的V1+和V1-是用来监测电源电压值过压情况；所述的V2+和V2-是用来监测电源电压值欠压情况。

上述一种无基准源的电源超限检测模块，其中，所述的过压和欠压值的计算公式如下：

 

其中：

VCC为电源电压；

V₁₊和V_1-、V₂₊和V_2-为实时采样值；

V_D为二极管正向导通压降电压；

R1~R8为取样电阻。

上述一种无基准源的电源超限检测模块，其中，

当时，电压比较电路输出高电平；

当时，电压比较电路输出高电平。

上述一种无基准源的电源超限检测模块，其中，两所述的电压比较电路由一运算放大器U1构成。

上述一种无基准源的电源超限检测模块，其中，所述的运算放大器为LM339芯片。

上述一种无基准源的电源超限检测模块，所述的掉电保护程序启动电路主要各由一耦合器和两调节电阻构成；其中：所述的上限检测子模块的掉电保护程序启动电路由一耦合器U2和两调节电阻R11、R12构成，所述的下限检测子模块的掉电保护程序启动电路由一耦合器U3和两调节电阻R13、R14成。

上述一种无基准源的电源超限检测模块，其中，对于不同的检测限值可通过改变调节电阻的电阻值的大小来调节，计算公式如下：

 

其中：

V_上限为电源电压可能达到的上限值；

V_下限为电源电压可能达到的下限值；

R12和R14为确保电路导通时两光电隔离器的I/O1和I/O2端输出为0V时的阻值，至少采用1KΩ。

由于本发明采用了以上的技术方案，其产生的技术效果是明显的：