專利名稱：故障檢測(cè)電路和故障檢測(cè)保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型的實(shí)施例涉及電源領(lǐng)域，更具體地，本實(shí)用新型的實(shí)施例涉及ー種故障檢測(cè)電路和故障檢測(cè)保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
在開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器電路，電池供電電路等應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)電路的保護(hù)，如過(guò)壓、過(guò)流或過(guò)溫保護(hù)，是ー項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。在現(xiàn)有技術(shù)中，控制芯片被用來(lái)監(jiān)測(cè)被保護(hù)電路的電壓、電流、溫度或其他參數(shù)，并對(duì)其實(shí)施保護(hù)。由于控制芯片需要消耗靜態(tài)電流，因此，控制芯片直接影響被保護(hù)電路的工作效率。在現(xiàn)有技術(shù)中，為提高電路工作效率，通常通過(guò)減小靜態(tài)電流的方式。然而，靜態(tài)電流不可能無(wú)限制減小，使得電路工作效率的提高受到限制。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，本實(shí)用新型的ー個(gè)目的是提供一種檢測(cè)被保護(hù)電路狀態(tài)的故障檢測(cè)電路。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種檢測(cè)被保護(hù)電路狀態(tài)的故障檢測(cè)電路，其特征在于，包括使能信號(hào)發(fā)生器，在其輸出端產(chǎn)生周期性的使能信號(hào)；比較電路，其使能端子耦接至所述使能信號(hào)發(fā)生器的輸出端，接收所述使能信號(hào)，比較電路的輸入端子接收所述被保護(hù)電路的輸出信號(hào)和參考信號(hào)，且在其輸出端比較結(jié)果信號(hào)；和延遲電路，其輸入端耦接至所述比較電路的輸出，接收所述比較結(jié)果信號(hào)，且檢測(cè)所述比較結(jié)果信號(hào)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)的值，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果在其輸出端輸出延遲信號(hào)，其中，所述設(shè)定時(shí)間大于使能信號(hào)的周期。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述被保護(hù)電路輸出信號(hào)和參考信號(hào)同為電壓信號(hào)、電流信號(hào)或溫度信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述被保護(hù)電路為電池電路。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述延遲電路包括反相器，輸入端電耦接至所述比較電路的輸出端，接收所述比較結(jié)果信號(hào)；計(jì)數(shù)器，輸入端電耦接至所述比較器的輸出端，接收所述比較結(jié)果信號(hào)，并且另一輸入端電耦接至所述反相器的輸出端，接收所述反相器的輸出信號(hào)，且輸出計(jì)數(shù)信號(hào)；和鎖存器，其置位端接收所述計(jì)數(shù)信號(hào)，其復(fù)位端連接至所述反相器的輸出端，且輸出延遲信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述延遲電路包括電流源；反相器，所述反相器接收所述比較結(jié)果信號(hào)；第一開(kāi)關(guān)，其第一端子連接至電流源，且其控制端子接收所述比較結(jié)果信號(hào)；第二開(kāi)關(guān)，其第一端子連接至所述第一開(kāi)關(guān)的第二端子，其第二端子連接至地，且其控制端子連接于所述反相器的輸出端；電容器，其第一端連接至所述第一開(kāi)關(guān)的第二端子，其第二端子連接至地；和比較器，其同相輸入端連接至所述第一開(kāi)關(guān)的第二端子，其反相輸入端接收第一參考電壓，且其輸出端輸出延遲信號(hào)。[0010]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了ー種故障檢測(cè)保護(hù)電路，其特征在于，包括被保護(hù)電路；故障檢測(cè)電路，所述故障檢測(cè)電路在輸入端接收使能信號(hào)、參考信號(hào)以及被保護(hù)電路輸出信號(hào)，且所述故障檢測(cè)電路在輸出端輸出故障檢測(cè)信號(hào)；故障保護(hù)電路，其輸入端耦接至所述故障檢測(cè)電路的輸出端，接收所述故障檢測(cè)信號(hào)，井根據(jù)所述故障檢測(cè)信號(hào)對(duì)所述被保護(hù)電路提供保護(hù)；其中，所述故障檢測(cè)電路包括比較電路，其使能端子接收所述使能信號(hào)，輸入端子接收所述被保護(hù)電路的輸出信號(hào)和參考信號(hào)，且輸出比較結(jié)果信號(hào)；所述故障檢測(cè)電路還包括延遲電路，其輸入端接收所述比較結(jié)果信號(hào)，監(jiān)測(cè)所述比較結(jié)果信號(hào)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)的值并在輸出端輸出所述故障檢測(cè)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述被保護(hù)電路輸出信號(hào)和參考信號(hào)同為電壓信號(hào)、電流信號(hào)或溫度信號(hào)。利用本實(shí)用新型提出的實(shí)施例，可以減小消耗的靜態(tài)電流，提高電路工作效率。


下面的附圖表明了本實(shí)用新型的實(shí)施方式。這些附圖和實(shí)施方式以非限制性、非窮舉性的方式提供了本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，其中圖I示意性地示出依據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的故障檢測(cè)電路10 ；圖2A和2B示出依據(jù)圖I所示實(shí)施例的故障檢測(cè)電路10的波形示意圖；圖3示意性地示出依據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的延遲電路20 ；圖4示意性地示出依據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的延遲電路30。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的故障檢測(cè)電路。在接下來(lái)的說(shuō)明中，ー些具體的細(xì)節(jié)，例如實(shí)施例中的具體電路結(jié)構(gòu)和這些電路元件的具體參數(shù)，都用于對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例提供更好的理解。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，即使在缺少ー些細(xì)節(jié)或者其他方法、元件、材料等結(jié)合的情況下，本實(shí)用新型的實(shí)施例也可以被實(shí)現(xiàn)。圖I示意性地示出依據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的故障檢測(cè)電路10。如圖I所示，故障檢測(cè)電路10包括使能信號(hào)發(fā)生器101、比較電路102和延遲電路103。使能信號(hào)發(fā)生器101在其輸出端產(chǎn)生使能信號(hào)EN，其中，使能信號(hào)EN是周期為T的方波信號(hào)，其在Te時(shí)間內(nèi)使能，Te小于周期T。比較電路102的輸入端耦接至使能信號(hào)發(fā)生器101的輸出端，接收被保護(hù)電路(未示出)的輸出信號(hào)S，并接收參考信號(hào)R，比較電路102的使能端子耦接至使能信號(hào)發(fā)生器101的輸出端，接收所述使能信號(hào)EN。比較電路102根據(jù)輸出信號(hào)S、參考信號(hào)R以及使能信號(hào)EN在其輸出端產(chǎn)生比較結(jié)果信號(hào)COTT。延遲電路103的輸入端耦接至所述比較電路102的輸出端，接收所述比較結(jié)果信號(hào)Qm，并檢測(cè)比較結(jié)果信號(hào)Qm在設(shè)定時(shí)間Td內(nèi)的狀態(tài)，從而根據(jù)檢測(cè)結(jié)果在其輸出端輸出延遲信號(hào)Dtot至故障保護(hù)電路(未示出)。時(shí)間Td為根據(jù)用戶需求設(shè)定的時(shí)間，其大于使能信號(hào)周期T，即 Td > T0為進(jìn)ー步說(shuō)明圖I所示故障檢測(cè)電路10的細(xì)節(jié)，圖2A和2B示出依據(jù)圖I所示實(shí)施例的故障檢測(cè)電路10的波形示意圖。如圖2A和2B所示，波形示意圖從上至下依次示出使能信號(hào)EN、比較結(jié)果信號(hào)Ctot和延遲信號(hào)Dott。使能信號(hào)EN是周期為T的方波信號(hào)，其在Te時(shí)間內(nèi)使能。在圖2A和2B所示實(shí)施例中，在每個(gè)周期T內(nèi)，設(shè)EN使能時(shí)為高電平，即EN=I ;其余時(shí)間為低電平，即EN = O。在圖2A和2B所示實(shí)施例中，在使能信號(hào)EN不使能期間，S卩比較電路102不工作吋，將比較輸出信號(hào)Qm初始設(shè)為高電平。在使能信號(hào)EN使能期間，比較電路102工作，對(duì)來(lái)自被保護(hù)電路的信號(hào)S和參考 信號(hào)R進(jìn)行比較，例如在被保護(hù)電路正常工作期間，比較電路102輸出低電平，在被保護(hù)電路故障期間，比較電路輸出高電平。這樣，延遲電路103在Td時(shí)間內(nèi)檢測(cè)比較結(jié)果信號(hào)Qm的值，若Qjut在Td時(shí)間內(nèi)一直保持為高電平，則表明被保護(hù)電路處于故障狀態(tài)，延遲電路103輸出的延遲信號(hào)Dott為高電平，啟動(dòng)故障保護(hù)電路。若Qm在Td時(shí)間內(nèi)有低電平出現(xiàn)，則故障檢測(cè)電路10判斷被保護(hù)電路處于正常狀態(tài)，延遲電路103輸出的延遲信號(hào)Dott為低電平，不啟動(dòng)故障保護(hù)電路。圖2A示出被保護(hù)電路在正常狀態(tài)時(shí)依據(jù)圖I所示實(shí)施例的故障檢測(cè)電路10的波形示意圖。在正常狀態(tài)時(shí)，當(dāng)EN= I時(shí)，比較電路102工作，對(duì)被保護(hù)電路輸出信號(hào)S和參考信號(hào)R進(jìn)行比較，獲得低電平的比較結(jié)果信號(hào)CTOT，即Ctot = O。而在EN = 0，比較電路102不工作時(shí)，將比較結(jié)果信號(hào)Cqut被預(yù)設(shè)為了高電平，即Cqut = I。此時(shí)，在Td時(shí)間內(nèi)，Cqut在EN = I時(shí)出現(xiàn)低電平，則故障檢測(cè)電路10判斷被保護(hù)電路處于正常狀態(tài)，Dott = 0，不啟動(dòng)故障保護(hù)電路。圖2B示出被保護(hù)電路在故障狀態(tài)時(shí)依據(jù)圖I所示實(shí)施例的故障檢測(cè)電路10的波形示意圖。在故障狀態(tài)時(shí)，當(dāng)EN = I吋，比較電路102工作，對(duì)被保護(hù)電路輸出信號(hào)S和參考信號(hào)R進(jìn)行比較，獲得高電平的比較結(jié)果信號(hào)Qm，即Qm= I。而在EN = O時(shí)，比較結(jié)果信號(hào)Qjut被預(yù)設(shè)為了高電平，即Qjut = I。S卩，在故障狀態(tài)時(shí)，比較結(jié)果信號(hào)Qjut在Td時(shí)間內(nèi)一直為高電平。此時(shí)，延遲電路103輸出高電平的延遲信號(hào)，即Dqut = 1，故障檢測(cè)電路10啟動(dòng)故障保護(hù)電路。現(xiàn)有技術(shù)中的故障檢測(cè)電路在整個(gè)周期T內(nèi)均工作，其消耗的靜態(tài)電流為Iss。而在圖I所示實(shí)施例中，故障檢測(cè)電路10接收使能信號(hào)EN，只在周期T的使能時(shí)間Te內(nèi)エ作。因此，消耗的靜態(tài)電流I, ss僅為τ 丨 ss⑴例如,若周期T = Ims,而使能時(shí)間Te = IOus,則依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的故障檢測(cè)電路所消耗的靜態(tài)電流為現(xiàn)有技術(shù)中故障檢測(cè)電路所消耗的靜態(tài)電流的O. 01。而故障檢測(cè)電路10在工作時(shí)，其偏置電流仍然為Iss，能夠正常工作。因此，本實(shí)用新型實(shí)施例提出的故障檢測(cè)電路所消耗的靜態(tài)電流將大為減小，從而提高電路效率。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型實(shí)施例中的故障檢測(cè)電路可用于檢測(cè)被保護(hù)電路的過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)溫或者其它故障狀態(tài)。相應(yīng)地，比較電路102所接收的被保護(hù)電路輸出信號(hào)S和參考信號(hào)R為表不電壓、電流、溫度或者其他參量的信號(hào)。圖3示意性地示出依據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的延遲電路30。如圖3所示，延遲電路30包括一 N(N為自然數(shù))位計(jì)數(shù)器，其時(shí)鐘信號(hào)端子CLK接收周期為T。的時(shí)鐘信號(hào)，其中，N的取值滿足Td = 2NXT。，以在用戶設(shè)定的時(shí)間Td內(nèi)檢測(cè)比較結(jié)果信號(hào)Qjut的狀態(tài)。計(jì)數(shù)器的使能端子D接收比較結(jié)果信號(hào)Qm，其置位端子R1耦接至反相器INV的輸出端，反相器INV的輸入端接收比較結(jié)果信號(hào)Cmjt,且計(jì)數(shù)器的輸出端子OUT輸出信號(hào)Qn。延遲電路30還包括ー鎖存器，其置位端S連接至計(jì)數(shù)器的輸出端子OUT以接收信號(hào)Qn，其置位端R2亦耦接至反相器INV的輸出端，鎖存器輸出延遲信號(hào)Dott。當(dāng)被保護(hù)電路處于正常狀態(tài)時(shí)，比較結(jié)果信號(hào)Qjut在EN = I時(shí)為低電平，即Qjut =
O。此時(shí)，計(jì)數(shù)器不工作，信號(hào)Cott經(jīng)過(guò)反相器INV復(fù)位鎖存器，鎖存器輸出低電平的延遲信號(hào)Dott,即Dtot = 0，不啟動(dòng)保護(hù)電路。當(dāng)被保護(hù)電路處于故障狀態(tài)時(shí)，比較結(jié)果信號(hào)Cott為高電平，即Qm = I。此時(shí)，比較結(jié)果信號(hào)Qm使能計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器輸出周期為NXT。的脈沖信號(hào)。該信號(hào)置位鎖存器，鎖存器輸出高電平的延遲信號(hào)Dtot,即Dtot =I，以啟動(dòng)保護(hù)電路。圖4示意性地示出依據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的延遲電路40。如圖4所示，延遲電路40包括電流源Is，第一開(kāi)關(guān)SI、第二開(kāi)關(guān)S2，電容C，反相器INVl以及比較器CMP。 第一開(kāi)關(guān)SI的第一端子連接至電流源Is的輸出端，其控制端子接收比較結(jié)果信號(hào)COTT。電容器C的第一端子連接至第一開(kāi)關(guān)SI的第二端子，電容器C的第二端子連接至地。第二開(kāi)關(guān)S2的第一端子連接至第一開(kāi)關(guān)SI和電容器C的公共端子，其第二端子連接于地，比較結(jié)果信號(hào)Cott通過(guò)反相器INVl提供至第二開(kāi)關(guān)S2的控制端子。比較器CMP的同相輸入端連接至開(kāi)關(guān)SI和電容C的公共端，其反相輸入端接收參考電壓Vkef，其中，參考電壓Vkef為一正值，比較器CMP輸出延遲信號(hào)Dot。對(duì)電容和電流源取合適的值，使其滿足關(guān)系Td=^p^(2)
上IS其中，Td為用戶設(shè)定的時(shí)間，Iis為電流源Is的值，Cc表示電容器C的值。貝U當(dāng)被保護(hù)電路處于正常狀態(tài)，使得Qm = O時(shí)，開(kāi)關(guān)SI斷開(kāi)，開(kāi)關(guān)S2閉合，對(duì)電容C放電。比較器輸出低電平的延遲信號(hào)Dott。當(dāng)被保護(hù)電路處于故障狀態(tài)，使得Cott = I時(shí)，開(kāi)關(guān)SI閉合，開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)，電流源Is對(duì)電容器C充電，使得在Td時(shí)刻，電容器C上的電壓等于參考電壓Veef,比較器輸出高電平的延遲信號(hào)D·，啟動(dòng)保護(hù)電路。在上述實(shí)施例中，EN不使能時(shí)，比較結(jié)果信號(hào)Ctm初始設(shè)定為高電平。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，EN不便能吋，比較結(jié)果信號(hào)Cott初始設(shè)定為低電平亦能實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。所述故障檢測(cè)電路可應(yīng)用于充電電池、開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路等場(chǎng)合。所述故障檢測(cè)保護(hù)電路可集成在保護(hù)電路中，也可獨(dú)立于保護(hù)電路。上述本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)和實(shí)施方式僅僅以示例性的方式對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的故障檢測(cè)電路進(jìn)行了說(shuō)明，并不用于限定本實(shí)用新型的范圍。對(duì)于公開(kāi)的實(shí)施例進(jìn)行變化和修改都是可能的，其他可行的選擇性實(shí)施例和對(duì)實(shí)施例中元件的等同變化可以被本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所了解。本實(shí)用新型所公開(kāi)的實(shí)施例的其他變化和修改并不超出本實(shí)用新型的精神和保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種檢測(cè)被保護(hù)電路狀態(tài)的故障檢測(cè)電路，其特征在于，包括 使能信號(hào)發(fā)生器，在其輸出端產(chǎn)生周期性的使能信號(hào)； 比較電路，其使能端子耦接至所述使能信號(hào)發(fā)生器的輸出端，接收所述使能信號(hào)，t匕較電路的輸入端子接收所述被保護(hù)電路的輸出信號(hào)和參考信號(hào)，且在其輸出端比較結(jié)果信號(hào)；和 延遲電路，其輸入端耦接至所述比較電路的輸出，接收所述比較結(jié)果信號(hào)，且檢測(cè)所述比較結(jié)果信號(hào)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)的值，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果在其輸出端輸出延遲信號(hào)，其中，所述設(shè)定時(shí)間大于使能信號(hào)的周期。
2.如權(quán)利要求I所述的故障檢測(cè)電路，其特征在于，所述被保護(hù)電路輸出信號(hào)和參考信號(hào)同為電壓信號(hào)、電流信號(hào)或溫度信號(hào)。
3.如權(quán)利要求I所述的故障檢測(cè)電路，其特征在于，所述被保護(hù)電路為電池電路。
4.如權(quán)利要求I所述的故障檢測(cè)電路，其特征在于，所述延遲電路包括 反相器，輸入端電耦接至所述比較電路的輸出端，接收所述比較結(jié)果信號(hào)； 計(jì)數(shù)器，輸入端電耦接至所述比較器的輸出端，接收所述比較結(jié)果信號(hào)，并且另ー輸入端電耦接至所述反相器的輸出端，接收所述反相器的輸出信號(hào)，且輸出計(jì)數(shù)信號(hào)；和 鎖存器，其置位端接收所述計(jì)數(shù)信號(hào)，其復(fù)位端連接至所述反相器的輸出端，且輸出延遲信號(hào)。
5.如權(quán)利要求I所述的故障檢測(cè)電路，其特征在于，所述延遲電路包括 電流源； 反相器，所述反相器接收所述比較結(jié)果信號(hào)； 第一開(kāi)關(guān)，其第一端子連接至電流源，且其控制端子接收所述比較結(jié)果信號(hào)； 第二開(kāi)關(guān)，其第一端子連接至所述第一開(kāi)關(guān)的第二端子，其第二端子連接至地，且其控制端子連接于所述反相器的輸出端； 電容器，其第一端連接至所述第一開(kāi)關(guān)的第二端子，其第二端子連接至地；和比較器，其同相輸入端連接至所述第一開(kāi)關(guān)的第二端子，其反相輸入端接收第一參考電壓，且其輸出端輸出延遲信號(hào)。
6.ー種故障檢測(cè)保護(hù)電路，其特征在于，包括 被保護(hù)電路； 故障檢測(cè)電路，所述故障檢測(cè)電路在輸入端接收使能信號(hào)、參考信號(hào)以及被保護(hù)電路輸出信號(hào)，且所述故障檢測(cè)電路在輸出端輸出故障檢測(cè)信號(hào)； 故障保護(hù)電路，其輸入端耦接至所述故障檢測(cè)電路的輸出端，接收所述故障檢測(cè)信號(hào)，井根據(jù)所述故障檢測(cè)信號(hào)對(duì)所述被保護(hù)電路提供保護(hù)； 其中，所述故障檢測(cè)電路包括比較電路，其使能端子接收所述使能信號(hào)，輸入端子接收所述被保護(hù)電路的輸出信號(hào)和參考信號(hào)，且輸出比較結(jié)果信號(hào)；所述故障檢測(cè)電路還包括延遲電路，其輸入端接收所述比較結(jié)果信號(hào)，監(jiān)測(cè)所述比較結(jié)果信號(hào)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)的值并在輸出端輸出所述故障檢測(cè)信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的故障檢測(cè)保護(hù)電路，其特征在于，所述被保護(hù)電路輸出信號(hào)和參考信號(hào)同為電壓信號(hào)、電流信號(hào)或溫度信號(hào)。
專利摘要公開(kāi)了一種故障檢測(cè)電路和故障檢測(cè)保護(hù)電路。該故障檢測(cè)電路包括使能信號(hào)發(fā)生器，在其輸出端產(chǎn)生周期性的使能信號(hào)；比較電路，其使能端子耦接至所述使能信號(hào)發(fā)生器的輸出端，接收所述使能信號(hào)，比較電路的輸入端子接收所述被保護(hù)電路的輸出信號(hào)和參考信號(hào)，且在其輸出端比較結(jié)果信號(hào)；和延遲電路，其輸入端耦接至所述比較電路的輸出，接收所述比較結(jié)果信號(hào)，且檢測(cè)所述比較結(jié)果信號(hào)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)的值，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果在其輸出端輸出延遲信號(hào)，其中，所述設(shè)定時(shí)間大于使能信號(hào)的周期。利用本實(shí)用新型提出的實(shí)施例，可以減小消耗的靜態(tài)電流，提高電路工作效率。
文檔編號(hào)G01R19/165GK202471908SQ20112050653
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者周江云, 李佚珂 申請(qǐng)人:成都芯源系統(tǒng)有限公司