外部模拟量检测电路的制作方法

1.本技术涉及电气隔离模拟量检测技术领域，尤其涉及一种外部模拟量检测电路。


背景技术：

2.当控制器进行模拟量的模拟电压检测时，由于安全保护问题，无法直接进行检测，需要通过隔离检测电路进行电气安全隔离，现有的隔离检测电路通过模拟芯片进行模拟量的采集，然后通过电气隔离器件将采集的模拟量进行上报，但是搭载模拟芯片的隔离检测电路结构较为复杂，实用性较底。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种外部模拟量检测电路、方法及设备，以解决现有技术中隔离检测电路进行模拟量检测需搭载模拟芯片，导致隔离检测电路结构复杂，实用性低的问题。
4.一种外部模拟量检测电路，包括：
5.第一电路、第二电路和第三电路；
6.所述第一电路通过模拟量接口接入外部模拟量，并检测所述外部模拟量的第一电压；
7.所述第二电路通过调制接口接入调制信号，并根据所述调制信号生成第二电压；
8.所述第三电路分别连接所述第一电路和所述第二电路，用于对所述第一电压和所述第二电压进行比较，生成并输出比较结果信号。
9.优选地，所述第一电路包括：第一电压输出端口；
10.所述第二电路包括：第二电压输出端口；
11.所述第三电路包括：电压比较器；
12.所述第一电压输出端口连接所述模拟量接口；
13.所述第二电压输出端口连接所述调制接口；
14.所述电压比较器分别连接所述第一电压输出端口和所述第二电压输出端口。
15.优选地，所述第一电路还包括：第一电阻和第二电阻；
16.所述模拟量接口连接第一电源，通过所述第一电阻连接模拟接地端，通过所述第二电阻连接所述第一电压输出端口。
17.优选地，所述第二电路还包括：第三电阻、第四电阻和第一信号隔离器；
18.所述所述调制接口连接所述第一信号隔离器的第一信号输入端口；
19.所述第一信号隔离器的第二信号输入端口连接第二电源；
20.所述第一信号隔离器的第一信号输出端口连接第一电源；
21.所述第一信号隔离器的第二信号输出端口通过所述第三电阻连接所述第二电压输出端口；
22.所述第三电阻通过所述第四电阻连接模拟接地端。
23.优选地，所述第二电路还包括：第一电容；
24.所述第一电容与所述第四电阻并联，并连接所述第二电压输出端口。
25.优选地，所述第三电路还包括：第五电阻、第六电阻和第二信号隔离器；
26.所述电压比较器的正极输入端分别连接所述第一电源和所述第二电压输出端口；
27.所述电压比较器的负极输入端分别连接模拟接地端和所述第一电压输出端口；
28.所述电压比较器的输出端连接所述第二信号隔离器的第一信号输入端口；
29.所述第二信号隔离器的第二信号输入端口连接所述第一电源；
30.所述第二信号隔离器的第一信号输出端口连接所述第二电源，还输出比较结果信号；
31.所述第二信号隔离器的第二信号输出端口接地；
32.所述第五电阻并联在所述电压比较器的正极输入端和输出端；
33.所述第六电阻并联在所述电压比较器的负极输入端和输出端。
34.优选地，所述第一电路还包括：第二电容和第三电容；
35.所述第二电容和所述第三电容均与所述第一电阻并联；
36.所述第三电容与所述第二电阻串联。
37.优选地，所述第二电路还包括：第七电阻、第八电阻、第九电阻和第一开关；
38.所述第七电阻并联在所述第一开关的第一端口和第二端口；
39.所述第一开关的第一端口通过所述第八电阻连接所述调制接口；
40.所述第一开关的第二端口接地；
41.所述第一开关的第三端口通过所述第九电阻连接所述第一信号隔离器的第一信号输入端口。
42.优选地，所述第三电路还包括：第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第二开关；
43.所述第二开关的第一端口连接所述电压比较器的输出端；
44.所述第二开关的第二端口连接模拟接地端；
45.所述第二开关的第三端口连接第十电阻；
46.所述第十电阻通过所述第十三电阻连接所述第一电源，还连接所述第二信号隔离器的第一信号输入端口；
47.所述第二信号隔离器的第一信号输出端口通过所述第十一电阻连接所述第二电源，还通过所述第十二电阻输出比较结果信号。
48.优选地，所述第三电路还包括：第四电容和第五电容；
49.所述第四电容并联在所述第二信号隔离器的信号输出端口；
50.所述第五电容并联在所述第二信号隔离器的信号输入端口。
51.本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：本技术中的外部模拟量检测电路，包括：第一电路、第二电路和第三电路。其中，第一电路为模拟量电压检测电路，通过模拟量接口接入外部模拟量，并检测外部模拟量的第一电压；第二电路为比较电压生成电路，通过调制接口接入调制信号，并根据调制信号生成第二电压作为外部模拟量电压的比较电压；第三电路为比较电路，分别连接第一电路和第二电路来接入第一电压和第二电压，对第一电压和第二电压进行比较，生成并输出比较结果信号。本技术中，可以通过调整调制信号
使得第一电压等于第二电压，根据调整后的调整信号与电压值的对应关系即可确定第一电压的数值，也即外部模拟量的模拟电压数值。本技术中的检测电路无需搭载模拟芯片即可完成外部模拟量的检测，结构简单，实用性高。
52.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
53.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
54.图1是根据一示例性实施例示出的一种外部模拟量检测电路的结构示意图；
55.图2是根据一示例性实施例示出的一种调制信号不同占空比与生成电压的电压值的对应关系示意图；
56.图3是根据一示例性实施例示出的一种第一电路的电路结构示意图图；
57.图4是根据一示例性实施例示出的一种第二电路的电路结构示意图图；
58.图5是根据一示例性实施例示出的一种第三电路的电路结构示意图图。
59.附图标记：第一电路-11；第二电路-12；第三电路-13；第一电压输出端口-v1；第二电压输出端口-v2；外部检测量r；第一电阻-r1；第二电阻-r2；第三电阻-r3；第四电阻-r4；第五电阻-r5；第六电阻-r6；第七电阻-r7；第八电阻-r8；第九电阻-r9；第十电阻-r10；第十一电阻-r11；第十二电阻-r12；第十三电阻-r13；第一电容-c1；第二电容-c2；第三电容-c3；第四电容-c4；第五电容-c5；第一电源-vcc1；第二电源-vcc2；第一开关-q1；第二开关-q2；第一信号隔离器-u1；第二信号隔离器-u2；模拟接地端-agnd。
具体实施方式
60.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
61.实施例一
62.图1是根据一示例性实施例示出的一种外部模拟量检测电路的结构示意图，参见图1，一种外部模拟量检测电路，包括：
63.第一电路11、第二电路12和第三电路13；
64.第一电路11通过模拟量接口接入外部模拟量r，并检测外部模拟量r的第一电压；
65.第二电路12通过调制接口接入调制信号，并根据调制信号生成第二电压；
66.第三电路13分别连接第一电路11和第二电路12，用于对第一电压和第二电压进行比较，生成并输出比较结果信号。
67.需要说明的是，本实施例中的外部模拟量检测电路应用于电气隔离模拟量检测过程中。外部模拟量r可以为传感器、热敏电阻等。
68.可以理解的是，本实施例中的第一电路11为模拟量电压检测电路，通过模拟量接口接入外部模拟量r，并检测外部模拟量r的第一电压；第二电路12为比较电压生成电路，通
过调制接口接入调制信号，并根据调制信号生成第二电压作为外部模拟量r电压的比较电压；第三电路13为比较电路，分别连接第一电路11和第二电路12来接入第一电压和第二电压，对第一电压和第二电压进行比较，生成并输出比较结果信号。
69.需要说明的是，图2为调制信号不同占空比与生成电压的电压值的对应关系，参见图2，调制信号可以为pwm信号，调制信号的pwm占空比越高，第二电路12根据调制信号生成的第二电压越高。本实施例中，第一电路11只能检测到外部模拟量r的第一电压，但不能确定第一电压的数值，所以本实施例中通过调整调制信号使得第一电压等于第二电压，然后根据调整后的调整信号与电压值的对应关系即可确定第一电压的数值，也即外部模拟量r的模拟电压数值。本实施例中的检测电路无需搭载模拟芯片即可完成外部模拟量r的检测，结构简单，实用性高。
70.实施例二
71.本实施例中的第一电路11包括：第一电压输出端口v1；
72.第二电路12包括：第二电压输出端口v2；
73.第三电路13包括：电压比较器；
74.第一电压输出端口v1连接模拟量接口；
75.第二电压输出端口v2连接调制接口；
76.电压比较器分别连接第一电压输出端口v1和第二电压输出端口v2。
77.需要说明的是，本实施例中的电压比较器为可以进行电压简单比较的器件，常用的电压比较器有单限比较器、滞回比较器、窗口比较器、三态电压比较器等。当电压比较器的正极输入端电压高于负极输入端电压时，电压比较器输出为高电平，当电压比较器的正极输入端电压低于负极输入端电压时，电压比较器输出为低电平，该电平信号即为比较结果信号。
78.需要说明的是，参见图3，第一电路11还包括：第一电阻r1和第二电阻r2；
79.模拟量接口连接第一电源vcc1，通过第一电阻r1连接模拟接地端agnd，通过第二电阻r2连接第一电压输出端口v1。
80.可以理解的是，当第一电路11进行工作时，若外部模拟量rr接入，则使得模拟量接口处和第一电阻r1处的分压电压发生变化，得到模拟量接口处的第一电压。第二电阻r2为第一电路11中的限流电阻，用于防止电流过大烧坏电路。
81.需要说明的是，参见图4，第二电路12还包括：第三电阻r3、第四电阻r4、第一电容c1和第一信号隔离器u1；
82.调制接口连接第一信号隔离器u1的第一信号输入端口；
83.第一信号隔离器u1的第二信号输入端口连接第二电源vcc2；
84.第一信号隔离器u1的第一信号输出端口连接第一电源vcc1；
85.第一信号隔离器u1的第二信号输出端口通过第三电阻r3连接第二电压输出端口v2；
86.第三电阻r3通过第四电阻r4连接模拟接地端agnd；
87.第一电容c1与第四电阻r4并联，并连接第二电压输出端口v2。
88.可以理解的是，第一信号隔离器u1可以为光耦隔离信号隔离器。当第二电路12通过调制接口接入调制信号时，由第一信号隔离器u1进行隔离转换，在第一电容c1处进行固
定周期的冲放电，当调制信号为高电平时，第一信号隔离器u1对第一电容c1进行充电，当调制信号为低电平时第一电容c1通过第四电阻r4进行放电。第三电阻r3为第二电路12中的限流电阻，用于防止电流过大烧坏电路。
89.需要说明的是，参见图5，第三电路13还包括：第五电阻r5、第六电阻r6和第二信号隔离器u2；
90.电压比较器的正极输入端分别连接第一电源vcc1和第二电压输出端口v2；
91.电压比较器的负极输入端分别连接模拟接地端agnd和第二电压输出端口v2；
92.电压比较器的输出端连接第二信号隔离器u2的第一信号输入端口；
93.第二信号隔离器u2的第二信号输入端口连接第一电源vcc1；
94.第二信号隔离器u2的第一信号输出端口连接第二电源vcc2，还输出比较结果信号；
95.第二信号隔离器u2的第二信号输出端口接地；
96.第五电阻r5并联在电压比较器的正极输入端和输出端；
97.第六电阻r6并联在电压比较器的负极输入端和输出端。
98.可以理解的是，第二信号隔离器u2可以为光耦隔离信号隔离器。电压比较器的正极输入端连接第二电压输出端口v2，接入第二电压；电压比较器的负极输入端连接第一电压输出端口v1，接入第一电压。当第一电压大于第二电压时，电压比较器输出低电平，当第一电压小于第二电压时，电压比较器输出高电平。当电压比较器对第一电压和第二电压进行对比输出比较结果信号后，由第二信号隔离器u2进行隔离转换，并进行输出。
99.可以理解的是，本实施例中，第五电阻r5作为上拉电阻保护电压比较器，第六电阻r6作为下拉电阻保护电压比较器。
100.需要说明的是，图3中的fb输出端口为比较结果信号的输出端口。
101.实施例三
102.参见图3，本实施例中的第一电路11还包括：第二电容c2和第三电容c3；
103.第二电容c2和第三电容c3均与第一电阻r1并联；
104.第三电容c3与第二电阻r2串联。
105.可以理解的是，本实施例中还通过第二电容c2和第三电容c3对第一电路11中的信号进行滤波处理。
106.需要说明的是，参见图4，第二电路12还包括：第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9和第一开关q1；
107.第七电阻r7并联在第一开关q1的第一端口和第二端口；
108.第一开关q1的第一端口通过第八电阻r8连接调制接口；
109.第一开关q1的第二端口接地；
110.第一开关q1的第三端口通过第九电阻r9连接第一信号隔离器u1的第一信号输入端口。
111.可以理解的是，本实施例中通过设置第一开关q1控制第二电路12的工作，在第一开关q1关闭时，停止调制信号的输入，在第一开关q1开启时，调制信号可以输入。第七电阻r7并联在第一开关q1的第一端口和第二端口，作为第一开关q1的钳位电阻。第八电阻r8和第九电阻r9均作为第二电路12中的限流电阻，用于防止电流过大烧坏电路。
112.需要说明的是，参见图5，第三电路13还包括：第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第二开关q2、第四电容c4和第五电容c5；
113.第二开关q2的第一端口连接电压比较器的输出端；
114.第二开关q2的第二端口连接模拟接地端agnd；
115.第二开关q2的第三端口连接第十电阻r10；
116.第十电阻r10通过第十三电阻r13连接第一电源vcc1，还连接第二信号隔离器u2的第一信号输入端口；
117.第二信号隔离器u2的第一信号输出端口通过第十一电阻r11连接第二电源vcc2，还通过第十二电阻r12输出比较结果信号；
118.第四电容c4并联在第二信号隔离器u2的信号输出端口；
119.第五电容c5并联在第二信号隔离器u2的信号输入端口。
120.可以理解的是，本实施例中通过设置第二开关q2控制第三电路13的工作，在第二开关q2关闭时，第三电路13无法输出比较结果信号，在第二开关q2开启时，第三电路13可以输出比较结果信号。
121.可以理解的是，第十电阻r10作为第三电路13中的限流电阻，第十一电阻r11作为第三电路13接入第二电源vcc2处的上拉限流电阻，第十二电阻r12作为第三电路13中的限流电阻，第十三电阻r13作为第二信号隔离器u2处的放电电阻。
122.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
123.需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
124.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
125.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。