CN103176070B - 故障采集电路及具有其的故障诊断电路 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种故障采集电路及具有其的故障诊断电路。其中，故障诊断电路包括：驱动模块，所述驱动模块与负载的一端相连，所述负载的另一端与第二电源相连，且所述驱动模块根据控制信号对负载产生驱动电压；故障采集模块，所述故障采集模块的检测点与所述负载相连；以及判断模块，所述判断模块与所述故障采集模块的采集端相连，所述判断模块根据所述控制信号和所述采集端的电压判断所述驱动模块与所述负载之间接口的故障类型。本发明的故障诊断电路主要由阻容器件构成，故障分辨率高，可以准确有效地判断故障的类型，而且电路结构简单，制造成本低廉，可维护性好。

Description

故障采集电路及具有其的故障诊断电路

技术领域

本发明涉及电路设计技术领域，尤其涉及一种故障采集电路及具有其的故障诊断电路。

背景技术

随着越来越智能化，对产品自身诊断功能的要求也越来越高。

目前，市场上流行的价格比较便宜的芯片或者没有诊断功能，或者具有诊断功能，但是不能详细的诊断故障的种类。

另外，虽然有一些芯片可以进行详细的诊断故障种类，但是这些芯片的价格比较昂贵，而且故障读取方式也比较麻烦，例如需要SPI通信等。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明第一方面的实施例提出一种故障采集电路，包括：第一电阻，所述第一电阻的一端与第一电源相连，所述第一电阻的另一端与检测点相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第二电阻的另一端相连，所述第三电阻的另一端接地；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第二电阻和所述第三电阻之间的节点相连；以及采集端，所述采集端与所述第四电阻的另一端相连。

根据本发明实施例的故障采集电路，通过第一电阻、第二电阻和第三电阻对电源的分压作用，当芯片发生不同情况的故障时，可在采集端采集到不同的电压值，从而可以对芯片的故障类型进行判断。而且，本发明实施例的故障采集电路主要由电阻构成，故障分辨率高，电路结构简单，成本低，可维护性好，且对后级处理电路的要求低，配置灵活。

本发明第二方面的实施例还提出一种故障诊断电路，包括：驱动模块，所述驱动模块与负载的一端相连，所述负载的另一端与第二电源相连，且所述驱动模块根据控制信号对负载产生驱动电压；故障采集模块，所述故障采集模块为本发明第一方面实施例所述的故障采集电路，且所述故障采集模块的检测点与所述负载相连；以及判断模块，所述判断模块与所述故障采集模块的采集端相连，所述判断模块根据所述控制信号和所述采集端的电压判断所述驱动模块与所述负载之间接口的故障类型。

本发明第三方面的实施例还提出一种故障诊断短路，包括：驱动模块，所述驱动模块的一端与第三电源相连，所述驱动模块的另一端与负载相连，且所述驱动模块根据控制信号对所述负载产生驱动电压；故障采集模块，所述故障采集模块为如本发明第一方面的实施例所述的故障采集电路，且所述故障采集模块的检测点与所述负载相连；以及判断模块，所述判断模块与所述故障采集模块的采集端相连，所述判断模块根据所述控制信号和所述采集端的电压判断所述驱动模块与所述负载之间的接口的故障类型。

根据本发明实施例的故障诊断电路，通过判断采集端的电压并与控制信号进行组合，可以准确有效地诊断产品故障类型，而且电路主要由阻容器件构成，故障分辨率高，电路结构简单，制造成本低廉，可维护性好。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的故障采集电路的示意图；

图2是本发明另一个实施例的故障采集电路的示意图；

图3是本发明一个实施例的故障诊断电路的结构框图；

图4是本发明一个实施例的故障诊断电路的示意图；

图5是本发明另一个实施例的故障诊断电路的结构框图；以及

图6是本发明另一个实施例的故障诊断电路的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1是本发明一个实施例的故障采集电路的示意图。如图1所示，该故障采集电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和采集端。

第一电阻R1的一端与第一电源VB1相连，第一电阻R1的另一端与检测点相连。第二电阻R2的一端与第一电阻R1的另一端相连，第二电阻R2的另一端与第三电阻R3相连。第三电阻R3的一端与第二电阻R2相连，第三电阻R3的另一端接地。第四电阻R4的一端与第二电阻R2和第三电阻R3之间的节点相连，第四电阻R4的另一端与采集端相连。

由于第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3对电源的分压作用，当芯片发生不同情况的故障时，可在采集端采集到不同的电压值，从而可以对芯片的故障类型进行判断。

根据本发明实施例的故障采集电路，通过匹配第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第一电源VB1，可以完成对不同芯片的故障采集。

应理解，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4均可以为由一个电阻组成，或者由至少两个电阻串联和/或并联组成。

图2为本发明另一个实施例的故障采集电路的示意图。如图2所示，在图1所示的实施例的基础上，该故障采集电路还包括电容C1，电容C1的一端与采集端相连，电容C1的另一端接地。由此，可以对采集到的电压信号进行滤波，提高电压信号的检测精度。

应理解，电容C1也可以由一个电容组成，或者由至少两个电容串联和/或并联组成。

根据本发明实施例的故障采集电路，通过第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3对电源的分压作用，当芯片发生不同情况的故障时，可在采集端采集到不同的电压值，从而可以对芯片的故障类型进行判断。而且，本发明实施例的故障采集电路主要由阻容构成，故障分辨率高，电路结构简单，成本低，可维护性好，且对后级处理电路的要求低，配置灵活。

根据上述实施例，本发明还提出一种故障诊断电路。

图3是本发明一个实施例的故障诊断电路的结构框图。如图3所示，该故障诊断电路包括：驱动模块1、故障采集模块2和判断模块3。

驱动模块1与负载R5的一端相连，负载R5的另一端与第二电源VB2相连，且驱动模块1根据控制信号对负载R5产生驱动电压。故障采集模块2为上述结合图1和图2所示的故障采集电路，且故障采集模块的检测点与负载R5相连。判断模块3与故障采集模块2的采集端相连，判断模块3根据控制信号和采集端电压判断驱动模块1与负载R5之间接口的故障类型。其中，驱动模块1与负载R5之间的接口即为检测点。

在本实施例中，驱动模块1为低边驱动。具体地可采用现有的各类控制产品比较常见的负载控制方式，此处不再详细描述。

在本发明的一些实施例中，判断模块3可以采用价格低廉的逻辑电路，也可以采用智能化的单片机电路，选择灵活方便。

图4是本发明一个实施例的故障诊断电路的示意图。如图4所示，驱动模块1以最常用的低边驱动电路为例。下面结合图4说明诊断电路的诊断功能的实现。

当控制信号无效时，驱动电路不导通，驱动端(即驱动电路与负载R5之间的接口)的电压与第二电源VB2的电压相同，采集端的电压应为VB2*R3/(R2+R3)，如果此时驱动端出现对地短路的情况，那么采集端的电压为0*R3/(R2+R3)＝0。也就是，当控制信号无效时，如果采集端的电压为0，则判断模块3可以判断驱动电路与负载R5之间的接口出现对地短路的故障。

当控制信号有效时，驱动电路导通，驱动端的电压为0，采集端的电压应为0*R3/(R2+R3)＝0，如果此时驱动端出现对电源VB2短路的情况，那么采集端的电压为VB2*R3/(R2+R3)。也就是，当控制信号有效时，如果采集端的电压为VB2*R3/(R2+R3)，则判断模块3可以判断驱动电路与负载R5之间的接口出现对电源短路的故障。

无论控制信号是否有效，如果驱动端出现开路故障，那么采集端的电压为VB1*R3/(R1+R2+R3)。也就是说，如果采集端的电压为VB1*R3/(R1+R2+R3)，则判断模块3可以判断驱动电路与负载R5之间的接口出现开路故障。

图5为本发明另一个实施例的故障诊断电路的结构框图。如图5所示，该故障诊断电路包括：驱动模块1’、故障采集模块2’和判断模块3’。

驱动模块1’的一端与第三电源VB3相连，驱动模块1’的另一端与负载R6相连，且驱动模块1’根据控制信号对负载R6产生驱动电压。故障采集模块2’为上述结合图1和图2所示的故障采集电路，且故障采集模块的检测点与负载R6相连。判断模块3’根据控制信号和采集端电压判断驱动模块1’与负载R6之间接口的故障类型。其中，驱动模块1’与负载R6之间的接口即为检测点。

在本实施例中，驱动模块1’为高边驱动，具体地可采用现有的各类控制产品比较常见的负载控制方式，此处不再详细描述。

在本发明的一些实施例中，判断模块3’可以采用价格低廉的逻辑电路，也可以采用智能化的单片机电路，选择灵活方便。

图6为本发明另一个实施例的故障诊断电路的示意图。下面结合图6说明诊断电路的诊断功能的实现。

当控制信号无效时，驱动电路不导通，驱动端(即驱动电路与负载R6之间的接口)的电压为0，采集端的电压应为0*R3/(R2+R3)＝0，如果此时驱动端出现对电源VB3短路的情况，那么采集端的电压为VB3*R3/(R2+R3)＝0。也就是，当控制信号无效时，如果采集端的电压为VB3*R3/(R2+R3)，则判断模块3’可以判断驱动电路与负载R6之间的接口出现对电源短路的故障。

当控制信号有效时，驱动电路导通，驱动端的电压为VB3，采集端的电压应为VB3*R3/(R2+R3)，如果此时驱动端出现对地短路的情况，那么采集端的电压为0*R3/(R2+R3)＝0。也就是，当控制信号有效时，如果采集端的电压为0，则判断模块3’可以判断驱动电路与负载R6之间的接口出现对地短路的故障。

无论控制信号是否有效，如果驱动端出现开路故障，那么采集端的电压为VB1*R3/(R1+R2+R3)。也就是说，如果采集端的电压为VB1*R3/(R1+R2+R3)，则判断模块3’可以判断驱动电路与负载R6之间的接口出现开路故障。

本领域的普通技术人员可知，产品对外接口的故障可以归结为3类，即：对电源短路、对地短路和开路。因此，本发明可以准确有效地对产品的故障类型进行诊断。

根据本发明实施例的故障诊断电路，通过判断采集端的电压并与控制信号进行组合，可以准确有效地诊断产品故障类型，而且电路主要由阻容器件构成，故障分辨率高，电路结构简单，制造成本低廉，可维护性好。

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发明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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种故障诊断电路，其特征在于，包括：

驱动模块，所述驱动模块与负载的一端相连，所述负载的另一端与第二电源相连，且所述驱动模块根据控制信号对负载产生驱动电压；

故障采集模块，所述故障采集模块包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端与第一电源相连，所述第一电阻的另一端与检测点相连；

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连；

第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第二电阻的另一端相连，所述第三电阻的另一端接地；

第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第二电阻和所述第三电阻之间的节点相连；

采集端，所述采集端与所述第四电阻的另一端相连；以及

判断模块，所述判断模块与所述故障采集模块的采集端相连，所述判断模块用于当所述控制信号为无效时，如果所述采集端的电压为零，则判断所述驱动模块与所述负载之间的接口出现对地短路故障，当所述控制信号为有效时，如果所述采集端的电压为VB2*R3/(R2+R3)，则判断所述驱动模块与所述负载之间的接口出现对电源短路故障，如果所述采集端的电压为VB1*R3/(R1+R2+R3)，则判断所述驱动模块与所述负载之间的接口出现开路故障，

其中，VB1为所述第一电源的电压值，VB2为所述第二电源的电压值，R1为所述第一电阻的阻值，R2为所述第二电阻的阻值，R3为所述第三电阻的阻值。

2.如权利要求1所述的故障诊断电路，其特征在于，还包括：

电容，所述电容的一端与所述采集端相连，所述电容的另一端接地。

3.如权利要求1所述的故障诊断电路，其特征在于，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻均由一个电阻组成，或者所述第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻均由两个以上电阻串联和/或并联组成。

4.如权利要求2所述的故障诊断电路，其特征在于，所述电容由一个电容组成，或者由两个以上电容串联和/或并联组成。

5.如权利要求1所述的故障诊断电路，其特征在于，所述判断模块为单片机，或者逻辑电路。

6.一种故障诊断电路，其特征在于，包括：

驱动模块，所述驱动模块的一端与第三电源相连，所述驱动模块的另一端与负载相连，且所述驱动模块根据控制信号对所述负载产生驱动电压；

故障采集模块，所述故障采集模块包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端与第一电源相连，所述第一电阻的另一端与检测点相连；

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连；

第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第二电阻的另一端相连，所述第三电阻的另一端接地；

第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第二电阻和所述第三电阻之间的节点相连；

采集端，所述采集端与所述第四电阻的另一端相连；以及

判断模块，所述判断模块与所述故障采集模块的采集端相连，所述判断模块用于当所述控制信号为无效时，如果所述采集端的电压为零，则判断所述驱动模块与所述负载之间的接口出现对地短路故障，当所述控制信号为有效时，如果所述采集端的电压为VB2*R3/(R2+R3)，则判断所述驱动模块与所述负载之间的接口出现对电源短路故障，如果所述采集端的电压为VB1*R3/(R1+R2+R3)，则判断所述驱动模块与所述负载之间的接口出现开路故障，

其中，VB1为所述第一电源的电压值，VB2为所述第二电源的电压值，R1为所述第一电阻的阻值，R2为所述第二电阻的阻值，R3为所述第三电阻的阻值。

7.如权利要求6所述的故障诊断电路，其特征在于，所述判断模块为单片机，或者逻辑电路。