CN103472404A - 接地检测电路 - Google Patents

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Abstract

一种接地检测电路，包括采样电路、A/D转换电路、处理电路及开关电路。采样电路连接于安全大地与系统大地之间，系统大地与电源供应器的负输出端相连，用于感测安全大地与电源供应器的负输出端之间的电压差，开关电路连接于电源供应器与外部电源之间，A/D转换电路用于将采样电路感测得到的电压差转换为数字值，并将转换后的数字值输出至处理电路，处理电路判断接收的数字值是否小于预设值；当处理电路接收的数字值小于预设值时，处理电路控制开关电路连接外部电源与电源供应器，以使得外部电源输出电源至电源供应器。上述接地检测电路在电源供应器的负输出端未接地时断开开关电路，以使得外部电源不输出电源至电源供应器。

Description

接地检测电路
技术领域
本发明涉及一种接地检测电路，特别涉及一种用于检测自动测试设备的接地线路的电路。
背景技术
计算机主板的电源测试人工操作比较复杂，大多厂家都采用多个设备联网进行测试，这就是我们平时所说的自动测试设备（ATE）,自动测试设备通常包括直流电源、直流负载、示波器、电源供应器、多功能数字表等等设备,这些设备大多是通过通用输入输出控制端口进行连接的，控制软件一般为Labview。其中，电源供应器为整个主板提供电源，直流电源用于为主板提供测试电压，直流负载用于模拟主板实际工作时的负载，示波器用于显示主板输出的信号波形图，多功能数字表用于显示主板输出的信号的值（比如电压值或电流值等）。
通常，所有设备的接地方式是通过电源供应器来实现共地。但是测试过程中，操作员常常在没有进行接地检查的前提下就进行了测试，从而导致测试的报告波形不正确，严重的可能会导致触电事故发生。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种接地检测电路。
一种接地检测电路，包括一采样电路、一A/D转换电路、一处理电路及一开关电路，所述采样电路连接于安全大地与系统大地之间，所述系统大地与电源供应器的负输出端相连，用于感测安全大地与电源供应器的负输出端之间的电压差，所述开关电路连接于电源供应器与外部电源之间，所述A/D转换电路用于将采样电路感测得到的电压差转换为数字值，并将转换后的数字值输出至处理电路，所述处理电路判断接收的数字值是否小于预设值；当处理电路接收的数字值小于预设值时，所述处理电路控制开关电路连接外部电源与电源供应器，以使得外部电源输出电源至电源供应器。
上述接地检测电路通过对采样电路对安全大地与系统大地之间的电压值进行采样，再交由A/D转换电路处理后与预设值进行比较，若数字值小于预设值则认为此时电源供应器的负输出端已接地，进而合上开关电路以使得外部电源输出电源至电源供应器。
附图说明
图1是本发明接地检测电路的较佳实施方式的方框图。
图2是图1中采样电路的电路图。
图3是图1中A/D转换电路及处理电路的电路图。
图4是图1中开关电路的电路图。
主要元件符号说明
PSU 1
外部电源 2
待测主板 3
采样电路 10
A/D转换电路 11
处理电路 12
开关电路 13
电阻 R1-R18
电容 C1-C10
电源 +5V、VREF0、P12V
二极管 D1-D3
三极管 Q1
继电器 K1
时钟芯片 X1
放大器 U1、U2
单片机 U3
电感 L1
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述：
请参考图1，本发明接地检测电路应用于一自动检测设备，所述接地检测电路的较佳实施方式包括一采样电路10、一A/D转换电路11、一处理电路12及一开关电路13。
所述采样电路10连接于安全大地与电源供应器（PSU）1的负输出端（即系统接地端）之间，用于感测安全大地与系统接地之间的电压差。所述采样电路10还与A/D转换电路11相连，所述A/D转换电路11用于将采样电路10感测得到的电压差转换为数字值，并将转换后的数字值输出至处理电路12。所述处理电路12判断接收的数字值是否小于预设值。
所述开关电路13连接于外部电源2与电源供应器1之间。当处理电路12接收的数字值小于预设值时，表明此时电源供应器1的负输出端已与安全大地相连，所述处理电路12则控制开关电路13闭合以连通外部电源2与电源供应器1。
请参考图2，所述采样电路10包括一采样电阻R1、一整流二极管D1、两放大器U1、U2、电阻R2-R6以及电容C1、C2。所述采样电阻R1的一端与安全大地相连，另一端与系统接地相连。所述采样电阻R1的另一端还与整流二极管D1的阳极相连，所述整流二极管D1的阴极通过电容C1与安全大地相连，还依序通过电阻R2及R3与安全大地相连。所述电阻R2与R3之间的节点通过电阻R4与放大器U1的正相输入端相连，所述放大器U1的正相输入端还通过电容C2接地。所述放大器U1的反相输入端与其输出端相连，所述放大器U1的输出端通过电阻R5与放大器U2的正相输入端相连，所述放大器U2的反相输入端与安全大地相连，所述放大器U2的输出端通过电阻R6与其正相输入端相连，所述放大器U2的输出端还与A/D转换电路11相连。
请继续参考图3，所述A/D转换电路11与处理电路12采用同一单片机U3来实现。所述单片机U3的总线引脚B0-B7分别通过电阻R7-R14与电源+5V相连，重置引脚RST通过电阻R15与电源+5V相连，还依序通过电容C3及C4与电源+5V相连，所述电容C3与C4之间的节点与系统接地端相连。所述单片机U3的电源引脚VCC与电源+5V相连，接地引脚GND与系统接地端相连，时钟引脚XTAL1及XTAL2分别与时钟芯片X1的两端相连，所述时钟芯片X1的两端还分别通过电容C5及C6与系统接地端相连。所述单片机U3的输入引脚PA0与放大器U2的输出端相连，输出引脚PD7与开关电路13相连，参考电压引脚AREF通过电阻R16与电源+5V相连，还直接与肖特基二极管D2的第一及第二阴极相连，所述肖特基二极管D2的阳极与系统接地端相连，所述参考电压引脚AREF还直接与电源VREF0相连以及通过电容C7与系统接地端相连，所述电容C8与电容C7并联连接。所述单片机U3的接地引脚GND1通过电阻R17与系统接地端相连，电源引脚AVCC通过电容C9与系统接地端相连，还通过电感L1与电源+5V相连，所述电容C10与电容C9并联连接。所述单片机U3的其他引脚空置。
所述单片机U3用于将其输入引脚PA0接收的信号转换为数字值，并将该数字值与其内部存储的预设值进行比较，若该数字值小于预设值，则所述单片机U3的输出引脚PD7输出高电平信号。
请继续参考4，所述开关电路13包括一三极管Q1、一二极管D3及一继电器K1。所述三极管Q1的基极通过电阻R18与单片机U3的输出引脚PD7相连，所述三极管Q1的发射极与系统接地端相连，集电极与二极管D3的阳极相连，所述二极管D3的阴极与电源P12V相连。所述二极管D3的阳极及阴极还分别与继电器K1的线圈的两端相连，所述继电器K1的开关的一端与外部电源2的火线相连，另一端与电源供应器1相连，所述电源供应器1与待测主板3相连。
下面将对上述检测电路的工作原理进行说明：
所述采样电阻R1两端的电压值经采样电路10隔离放大处理以后被输出至单片机U3。所述单片机U3对接收的电压值进行A/D转换，并将转换后的数字值与预设值进行比较。若数字值小于预设值，则认为此时电源供应器1的负输出端已与安全大地相连，所述单片机U3的输出端PD7输出高电平。所述三极管Q1导通，所述二极管D2截止，所述继电器K1的线圈得电，以使得继电器K1的开关合上。此时，外部电源2得以输出电源至电源供应器1。
若数字值不小于预设值，则认为此时电源供应器1的负输出端未与安全大地相连，所述单片机U3的输出端PD7输出低电平。所述三极管Q1不导通，所述继电器K1的线圈不得电，以使得继电器K1的开关断开。此时，外部电源2将不会输出电源至电源供应器1。
上述接地检测电路通过对设置于安全大地与系统大地之间的采样电阻R1两端的电压值进行A/D转换处理后与预设值进行比较，若数字值小于预设值则认为此时电源供应器1的负输出端已与安全大地相连，进而合上继电器K1以使得外部电源2输出电源至电源供应器1。

Claims (4)

1.一种接地检测电路，包括一采样电路、一A/D转换电路、一处理电路及一开关电路，所述采样电路连接于安全大地与系统大地之间，所述系统大地与电源供应器的负输出端相连，所述采样电路用于感测安全大地与电源供应器的负输出端之间的电压差，所述开关电路连接于电源供应器与外部电源之间，所述A/D转换电路用于将采样电路感测得到的电压差转换为数字值，并将转换后的数字值输出至处理电路，所述处理电路判断接收的数字值是否小于预设值；当处理电路接收的数字值小于预设值时，所述处理电路控制开关电路连接外部电源与电源供应器，以使得外部电源输出电源至电源供应器。
2.如权利要求1所述的接地检测电路，其特征在于：所述采样电路包括一采样电阻、一整流二极管、第一及第二放大器、第一至第五电阻、第一及第二电容，所述采样电阻的一端与安全大地相连，另一端与电源供应器的负输出端相连，所述采样电阻的另一端还与整流二极管的阳极相连，所述整流二极管的阴极通过第一电容与安全大地相连，还依序通过第一及第二电阻与安全大地相连，所述第一及第二电阻之间的节点通过第三电阻与第一放大器的正相输入端相连，所述第一放大器的正相输入端还通过第二电容接地，所述第一放大器的反相输入端与其输出端相连，所述第一放大器的输出端通过第四电阻与第二放大器的正相输入端相连，所述第二放大器的反相输入端与安全大地相连，所述第二放大器的输出端通过第五电阻与其正相输入端相连，所述第二放大器的输出端还与A/D转换电路相连。
3.如权利要求2所述的接地检测电路，其特征在于：所述接地检测电路包括一单片机，所述单片机实现A/D转换电路与处理电路的功能，所述单片机的第一至第七总线引脚分别通过第六至第十三电阻与一第一电源相连，重置引脚通过第十四电阻与第一电源相连，还依序通过第三及第四电容与第一电源相连，所述第三及第四电容之间的节点与系统大地相连；所述单片机的第一电源引脚与第一电源相连，第一接地引脚与系统大地相连，两时钟引脚分别与时钟芯片的两端相连，所述时钟芯片的两端还分别通过第五及第六电容与系统大地相连；所述单片机的输入引脚与第二放大器的输出端相连，输出引脚与开关电路相连，参考电压引脚通过第十五电阻与第一电源相连，还直接与肖特基二极管的第一及第二阴极相连，所述肖特基二极管的阳极与系统大地相连，所述参考电压引脚还直接与第二电源相连以及通过第七电容与系统大地相连，第八电容与第七电容并联连接；所述单片机的第二接地引脚通过第十六电阻与系统大地相连，第二电源引脚通过第九电容与系统大地相连，还通过电感与第一电源相连，第十电容与第九电容并联连接。
4.如权利要求3所述的接地检测电路，其特征在于：所述开关电路包括一三极管、一第二二极管及一继电器，所述三极管的基极通过第十七电阻与单片机的输出引脚相连，所述三极管的发射极与系统大地相连，集电极与第二二极管的阳极相连，所述第二二极管的阴极与一第三电源相连，所述第二二极管的阳极及阴极还分别与继电器的线圈的两端相连，所述继电器的开关的一端与外部电源的火线相连，另一端与电源供应器相连。
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