[发明专利]一种电容欠压和掉电检测电路

说明书

本申请提供一种电容欠压和掉电检测电路，包括：与外接电源连接的电容C1、充电电路、光耦U1、光耦U2、三极管Q2、分压电路、三极管Q1和电阻R2，在电容C1充电阶段，电容C1、光耦U1内的发光二极管和充电电路形成放电回路，光耦U1导通将输出out下拉到地，输出out为低电平；在稳定状态下电容C1处于欠压状态，分压电路分压点的电压小于三极管Q1的开启电压阈值，三极管Q1关断，输出out为高电平；电容C1掉电时，当光耦U2内的发光二极管两端的压差由负值变为正值、且该正值压差大于光耦U2内的发光二极管的导通电压时，光耦U2内的发光二极管导通、光耦U2内的三极管导通，三极管Q2导通，三极管Q2把三极管Q1的基极下拉到地、三极管Q1关断，输出out为高电平。

技术领域

本发明涉及电源技术领域，更具体地，涉及一种电容欠压和掉电检测电路。

背景技术

正常工作期间，电池或滤波电容等电源出现欠压或掉电，属于异常状态，这时需要一个欠压和掉电检测电路及时输出一个动作信号给动作单元，采取断电或切换备用电源的措施。某些产品则需要检测负载端电容电压的掉电，举例来说，一些变色球泡灯的电源，通过检测开关时球泡灯电源输出端电容电压的变化来切换球泡灯的亮度，用户对球泡灯开关一次，球泡灯电源模块的输出电容产生一次升高后掉电过程，球泡灯内部控制芯片采集到掉电信号后进行亮度切换控制，这类方案需要对负载端输出电容的掉电做检测。

目前电容电压检测最简单的方案是采用分压电阻采样，并根据实际需要设定欠压阈值，采集到的电压和欠压阈值进行比较，比较值转换后输出给动作单元，这种方案的缺陷是电容从0V充电到额定值的过程中，必先经一个欠压的过程，分压电阻采样无法识别这种充电初期的正常欠压过程。另外通过电压采样值和阈值的比较，只能间接地判断电容是否掉电，分压电阻阻值需要根据电容额定电压和掉电阈值计算，当额定电压有变化，电阻阻值需要重新计算。电容电压检测还有一种成本更高的方案，使用单片机采集电容电压，在存储，内部逻辑运算后输出到动作单元，具体过程不详述，这类方案成本较高，单片机在往往有多个任务，采取轮询地形式进行采样，检测时间受单片机采样周期，算法和计算频率限制，相关附属元器件多，元器件成本较高，且单片机易受电磁干扰，在强磁场的工作环境下或导致单片机死机。

有鉴于此，本发明提供一种电容欠压和掉电检测电路，能够区分充电初期的欠压和电容电压稳定状态的欠压，只有电容电压稳定状态出现欠压时，该检测电路才会输出动作信号给动作单元，该检测电路还可检测电容掉电过程，并且不使用单片机，成本低、不受电磁干扰。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电容欠压和掉电检测电路，能够区分充电期的欠压和电容电压稳定状态的欠压，只有电容电压稳定时出现欠压，该检测电路才会输出动作信号(高电平)给动作单元，并且该电路可直接检测掉电过程，并且不使用单片机，成本低、不受电磁干扰。

本申请的电容欠压和掉电检测电路，1、能够区分充电期的欠压和电容电压稳定状态的欠压，在C1充电期光耦U1导通将输出out下拉到地，光耦U2不导通，三极管Q1的状态对输出out的状态没有影响，因此，不论被检测电容C1的电压是否小于设定的欠压阈值，输出out始终为低电平。2、电容电压稳定状态的欠压阈值可以进行独立调整，当被检测电容C1处于稳定状态并且电压小于所设定的欠压阈值时，输出out高电平，电路输出工作信号到工作单元。3、本申请的电容掉电变化量的阈值和电路中串接的二极管压降有关，因此相同的电路参数可以兼容不同的电容电压额定值，在不对电路进行改动的情况下，这个电路可以自适应不同的额定电压。4、本申请不使用单片机，对电磁干扰抗性强，开关动作时间受限于三极管动作时间和光耦转换时间的影响，由于三级管的开关时间较快，基本可以忽略，动作时间基本只受限于光耦的转换时间，反应速度块。5、本发明的电容电压欠压阈值和掉电检测点是分开独立设置，因此更加灵活。6、本电路可以监控电容电压变化的趋势，不仅仅是监控电容电压的瞬时值。