專利名稱：電壓欠壓隔離監(jiān)測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電壓欠壓隔離監(jiān)測(cè)電路，用于電路中供電電壓低于設(shè)備正常工作需要的允許值時(shí)，給計(jì)算機(jī)或單片機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，使計(jì)算機(jī)或單片機(jī)停止有關(guān)的工作以保護(hù)設(shè)備安全。屬于電壓欠壓保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在一些電子設(shè)備系統(tǒng)中，電源電壓如果低于一定值，會(huì)使電子設(shè)備的工作失靈甚至損壞。因此，要用計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備系統(tǒng)的供電電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)供電電壓低于電子設(shè)備系統(tǒng)必須的電壓最小值時(shí)，要有監(jiān)測(cè)電路給計(jì)算機(jī)或單片機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，計(jì)算機(jī)或單片機(jī)使電子設(shè)備系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù)功能，保障設(shè)備的安全。
此種電路的典型例子是很多的。其中，監(jiān)測(cè)蓄電池電壓欠壓的電路是將電池電壓和欠壓保護(hù)的閾值分別接到比較器的同相端和反相端，當(dāng)電池電壓低于欠壓保護(hù)閾值時(shí)比較器輸出狀態(tài)發(fā)生變化，從而提供了保護(hù)或報(bào)警信號(hào)，使電池退出供電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了電池欠壓保護(hù)。
但是，這個(gè)電路例子應(yīng)用于單片機(jī)對(duì)工作在高壓強(qiáng)電環(huán)境的電壓監(jiān)測(cè)則存在高壓強(qiáng)電對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)安全的威脅，因?yàn)楦邏簭?qiáng)電下的設(shè)備在工作中會(huì)伴隨電磁干擾，一旦電磁干擾侵入單片機(jī)系統(tǒng)會(huì)使單片機(jī)工作異?；驌p壞，失去檢測(cè)功能。因此，必須重新設(shè)計(jì)適合采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)安全電壓欠壓的監(jiān)測(cè)電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種電壓欠壓隔離監(jiān)測(cè)電路，能使單片機(jī)免受電壓監(jiān)測(cè)時(shí)高壓強(qiáng)電的影響，保證單片機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安全工作。
為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明的基于單片機(jī)的電壓欠壓隔離監(jiān)測(cè)電路包括為實(shí)現(xiàn)電氣隔離采用的隔離光耦，對(duì)設(shè)備供電電壓進(jìn)行采樣、比較的電壓基準(zhǔn)芯片，原邊被監(jiān)測(cè)電壓，單片機(jī)電源。
本發(fā)明基于單片機(jī)的電壓欠壓隔離監(jiān)測(cè)電路的具體結(jié)構(gòu)如下被監(jiān)測(cè)電源電壓首先經(jīng)過電阻對(duì)地分壓，給電源基準(zhǔn)芯片的電壓采樣端施加電壓，又經(jīng)過電阻加到隔離光耦的原邊發(fā)光二極管的陽(yáng)極，隔離光耦發(fā)光二極管的陰極接電壓基準(zhǔn)芯片的陰極，電壓基準(zhǔn)芯片的陽(yáng)極接地。單片機(jī)電源電壓經(jīng)過電阻接隔離光耦副邊的集電極，隔離光耦副邊的發(fā)射極接單片機(jī)電源的地。在隔離光耦副邊的集電極上會(huì)輸出給單片機(jī)的電壓欠壓保護(hù)信號(hào)。
當(dāng)被監(jiān)測(cè)的電源電壓為正常值時(shí)，通過電阻分壓加到電壓基準(zhǔn)芯片電壓采樣端的電壓高于芯片內(nèi)部基準(zhǔn)電壓，電壓基準(zhǔn)芯片的陰極到陽(yáng)極是導(dǎo)通的，隔離光耦的原邊二極管導(dǎo)通，則隔離光耦副邊集電極為低電平；一旦被監(jiān)測(cè)的電源電壓低于正常值時(shí)，電壓基準(zhǔn)芯片的陰極到陽(yáng)極不再導(dǎo)通，隔離光耦的原邊二極管也不導(dǎo)通，隔離光耦副邊集電極跳變到高電平。單片機(jī)的中斷功能被觸發(fā)，得到出現(xiàn)欠壓的信號(hào)。
本發(fā)明采用電壓基準(zhǔn)芯片對(duì)設(shè)備供電電壓進(jìn)行采樣比較，采用隔離光耦實(shí)現(xiàn)電氣隔離，這個(gè)電路結(jié)構(gòu)使電壓監(jiān)測(cè)時(shí)的高壓強(qiáng)電由于光耦的隔離不再對(duì)單片機(jī)工作產(chǎn)生影響，避免了電子設(shè)備的工作失靈甚至損壞情況的發(fā)生，保證了單片機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安全性和可靠性。


圖1為本發(fā)明基于單片機(jī)的電壓欠壓隔離監(jiān)測(cè)電路原理圖。
圖1中，O1為隔離光耦，R1為光耦副邊的電平上拉電阻，R2為隔離光耦原邊發(fā)光二極管限流電阻，R3、R4為分壓電阻，TL431為電壓基準(zhǔn)芯片。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述。
本發(fā)明設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的電壓欠壓隔離監(jiān)測(cè)電路原理圖如圖1所示，包括為實(shí)現(xiàn)電氣隔離采用的隔離光耦O1，對(duì)設(shè)備供電電壓進(jìn)行采樣、比較的電壓基準(zhǔn)芯片TL431，原邊被監(jiān)測(cè)電源電壓VB，單片機(jī)電源VCC。被監(jiān)測(cè)的電源電壓VB經(jīng)過分壓電阻R3連接到分壓電阻R4，分壓電阻R4的另一端接被監(jiān)測(cè)電源的地GND1，分壓電阻R4上的電壓加在電壓基準(zhǔn)芯片的電壓采樣端R，被監(jiān)測(cè)的電源電壓VB同時(shí)也經(jīng)過限流電阻R2加到隔離光耦O1原邊發(fā)光二極管的陽(yáng)極，隔離光耦原邊發(fā)光二極管的陰極接到電壓基準(zhǔn)芯片的陰極K，電壓基準(zhǔn)芯片的陽(yáng)極A接被監(jiān)測(cè)電源的地GND1。隔離光耦副邊集電極連接單片機(jī)中斷口INT，同時(shí)經(jīng)電平上拉電阻R1接單片機(jī)電源VCC，隔離光耦副邊發(fā)射極接單片機(jī)電源地GND。
當(dāng)被監(jiān)測(cè)的電源電壓VB高于保護(hù)值時(shí)，通過兩個(gè)分壓電阻R3、R4分壓加到電壓基準(zhǔn)芯片TL431電壓采樣端R的電壓高于芯片內(nèi)部基準(zhǔn)電壓，電壓基準(zhǔn)芯片TL431的陰極K到陽(yáng)極A是導(dǎo)通的，隔離光耦O1的原邊二極管導(dǎo)通，則隔離光耦O1副邊集電極為低電平0V；一旦被監(jiān)測(cè)的電源電壓VB低于保護(hù)值時(shí)，電壓基準(zhǔn)芯片TL431的陰極K到陽(yáng)極A不再導(dǎo)通，隔離光耦O1的原邊二極管也不導(dǎo)通，隔離光耦O1副邊集電極跳變到單片機(jī)電源電壓，即高電平。單片機(jī)的中斷功能被觸發(fā)，得到被監(jiān)測(cè)電源電壓出現(xiàn)欠壓的信號(hào)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，采用如圖1所示的電路圖。
其中隔離光耦O1為TLP521-1，R1＝10k/0.25W，R2＝3.3k/0.25W，R3＝3.6K/0.25W，R4＝1k/0.25W，R5＝100k/0.25W，VB＝12V，VCC＝5V。
權(quán)利要求
1.一種電壓欠壓隔離監(jiān)測(cè)電路，其特征在于包括隔離光耦(O1)、電壓基準(zhǔn)芯片(TL431)、原邊被監(jiān)測(cè)電源電壓(VB)及單片機(jī)電源(VCC)，被監(jiān)測(cè)的電源電壓(VB)經(jīng)兩個(gè)分壓電阻(R3、R4)接被監(jiān)測(cè)電源的地(GND1)，第二個(gè)分壓電阻(R4)上的電壓加在電壓基準(zhǔn)芯片(TL431)的電壓采樣端(R)，被監(jiān)測(cè)的電源電壓(VB)同時(shí)經(jīng)限流電阻(R2)加到隔離光耦(O1)原邊發(fā)光二極管的陽(yáng)極，隔離光耦原邊發(fā)光二極管的陰極接到電壓基準(zhǔn)芯片的陰極(K)，電壓基準(zhǔn)芯片的陽(yáng)極(A)接被監(jiān)測(cè)電源的地(GND1)，隔離光耦副邊集電極連接單片機(jī)中斷口(INT)，同時(shí)經(jīng)電平上拉電阻(R1)接單片機(jī)電源(VCC)，隔離光耦副邊發(fā)射極接單片機(jī)電源地(GND)。
全文摘要
一種電壓欠壓隔離監(jiān)測(cè)電路，被監(jiān)測(cè)電源電壓經(jīng)分壓電阻加在電壓基準(zhǔn)芯片的電壓采樣端，同時(shí)經(jīng)限流電阻加到隔離光耦原邊發(fā)光二極管的陽(yáng)極，發(fā)光二極管的陰極接到電壓基準(zhǔn)芯片，隔離光耦副邊集電極連接單片機(jī)中斷口，同時(shí)經(jīng)電阻接單片機(jī)電源。當(dāng)被監(jiān)測(cè)電源電壓高于保護(hù)值時(shí)，通過分壓加到電壓基準(zhǔn)芯片電壓采樣端的電壓高于芯片內(nèi)部基準(zhǔn)電壓，電壓基準(zhǔn)芯片的陰極到陽(yáng)極導(dǎo)通，隔離光耦的原邊二極管導(dǎo)通，副邊集電極為低電平；而一旦被監(jiān)測(cè)電源電壓低于保護(hù)值時(shí)，隔離光耦副邊集電極跳變到單片機(jī)電源電壓即高電平，單片機(jī)得到被監(jiān)測(cè)電源電壓出現(xiàn)欠壓的信號(hào)。本發(fā)明可使單片機(jī)工作不受高壓強(qiáng)電的影響，保證監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安全性和可靠性。
文檔編號(hào)H02H3/04GK1674381SQ20051002428
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2005年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月10日
發(fā)明者常越, 鄒勇波, 張蕾, 劉金龍 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)