一种短开路检测保护电路及检测方法与流程

1.本公开涉及电路技术领域，尤其涉及一种短开路检测保护电路及检测方法。


背景技术：

2.随着技术发展，电路的应用也越来越广泛，同时，用电设备的增多，也对安全用电提出了难题，用电设备若出现损害，将有很大可能同时损害区域内其他用电设备，甚至损害供电设备，最终造成整片电路的大面积损坏，造成经济损失甚至危及生命，所以如何保护电路、隔离故障电路是安全用电的必经之路。
3.目前保护电路通常是使用保险丝，且使用隔离电路检测保险丝情况，但是此种方法可以检测保险丝的情况，但是无法检测到用电设备的具体情况，例如当用电设备自身短路时，保险丝将会被熔断，但是一般只会更换保险丝，而不会对用电设备进行进一步检查，无法识别用电设备是否短路或者开路，若用电设备自身短路，则保险丝又将烧断，这样造成判断不准确，徒增排查成本。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种短开路检测保护电路及其检测方法。
5.本公开提供了一种短开路检测保护电路，包括短路保护模块、隔离检测模块以及用电设备检测模块，所述用电设备检测模块用于连接外部环境的用电设备，所述短路保护模块的一端连接供电端，另一端连接用电设备，所述短路保护模块用于在所述用电设备短路时切断用电设备与供电端的连接；所述隔离检测模块连接至短路保护模块，用于检测短路保护模块是否切断用电设备与供电端的连接，所述用电设备检测模块连接所述用电设备以检测用电设备是否正常工作。
6.其中，所述短路保护模块包括熔断装置及储能装置，所述储能装置连接至熔断装置，在用电设备短路时储能装置放出大电流熔断所述熔断装置。
7.其中，所述隔离检测模块包括光耦和检测电路，所述光耦发光器端连接在短路保护模块两端，光耦受光器端连接检测电路。
8.其中，所述检测电路包括电源、第二电阻及低压输出单元，电源、第二电阻、光耦受光器及低压输出单元依次以串联方式连接，所述光耦受光器接收所述光耦发光器的光能以转换成电流流入所述检测电路。
9.其中，所述的一种短开路检测保护电路还包括第三电阻，第三电阻的一端连接隔离检测模块、短路保护模块及外部设备，另一端接地。
10.其中，所述熔断装置为保险丝。
11.其中，所述用电设备检测模块用于测量用电设备的工作情况，用电设备工作正常时会发出信号，除用电设备工作正常时的其余状况无信号发出。
12.其中，所述用电设备检测模块与隔离检测模块都包括示警装置，用电设备工作非
正常时，用电设备检测模块的示警装置发出声音示警；隔离检测模块内部存在来自供电端的电流时，隔离检测模块的示警装置发出声音示警。
13.其中，所述示警装置为蜂鸣器。
14.一种短开路检测保护电路的检测方法，应用上述的一种短开路检测保护电路，其中：
15.当用电设备出现通路情况时，隔离检测模块没有信号发出，用电设备工作正常，故用电设备检测模块发出信号，此时无异常状态；
16.当用电设备出现开路情况时，用电设备检测模块没有信号发出，用电设备工作异常，隔离检测模块没有信号发出，此时判断用电设备出现了开路故障，且短路保护模块状态正常；
17.当用电设备出现短路情况时，用电设备检测模块没有信号发出，隔离检测模块有信号发出，此时判断用电设备出现了短路故障，短路保护模块已经切断；
18.当用电设备未连接进电路时，且隔离检测模块中无信号发出，则短路保护模块状态正常；
19.当用电设备未连接进电路时，且隔离检测模块中有信号发出，则短路保护模块已经切断。
20.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
21.通过隔离检测模块中检测电路的逻辑电平信号与负载运行的开闭状态识别出整个电路的问题所在，并且在用电设备未接入之时也可通过隔离检测模块中检测电路的逻辑电平信号判断保险丝的状态为正常或已熔断，本电路简单、可靠、灵活，且能够用于任何有电路保护需求的场景。
附图说明
22.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
23.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本公开实施例所述短开路检测保护电路简要结构；
25.图2为本公开实施例所述短开路检测保护电路整体线路结构示意图。
26.其中，1、短路保护模块；101、储能装置；102、保险丝；
27.2、隔离检测模块；201、第一电阻；202、第二电阻；203、电源；204、光耦发光器；205、光耦受光器；206、低压输出单元；
28.3、用电设备检测模块；4、用电设备；5、第三电阻。
具体实施方式
29.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
31.图1为所述短开路检测保护电路简要结构，其中，隔离检测模块2的一端连接外部电源，另一端连接用电设备4，所述用电设备4的另一端接地，短路保护模块1连接至隔离检测模块2的同时，还连接至用电设备4，用电设备检测模块3连接至用电设备4，短路保护模块1在用电设备4出现短路异常时能够及时切断其与用电设备4的连接，起到保护的效果，同时将电流引导至隔离检测模块2使其成功检测到电路异常，用电设备检测模块4用于检测用电设备的工作状态。用电设备检测模块3与隔离检测模块4中还有示警装置(图中未释出)，在用电设备4工作非正常时，即用电设备4短路或断路时，用电设备检测模块4中的示警装置将发出蜂鸣声；在隔离检测模块4有来自供电端的电流流入时，隔离检测模块4中的示警装置将发出蜂鸣声。
32.图2为所述短开路检测保护电路整体线路结构示意图，具体的，其中短路保护模块1中，保险丝102的一端与外部电源连接，另一端连接至外部设备4，用于应急保护电路，储能装置101在上述保险丝与外部电源连接的的支路上，用于储存电能，储能装置101的另一端是接地的，在其他的实施例中，储能装置101可以是电容，其储存少量电能以供电路短路时瞬间放出烧断保险丝102。
33.在电路发生短路时，储能装置101将会放出瞬时大电流将所述保险丝102熔断，从而达到保护电路的目的。外部电源还与隔离保护模块2相连，具体而言，外部电源是与隔离保护模块2中的第一电阻201相连，第一电阻201的作用是对光耦发光器204进行分压限流，以保护光耦发光器204，第一电阻201的另一端与光耦发光器204相连，当有电流流过时，光耦发光器204将会发光，光耦受光器205接收到光耦发光器204的光信号后，检测电路将会工作，检测电路中电源203、第二电阻202、光耦受光器205及低压输出单元206是依序连接的，电源203在其他实施例中为vcc电源；光耦发光器204与光耦受光器205是现有技术中的光耦中的一部分。
34.所述光耦发光器204的一端连接上述第一电阻201，另一端与用电设备4、第三电阻5及保险丝102分别连接，第三电阻5的另一端与储能装置101以同样的线路接地；所述用电设备4的另一端与用电设备检测模块3连接，且用电设备4不仅与上述的用电设备检测模块3、第三电阻5连接，其与第三电阻5和储能装置101以同样的线路接地，换言之，第三电阻5、储能装置101和用电设备4同时连上同一条线，该线再连接大地。在其他的实施例中，用电设备检测模块3是现有技术中检测用电设备运行是否正常的元件或电路，其可以是负载检测电路或是电力设备状态检测的元件，其作用是当用电设备运行正常时会向外发送信号，其余情况即运行不正常时将不会向外部发送信号，其发送的信号可被接收处理，以使得在其他实施例中存在的控制设备作出切断电源的操作以保护电源或保护电路。
35.接下来将由具体实施例来对一种短开路检测保护电路及检测方法的工作原理作进一步的说明。
36.s1：当用电设备内部正常，电路为通路，且整个电路工作正常之时，电流从外部电源流出，通过短路保护模块1，具体而言，通过保险丝102，再流向用电设备4，用电设备得到正常供电，用电设备检测模块3能够检测到用电设备工作正常，从而发出信号，外部设备能
够得知用电设备工作状态正常。隔离检测模块2无来自外部电源的电流流入，因此光耦发光器204将不会工作，同时检测电路中由电源203供给的电流将毫无变化，低压输出单元206输出的电流完全由电源203决定，此时未有故障信号发出，故可以判断保险丝102状态正常且用电设备4工作正常。用电设备检测模块3与隔离检测模块2中的示警装置不会发出声音。值得一提的是，此时储能设备101也会相应有少量电流流入，在短时间内会充满其内部容量，以预防突发的用电设备短路情况。
37.s2：当用电设备出现开路情况时，也就是说其内部电路是断路状况，且保险丝102未被熔断，则电流将从外部电源流出，通过保险丝102，再流向第三电阻5，最后流入地下。此时用电设备检测模块3因用电设备未工作，将不会有信号发出，此时隔离检测模块2无来自外部电源的电流流入，因此光耦发光器204将不会工作，同时检测电路中由电源203供给的电流将毫无变化，低压输出单元206输出的电流完全由电源203决定，用电设备检测模块3中的示警装置发出蜂鸣，提醒使用人员及相关人员用电设备不在工作状态。若是外部电源被切断的情形，则整个所述的短开路检测保护电路相当于已脱离供电状态，在此不再赘述相关情况。
38.s3：当用电设备出现短路情况时，储能装置101与外部电源供给的电流将会流过保险丝102，大电流流入保险丝102使其发热后者将被熔断，电流将无法通过保险丝直接流向用电设备4，电流将会从外部电源流出，向隔离检测模块2流去，具体而言，电流流入首先会第一电阻201，电流通过第一电阻201的分压限流，再流入光耦，具体而言电流流入光耦发光器204，光耦发光器204工作发光，此时检测电路中的光耦受光器205接收到光耦发光器204的光信号，会将所述光信号转换为电信号，再与电源203供给的电流合并流入低压输出单元206，低压输出单元206的输出电流将变大，后续进行检测、处理、操作的设备可接收到变化信号。流入光耦发光器204的电流经过前第一电阻201分压限流后，电流流入用电设备4，此时用电设备检测模块3因为用电设备已经短路，相当于用电设备没有正常工作，则不会有信号发出，接着电流会由用电设备4的另一端流出，再流入地下，达到保护电源的目的。用电设备检测模块3与隔离检测模块2中的示警装置发出蜂鸣声，提醒使用人员及相关人员用电设备4不在工作非正常且保险丝102已经烧断。由上述的用电设备检测模块3发出的信号以及捕捉低压输出单元206输出的变化电流可以很容易得知保险丝102已经熔断，且用电设备4工作异常。
39.如下实施例所述的是仅检测保险丝102工作状况的情形。
40.s4：用电设备4未连接进电路时，且保险丝102工作正常即未熔断时，电流将从外部电源流出，通过保险丝102，再流向第三电阻5，最后流入地下。隔离检测模块2无来自外部电源的电流流入，因此光耦发光器204将不会工作，同时检测电路中由电源203供给的电流将毫无变化，低压输出单元206输出的电流完全由电源203决定。值得一提的是，此时储能设备101也会相应有少量电流流入，在短时间内会充满其内部容量，以预防突发的短路事件。此时因为隔离检测模块2中并未有故障信号发出，故可根据信号判断出保险丝102未熔断。
41.s5：用电设备4未连接进电路时，且保险丝102被熔断时，储能装置101与外部电源供给的电流将会流过保险丝102，大电流流入保险丝102使其发热后者将被熔断，电流将会从外部电源流出，向隔离检测模块2流去，具体而言，电流流入首先会第一电阻201，电流通过第一电阻201的分压限流，再流入光耦，具体而言电流流入光耦发光器204，光耦发光器
204工作发光，此时检测电路中的光耦受光器205接收到光耦发光器204的光信号，会将所述光信号转换为电信号，再与电源203供给的电流合并流入低压输出单元206，低压输出单元206的输出电流将变大，后续进行检测、处理、操作的设备可接收到变化信号，隔离检测模块2中的示警装置发出蜂鸣声，提醒使用人员及相关人员保险丝102已经熔断。根据以上判定保险丝102熔断，从而进行后续修复等操作。
42.在其他实施例中，此电路可以完全用于光伏电路的熔断保护之中，也就是说外部电源可以为光伏电源，其余的效果与上述的实施例一致。
43.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
44.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。