專利名稱：一種直流開關(guān)保護(hù)電路的通斷檢測(cè)裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于通信電源的直流開關(guān)保護(hù)電路的通斷檢測(cè)技術(shù)， 具體涉及一種直流開關(guān)保護(hù)電路的通斷檢測(cè)方法和裝置。
背景技術(shù)：
后備蓄電池是通信網(wǎng)絡(luò)供電不間斷的重要保障，是整個(gè)通信電源設(shè)備 的供電保障，是保證通信網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的最后一道防線。我國(guó)的電信用戶， 大都配置了后備蓄電池，用以保證通信設(shè)備在市電異常的情況下能夠不間 斷地工作。后備蓄電池需要正確地維護(hù)，以及合理可靠地管理，才能夠保 證蓄電池有較長(zhǎng)的使用壽命。蓄電池應(yīng)用在通信電源中時(shí)，通常需要接入一定規(guī)格的電池熔絲，用 以進(jìn)行過(guò)流保護(hù)，或在維護(hù)時(shí)斷開蓄電池的供電。在蓄電池的充電或者放 電電流過(guò)大時(shí)，熔絲被燒斷，確保過(guò)大的電流不對(duì)蓄電池造成傷害，并保 證在意外短路時(shí)保護(hù)系統(tǒng)的安全。另外，在蓄電池需要離線維護(hù)，進(jìn)行檢測(cè)或者更換時(shí)，都需要拔除熔絲；在維護(hù)結(jié)束后，再插入熔絲，保障操作 的安全性。然而，當(dāng)熔絲斷開時(shí)，蓄電池是沒(méi)有接入電源系統(tǒng)的，這樣，當(dāng)交流 停電后，就無(wú)法保障負(fù)載設(shè)備的不間斷供電，這種情況是非常危險(xiǎn)的。因 此，在通信電源系統(tǒng)的電源監(jiān)控單元中，必須^r測(cè)電池炫絲的通斷狀態(tài)， 并且在斷開時(shí)必須告警通知用戶。另外用戶在進(jìn)行入網(wǎng)測(cè)試等程序時(shí)也需 要進(jìn)行該項(xiàng)測(cè)試?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常采用的做法是檢測(cè)熔絲兩端的電壓，并檢測(cè)熔絲通路的電流。如果流經(jīng)熔絲通路的電流比較小，并且熔絲兩端存在比較小 的電壓差時(shí)，才認(rèn)為熔絲是通的。但是，這種方法存在^f艮大的弊端，如判 斷的閾值和檢測(cè)電路的精度高度相關(guān)，檢測(cè)電路存在的誤差導(dǎo)致判斷的閾 值取值必須較高，才能保證不會(huì)誤判斷，否則就無(wú)法保證檢測(cè)的精確度，這樣大大降低了;f全測(cè)的準(zhǔn)確和及時(shí)性。例如，在電池正常浮充時(shí)，充電電 流幾乎為零，此時(shí)斷開熔絲，；險(xiǎn)測(cè)到的電流幾乎無(wú)變化，同時(shí)，熔絲兩端 電壓也幾乎完全相等，幾乎沒(méi)有電壓差；要等到蓄電池自放電，導(dǎo)致電壓 下降，可能需要數(shù)小時(shí)甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。在這段時(shí)間內(nèi)，電源監(jiān)控單元是 檢測(cè)不到熔絲斷開的狀態(tài)；這樣會(huì)存在很大的風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)法保證檢測(cè)的精確 度。當(dāng)然，除了上述采用熔絲的方式外，現(xiàn)有技術(shù)中還存在其他控制負(fù)載 和蓄電池供電的方式。比如，在通信電源中，通過(guò)控制斷路器實(shí)現(xiàn)一次、 二次下電；保障重要負(fù)載較長(zhǎng)時(shí)間的供電以及保護(hù)蓄電池。但是，斷路器 也沒(méi)有輔助觸點(diǎn)，正確判斷斷路器的通斷，實(shí)現(xiàn)可靠的控制，也是有待解 決的疑難問(wèn)題?，F(xiàn)有技術(shù)中，也有通過(guò)判斷通斷前后檢測(cè)電流的變化來(lái)確 定斷路器的狀態(tài)，但是這種方式可靠性低；當(dāng)在斷路器沒(méi)有下電、負(fù)載電 流較小等情況下時(shí)，則根本無(wú)法檢測(cè)出斷路器的狀態(tài)，所以，電源監(jiān)控單 元也無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)電信電源供電電路的有效檢測(cè)，也無(wú)法徹底避免安全隱患 的發(fā)生。另外，現(xiàn)有技術(shù)中，也出現(xiàn)了一些有輔助觸點(diǎn)的空開，但由于存在諸 如觸點(diǎn)不同步等機(jī)械方面的質(zhì)量問(wèn)題，也不能完全保證能正確判斷出空開 的通斷情況。然而， 一旦錯(cuò)誤判斷了這些開關(guān)的狀態(tài)，則可能導(dǎo)致電源監(jiān) 控發(fā)出錯(cuò)誤控制，而最終導(dǎo)致通信電源嚴(yán)重故障。從上可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中并沒(méi)有徹底解決蓄電池熔絲、負(fù)載斷路器、空 開等直流開關(guān)保護(hù)電路通斷狀態(tài)的檢測(cè)，所以技術(shù)有待進(jìn)一步的發(fā)展。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種直流開關(guān)保護(hù)電路的通斷檢測(cè)裝置和方 法，其用于克服現(xiàn)有通信電源系統(tǒng)中，對(duì)電池熔絲、負(fù)載斷路器、空開等 直流開關(guān)保護(hù)電路的通斷狀態(tài)檢測(cè)可靠性低、或者無(wú)法檢測(cè)的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明提供了 一種直流開關(guān)保護(hù)電路的通斷檢測(cè)裝置，所述裝置用于 檢測(cè)設(shè)置在電源系統(tǒng)中直流開關(guān)保護(hù)電路的通斷狀態(tài)，所述檢測(cè)裝置包括 信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)比較電路；所述信號(hào)發(fā)生器的輸出端連接所述直流開關(guān) 保護(hù)電路的輸入端和所述信號(hào)比較電路的一個(gè)輸入端，所述信號(hào)發(fā)生器用 于產(chǎn)生一預(yù)設(shè)信號(hào)波，并將該信號(hào)波送入到所述直流開關(guān)保護(hù)電路和信號(hào) 比較電路中；所述信號(hào)比較電路的另一個(gè)輸入端連接所述直流開關(guān)保護(hù)電 路的輸出端，所述信號(hào)比較電路用于比較所述直流開關(guān)保護(hù)電路輸入端和 輸出端的信號(hào)波，并輸出檢測(cè)信號(hào)。在上述檢測(cè)裝置中，所述檢測(cè)裝置還包括濾波電路，所述濾波電路 的輸入端連接所述信號(hào)發(fā)生器的輸出端，所述濾波電路的輸出端連接所述 直流開關(guān)保護(hù)電路的輸入端和所述信號(hào)比較電路的一個(gè)輸入端。在上述檢測(cè)裝置中，所述信號(hào)發(fā)生器為正弦波信號(hào)發(fā)生器；所述信號(hào) 發(fā)生器輸出的正弦波信號(hào)為不影響電源系統(tǒng)正常工作的低頻小信號(hào)，比如， 所述信號(hào)發(fā)生器輸出的正弦波信號(hào)的頻率小于100赫茲，該正弦波信號(hào)的 幅值須大于所述直流開關(guān)保護(hù)電路導(dǎo)通時(shí)開關(guān)壓降的兩倍。在上述檢測(cè)裝置中，所述^r測(cè)裝置設(shè)置在所述電源系統(tǒng)的配電箱內(nèi)， 并且，所述檢測(cè)裝置還包括一電源轉(zhuǎn)換模塊，該電源轉(zhuǎn)換模塊的直流輸入 端連接所述配電箱內(nèi)的正負(fù)匯流排，用于將從正負(fù)匯流排獲取的直流電壓 轉(zhuǎn)換為所述檢測(cè)裝置的工作電壓。在上述檢測(cè)裝置中，所述檢測(cè)裝置還包括檢測(cè)控制器，所述檢測(cè)控 制器的輸入端連接電源系統(tǒng)的電源監(jiān)控單元，所述檢測(cè)控制器的輸出端連接所述信號(hào)發(fā)生器，所述檢測(cè)控制器用于接收來(lái)自所述電源監(jiān)控單元的啟 動(dòng)信號(hào)，并向所述信號(hào)發(fā)生器發(fā)出用于控制所述信號(hào)發(fā)生器開或關(guān)的控制 指令。在上述檢測(cè)裝置中，所述信號(hào)比較電路包括差分放大電路和絕對(duì)值 電平比較器，所述差分放大電路的兩個(gè)輸入端分別連接所述直流開關(guān)保護(hù)電路的輸 出端和輸入端，所述差分放大電路用于比較所述直流開關(guān)保護(hù)電路輸入端 和輸出端的信號(hào)波；所述絕對(duì)值電平比較器的一個(gè)輸入端連接一參考電平，所述絕對(duì)值電 平比較器的另一個(gè)輸入端連接所述差分放大電路的輸出端，所述絕對(duì)值電 平比較器用于將所述差分放大電路輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為高電平或低電平信 號(hào)。在上述檢測(cè)裝置中，所述信號(hào)比較電路還包括鎖存器，所述鎖存器連接所述絕對(duì)值電平比較器的輸出端，用于緩存所述絕對(duì) 值電平比較器輸出的高電平或低電平信號(hào)。在上述檢測(cè)裝置中，所述差分放大電路為雙端輸入單端輸出的差分放 大電路，所述差分;^丈大電路共模輸入電壓的最大允許值大于所述電流系統(tǒng) 中直流電源所提供的電壓值。本發(fā)明還提供了一種直流開關(guān)保護(hù)電路的通斷檢測(cè)方法，其特征在于， 所述方法包括以下步驟A、 在直流開關(guān)保護(hù)電路的輸入端輸入一預(yù)設(shè)信號(hào)波；B、 檢測(cè)所述直流開關(guān)保護(hù)電路的輸出端是否存在所述預(yù)設(shè)信號(hào)波，若 否，則判定所述直流開關(guān)保護(hù)電路斷開。其中，所述步驟A中，所述預(yù)設(shè)信號(hào)波為正弦波，該正弦波通過(guò)濾波 后送入到所述直流開關(guān)保護(hù)電路中；并且，所述步驟B中，將所述直流開關(guān)保護(hù)電路輸入端和輸出端的信號(hào)波同時(shí)送入一差分放大電路中進(jìn)行比較，若所述差分放大電路有信號(hào)輸出時(shí)， 則判定所述直流開關(guān)保護(hù)電路斷開。采用本發(fā)明的所述方法和裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，實(shí)現(xiàn)了通信電源中 電池熔絲、負(fù)載斷路器、空開等直流開關(guān)保護(hù)電路通斷狀態(tài)的絕對(duì)可靠地檢測(cè)；并且，其能達(dá)到了很高的檢測(cè)速度，大大提高了電源監(jiān)控的實(shí)時(shí)性 和可靠性。


圖1是本發(fā)明檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖 圖2是本發(fā)明4企測(cè)裝置的另一種實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明檢測(cè)裝置的一種實(shí)施例電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明檢測(cè)裝置的實(shí)現(xiàn)流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案。為了實(shí)現(xiàn)電池熔絲、負(fù)載斷路器、空開等直流開關(guān)保護(hù)電路通斷狀態(tài) 的檢測(cè)，本發(fā)明可以采用如下方法在直流開關(guān)保護(hù)電路的輸入端輸入一 預(yù)設(shè)信號(hào)波；然后4企測(cè)直流開關(guān)保護(hù)電路的輸出端是否有該信號(hào)波；如果 沒(méi)有該信號(hào)波，就判定直流開關(guān)保護(hù)電路斷開，反之則表示直流開關(guān)保護(hù) 電路導(dǎo)通。基于這一檢測(cè)思想，如圖1所示，本發(fā)明提供了一種直流開關(guān) 保護(hù)電路的通斷檢測(cè)裝置，所述裝置能用于檢測(cè)設(shè)置在電源系統(tǒng)中直流開 關(guān)保護(hù)電路100的通斷狀態(tài)，其主要包括信號(hào)發(fā)生器210和信號(hào)比較電 路240。這里的直流開關(guān)保護(hù)電路100可以是電池熔絲、負(fù)載斷路器、空 開等等開關(guān)電路。如圖1所示，上述信號(hào)發(fā)生器210首選正弦波信號(hào)發(fā)生器。本發(fā)明之 .所以選擇正弦波信號(hào)作為額外注入的預(yù)設(shè)信號(hào)波，是因?yàn)橄啾扔谄渌盘?hào)波(如方波)，正弦波的高頻成分相對(duì)較少，容易濾除，并且正弦波對(duì)整 個(gè)電源系統(tǒng)的影響相對(duì)較小。此外，本發(fā)明還首選低頻低幅值的正弦波信 號(hào)，因?yàn)樵谡也ㄊ堑皖l的、幅值較小的小信號(hào)時(shí)，才不會(huì)對(duì)電源系統(tǒng)中 的后備直流電源(如蓄電池)的正常運(yùn)行和壽命造成影響，才不會(huì)對(duì)負(fù)載紋波造成影響。通常，要求信號(hào)發(fā)生器210輸出的正弦波信號(hào)的頻率要低 于電源系統(tǒng)的正常工作頻率，比如小于100赫茲的低頻小信號(hào)，具體可以 是，正弦波頻率選擇為10Hz,幅值為100mV。上述正弦波信號(hào)的幅值可以 取得更小，頻率也可以取得更低，但是，為了保證電源系統(tǒng)以及檢測(cè)裝置 的可靠性，正弦波的參數(shù)值要選擇適當(dāng)?shù)闹担荒苓^(guò)小，建議正弦波的 幅值須大于直流開關(guān)保護(hù)電路導(dǎo)通時(shí)開關(guān)壓降的兩倍。上述信號(hào)發(fā)生器210 可以采用獨(dú)立元件搭建的振蕩電路，如RC或LC正弦波振蕩電路等等；其 還可以采用集成芯片，如型號(hào)為ML2035的芯片。如圖l所示，本發(fā)明的檢測(cè)裝置中各個(gè)主要組成部件的連接關(guān)系如下 信號(hào)發(fā)生器210的輸出端連接直流開關(guān)保護(hù)電路100的輸入端和所述信號(hào) 比較電路240的一個(gè)輸入端，信號(hào)發(fā)生器210用于產(chǎn)生一預(yù)設(shè)信號(hào)波，并 將該信號(hào)波送入到直流開關(guān)保護(hù)電路100和信號(hào)比較電路240中；信號(hào)比 較電路210的另一個(gè)輸入端連接直流開關(guān)保護(hù)電路100的輸出端，信號(hào)比 較電路240用于比較直流開關(guān)保護(hù)電路100輸入端和輸出端的信號(hào)波，并 輸出檢測(cè)信號(hào)，用以判斷直流開關(guān)保護(hù)電路100的通斷狀態(tài)。如果比較電 路240輸出了表征直流開關(guān)保護(hù)電路100輸入端和輸出端信號(hào)波不相一致 的檢測(cè)信號(hào)，則判定直流開關(guān)保護(hù)電路100的斷開，反之，則判定直流開 關(guān)保護(hù)電路100的導(dǎo)通。本發(fā)明解決了因蓄電池電壓、電流等緩變信號(hào)而 造成檢測(cè)速度極其緩慢的弊端，徹底實(shí)現(xiàn)這些直流開關(guān)保護(hù)電路通斷狀態(tài) 的檢測(cè)，并且準(zhǔn)確度高、速度快，還可以隨時(shí)保障電源系統(tǒng)后備電源的可 靠運(yùn)行；特別適用于通信電源系統(tǒng)中后備直流電源開關(guān)保護(hù)電路的實(shí)時(shí)監(jiān) 控。如圖1所示，上述信號(hào)發(fā)生器210產(chǎn)生的信號(hào)波必然存在一定的高頻 諧波分量，為了減少高頻成分對(duì)負(fù)載以及電源系統(tǒng)的影響，本發(fā)明的4全測(cè) 裝置還包括 一濾波電路230，濾波電路230的輸入端連接210信號(hào)發(fā)生器 的輸出端，濾波電路230的輸出端連接直流開關(guān)保護(hù)電路100的輸入端和 信號(hào)比較電路240的一個(gè)輸入端。如果信號(hào)發(fā)生器帶有濾波功能，則可以 不用單獨(dú)再設(shè)置一濾波電路。如圖1所示，本發(fā)明的通斷檢測(cè)裝置可設(shè)置在電源系統(tǒng)的配電箱內(nèi)， 并通過(guò)增加一電源轉(zhuǎn)換^^莫塊250,直接從配電箱內(nèi)的正負(fù)匯流排上取得一直 流電壓，并通過(guò)將該電壓轉(zhuǎn)換為通斷檢測(cè)裝置的工作電壓，來(lái)為本發(fā)明的 檢測(cè)裝置供電。通常配電箱內(nèi)正負(fù)匯流排的直流電壓為+48V，通過(guò)降壓處 理后即可獲得士5V的工作電壓。這樣做可以直接利用電源系統(tǒng)內(nèi)后備蓄電 池所提供的直流電壓，而不需要另外再增加電池。如圖l所示，關(guān)于上述信號(hào)比較電路240，本發(fā)明具體可以采用如下方 法實(shí)現(xiàn)。信號(hào)比較電路240包括差分放大電路243和絕對(duì)值電平比較器 242;差分放大電路243的兩個(gè)輸入端分別連接直流開關(guān)保護(hù)電路100的輸 出端和輸入端，其用于接收直流開關(guān)保護(hù)電路100輸入端和輸出端的信號(hào) 波，并對(duì)二者進(jìn)行比較；絕對(duì)值電平比較器242的一個(gè)輸入端連接一參考 電平，絕對(duì)值電平比棘器242的另一個(gè)輸入端連接差分放大電路243的輸 出端，其用于將差分放大電路243輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為高電平或低電平信號(hào)。 利用上述裝置實(shí)現(xiàn)直流開關(guān)保護(hù)電路的通斷檢測(cè)時(shí)，可以采用將經(jīng)過(guò)濾波 處理后的正弦波信號(hào)輸入到直流開關(guān)保護(hù)電路的輸入端，然后，檢測(cè)直流 開關(guān)保護(hù)電路的輸出端，將直流開關(guān)保護(hù)電路輸入端和輸出端的信號(hào)波同 時(shí)送入一差分放大電路中進(jìn)行比較，若所述差分放大電路有信號(hào)輸出時(shí)， 則判定直流開關(guān)保護(hù)電路斷開，這樣做主要是依據(jù)差分放大電路的特點(diǎn)， 其原理如下所示。在上述檢測(cè)過(guò)程中，若直流開關(guān)保護(hù)電路IOO是斷開的，則直流開關(guān)保護(hù)電路100不會(huì)有信號(hào)輸出，那么差分放大電路243為差模信號(hào)輸入， 在差分放大電路243的輸出端會(huì)有信號(hào)輸出，通過(guò)絕對(duì)值電平比較器242 可將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為高電平輸出，便于遠(yuǎn)程電源監(jiān)控單元獲取相關(guān)信息。如 果直流開關(guān)保護(hù)電路100是導(dǎo)通的，則直流開關(guān)保護(hù)電路100會(huì)有信號(hào)輸 出，并且其輸入端和輸出端的信號(hào)應(yīng)該相同，那么差分放大電路243為共 模信號(hào)輸入，由于差分放大電路對(duì)共模信號(hào)的抑制作用，在差分放大電路 243的輸出端不會(huì)有信號(hào)輸出，通過(guò)絕對(duì)值電平比較器242可將該信號(hào)轉(zhuǎn)換 為低電平輸出。這里的差分放大電路為雙端輸入單端輸出的差分放大電路， 優(yōu)選高共模電壓類型的差分放大電路，如型號(hào)為INA117的芯片等；差分放 大電路的共模輸入電壓的最大允許值要大于電流系統(tǒng)中直流電源所提供的 電壓值，例如，當(dāng)配電箱內(nèi)的正負(fù)匯流排電壓48V時(shí)，差分》文大電路的最 大允許的共模電壓必須超過(guò)配電箱內(nèi)的正負(fù)匯流排電壓48V。如圖1所示，為了保證數(shù)字信號(hào)不丟失，在信號(hào)比較電路240中還可 增加一鎖存器241,鎖存器241連接絕對(duì)值電平比較器242的輸出端，用于 緩存絕對(duì)值電平比較器242輸出的高電平或低電平信號(hào)。在圖l所示結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，為了便于遠(yuǎn)程控制信號(hào)發(fā)生器210,如圖2 所示，本發(fā)明的檢測(cè)裝置還包括一檢測(cè)控制器200，其輸入端連接電源系統(tǒng) 的電源監(jiān)控單元，其輸出端連接信號(hào)發(fā)生器210，主要用于接收來(lái)自電源監(jiān) 控單元發(fā)出的啟動(dòng)信號(hào)，并在接收到電源監(jiān)控單元的啟動(dòng)信號(hào)后向信號(hào)發(fā) 生器210發(fā)出控制指令，控制信號(hào)發(fā)生器210開或關(guān)。上述檢測(cè)控制器200 可以采用常用的處理器或控制芯片，如型號(hào)為ATMEGA32，其主要作用是 控制信號(hào)發(fā)生器210,并在電源系統(tǒng)需要隨時(shí)監(jiān)控直流開關(guān)保護(hù)電路100的 通斷狀態(tài)時(shí)，通過(guò)輪訓(xùn)查詢的方式對(duì)直流開關(guān)保護(hù)電路H)O進(jìn)行檢測(cè)，從 而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控直流開關(guān)保護(hù)電路100的通斷狀態(tài)。在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控時(shí)， 電源監(jiān)控單元須要向檢測(cè)控制器200注入一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，其目的是 一是 用于控制信號(hào)發(fā)生器210的開或關(guān)，需要檢測(cè)時(shí)才啟動(dòng)，這樣可以降低額外注入的信號(hào)波對(duì)電源系統(tǒng)中后備直流電源(如蓄電池)的影響；二是電 源系統(tǒng)中可能會(huì)有多個(gè)本發(fā)明的檢測(cè)裝置，分時(shí)啟動(dòng)各個(gè)檢測(cè)裝置，從而 不會(huì)造成信號(hào)的相互千擾，避免信號(hào)之間的互相復(fù)合，降低信號(hào)復(fù)合對(duì)檢 測(cè)所產(chǎn)生的影響。如圖2所示，若在信號(hào)比較電路240中還增加了鎖存器241,則上述檢 測(cè)控制器200還可以用于控制鎖存器241。當(dāng)電源系統(tǒng)的電源監(jiān)控單元需要 檢測(cè)直流開關(guān)保護(hù)電路100的通斷時(shí)，首先要發(fā)出一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，然后檢 測(cè)裝置中的檢測(cè)控制器200接收到啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，清除原先的鎖存器241的 輸出，然后再啟動(dòng)信號(hào)發(fā)生器210,輸出正弦波信號(hào)，保證數(shù)據(jù)的正確性； 當(dāng)電源監(jiān)控單元接收到檢測(cè)裝置輸出的檢測(cè)結(jié)果后，發(fā)出停止信號(hào)，通過(guò) .檢測(cè)控制器200關(guān)閉信號(hào)發(fā)生器210,這樣整個(gè)檢測(cè)過(guò)程結(jié)束。 以下結(jié)合附圖3和圖4詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的一具體實(shí)施例。 為了描述的方^f更，以通信電源上的電池熔絲為例，本實(shí)施例對(duì)圖2所 示的單個(gè)檢測(cè)裝置的具體實(shí)現(xiàn)電路進(jìn)行具體說(shuō)明。如圖3所示，本實(shí)施例 的檢測(cè)裝置包括采用型號(hào)為4805電源模塊和ICL7660芯片的電源轉(zhuǎn)換模 塊250、采用型號(hào)為ATMEGA32芯片的檢測(cè)控制器200、采用型號(hào)為 ML2035芯片的正弦波信號(hào)發(fā)生器、采用型號(hào)為MAX280芯片的濾波電路 230、采用型號(hào)為INA117芯片的差分放大電路243、采用型號(hào)為MC33078 芯片的絕對(duì)值電平比較器242、采用型號(hào)為74HC74芯片的鎖存器241;各 個(gè)元器件之間的連接關(guān)系可以參照上述對(duì)圖1、圖2的結(jié)構(gòu)說(shuō)明。上述各個(gè) 器件封裝在一起，構(gòu)成本實(shí)施例的檢測(cè)裝置，其對(duì)外接口共有6根線，其 中十48V、 -48丫兩根電源線，接入到電源系統(tǒng)配電箱內(nèi)的正負(fù)匯流排上， 本實(shí)施例以-48V作為^r測(cè)裝置的參考地；一個(gè)輸入接口 ，用于接收外界電源監(jiān)控單元的啟動(dòng)信號(hào)START; 一個(gè)輸出接口 ，用于輸出檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SIGNAL;一個(gè)正弦波信號(hào)線，用于將正弦波信號(hào)S一IN從電池熔絲的一端注入； 一個(gè)信號(hào)輸入線，用于連接電池熔絲的另一端，接收輸出信號(hào)S—OUT。 在本實(shí)施例檢測(cè)裝置的內(nèi)部，使用了 MCU ATMEGA32，其通過(guò)SPI 接口來(lái)控制正弦波信號(hào)發(fā)生器ML2035, MCU的一個(gè)控制端連接ML2035 的LATI端。從正負(fù)匯流排獲得+48V電源，通過(guò)4805模塊輸出+5V，然后 再采用ICL7660從+5V邏輯電源產(chǎn)生-5V邏輯電源。如圖4所示，外界電 源監(jiān)控單元啟動(dòng)信號(hào)START經(jīng)過(guò)光耦進(jìn)行隔離后，進(jìn)入檢測(cè)MCU的檢測(cè) 端；MCU判斷是否有啟動(dòng)信號(hào)START的輸入，若軟件檢測(cè)到START信號(hào) 有效后，MCU立即向鎖存器74HC74的控制端CLR發(fā)出信號(hào)，清零鎖存器 中的輸出，并通過(guò)SPI接口開啟信號(hào)發(fā)生器，輸出正弦波；若軟件未4企測(cè) 到START信號(hào)，則關(guān)閉信號(hào)發(fā)生器的輸出。MCU控制正弦波信號(hào)發(fā)生器 ML2035輸出15Hz的正弦波信號(hào)，經(jīng)過(guò)衰減和低通濾波后，從正弦波信號(hào) 線將正弦波信號(hào)S—IN送入到電池熔絲的一端，從電池熔絲的另一端輸出 SJXJT信號(hào)，此S—OUT信號(hào)連同正弦波信號(hào)SJN—起輸入到差分放大器 INA117的輸入端，差分》文大器INA117的輸出通過(guò)一絕對(duì)值電平比較器 MC33078和一個(gè)參考電壓0.5V (參考電壓的取值可以參考開關(guān)最大壓降的 幅值設(shè)計(jì))，進(jìn)行絕對(duì)值比較輸出。絕對(duì)值電平比較器MC33078輸出的結(jié) 果進(jìn)入到鎖存器74HC74后，在其D端口輸出，即為檢測(cè)結(jié)果SIGNAL。 電源系統(tǒng)的電源監(jiān)控單元發(fā)出START信號(hào)有效后，延時(shí)一段時(shí)間，如O.l 秒，超過(guò)至少正弦波的一個(gè)周期后，即可讀取^r測(cè)結(jié)果；讀完結(jié)果后，即 可關(guān)閉START信號(hào)；這樣，MCU軟件即通過(guò)SPI接口控制正弦波信號(hào)發(fā) 生器ML2035輸出0Hz，并且拉高M(jìn)L2035的LATI管腳電平，使得ML2035 進(jìn)入POWER DOWN模式，完全關(guān)閉了正弦波的輸出。本實(shí)施例的檢測(cè)裝置應(yīng)用于一個(gè)通用的通信電源系統(tǒng)中，該電源系統(tǒng) 進(jìn)行了常規(guī)配置，并配置了兩組蓄電池(l、 2)和二次下電斷路器(1、 2)， 每一個(gè)蓄電池配備了一個(gè)電池熔絲。所以，為了方便電源監(jiān)控單元的檢測(cè)，這里需要配置四個(gè)本實(shí)施例所述的檢測(cè)裝置，即兩個(gè)電池熔絲和兩個(gè)負(fù)載 斷路器分別配置一個(gè)本實(shí)施例所述的檢測(cè)裝置。這樣，在電源監(jiān)控單元中，只需要增加4個(gè)輸入^:測(cè)端口和4個(gè)輸出控制端口 ， 4個(gè)輸入檢測(cè)端口分別 接入4個(gè)本實(shí)施例的檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果SIGNAL, 4個(gè)輸入檢測(cè)端口分別 用于輸出4個(gè)本實(shí)施例的檢測(cè)裝置的啟動(dòng)信號(hào)START即可。電源監(jiān)控單元 采用輪詢查詢的方式，并對(duì)4個(gè)檢測(cè)裝置依次執(zhí)行允許啟動(dòng)信號(hào)、延時(shí)檢 測(cè)結(jié)果、停止啟動(dòng)信號(hào)的操作即可。例如，在一秒鐘的周期內(nèi)，電源監(jiān)控 單元執(zhí)行如下操作(1) 發(fā)出允i午電池熔絲1的啟動(dòng)信號(hào)，延時(shí)0.1秒，檢測(cè)電池炫絲1 的檢測(cè)結(jié)果；停止啟動(dòng)信號(hào)；靜音0.15秒；(2) 發(fā)出允許電池熔絲2的啟動(dòng)信號(hào)，延時(shí)0.1秒，檢測(cè)電池熔絲2 的檢測(cè)結(jié)果；停止啟動(dòng)信號(hào)；靜音0.15秒；(3 )發(fā)出允許斷路器1的啟動(dòng)信號(hào)，延時(shí)0.1秒，檢測(cè)斷路器1的檢 測(cè)結(jié)果；停止啟動(dòng)信號(hào)；靜音0.15秒；(4)發(fā)出允許斷路器2的啟動(dòng)信號(hào)，延時(shí)0.1秒，檢測(cè)斷路器2的檢 測(cè)結(jié)果；停止啟動(dòng)信號(hào)；靜音0.15秒。這樣，在一秒鐘的時(shí)間內(nèi)，即可完成兩個(gè)電池熔絲(1、 2)和兩個(gè)負(fù) 載斷路器(l、 2)的檢測(cè)，正弦波信號(hào)存在于電源系統(tǒng)中的時(shí)間只有0.4秒， 靜音時(shí)間0.6秒，電源系統(tǒng)紋波影響非常小。用戶可以根據(jù)需要自由設(shè)計(jì)， 平衡檢測(cè)速度和系統(tǒng)紋波影響。比如，要求十秒鐘內(nèi)能完成兩個(gè)電池熔絲 和兩個(gè)負(fù)載斷路器的檢測(cè)的話，靜音時(shí)間就達(dá)到全部時(shí)間的96%，對(duì)系統(tǒng) 的影響就極其微小。綜上所述，本發(fā)明應(yīng)用于通信電源系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池熔絲、負(fù) 載斷路器、空開等直流開關(guān)保護(hù)電路的檢測(cè)，通過(guò)在直流開關(guān)保護(hù)電路的 輸入端加入交流小信號(hào)，在其輸出端進(jìn)行檢測(cè)，即可以非常準(zhǔn)確而高速地 檢測(cè)這些直流開關(guān)保護(hù)電路的通斷狀態(tài)，解決了目前對(duì)電池熔絲、負(fù)載斷路器、空開等無(wú)法4企測(cè)或者檢測(cè)不可靠、極其緩慢等的檢測(cè)弊端，徹底保 障了電源可靠的運(yùn)行。上述各具體步驟的舉例說(shuō)明較為具體，并不能因此而認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的專利保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附;f又利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種直流開關(guān)保護(hù)電路的通斷檢測(cè)裝置，所述裝置用于檢測(cè)設(shè)置在電源系統(tǒng)中直流開關(guān)保護(hù)電路的通斷狀態(tài)，其特征在于，所述檢測(cè)裝置包括信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)比較電路；所述信號(hào)發(fā)生器的輸出端連接所述直流開關(guān)保護(hù)電路的輸入端和所述信號(hào)比較電路的一個(gè)輸入端，所述信號(hào)發(fā)生器用于產(chǎn)生一預(yù)設(shè)信號(hào)波，并將該信號(hào)波送入到所述直流開關(guān)保護(hù)電路和信號(hào)比較電路中；所述信號(hào)比較電路的另一個(gè)輸入端連接所述直流開關(guān)保護(hù)電路的輸出端，所述信號(hào)比較電路用于比較所述直流開關(guān)保護(hù)電路輸入端和輸出端的信號(hào)波，并輸出檢測(cè)信號(hào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置還包 括濾波電路，所述濾波電路的輸入端連接所述信號(hào)發(fā)生器的輸出端，所 述濾波電路的輸出端連接所述直流開關(guān)保護(hù)電路的輸入端和所述信號(hào)比較 電路的一個(gè)輸入端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)生器為 正弦波信號(hào)發(fā)生器；所述信號(hào)發(fā)生器輸出的正弦波信號(hào)的頻率小于100赫 茲，該正弦波信號(hào)的幅值大于所述直流開關(guān)保護(hù)電路導(dǎo)通時(shí)開關(guān)壓降的兩 倍。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置設(shè)置 在所述電源系統(tǒng)的配電箱內(nèi)，并且，所述檢測(cè)裝置還包括一電源轉(zhuǎn)換模塊， 該電源轉(zhuǎn)換模塊的直流輸入端連接所述配電箱內(nèi)的正負(fù)匯流排，用于將從 正負(fù)匯流排獲取的直流電壓轉(zhuǎn)換為所述檢測(cè)裝置的工作電壓。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置還包括檢測(cè)控制器，所述檢測(cè)控制器的輸入端連接電源系統(tǒng)的電源監(jiān)控單元， 所述檢測(cè)控制器的輸出端連接所述信號(hào)發(fā)生器，所述檢測(cè)控制器用于接收 來(lái)自所述電源監(jiān)控單元的啟動(dòng)信號(hào)，并向所述信號(hào)發(fā)生器發(fā)出用于控制所 述信號(hào)發(fā)生器開或關(guān)的控制指令。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)比較電路 包括差分放大電路和絕對(duì)值電平比較器，所述差分放大電路的兩個(gè)輸入端分別連接所述直流開關(guān)保護(hù)電路的輸 出端和輸入端，所述差分放大電路用于比較所述直流開關(guān)保護(hù)電路輸入端 和輸出端的信號(hào)波；所述絕對(duì)值電平比較器的一個(gè)輸入端連接一參考電平，所述絕對(duì)值電 平比較器的另一個(gè)輸入端連接所述差分放大電路的輸出端，所述絕對(duì)值電 平比較器用于將所述差分放大電路輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為高電平或低電平信
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)比較電路 還包括鎖存器，所述鎖存器連接所述絕對(duì)值電平比較器的輸出端，用于緩存所述絕對(duì) 值電平比較器輸出的高電平或低電平信號(hào)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所迷差分放大電路 為雙端輸入單端輸出的差分放大電路，所述差分放大電路共模輸入電壓的 最大允許值大于所述電流系統(tǒng)中直流電源所提供的電壓值。
9、 一種直流開關(guān)保護(hù)電路的通斷檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法包 括以下步驟A、 在直流開關(guān)保護(hù)電路的輸入端輸入一預(yù)設(shè)信號(hào)波；B、 ^r測(cè)所述直流開關(guān)保護(hù)電路的輸出端是否存在所述預(yù)設(shè)信號(hào)波，若否，則判定所述直流開關(guān)保護(hù)電路斷開。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟A中， 所述預(yù)設(shè)信號(hào)波為正弦波，該正弦波通過(guò)濾波后送入到所述直流開關(guān)保護(hù) 電路中；并且，所述步驟B中，將所述直流開關(guān)保護(hù)電路輸入端和輸出端的信號(hào)波同 時(shí)送入一差分放大電路中進(jìn)行比較，若所述差分放大電路有信號(hào)輸出時(shí)， 則判定所述直流開關(guān)保護(hù)電路斷開。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種直流開關(guān)保護(hù)電路的通斷檢測(cè)裝置和方法，所述檢測(cè)裝置包括信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)比較電路；信號(hào)發(fā)生器的輸出端連接所述直流開關(guān)保護(hù)電路的輸入端和所述信號(hào)比較電路的一個(gè)輸入端，信號(hào)發(fā)生器用于產(chǎn)生一預(yù)設(shè)信號(hào)波，并將該信號(hào)波送入到直流開關(guān)保護(hù)電路和信號(hào)比較電路中；信號(hào)比較電路的另一個(gè)輸入端連接所述直流開關(guān)保護(hù)電路的輸出端，信號(hào)比較電路用于比較直流開關(guān)保護(hù)電路輸入端和輸出端的信號(hào)波，并輸出檢測(cè)信號(hào)。采用本發(fā)明的所述方法和裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，實(shí)現(xiàn)了通信電源中電池熔絲、負(fù)載斷路器、空開等直流開關(guān)保護(hù)電路通斷狀態(tài)的絕對(duì)可靠地檢測(cè)；并且，其能達(dá)到了很高的檢測(cè)速度，大大提高了電源監(jiān)控的實(shí)時(shí)性和可靠性。
文檔編號(hào)G01R31/02GK101266277SQ20081006700
公開日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
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