特許 7303359 スイッチ検出回路、方法及びスイッチ検出器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-26

(45)【発行日】2023-07-04

(54)【発明の名称】スイッチ検出回路、方法及びスイッチ検出器

(51)【国際特許分類】

   H01H 9/54 20060101AFI20230627BHJP

   H03K 17/00 20060101ALI20230627BHJP

   H03K 17/689 20060101ALI20230627BHJP

   G01R 31/00 20060101ALI20230627BHJP

【ＦＩ】

H01H9/54 B

H03K17/00 B

H03K17/00 H

H03K17/689

G01R31/00

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022148473

(22)【出願日】2022-09-16

【審査請求日】2022-09-20

(31)【優先権主張番号】202210165686.4

(32)【優先日】2022-02-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】518199702

【氏名又は名称】深▲せん▼市徳蘭明海科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＳＨＥＮＺＨＥＮ ＰＯＷＥＲＯＡＫ ＮＥＷＥＮＥＲ ＣＯ．，ＬＴＤ

【住所又は居所原語表記】１９Ｆ， Ｔｏｗｅｒ １， Ｋａｉｄａｅｒ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ， Ｔｏｎｇｓｈａ Ｒｏａｄ Ｎｏ．１６８， ＸｉＬｉ Ｔｏｗｎ， Ｎａｎｓｈａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｓｈｅｎｚｈｅｎ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ， ５１８０００ Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】秦 ▲ゲン▼

(72)【発明者】

【氏名】雷 健華

(72)【発明者】

【氏名】蒋 ▲チィ▼

(72)【発明者】

【氏名】張 華

(72)【発明者】

【氏名】尹相柱

【審査官】関 信之

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１１－５３０２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－２１２９６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ９／５４

Ｇ０１Ｒ ３１／００

Ｈ０３Ｋ １７／００

Ｈ０３Ｋ １７／６８９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コントローラと、第１の直流隔離モジュールと、第２の直流隔離モジュールと、信号調整モジュールとを備え、
前記コントローラの出力端は前記第１の直流隔離モジュールを介して外部スイッチの第１の端に接続され、前記信号調整モジュールの制御端は前記第２の直流隔離モジュールを介して前記外部スイッチの第２の端に接続され、前記信号調整モジュールの出力端は前記コントローラの入力端に接続され、
前記コントローラの出力端はパルス信号を出力するためのものであり、前記パルス信号が前記第１の直流隔離モジュールと前記外部スイッチを介して前記第２の直流隔離モジュールに伝送され、
前記信号調整モジュールは、前記第２の直流隔離モジュールから出力された電気信号に基づいて、前記コントローラの入力端にフィードバック信号を出力するためのものであり、前記コントローラはさらに、受信した前記フィードバック信号をカウントしてカウント値を得、前記カウント値に基づいて前記外部スイッチの動作状態を検出するためのものであり、
ここで、前記第１の直流隔離モジュールはコンデンサＣ１であり、前記第２の直流隔離モジュールはコンデンサＣ２であり、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ３をさらに備え、前記抵抗Ｒ１の第１の端は前記コントローラの出力端に接続され、前記抵抗Ｒ１の第２の端は前記コンデンサＣ１の第１の端に接続され、前記抵抗Ｒ３の第１の端は前記コンデンサＣ２の第２の端に接続され、前記抵抗Ｒ３の第２の端は接地用であり、
前記コントローラの電圧検出端は前記抵抗Ｒ１の第２の端に接続され、前記コントローラは、前記パルス信号の立ち上がりエッジに前記抵抗Ｒ１の第２の端のサンプリング電圧を検出し、前記サンプリング電圧と前記カウント値とに基づいて前記外部スイッチの故障の有無を判定するためのものである、ことを特徴とするスイッチ検出回路。

【請求項2】

前記信号調整モジュールは、スイッチ管Ｑ１と抵抗Ｒ２を含み、
前記コンデンサＣ１の第１の端は前記コントローラの出力端に接続され、前記コンデンサＣ１の第２の端は前記外部スイッチの第１の端に接続され、前記外部スイッチの第２の端は前記コンデンサＣ２の第１の端に接続され、前記コンデンサＣ２の第２の端は前記信号調整モジュールの制御端に接続され、
前記スイッチ管Ｑ１の制御端は前記コンデンサＣ２の第２の端に接続され、前記スイッチ管Ｑ１の第１の端は前記コントローラの入力端と前記抵抗Ｒ２の第２の端に接続され、前記スイッチ管Ｑ１の第２の端は接地用であり、前記抵抗Ｒ２の第１の端は電源に接続するためのものである、ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチ検出回路。

【請求項3】

請求項１～２のいずれか一つに記載のスイッチ検出回路に適用されるスイッチ検出方法であって、
パルス信号を出力し、前記パルス信号を第１の直流隔離モジュール、外部スイッチ、および第２の直流隔離モジュールを順次通過させて、信号調整モジュールが前記第２の直流隔離モジュールから出力された電気信号に基づいてフィードバック信号を出力するようにすることと、
前記フィードバック信号を受信し、カウントして、カウント値を取得することと、
前記カウント値に基づいて、前記外部スイッチの動作状態を検出することと、
前記パルス信号の立ち上がりエッジにサンプリング電圧を取得することと、
前記サンプリング電圧と前記外部スイッチの動作状態とに基づいて、前記外部スイッチの故障の有無を判定することとを含む、ことを特徴とするスイッチ検出方法。

【請求項4】

前記サンプリング電圧と前記外部スイッチの動作状態とに基づいて、前記外部スイッチの故障の有無を判定するステップは、
前記サンプリング電圧から、前記外部スイッチの抵抗値を計算することと、
計算された抵抗値と前記外部スイッチの動作状態に基づいて、前記外部スイッチの故障の有無を判定することとを含む、ことを特徴とする請求項３に記載のスイッチ検出方法。

【請求項5】

前記外部スイッチの抵抗値Ｒ_外の計算式は、以下のとおりであり、

ここで、Ｕは前記サンプリング電圧、Ｕ_０は前記パルス信号の電圧値、Ｒ_１は抵抗Ｒ１の抵抗値、Ｒ_３は抵抗Ｒ３の抵抗値である、ことを特徴とする請求項４に記載のスイッチ検出方法。

【請求項6】

請求項１～２のいずれか一項に記載のスイッチ検出回路を備える、ことを特徴とするスイッチ検出器。

【請求項7】

コントロールを含み、前記コントローラは請求項３に記載のスイッチ検出方法を実行するためのものである、ことを特徴とするスイッチ検出器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、新エネルギー電池蓄電システムの分野に関し、特に、スイッチ検出回路、方法及びスイッチ検出器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

新エネルギー電池蓄電システムにおいて、電池管理システム（ＢＭＳ）は一般的に、例えば高圧コネクタが確実に挿入されているかどうか、アクセススイッチが閉じられているかどうかなどを検出するためのスイッチオン・オフの検出機能を備える。

【0003】

従来の検出方法では、スイッチの状態を検出するために、絶縁電源、絶縁光カプラまたはディジタルアイソレータのセットが必要であるが、絶縁電源、絶縁光カプラまたはディジタルアイソレータの設置に要するコストが高いため、従来技術の更なる改善が待たれている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明に係る実施形態は、主に、従来技術におけるスイッチ検出回路のコストが高いという技術的課題を解決するものである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明に係る実施形態が上述した技術的課題を解決するために採用する一つの技術手段はスイッチ検出回路を提供するものであり、前記スイッチ検出回路は、コントローラと、第１の直流隔離モジュールと、第２の直流隔離モジュールと、信号調整モジュールとを備え、
前記コントローラの出力端は前記第１の直流隔離モジュールを介して外部スイッチの第１の端に接続され、前記信号調整モジュールの制御端は前記第２の直流隔離モジュールを介して前記外部スイッチの第２の端に接続され、前記信号調整モジュールの出力端は前記コントローラの入力端に接続され、
前記コントローラの出力端はパルス信号を出力するためのものであり、前記パルス信号が前記第１の直流隔離モジュールと前記外部スイッチを介して前記第２の直流隔離モジュールに伝送され、
前記信号調整モジュールは、前記第２の直流隔離モジュールから出力された電気信号に基づいて、前記コントローラの入力端にフィードバック信号を出力するためのものであり、前記コントローラはさらに、受信した前記フィードバック信号をカウントしてカウント値を得、前記カウント値に基づいて前記外部スイッチの動作状態を検出するためのものである。

【0006】

任意的に、前記第１の直流隔離モジュールはコンデンサＣ１であり、前記第２の直流隔離モジュールはコンデンサＣ２であり、
前記コンデンサＣ１の第１の端は前記コントローラの出力端に接続され、前記コンデンサＣ１の第２の端は前記外部スイッチの第１の端に接続され、前記外部スイッチの第２の端は前記コンデンサＣ２の第１の端に接続され、前記コンデンサＣ２の第２の端は前記信号調整モジュールの制御端に接続される。

【0007】

任意的に、前記スイッチ検出回路は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ３をさらに備え、
前記抵抗Ｒ１の第１の端は前記コントローラの出力端に接続され、前記抵抗Ｒ１の第２の端は前記コンデンサＣ１の第１の端に接続され、前記抵抗Ｒ３の第１の端は前記コンデンサＣ２の第２の端に接続され、前記抵抗Ｒ３の第２の端は接地用である。

【0008】

任意的に、前記コントローラの電圧検出端は前記抵抗Ｒ１の第２の端に接続され、
前記コントローラは、前記パルス信号の立ち上がりエッジに前記抵抗Ｒ１の第２の端のサンプリング電圧を検出し、前記サンプリング電圧と前記カウント値とに基づいて前記外部スイッチの故障の有無を判定するためのものである。

【0009】

任意的に、前記信号調整モジュールは、スイッチ管Ｑ１と抵抗Ｒ２を含み、
前記スイッチ管Ｑ１の制御端は前記コンデンサＣ２の第２の端に接続され、前記スイッチ管Ｑ１の第１の端は前記コントローラの入力端と前記抵抗Ｒ２の第２の端に接続され、前記スイッチ管Ｑ１の第２の端は接地用であり、前記抵抗Ｒ２の第１の端は電源に接続するためのものである。

【0010】

本発明に係る実施形態が上述した技術的課題を解決するために採用する一つの技術手段は、上記のスイッチ検出回路に適用されるスイッチ検出方法を提供するものであり、前記方法は、
パルス信号を出力し、前記パルス信号に前記第１の直流隔離モジュール、外部スイッチ、および前記第２の直流隔離モジュールを順次通過させて、前記信号調整モジュールが前記第２の直流隔離モジュールから出力された電気信号に基づいてフィードバック信号を出力するようにすること、
前記フィードバック信号を受信しカウントして、カウント値を取得すること、
前記カウント値に基づいて、前記外部スイッチの動作状態を検出することを含む。

【0011】

任意的に、前記スイッチ検出方法は、
前記パルス信号の立ち上がりエッジにサンプリング電圧を取得すること、
前記サンプリング電圧と前記外部スイッチの動作状態とに基づいて、前記外部スイッチの故障の有無を判定することをさらに含む。

【0012】

任意的に、前記サンプリング電圧と前記外部スイッチの動作状態とに基づいて、前記外部スイッチの故障の有無を判定するステップは、
前記サンプリング電圧から、前記外部スイッチの抵抗値を計算すること、
計算された抵抗値と前記外部スイッチの動作状態に基づいて、前記外部スイッチの故障の有無を判定することを含む。

【0013】

任意的に、前記外部スイッチの抵抗値Ｒ_外の計算式は、以下のとおりである。

式の中で、Ｕは前記サンプリング電圧、Ｕ_０は前記パルス信号の電圧値、Ｒ_１は抵抗Ｒ１の抵抗値、Ｒ_３は抵抗Ｒ３の抵抗値である。

【0014】

本発明に係る実施形態が上述した技術的課題を解決するために採用する一つの技術手段は、上記のようなスイッチ検出回路を備える、及び／又は、上記のようなスイッチ検出方法によって外部スイッチを検出するスイッチ検出器を提供するものである。

【発明の効果】

【0015】

相関技術とは異なり、本発明に係る実施例は、スイッチ検出回路、方法及びスイッチ検出器を提供しており、前記スイッチ検出回路は、コントローラと、第１の直流隔離モジュールと、第２の直流隔離モジュールと、信号調整モジュールとを備え、前記コントローラの出力端は前記第１の直流隔離モジュールを介して外部スイッチの第１の端に接続され、前記信号調整モジュールの制御端は前記第２の直流隔離モジュールを介して前記外部スイッチの第２の端に接続され、前記信号調整モジュールの出力端は前記コントローラの入力端に接続され、前記コントローラの出力端はパルス信号を出力するためのものであり、前記パルス信号が前記第１の直流隔離モジュールと前記外部スイッチを介して前記第２の直流隔離モジュールに伝送され、このとき、前記第２の直流隔離モジュールから電流が流出すると、前記信号調整モジュールの制御端はこの電流を受けてからオンされ、前記コントローラの入力端にフィードバック信号を出力し、前記コントローラは前記フィードバック信号に基づいてカウントし、最後にカウント値に基づいて前記外部スイッチの動作状態を検出することにより、光結合型直流隔離モジュールを使用することなく外部スイッチのオン・オフを検出し、回路検出コストを低減した。

【図面の簡単な説明】

【0016】

１つ又は複数の実施例について、その対応する添付図面に基づいて例示的に説明するが、これらの例示的な説明によって実施例を限定することはなく、添付図面において、同じ参照数字番号を有する要素は、類似な要素であることを表し、特に明記しない限り、添付図面における図によってスケールが制限されない。

【図1】本発明に係る実施例によるスイッチ検出回路の構成ブロック図である。

【図2】本発明に係る実施例によるスイッチ検出回路におけるパルスカウントの模式図である。

【図3】本発明に係る実施例によるスイッチ検出回路の回路図である。

【図4】本発明に係る実施例による別のスイッチ検出回路の回路図である。

【図5】本発明に係る実施例による別のスイッチ検出回路の回路図である。

【図6】本発明に係る実施例によるさらに別のスイッチ検出回路の回路図である。

【図7】本発明に係る実施例によるスイッチ検出方法のフローチャートである。

【図8】本発明に係る実施例によるスイッチ検出方法における外部スイッチ故障検出のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の目的、技術手段及び利点をより一層明らかにするように、添付図面及び実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。ここで記載された具体的な実施例は、本発明を釈明するためのものだけであり、本発明がこれに制限されないことを理解すべきである。

【0018】

なお、衝突しなければ、本発明に係る実施例における各特徴は互いに組み合わせてもよく、いずれも本発明の保護範囲内である。また、装置の模式図において機能モジュールを区画し、フローチャートにおいて論理的な手順を示しているが、場合によって、示されたまたは説明されたステップは、装置の模式図とは異なる機能モジュールの区画で、またはフローチャートとは異なる手順で実行されてもよい。

【0019】

特に定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明の技術分野に属する当業者によって通常理解される意味と同じである。本発明の明細書で使用される用語は、具体的な実施形態を説明する目的だけであり、本発明を制限するためのものではない。本明細書で使用される「および／または」の用語は、１つまたは複数の挙げられた関連項目の任意およびすべての組み合わせを含む。

【0020】

図１を参照すると、図１は、本発明に係る実施例によるスイッチ検出回路の構成ブロック図であり、図１に示すように、前記スイッチ検出回路は、コントローラ１１、外部スイッチ１２、第１の直流隔離モジュール１４、第２の直流隔離モジュール１５および信号調整モジュール１３を備え、この中に、前記コントローラ１１は入力端、出力端および電圧検出端を有する。

【0021】

具体的には、前記コントローラ１１の出力端は前記第１の直流隔離モジュール１４を介して前記外部スイッチ１２の第１の端に接続され、前記信号調整モジュール１３の制御端は前記第２の直流隔離モジュール１５を介して前記外部スイッチ１２の第２の端に接続され、前記信号調整モジュール１３の出力端は前記コントローラ１１の入力端に接続されている。

【0022】

前記コントローラ１１の出力端はパルス信号を出力するためのものであり、前記パルス信号が前記第１の直流隔離モジュール１４と前記外部スイッチ１２を介して前記第２の直流隔離モジュール１５に伝送される。具体的には、前記パルス信号とは、一定の電圧振幅と時間間隔で連続的に送信する電気信号である。前記パルス信号には、間隔で高低レベルを出力する矩形波信号が含まれているが、これに限定されるものではなく、ただし、前記矩形波には高低レベルのジャンプ、すなわち立ち上がりと立ち下がりエッジが存在する。

【0023】

前記第１の直流隔離モジュール１４および第２の直流隔離モジュール１５は、いずれも交流を導通するとともに直流を遮断する特性を有しており、すなわち、前記第１の直流隔離モジュール１４および第２の直流隔離モジュール１５は、いずれも交流が導通されるとともに直流が遮断されるように用いられる。具体的には、前記第１の直流隔離モジュール１４及び前記第２の直流隔離モジュール１５は、前記外部スイッチ１２に接続された直流を絶縁して、前記外部スイッチ１２に接続された電源による検出結果の干渉や検出回路内の部品の破損を防止するために用いられる。前記第１の直流隔離モジュール１４で伝送される電流が前記パルス信号の高低に応じて変化し、前記パルス信号の立ち上がりエッジに、前記第１の直流隔離モジュール１４は、交流を導通するとともに直流を遮断し、高周波数を導通するとともに低周波数を遮断する特性を備えることからリード線に相当しており、前記パルス信号は前記第１の直流隔離モジュール１４を介して前記外部スイッチ１２に流入する。前記外部スイッチ１２がオンの場合、前記パルス信号は前記第１の直流隔離モジュール１４を通して前記第２の直流隔離モジュール１５に流入し、このとき、前記第２の直流隔離モジュール１５におけるレベルがジャンプし、前記第２の直流隔離モジュール１５がリード線に相当することにより、前記パルス信号が第１の直流隔離モジュール１４から流出して、前記第２の直流隔離モジュール１５を介して前記信号調整モジュール１３の制御端に伝送されるようになる。前記パルス信号として前記第１の直流隔離モジュール１４に前記高レベルの信号を出力し続けている間、前記第１の直流隔離モジュール１４は充電を開始し、この時、前記外部スイッチ１２がオン状態にあると、前記第１の直流隔離モジュール１４と前記第２の直流隔離モジュール１５は蓄電デバイスに相当し、それらから電流が流出しない。前記パルス信号の立ち下がりエッジまたは低レベルの信号の場合、前記第１の直流隔離モジュール１４は開状態にあり、それから電流が流出せず、さらに、外部スイッチ１２の動作状態に関わらず、電流が第２の直流隔離モジュール１５を介して前記信号調整モジュール１３に伝送されることはない。なお、本実施例において、前記第２の直流隔離モジュール１５から出力される電気信号とは、コントローラがパルス信号を出力したときに、第２の直流隔離モジュール１５から実際に出力された電流信号である。

【0024】

ここで、図３に示すように、前記第１の直流隔離モジュール１４はコンデンサＣ１であり、第２の直流隔離モジュール１５はコンデンサＣ２であり、前記コンデンサＣ１の第１の端は前記コントローラ１１の出力端に接続され、前記コンデンサＣ１の第２の端は前記外部スイッチ１２の第１の端に接続され、前記外部スイッチ１２の第２の端は前記コンデンサＣ２の第１の端に接続され、前記コンデンサＣ２の第２の端は前記信号調整モジュール１３の制御端に接続されている。

【0025】

具体的には、前記コンデンサＣ１とコンデンサＣ２は隔離コンデンサであり、交流を導通するとともに直流を遮断し、高周波数を導通するとともに低周波数を遮断する機能を備えており、高周波信号では前記コンデンサＣ１、Ｃ２が低インピーダンスの特性を示し、すなわち、前記コントローラ１１の出力端から出力されたパルス信号の立ち上がりエッジに、前記コンデンサＣ１が低インピーダンスの特性を示し、前記パルス信号は直接前記コンデンサＣ１を通して流出することができ、前記外部スイッチ１２がオンの場合、前記パルス信号が前記外部スイッチ１２を通して前記コンデンサＣ２に流入し、それに伴って前記コンデンサＣ２から電流が流出するようになり、前記外部スイッチ１２がオフ状態にあると、前記コンデンサＣ２から電流が流出しない。前記コントローラ１１の出力端から高レベルの信号が出力され続けている間、前記パルス信号が前記コンデンサＣ１に流入して前記コンデンサＣ１に充電し始め、前記コンデンサＣ１から電流が流出せず、この場合、前記外部スイッチ１２がオンされているか否かにかかわらず、前記コンデンサＣ２に電流が流れることはない。前記コントローラ１１の出力端から立ち下がりエッジまたは低レベルの信号が出力され続けている場合、前記コンデンサは高インピーダンス特性を示し、前記パルス信号は前記コンデンサＣ１によって隔離されているため、前記コンデンサＣ１から電流が流出せず、この場合、前記外部スイッチ１２がオンされているか否かにかかわらず、前記コンデンサＣ２に電流が流れることはない。なお、蓄電電源において、外部スイッチが電池による直流電源に接続されたのは一般的であり、本発明によるスイッチオン・オフ検出回路によれば、コンデンサＣ１、Ｃ２を設けることにより、外部スイッチに接続された直流電源を効果的に隔離して、その直流電源による検出結果の干渉を回避するとともに、検出回路をよりよく保護することができる。

【0026】

前記信号調整モジュール１３は、前記第２の直流隔離モジュール１５から出力された電気信号に基づいて、前記コントローラ１１の入力端にフィードバック信号を出力するためのものであり、前記コントローラ１１はさらに、受信した前記フィードバック信号をカウントしてカウント値を得、前記カウント値に基づいて前記外部スイッチ１２の動作状態を検出するためのものである。

【0027】

具体的には、前記第２の直流隔離モジュール１５から電流が流出したとき、前記電流が直接前記信号調整モジュール１３の制御端に流入し、前記信号調整モジュール１３がオンされるように制御し、このとき、前記コントローラ１１の入力端がグランドに接続され、すなわち、前記コントローラ１１の入力端に低レベルの信号を受信している。前記第２の直流隔離モジュール１５から電流が流出しないとき、前記信号調整モジュール１３がオフ状態にあり、前記コントローラ１１の入力端が前記信号調整モジュール１３を介して電源に接続され、すなわち、前記コントローラ１１の入力端に高レベルの信号を受信している。図２を参照すると、図２は、本発明に係る実施例によるスイッチ検出回路におけるパルスカウントの模式図である。前記パルスカウントの縦軸は前記パルス信号の電圧値、横軸は時間である。前記カウントとは、一定期間内で、前記コントローラ１１の入力端に低レベルの信号を受信した回数を合計することである。具体的には、選択される期間はパルス信号を出力しているいずれかの期間であり、具体的な時間長さについて、ユーザが必要に応じて設定しても良い。

【0028】

ここで、前記信号調整モジュール１３は、図３に示すように、スイッチ管Ｑ１と抵抗Ｒ２を含む。前記スイッチ管Ｑ１の制御端は前記コンデンサＣ２の第２の端に接続され、前記スイッチ管Ｑ１の第１の端は前記コントローラ１１の入力端と前記抵抗Ｒ２の第２の端に接続され、前記スイッチ管Ｑ１の第２の端は接地用であり、前記抵抗Ｒ２の第１の端は電源に接続するためのものである。

【0029】

具体的には、前記コンデンサＣ２から電流が流出したとき、前記電流が前記スイッチ管Ｑ１の制御端に流入して、これに伴って前記スイッチ管Ｑ１がオンされ、前記コントローラ１１の入力端が前記スイッチ管Ｑ１を介して接地されており、低レベルの信号を受信している。前記コンデンサＣ２から電流が流出しないとき、前記スイッチ管Ｑ１はオフ状態にあり、前記コントローラ１１の入力端が抵抗Ｒ２を介して電源に接続されており、高レベルの信号を受信している。

【0030】

いくつかの実施例において、前記コントローラ１１は、前記カウント値がプリセットカウント閾値より大きいか否かを判断し、前記カウント値が前記プリセットカウント閾値より大きい場合に前記外部スイッチ１２がオン状態にあると判断し、前記カウント値が前記プリセットカウント閾値より小さい場合に前記外部スイッチ１２がオフ状態にあると判断する。このように、スイッチ状態の検出が可能になり、また、プリセットカウント閾値を参照することで誤判定を減らすことができる。さらに、前記コントローラ１１は、その入力端に受信された低レベルの信号の数に基づいてカウントを行い、そのカウント値を記録し、かつ前記カウント値とプリセットカウント閾値との大きさを比較するためのものである。なお、プリセットカウント閾値は、出力されるパルス信号のパルス数に関連しており、前記プリセットカウント閾値は、前記パルス信号のパルス数と相等またはそれよりやや小さいである。通常、前記外部スイッチ１２が正常オンされているとき、前記コントローラ１１の出力端から一定期間内に出力されたパルス信号のパルス数と、前記コントローラ１１の入力端に受信された低レベルの数とは相等であり、ここで、パルス数はパルス信号の立ち上がりエッジの数と理解でき、受信された低レベルの数はカウント値と理解できる。プリセットカウント閾値を判定の根拠とすることで、スイッチオン・オフ検出の正確性を高め、誤判定を減らすことができる。

【0031】

いくつかの実施例において、前記スイッチ検出回路は、前記外部スイッチ１２の抵抗値を検出することで、前記外部スイッチ１２の故障の有無を判断してもよい。具体的には、図３を参照すると、図３は、本発明に係る実施例によるスイッチ検出回路の回路図であり、図３に示すように、前記スイッチ検出回路は抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ３をさらに備える。前記抵抗Ｒ１の第１の端は前記コントローラ１１の出力端に接続され、前記抵抗Ｒ１の第２の端はそれぞれ前記コンデンサＣ１の第１の端と前記コントローラ１１の電圧検出端に接続され、前記抵抗Ｒ３の第１の端は前記コンデンサＣ２の第２の端に接続され、前記抵抗Ｒ３の第２の端は接地用である。

【0032】

具体的には、前記コントローラ１１の出力端から出力されたパルス信号の立ち上がりエッジに、前記コントローラ１１の電圧検出端によって前記抵抗Ｒ１の第２の端のサンプリング電圧、すなわち前記抵抗Ｒ３と前記外部スイッチ１２との電圧の和を検出し、そして前記サンプリング電圧と前記カウント値によって前記外部スイッチ１２の故障の有無を判定する。ここで、前記コントローラ１１の出力端から出力されたパルス信号の立ち上がりエッジに、前記外部スイッチ１２と前記抵抗Ｒ３との電圧の和を採集し、そして、前記電圧の和から前記外部スイッチ１２の抵抗値を計算し、前記抵抗値の大きさに基づいて、前記外部スイッチ１２の故障の有無を判定する。

【0033】

本発明に係る実施例は、コントローラと、第１の直流隔離モジュールと、第２の直流隔離モジュールと、信号調整モジュールとを備えるスイッチ検出回路を提供しており、前記コントローラの出力端は前記第１の直流隔離モジュールを介して外部スイッチの第１の端に接続され、前記信号調整モジュールの制御端は前記第２の直流隔離モジュールを介して前記外部スイッチの第２の端に接続され、前記信号調整モジュールの出力端は前記コントローラの入力端に接続され、前記コントローラの出力端はパルス信号を出力するためのものであり、前記パルス信号が前記第１の直流隔離モジュールと前記外部スイッチを介して前記第２の直流隔離モジュールに伝送され、このとき、前記第２の直流隔離モジュールから電流が流出すると、前記信号調整モジュールの制御端はこの電流を受けてからオンされ、前記コントローラの入力端にフィードバック信号を出力し、前記コントローラは前記フィードバック信号に基づいてカウントし、最後にカウント値に基づいて前記外部スイッチの動作状態を検出することにより、光結合型直流隔離モジュールを使用することなく外部スイッチのオン・オフを検出し、回路検出コストを低減した。

【0034】

いくつかの実施例において、図４を参照すると、図４は、本発明に係る実施例による別のスイッチ検出回路の回路図であり、図４に示すように、前記外部スイッチの第１の端が直流電源と接続する場合、前記スイッチ検出回路は、前記スイッチ管Ｑ１の制御端にカソードが接続され、アノードが接地用であるツェナーダイオードＤ１をさらに備える。具体的には、前記外部スイッチ１２の第１の端が直流電源に接続された場合、前記コンデンサＣ２は、交流を導通するとともに直流を遮断し、高周波数を導通するとともに低周波数を遮断する特性を備えることから、前記外部スイッチ１２が閉じた瞬間には、前記コンデンサＣ２がリード線に相当し、このとき、前記外部スイッチ１２の故障の有無にかかわらず、前記直流電源からの電流が前記スイッチ管Ｑ１の制御端に流入し、前記スイッチ管Ｑ１がオンされるように制御し、これにより、フィードバック信号が前記コントローラ１１の入力端で受信され、前記コントローラ１１が誤判定してしまうため、前記スイッチＱ１の制御端に一つのツェナーダイオードＤ１を接続することで、前記外部スイッチ１２が閉じた瞬間に前記直流電源からの電流が直接前記ツェナーダイオードＤ１を通して流出することを保証して、誤判定を回避する。

【0035】

別の実施例において、図５を参照すると、図５は、本発明に係る実施例による別のスイッチ検出回路の回路図であり、図５に示すように、前記外部スイッチの第２の端が直流電源と接続する場合、前記スイッチ検出回路は、前記抵抗Ｒ１の第２の端にカソードが接続され、アノードが接地用であるツェナーダイオードＤ２をさらに備える。具体的には、前記外部スイッチ１２の第２の端が直流電源に接続された場合、前記コンデンサＣ１は、交流を導通するとともに直流を遮断し、高周波数を導通するとともに低周波数を遮断する特性を備えることから、前記外部スイッチ１２が閉じた瞬間には、前記コンデンサＣ１がリード線に相当し、このとき、前記直流電源からの電流が直接前記コントローラの出力端に流入してしまうため、前記抵抗Ｒ１の第２の端に一つのツェナーダイオードＤ２を接続することで、前記外部スイッチ１２が閉じた瞬間に前記直流電源からの電流に前記ツェナーダイオードＤ２を通して流出させることができる。

【0036】

さらに別の実施例において、図６を参照すると、図６は、本発明に係る実施例によるさらに別のスイッチ検出回路の回路図であり、図６に示すように、前記スイッチ検出回路は、ツェナーダイオードＤ１、Ｄ２をさらに備える。ここで、前記ツェナーダイオードＤ１のカソードが前記スイッチ管Ｑ１の制御端に接続され、前記ツェナーダイオードＤ１のアノードが接地用であり、前記ツェナーダイオードＤ２のカソードが前記抵抗Ｒ１の第２の端に接続され、前記ツェナーダイオードＤ２のアノードが接地用である。具体的には、前記外部スイッチ１２が直流電源と接続する場合、前記外部スイッチ１２が閉じた瞬間には、前記コンデンサＣ１および前記コンデンサＣ２がリード線に相当し、このとき、前記抵抗Ｒ１の第２の端にツェナーダイオードＤ２、かつ前記スイッチＱ１の制御端にツェナーダイオードＤ１をそれぞれ接続することで、前記直流電源からの電流に直接ツェナーダイオードを通して流出させることができ、誤判定が回避される。

【0037】

図７を参照すると、図７は、本発明に係る実施例によるスイッチ検出方法のフローチャートであり、前記スイッチ検出方法は上記のスイッチ検出回路に適用されており、図７に示すように、前記スイッチ検出方法は以下のステップを含む。

【0038】

Ｓ０１、パルス信号を出力し、前記パルス信号に前記第１の直流隔離モジュール、前記外部スイッチ、および前記第２の直流隔離モジュールを順次通過させて、前記信号調整モジュールが前記第２の直流隔離モジュールから出力された電気信号に基づいてフィードバック信号を出力するようにする。

【0039】

具体的には、前記コントローラの出力端から、一定の電圧振幅と時間間隔で連続的に送信する電気信号である前記パルス信号が周期的に出力される。前記パルス信号には、間隔で高低レベルを出力する矩形波信号が含まれているが、これに限定されるものではなく、ただし、前記矩形波には高低レベルのジャンプが存在するため、前記矩形波信号がジャンプしているときに、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジが現れる。ここで、前記第１の直流隔離モジュールと前記第２の直流隔離モジュールにおける電流が前記パルス信号の高低に応じて変化し、前記パルス信号の立ち上がりエッジに、前記第１の直流隔離モジュールは短絡状態にあり、リード線に相当し、このとき、前記外部スイッチがオン状態にあると、前記パルス信号は前記第１の直流隔離モジュール、前記外部スイッチおよび前記第２の直流隔離モジュールを通して前記信号調整モジュールの制御端に流入した。前記パルス信号が高レベルである場合、前記第１の直流隔離モジュールは充電を開始し、この時、前記外部スイッチがオン状態にあると、前記第１の直流隔離モジュールと前記第２の直流隔離モジュールは蓄電デバイスに相当し、それらから電流が流出しない。前記パルス信号の立ち下がりエッジまたは低レベルの信号の場合、前記第１の直流隔離モジュールと前記第２の直流隔離モジュールは開状態にあり、それから電流が流出しない。

【0040】

具体的には、前記第２の直流隔離モジュールから電流が流出したとき、前記電流が直接前記信号調整モジュールの制御端に流入し、前記信号調整モジュールがオンされるように制御し、このとき、前記コントローラの入力端が前記信号調整モジュールを介してグランドに接続され、すなわち、前記コントローラの入力端に低レベルの信号を受信している。前記第２の直流隔離モジュールから電流が流出しないとき、前記信号調整モジュールがオフ状態にあり、前記コントローラの入力端が前記信号調整モジュールを介して電源に接続され、すなわち、前記コントローラの入力端に高レベルの信号を受信している。

【0041】

Ｓ０２、前記フィードバック信号を受信しカウントして、カウント値を取得する。

【0042】

具体的には、前記フィードバック信号は、受信されたレベル信号が低レベルから高レベルにジャンプすることを意味し、すなわち、前記コントローラの入力端に低レベルの信号に続いて高レベルの信号を受信した場合、前記コントローラがカウントを行い、図２を参照すると、図２は、本発明に係る実施例によるスイッチ検出回路におけるパルスカウントの模式図である。前記カウントとは、一定期間内で、前記コントローラの入力端に低レベルの信号を受信した回数を合計することである。具体的には、選択される期間はパルス信号を出力しているいずれかの期間であり、具体的な時間長さについて、ユーザが必要に応じて設定しても良い。

【0043】

Ｓ０３、前記カウント値に基づいて、前記外部スイッチの動作状態を検出する。

【0044】

具体的には、前記コントローラは、前記レベル信号のジャンプに基づいてカウントを行い、そのカウント値を記録し、かつ前記カウント値とプリセット閾値との大きさを比較する。ここで、前記カウント値が前記プリセットカウント閾値より大きい場合に、前記外部スイッチがオン状態にあると判断され、前記カウント値が前記プリセットカウント閾値より小さい場合に、前記外部スイッチがオフ状態にあると判断される。このように、スイッチ状態の検出が可能になり、また、プリセットカウント閾値を参照することで誤判定を減らすことができる。

【0045】

いくつかの実施例において、前記スイッチ検出方法は、前記外部スイッチの故障の有無を判定することをさらに含み、図８を参照すると、図８は、本発明に係る実施例によるスイッチ検出方法における外部スイッチ故障検出のフローチャートであり、図８に示すように、前記スイッチ検出方法は、以下を含む。

【0046】

Ｓ１１、前記パルス信号の立ち上がりエッジに、サンプリング電圧を取得する。

【0047】

具体的には、前記サンプリング電圧とは、前記コントローラの出力端から出力されたパルス信号の立ち上がりエッジに前記コントローラの電圧検出端で採集された電圧、すなわち前記外部スイッチの電圧と前記抵抗Ｒ３の電圧との和を意味する。

【0048】

いくつかの実施例において、サンプリング電圧は、抵抗Ｒ１の両端の電圧値を取得し、次に前記パルス信号の電圧値を取得し、前記パルス信号の電圧値から前記抵抗Ｒ１の電圧値を減算して、得られた差を前記サンプリング電圧の電圧値とするように取得されても良い。

【0049】

Ｓ１２、前記サンプリング電圧と前記外部スイッチの動作状態とに基づいて、前記外部スイッチの故障の有無を判定する。

【0050】

具体的には、前記サンプリング電圧から、前記外部スイッチの抵抗値を計算し、ここで、前記外部スイッチの抵抗値Ｒ_外の計算式は、以下のとおりである。

式の中で、Ｕは前記サンプリング電圧、Ｕ_０は前記パルス信号の電圧値、Ｒ_１は抵抗Ｒ１の抵抗値、Ｒ_３は抵抗Ｒ３の抵抗値である。

【0051】

前記外部スイッチの抵抗値を算出した後、前記外部スイッチの抵抗値と前記外部スイッチの動作状態に基づいて、前記外部スイッチの故障の有無を判定する。

【0052】

具体的には、前記コントローラのカウント値に基づいて、前記外部スイッチがオン状態またはオフ状態のいずれにあるかを判断する。

【0053】

前記外部スイッチがオン状態であるとき、前記外部スイッチの抵抗値を計算し、前記外部スイッチの抵抗値の大きさを判断し、前記外部スイッチの抵抗値が第１のプリセット抵抗値より小さい場合、前記外部スイッチは正常オン状態にあり、前記外部スイッチの抵抗値が前記第１のプリセット抵抗値より大きく第２のプリセット抵抗値より小さい場合、前記外部スイッチは故障オン状態にある。前記外部スイッチがオフ状態にあるとき、前記外部スイッチの抵抗値を計算し、前記外部スイッチの抵抗値の大きさを判断し、前記外部スイッチの抵抗値が前記第２のプリセット抵抗値より大きい場合、前記外部スイッチは正常オフまたは故障オフ状態や第２の端の短絡オフ状態にある。この間に、前記サンプリング電圧が前記パルス信号の電圧値まで徐々に上昇すると、前記外部スイッチは、第１の端の短絡オフ状態、及び／又は第１の端及び／又は第２の端の短絡オン状態となる。オプションとして、前記第１のプリセット抵抗値はゼロ、前記第２のプリセット抵抗値は無限大としても良い。

【0054】

本発明に係る実施例はスイッチ検出方法を提供しており、前記スイッチ検出方法は、パルス信号を出力し、前記パルス信号に前記第１の直流隔離モジュール、前記外部スイッチ、および前記第２の直流隔離モジュールを順次通過させて、前記信号調整モジュールが前記第２の直流隔離モジュールから出力された電気信号に基づいてフィードバック信号を出力するようにし、次に前記信号調整モジュールによってフィードバックされた信号に基づいてカウントを行って、カウント値を取得し、最後に前記カウント値に基づいて前記外部スイッチの動作状態を検出することにより、光結合型直流隔離モジュールを使用することなく、カウント値によって外部スイッチのオン・オフ状況を判断し、回路検出コストを低減した。

【0055】

なお、上記の各実施例において、上記の各ステップの間には必ずしも一定の前後順が存在するとは限らず、当業者であれば、本願に係る実施例の説明から、異なる実施例において、上記の各ステップは異なる実行順を有してもよく、すなわち、並列に実行されてもよく、交換して実行されてもよいことを理解できる。

【0056】

本発明に係る実施例はさらに、上記のスイッチ検出回路及び／又はスイッチ検出方法を備えるスイッチ検出器を提供しており、前記スイッチ検出器では、コントローラの出力端からパルス信号を出力し、コントローラの入力端からフィードバック信号を受信してカウントを行い、次にカウント値によってスイッチのオン・オフを判断することにより、光結合型直流隔離モジュールを用いた検出が回避され、回路コストが低減され、また、コントローラの電圧検出端でスイッチの抵抗値を検出することにより、前記スイッチ検出器がスイッチのオン・オフを検出しつつスイッチの故障の有無を判断することを実現した。

【0057】

最後に、以上の実施例は、本発明の技術手段を説明するためのものであり、その制限を示すものではないことに留意されたい。本発明の構想の下では、以上の実施例または異なる実施例における技術特徴はお互いに組み合わせることもでき、ステップは任意の手順で実現でき、また、上記のような本発明の異なる側面での多くの他の変更があるが、説明の簡略化のために細部に提供されない。上記の実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、当業者であれば、依然として上記の各実施例に記載された技術手段に対して修飾し、又は、その中の一部の技術特徴を同等に置き換えることができ、これらの修飾又は置き換えでは、その対応する技術手段を実質的に本発明に係る各実施例の技術手段の範囲から逸脱させることはないことを理解すべきである。

【要約】      （修正有）

【解決手段】コントローラの出力端は第１の直流隔離モジュールを介して外部スイッチの第１の端に接続され、信号調整モジュールの制御端は第２の直流隔離モジュールを介して外部スイッチの第２の端に接続され、信号調整モジュールの出力端はコントローラの入力端に接続される。コントローラの出力端から出力されたパルス信号が第１の直流隔離モジュールと外部スイッチを介して第２の直流隔離モジュールに伝送され、このとき、第２の直流隔離モジュールから電流が流出すると、信号調整モジュールの制御端は電流を受けてからコントローラの入力端にフィードバック信号を出力し、コントローラはフィードバック信号に基づいてカウントし、カウント値に基づいて外部スイッチの動作状態を検出する。
【効果】光結合型直流隔離モジュールを使用しない場合でも外部スイッチのオンオフを検出することができ、回路検出コストを低減した。
【選択図】図７

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】