[实用新型]用于电压门限监控电路的转换电路

说明书

本实用新型提供了一种用于电压门限监控电路的转换电路，本实用新型抛弃“后端数字芯片需要输入数字信号”的思维初衷，改之以“后端数字芯片处理数字逻辑”为思路出发点。利用开关元件的开关特性，以及后端控制单元即后端数字芯片输入端的逻辑门槛电平，共同完成对被监控电压门限的数字逻辑的转换、关联。本实用新型允许数字芯片前端设备即非线性传输设备的输出信号不完全为数字信号，可以包含模拟信号，通过数字芯片的输入门槛，将模拟信号在数字芯片输入端转化为数字逻辑，即被监控模拟电压向数字逻辑的转换，由开关元件与后端数字芯片共同完成。

技术领域

本实用新型涉及电压监控技术领域，尤其涉及一种用于电压门限监控电路的转换电路。

背景技术

电子产品中经常需要对某些电压进行监控，当被监控电压在门限电压范围之外时控制芯片(MCU)产生报警信号。如图1所示，对于不共地系统的电压门限监控，需要使用隔离转换电路将图1中左边的被监控侧的电压信号，隔离传输转换到图1的右边的监控侧，由MCU判断是否满足报警条件。

隔离转换电路的作用是将待测电压值转化为可以被控制单元(MCU)识别、读取的信息形式，MCU根据转化后的信息，推断出被监控电压值，是否达到门限要求。其中，隔离转换电路的输入形式为被监控的电压，如图1中左侧电池提供的供电电压VCC，实际情况不限于电源电压。隔离转换电路的输出形式是可被控制单元识别的信息——可以是通信报文、模数转换后的数字信息，也可以是纯粹的模拟信息，转换后的输出形式，取决于隔离转换电路内的具体电路实现。

另外，横跨不同供电系统的模块/电路组件，其输入、输出侧需要满足各自供电系统的电学特性与要求。图1中的隔离转换电路，以及隔离DC/DC模块均属于上述横跨组件。

本申请的在后续图中，不共地转换电路中都会标识A地(模拟地)与D地(数字地)，用以区别不同组件，或同一组件的不同部分隶属不同的供电基准。

图1中，对电池电压进行电压监控的电路结构框图是一种不共地供电体系。隔离转换电路的输入端，连接被监控的电压端，图1中为电池的供电电压VCC，实际，不限于电池电压。隔离转换电路的输出端连接MCU的信号输入端。A地为模拟地，是连续信号隶属的供电系统的电压基准。D地为数字地，是产生数字信号的供电系统的电压基准。此处的A地(模拟地)和D地(数字地)用于区别图1中两侧分属不同的供电压制，不同的供电基准。

图1中，电池所在供电体系：VCC与A地(模拟地)，即以A地为电压基准，提供电压VCC，隔离DC/DC模块(隔离直流转直流电压模块)，将电池能量转化为另一种供电体系：VDD与D地(数字地)，即以D地为电压基准的电压VDD作为控制单元(MCU)的电源供电电压。监控侧(MCU侧)与被监控侧(电池侧)分属不同的供电体系。

如图2所示，线性隔离传输设备输入端接入被监控电压，线性隔离传输设备输出端连接模拟数字转换设备；线性隔离传输设备，用于将被监控电压线性传输至不共地系统的模拟数字转换设备的输入端。

模拟数字转换设备：用于将来自传输设备的，同被监控电压具有线性关系的电压连续信号(模拟信号)转化为N路离散信号(数字信号)。连接至后端控制单元(MCU)的N路数字输入端口。

如图2所示，现有转换电路的构建方式为：首先通过非线性隔离传输设备比如线性光耦、隔离变压器等，将被监控电压信号线性地由被监控侧(即图2中的A侧)传输至监控侧(即图2中的D侧)，此处信号被认为是连续型模拟信号，再由模拟数字转换设备(比如模数转换器ADC)将该模拟信号转换为可以被后端数字芯片(MCU)处理的离散型的数字信号，后端数字芯片根据模拟数字转换设备输出的单纯的数字信号，完成对门限电压的监控。

图2中的此种构建电路的思维特点是，构建人往往从“后端数字芯片需要输入数字信号”的角度出发，要求数字芯片前段设备应该输出纯粹的满足数字逻辑门限的电平信号，由于被监控电压属于模拟信号，因而自然而然地构造出线性传输设备+模数转换设备的电路构架。