一种负载熔丝检测装置及电源系统

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一种负载熔丝检测装置及电源系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及电路检测领域，特别是涉及一种兼容性较强以及节能的负载熔丝检测\n装置及电源系统。\n背景技术\n[0002] 现有的电源系统均设置有相应的负载熔丝以保护电源系统以及相应的负载。在一\n般的电源系统中，负载熔丝串联在负载的负极与电源之间，同时该电源系统中还设置有负\n载熔丝检测装置来检测负载熔丝的状态。这种电源系统和负载熔丝检测装置的结构示意图\n如图1和图2所示，图1为现有的电源系统的结构示意图，图2为现有的负载熔丝检测装\n置的第一实施例的结构示意图。其中Bus+为电源正极、Bus-为电源负极、LOAD1和LOAD2\n为负载、FUSE1和FUSE2为负载熔丝，负载熔丝检测装置包括熔丝状态检测模块以及报警模\n块，其中熔丝状态检测模块包括光电耦合器ISO1。\n[0003] 该电源系统工作时，如负载LOAD1正常工作，负载熔丝FUSE1没有断开，则熔丝状\n态检测模块的两个输入端FUSE+和FUSE-的压差很小，使得光电耦合器ISO1的受光器的两\n个输出引脚断开，这时报警模块中的报警单元接收到低电平信号，不进行报警。\n[0004] 如电源系统的负载熔丝FUSE1断开，则熔丝状态检测模块的两个输入端FUSE+和\nFUSE-的压差为电源的电压，使得光电耦合器ISO1的两个输出引脚连接，这时报警模块中\n报警单元接收的电平信号被电源VCC拉高，报警单元发出报警信号ALARM。\n[0005] 在高压电源系统中，为了保证电源系统的正常工作，负载熔丝还需串联在负载正\n极与电源之间，这样负载两侧的负载熔丝均需要设置负载熔丝检测装置来检测负载熔丝状\n态。这种高压电源系统和负载熔丝检测装置的结构示意图如图3和图4所示，图3为现有\n的高压电源系统的结构示意图，图4为现有的负载熔丝检测装置的第二实施例的结构示意\n图。中Bus+为电源正极、Bus-为电源负极、LOAD3和LOAD4为负载、FUSE3、FUSE4、FUSE5以及FUSE6为负载熔丝，负载熔丝检测装置同样包括熔丝状态检测模块以及报警模块，其中\n熔丝状态检测模块包括光电耦合器ISO2。\n[0006] 该熔丝状态检测模块与上一实施例的区别在于设置有一参考电源VREF，这样高压\n电源系统正常工作时的原理，与上一实施例的工作原理相同。当负载熔丝FUSE3、FUSE4、\nFUSE5以及FUSE6中某一个断开，即相应的熔丝状态检测模块的两个输入端FUSE+和\nFUSE-或（FUSEA+和FUSEA-）被断开，两个输入端之间就会产生参考电压VREF的压差，使得光电耦合器ISO2的两个输出引脚连接，从而报警模块产生报警信号ALARM；本实施例中负\n载熔丝检测装置不需要依靠电源的电压进行报警，因此该负载熔丝检测装置既可设置在负\n载的负极与电源之间，也可设置在负载的正极与电源之间。\n[0007] 但是上述的两个实施例的负载熔丝检测装置均具有其各自的缺陷。\n[0008] 第一实施例中的负载熔丝检测装置具有以下缺陷：\n[0009] 一、由于该负载熔丝检测装置需要电源电压产生报警信号，用于高压电源系统中\n时，如负载一端的负载熔丝断开后，负载另一端的负载熔丝的状态将无法检测。因此该负载熔丝检测装置不适用于高压电源系统的双负载熔丝结构。\n[0010] 二、如果电源系统没有连接负载，该负载熔丝检测装置也无法检测到相应负载熔\n丝的状态。\n[0011] 三、当负载熔丝断开时，如相应的负载过大，可能导致流过光电耦合器ISO1的电\n流过小，光电耦合器ISO1的受光器的两个输出引脚依旧呈现断开状态，造成报警模块无法\n发出报警信号。\n[0012] 第二实施例中的负载熔丝检测装置具有以下缺陷：\n[0013] 一、由于该负载熔丝检测装置需要电源电压产生报警信号，用于高压电源系统中\n时，如负载一端的负载熔丝断开后，负载另一端的负载熔丝的状态将无法检测。因此该负载熔丝检测装置不适用于高点电源系统的双负载熔丝结构。\n[0014] 二、电源系统正常工作时，与参考电压VREF连接的电阻R1与电源母线并联，如该\n电源系统设置有n路负载熔丝检测装置，相当于与电源母线并联的电阻为R1/n；当n过大\n时，电源系统在电阻R1上的消耗的功耗也过大。\n[0015] 故，有必要提供一种兼容性较强以及节能的负载熔丝检测装置及电源系统，以解\n决现有技术所存在的问题。\n发明内容\n[0016] 本发明的目的在于提供一种负载熔丝检测装置及电源系统，其通过设置状态检测\n单元以及辅助电源，可提高负载熔丝检测装置的兼容性较强以及提高电源系统的使用效\n率；解决了现有的载熔丝检测装置及电源系统兼容性较差以及浪费能源的技术问题。\n[0017] 为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：\n[0018] 本发明涉及一种负载熔丝检测装置，其包括：\n[0019] 熔丝状态检测模块，包括：\n[0020] 状态检测单元，用于检测所述相应的负载熔丝是否断开；以及\n[0021] 辅助电源，用于在所述相应的负载熔丝未断开时保证所述状态检测单元正常工\n作；以及\n[0022] 报警模块，用于根据所述状态检测单元的检测结果，发出报警信号。\n[0023] 在本发明所述的负载熔丝检测装置中，如所述负载熔丝检测装置用于检测在电源\n系统的负载的负极以及电源之间的负极熔丝的状态，\n[0024] 则所述状态检测单元包括光电耦合器，所述光电耦合器包括发光源和受光器，所\n述发光源的正极与所述辅助电源连接，所述发光源的负极，和所述负极熔丝与所述负载的\n交点连接；所述受光器与所述报警模块连接；\n[0025] 所述辅助电源为正电源。\n[0026] 在本发明所述的负载熔丝检测装置中，在所述发光源的负极，和所述负极熔丝与\n所述负载的交点之间还设置有隔离部件。\n[0027] 在本发明所述的负载熔丝检测装置中，所述隔离部件为隔离二极管，所述隔离二\n极管的正极与所述发光源的负极连接，所述隔离二极管的负极，和所述负极熔丝与所述负\n载的交点连接。\n[0028] 在本发明所述的负载熔丝检测装置中，如所述负载熔丝检测装置用于检测在电源\n系统的负载的正极以及电源之间的正极熔丝的状态，\n[0029] 则所述状态检测单元包括光电耦合器，所述光电耦合器包括发光源和受光器，所\n述发光源的负极与所述辅助电源连接，所述发光源的正极，和所述正极熔丝与所述负载的\n交点连接；所述受光器与所述报警模块连接；\n[0030] 所述辅助电源为负电源。\n[0031] 在本发明所述的负载熔丝检测装置中，所述报警模块包括报警电源以及报警单\n元，所述报警单元在接收到高电平信号时进行报警；\n[0032] 所述报警电源与所述受光器的输入端连接，所述受光器的输出端接地，所述报警\n单元与所述受光器的输入端连接。\n[0033] 本发明还涉及一种电源系统，其使用上述的负载熔丝检测装置进行负载熔丝状态\n的检测。\n[0034] 相较于现有的载熔丝检测装置及电源系统，本发明的负载熔丝检测装置及电源系\n统通过设置状态检测单元以及辅助电源，提高了负载熔丝检测装置的兼容性较强以及提高\n电源系统的使用效率，解决了现有的载熔丝检测装置及电源系统兼容性较差以及浪费能源\n的技术问题。\n[0035] 为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：\n附图说明\n[0036] 图1为现有的电源系统的结构示意图；\n[0037] 图2为现有的负载熔丝检测装置的第一实施例的结构示意图；\n[0038] 图3为现有的高压电源系统的结构示意图；\n[0039] 图4为现有的负载熔丝检测装置的第二实施例的结构示意图；\n[0040] 图5为本发明的负载熔丝检测装置设置在负载的负极和电源之间时的结构示意\n图；\n[0041] 图6为本发明的负载熔丝检测装置设置在负载的正极和电源之间时的结构示意\n图；\n[0042] 其中，附图标记说明如下：\n[0043] 51、熔丝状态检测模块；\n[0044] 52、报警模块；\n[0045] 61、熔丝状态检测模块；\n[0046] 62、报警模块。\n具体实施方式\n[0047] 以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施\n例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。\n[0048] 在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。\n[0049] 请参照图3、图5以及图6，图3为现有的高压电源系统的结构示意图，图5为本发\n明的负载熔丝检测装置设置在负载的负极和电源之间时的结构示意图，图6为本发明的负\n载熔丝检测装置设置在负载的正极和电源之间时的结构示意图。本发明的负载熔丝检测装\n置包括熔丝状态检测模块51以及报警模块52。其中熔丝状态检测模块51包括状态检测单\n元以及辅助电源。状态检测单元用于检测相应的负载熔丝是否断开；辅助电源用于在相应\n的负载熔丝未断开时保证状态检测单元的正常工作；报警模块52用于根据状态检测单元\n的检测结果，发出报警信号。\n[0050] 本发明的负载熔丝检测装置通过设置辅助电源保证状态检测单元的正常工作，而\n不需要依赖于电源系统自身的电压进行报警。同时根据设置的辅助电源的不同可实现对负\n载两侧的负载熔丝进行独立检测，负载熔丝所在电路的通断对该负载熔丝的状态检测没有\n影响。\n[0051] 下面详细说明本发明的负载熔丝检测装置的工作原理。\n[0052] 当本发明的负载熔丝检测装置用于检测在电源系统的负载的负极以及电源之间\n的负极熔丝（如图3中的负载熔丝FUSE3）的状态时，如图3和图5所示，本优选实施例中辅\n助电源为正电源V+，该辅助电源与熔丝状态检测模块51的输入端FUSE-连接。负载熔丝检\n测装置的状态检测单元为光电耦合器ISO3，该光电耦合器ISO3包括发光源和受光器，发光\n源的正极和辅助电源连接，发光源的负极通过隔离部件，和负极熔丝与负载的交点（即熔丝状态检测模块51的输入端FUSE+）连接，受光器与报警模块52连接。\n[0053] 在本优选实施例中，隔离部件为隔离二极管D1，隔离二极管D1的正极与发光源的\n负极连接，隔离二极管D1的负极，和负极熔丝与负载的交点连接。\n[0054] 报警模块52包括报警电源VCC以及报警单元，报警单元在接收到高电平信号时发\n出报警信号ALARM。报警电源VCC与光电耦合器ISO3的受光器的输入端连接，受光器的输\n出端接地，报警单元与受光器的输入端连接。\n[0055] 本优选实施例的负载熔丝检测装置用于检测在电源系统的负载的负极以及电源\n之间的负极熔丝的状态，当负极熔丝FUSE3正常工作时，辅助电源、光电耦合器ISO3的发\n光源（如发光二极管）以及隔离二极管D1构成电流回路，此时光电耦合器ISO3的受光器导\n通，报警单元接收到低电平信号。当负极熔丝FUSE3断开时，熔丝状态检测模块51的输入\n端FUSE+的电压大于熔丝状态检测模块51的输入端FUSE-的电压，使得没有电流经过光电\n耦合器ISO3的发光源，此时光电耦合器ISO3的受光器断开，报警单元接收到被电源VCC上\n拉的高电平信号，从而发出报警信号ALARM。\n[0056] 本优选实施例中，负极熔丝的状态检测与相应的正极熔丝（即位于负载的正极以\n及电源之间的负载熔丝）的通断状态无关，如正极熔丝FUSE5断开，负极熔丝FUSE3正常，辅助电源、光电耦合器ISO3、隔离二极管D1以及负极熔丝FUSE3同样可以构成电流回路，此时光电耦合器ISO3的受光器导通，报警单元接收到低电平信号。如正极熔丝FUSE5和FUSE3\n同时断开，由于没有形成电流回路，造成没有电流经过光电耦合器ISO3的发光源，此时光\n电耦合器ISO3的受光器断开，报警单元接收到被电源VCC上拉的高电平信号，从而发出报\n警信号ALARM。同样负载的通断以及大小也不会影响负极熔丝的状态检测。\n[0057] 进一步，隔离二极管D1可防止电源的高压串入到负载熔丝检测装置中，从而损坏\n负载熔丝检测装置，特别是负载熔丝检测装置中的光电耦合器ISO3。当然该隔离二极管D1\n也可用相应的场效应晶体管代替。\n[0058] 当本发明的负载熔丝检测装置用于检测在电源系统的负载的正极以及电源之间\n的正极熔丝（如图3中的负载熔丝FUSE5）的状态时，如图3和图6所示，本优选实施例中辅\n助电源为负电源V-（一般设定为-5V至-12V），该辅助电源与熔丝状态检测模块61的输入\n端FUSEA-连接。负载熔丝检测装置的状态检测单元为光电耦合器ISO4，该光电耦合器ISO4\n包括发光源和受光器，发光器的负极与辅助电源连接，发光源的正极通过隔离部件，和正极熔丝与负载的交点（即熔丝状态检测模块61的输入端FUSEA+）连接，受光器与报警模块62\n连接。\n[0059] 在本优选实施例中，隔离部件为隔离二极管D2，隔离二极管D2的负极与发光源的\n正极连接，隔离二极管D2的正极，和正极熔丝与负载的交点连接。\n[0060] 报警模块62包括报警电源VCC以及报警单元，报警单元在接收到高电平信号时发\n出报警信号ALARM。报警电源VCC与光电耦合器ISO4的受光器的输入端连接，受光器的输\n出端接地，报警单元与受光器的输入端连接。\n[0061] 本优选实施例的负载熔丝检测装置用于检测在电源系统的负载的正极以及电源\n之间的正极熔丝的状态，当正极熔丝FUSE5正常工作时，隔离二极管D2、光电耦合器ISO4的发光源以及辅助电源构成电流回路，此时光电耦合器ISO4的受光器导通，报警单元接收到\n低电平信号。当正极熔丝FUSE5断开时，熔丝状态检测模块61的输入端FUSEA-的电压大\n于熔丝状态检测模块61的输入端FUSEA+的电压，使得没有电流经过光电耦合器ISO4的发\n光源，此时光电耦合器ISO4的受光器断开，报警单元接收到被电源VCC上拉的高电平信号，从而发出报警信号ALARM。\n[0062] 本优选实施例中，正极熔丝的状态检测与相应的负极熔丝（即位于负载的负极以\n及电源之间的负载熔丝）的通断状态无关，如负极熔丝FUSE3断开，正极熔断FUSE5正常，辅助电源、正极熔丝FUSE5、隔离二极管D2以及光电耦合器ISO4同样可以构成电流回路，此时光电耦合器ISO4的受光器导通，报警单元接收到低电平信号。如正极熔丝FUSE5和FUSE3\n同时断开，由于没有形成电流回路，造成没有电流经过光电耦合器ISO4的发光源，此时光\n电耦合器ISO4的受光器断开，报警单元接收到被电源VCC上拉的高电平信号，从而发出报\n警信号ALARM。同样负载的通断以及大小也不会影响正极熔丝的状态检测。\n[0063] 进一步，隔离二极管D2可防止电源的高压串入到负载熔丝检测装置中，从而损坏\n负载熔丝检测装置，特别是负载熔丝检测装置中的光电耦合器ISO4。当然该隔离二极管D2\n也可用相应的场效应晶体管代替。\n[0064] 本发明还涉及一种电源系统，其使用上述的负载熔丝检测装置进行负载熔丝状态\n的检测。该电源系统的具体工作原理与上述的负载熔丝检测装置的具体实施例中的描述相\n同或相似，具体可参见上述负载熔丝检测装置的具体实施例中的描述。\n[0065] 本发明的负载熔丝检测装置及电源系统通过设置状态检测单元以及辅助电源，提\n高了负载熔丝检测装置的兼容性较强。同时本发明的负载熔丝检测装置没有设置电阻与电\n源母线并联，因此设置多路负载熔丝检测装置对电源系统的功耗影响不大，提高了电源系\n统的使用效率，解决了现有的载熔丝检测装置及电源系统兼容性较差以及浪费能源的技术\n问题。\n[0066] 综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限\n制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。