CN107478895A - 一种电压检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电压检测电路，包括电压比较器1、受控开关、自锁电路、报警显示电路、辅助电源、延时电路、电压比较器2和供电处理电路，能够对输入和输出电压同时进行检测，由于供电装置不供电导致被测设备无输出时，或者供电装置断电导致被测设备掉电时，不会触发报警。供电装置供电后又出现掉电，报警显示电路不误报警。供电装置正常供电后，因被测设备工作异常导致输出电压掉电，此种情况能够才会触发报警。

Description

一种电压检测电路

技术领域

本发明涉及一种电压检测电路，特别涉及对具有直流电压输入、直流电压输出的电压同时检测的电路。

背景技术

现各种设备经过生产制造后，为预防早期的失效，都会进行老化筛选，对于仅在高温时才会表现出的异常现象，而恢复到常温时异常现象又不会呈现出来，此类问题就很难通过常规老化方法进行筛选。

现有老化筛选方法为高温老化，老化前、后观察产品输入电压是否正常，不能够将检测到的异常进行锁存，在老化过程中，产品出现了输出电压异常，也不能够筛选出来。

现有电压检测电路多是只对输出电压的检测，未同时对输入电压进行检测和对输入电压异常导致的输出电压异常进行排除。因此，现有电压检测电路检测到输出电压掉电也不能够确认是产品异常导致还是供电异常导致。

发明内容

有鉴如此，本发明要解决的技术问题是，能够对输入和输出电压同时进行检测，由于供电装置不供电导致被测设备无输出时，或者供电装置断电导致被测设备掉电时，不会触发报警。

本发明还采用备用供电装置为电压检测电路供电，供电装置断电后，报警信号也能持续进行显示。

本发明能够对输入和输出电压同时进行检测，因为供电装置异常，导致的被测设备异常，不会触发报警。

本发明通过以下技术方案实现的：

一种电压检测电路：包括电压比较器1、受控开关、自锁电路、报警显示电路、辅助电源、延时电路、电压比较器2和供电处理电路，具体原理框图见图1。

供电装置的输出端Vin连接被测设备的输入端，被测设备的输出端Vo接电压比较器1的输入端；电压比较器1的输出端V1连接受控开关的输入端，受控开关的输出端V3连接自锁电路的输入端，受控开关的控制端接电压比较器2的输出端V2；自锁电路的输出端VL连接报警显示电路的输入端。

辅助电源的输入端连接供电装置的输出端Vin，比较器1的供电端连接辅助电源的输出端VCC；延时电路的输入端连接辅助电源的输出端VCC，电压比较器2的供电端连接辅助电源的输出端VCC；供电处理电路有两个端子，一个端子连接辅助电源的输出端VCC，另外一个端子连接备用供电装置的输出端VDD；延时电路的输出端VC连接电压比较器2的输入端。

供电装置为被测设备和辅助电源供电，被测设备的地GND与供电装置的地相连；被测设备的输出端Vo电压与电压比较器1的内部基准电压进行比较，当输出端Vo电压大于电压比较器1的内部基准电压时，电压比较器1的输出端V1为低电平；当输出端Vo电压小于电压比较器1的内部基准电压时，电压比较器1的输出端V1为高电平。

辅助电源将供电装置的输出端Vin直流电压转换为直流电压VCC输出，满足后端直流电压值的需求，并为电压比较器1、电压比较器2供电。辅助电源和备用供电装置经过供电处理电路处理后的直流电压VD为自锁电路供电，供电处理电路实现辅助电源和备用供电装置的供电互补影响。

延时电路对辅助电源的输出端VCC电压进行延时处理，要求延时电路的延迟时间大于被测设备的延迟时间。延时电路的输出端VC电压与比较器2内部基准电压进行比较，当延时电路的输出端VC电压大于电压比较器2内部基准电压时，电压比较器2的输出端V2为高电平；当时电路的输出端VC电压小于电压比较器2内部基准电压时，电压比较器2输出端V2为低电平。

当电压比较器1的输出端V1电压和电压比较器2输出端V2同时为高电平时，受控开关导通，受控开关的输出端V3为高电平。电压比较器1的输出电压端V1和电压比较器2输出端V2不同时为高电平或同时为低电平时，受控开关的输出端V3为低电平。

当受控开关的输出端V3为高电平时，自锁电路实现将受控开关的输出端V3的高电平进行锁存，并且自锁电路输出端VL输出为高电平；当自锁电路的输出端VL持续保持为高电平时，报警显示电路持续进行报警；当受控开关的输出端V3为低电平时，自锁电路输出端VL输出为低电平，报警显示电路不报警。

与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：

1、能够对输入和输出电压同时进行检测，因为供电装置异常，导致的被测设备异常，不会触发报警。

2、电路实现方式简单、可靠、体积小、成本极低，可大量用于被测设备的老化筛选。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的应用框图；

图3为本发明的原理图；

图4为第一实施例中电压检测电路各点电压变化时序。

具体实施方式

第一实施例

图1示出了原理框图，遵循上述初始的技术方案的连接关系，具体的第一实施例中的电压检测电路各点电压变化时序如图4。

本发明具有以下5个特征：

1、供电装置不供电时，报警显示电路不误报警。

2、供电装置供电后又出现掉电，报警显示电路不误报警。

3、供电装置正常供电后，因被测设备工作异常导致输出电压掉电，此种情况能够才会触

发报警。

4、供电装置正常工作，备用供电装置不工作，整个电路能够正常工作。

5、供电装置断电后，只要备用供电装置正常工作，报警信号也能持续进行显示。

本发明的电压比较器1、受控开关、自锁电路、报警显示电路、辅助电源、延时电路、电压比较器2和供电处理电路各电路模块的具体的电路连接关系均属于现有技术，针对每个电路模块，采用以下具体的电路对以上5个特征进行具体说明，并结合附图3对本发明的工作原理说明如下如下：

本发明所述的电压比较器1包括第一运放IC2A、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18和第三电容C3。所述的第十四电阻R14连接于所述的第一运放IC2A的输出端和所述的受控开关的输入端V1之间；所述的第十五电阻R15连接于所述的被测设备的输出端Vo和所述的第十六电阻R16之间；所述的第十六电阻R16连接于所述的第十五电阻R15和被测设备的地GND之间；所述的第十七电阻R17连接于所述的辅助电源的输出端VCC和所述的第十八电阻R18之间；所述的第十八电阻R18连接于所述的第十七电阻R17和被测设备的地GND之间；所述的第三电容C3连接于R14和被测设备的地GND之间；IC2A的正相输入端连接到R15和R16的连接点，IC2A的负相输入端连接到R17和R18的连接点；IC2A的第4脚连接被测设备的地GND，IC2A的第8脚连接辅助电源的输出端VCC。

本发明所述的受控开关包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第一PNP三极管Q1、第一N-MOS管Q2和第一二极管D1。所述的第十一电阻R11连接于所述的第一N-MOS管Q2的G极和S极之间；所述的第十二电阻R12连接于所述的第一N-MOS管Q2的D极和所述的第一PNP三极管Q1的B极之间；所述的第十三电阻R13连接于第一PNP三极管的E极和B极之间；所述的第一二极管D1阳极连接于所述的第一PNP三极管的C极，所述的第一二极管D1阴极所述的自锁电路的输入端V3；所述的第一N-MOS管Q2有三个端子，所述的第一N-MOS管的G极连接电压比较器2的输出端V2，所述的第一N-MOS管的S极连接所述的被测设备的地GND；所述的第一PNP三极管Q1有三个端子，所述的第一PNP三极管Q1的E极连接所述的比较器1的输出端V1。

本发明所述的自锁电路包括第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第五电容C5、第二二极管D2和第三运放IC3B。所述的第二十电阻R20连接于第三运放IC3B的正相输入端和所述的被测设备的地GND之间；所述的第五电容C5连接于所述的第三运放IC3B的正相输入端和所述的被测设备的地GND之间；所述的第二十一电阻R21连接于所述的供电处理电路的输出端VD和所述的第三运放IC3B的负相输入端；所述的第二十二电阻R22连接于所述的第三运放IC3B的负相输入端和所述的被测设备的地GND之间；所述的第二二极管D2的阳极连接所述的第三运放IC3B的输出端VL，所述的第二二极管D2的阴极连接所述的第三运放IC3B的正相输入端；所述的第三运放IC3B有三个端子,所述的第三运放IC3B的正相输入端连接受控开关的输出端V3，所述的第三运放IC3B的输出端连接报警显示电路的输入端VL。IC3B的第4脚连接被测设备的地GND，IC3B的第8脚连接辅助电源的输出端VCC。

本发明所述的报警显示电路包括第二十三电阻R23和第一发光二极管LED。所述的第二十三电阻R23连接与所述第一发光二极管LED的阴极和所述的被测设备的地GND之间；所述的第一发光二极管LED的阳极连接所述的自锁电路的输出端VL。

本发明所述的延时电路包括第十九电阻R19、第八电阻R8和第一电容C1。所述的第十九电阻R19连接辅助电源的输出端VCC和电压比较器2的输入端VC；所述的第八电阻R8连接于所述的被测设备的地GND和电压比较器2的输入端VC；所述第一电容C1连接于连接于所述的被测设备的地GND和电压比较器2的输入端VC。

本发明所述的电压比较器2包括第九电阻R9、第十电阻R10和第二运放IC2B。所述第九电阻R9连接于所述的辅助电源的输出端VCC和第二运放IC2B负相输入端；所述第十电阻R10连接于所述的被测设备的地GND和第二运放IC2B负相输入端；IC2B的正相输入端作为电压比较器2的输入端VC，IC2B的输出端作为电压比较器2的输出端V2。IC2B的第4脚连接被测设备的地GND，IC2B的第8脚连接辅助电源的输出端VCC。

本发明所述的辅助电源包括第一电阻R1、第一误差放大器IC1、第六电阻R6和第七电阻R7。所述的第一电阻R1连接于所述的供电装置的输出端Vin和所述第一误差放大器IC1的阴极之间；所述的第六电阻R6连接于所述所述第一误差放大器IC1的阴极和基准端之间；所述的第七电阻R7连接于所述所述的被测设备的地GND和所述所述第一误差放大器IC1的基准之间；IC1的阴极作为辅助电源的输出端VCC。

本发明所述的供电处理电路包括第三二极管D3和第四二极管D4。所述的第三二极管D3的阳极连接所述的辅助电源的输出端VCC，所述的第三二极管D3的阴极作为供电处理电路的输出端VD；所述的第四二极管D4的阳极连接所述的备用供电装置的输出端VDD，第四二极管D3的阴极连接所述的第三二极管D3的阴极。

特征1供电装置不供电时，报警显示电路不误报警，实现工作原理：

在t0到t1时间段，供电装置的输出端Vin电压为低电平，被测设备的输出端Vo电压为低电平，辅助电源的输出端VCC电压为低电平，由于辅助电源的输出端VCC电压为低电平，电压比较器1的输出端V1电压为低电平，延时电路的输出端VC电压为低电平，电压比较器2的输出端V2电压为低电平，受控开关关断，受控开关的输出端V3电压为低电平，自锁电路的输出端VL电压为低电平，报警显示电路不报警。

特征2供电装置供电后又出现掉电，报警显示电路不误报警，实现工作原理：

供电装置的输出端Vin电压在t1时刻上升为高电平，在t1到t4时间段，保持为高电平。

被测设备的输出+Vo电压在t1到t2时间段，为低电平，经过延迟时间t2-t1后，在t2时刻上升为高电平，在t2到t4时间段，保持为高电平。

辅助电源的输出端VCC电压在t1时刻上升为高电平，在t1到t4时间段，保持为高电平。

电压比较器1的输出端V1电压在t1时刻上升为高电平，在t1到t2时间段，保持为高电平，在t2时刻下降为低电平，在t2到t4时间段，保持为低电平。

延时电路的输出端VC电压在t1时刻逐渐上升，在t1到t3时间段，延时电路的输出端VC电压小于电压比较器2内部的基准电压，电压比较器2输出端V2电压为低电平，在t3到t4时间段，延时电路的输出端VC电压大于电压比较器2内部的基准电压，电压比较器2输出端V2电压为高电平。电路设计时，要求延迟电路的延迟时间t3-t1大于被测设备的输出端Vo电压的开机延迟时间t2-t1。

在t1到t2时间段，由于压比较器2输出端V2电压为低电平，受控开关关断，受控开关的输出端V3为低电平。

在t2到t4时间段，由于压比较器1输出端V1电压为低电平，受控开关关断，受控开关的输出端V3为低电平。

因此，在t1到t4时间段，受控开关的输出端V3为低电平，自锁电路的输出端VL位低电压，报警显示电路不报警。

供电装置的输出端Vin电压在t4时刻出现掉电，下降为低电平，在t4到t7时间段，保持为低电平。

被测设备的输出端Vo电压在t4到t5时间段，保持为高电平，经过延迟时间t5-t4后，在t5时刻下降为低电平，在t5到t7时间段，保持为低电平。

辅助电源的输出端VCC电压在t4时刻下降为低电平，在t4到t7时间段，保持为高电平。

由于辅助电源的输出端VCC电压为低电平，电压比较器1的输出端V1电压为低电平，延时电路的输出端VC电压为低电平，电压比较器2的输出端V2电压也为低电平，受控开关关断，受控开关的输出端V3电压为低电平，自锁电路的输出端VL电压为低电平，报警显示电路不报警。

以上可实现供电装置供电正常后又出现掉电，报警显示电路不会误报警。

特征3供电装置正常供电后，因被测设备工作异常导致输出电压掉电，此种情况能够才会触发报警，实现工作原理：

供电装置的输出端Vin电压在t7时刻上升为高电平，在t7到t11时间段，保持为高电平。

被测设备的输出+Vo电压在在t7到t8时间段，保持为低电平为低电平，经过开机延迟时间t8-t7后，在t8时刻上升为高电平段，在t8到t10时间段，保持为高电平，在t10时刻出现掉电，下降为低电平，在t10到t11时间段，保持为低电平。

辅助电源的输出端VCC电压在t7时刻上升为高电平，在t7到t11时间段，保持为高电平。

电压压比较器1的输出端V1电压在t7时刻上升为高电平，在t7到t8时间段，保持为高电平，在t8时刻下降为低电平，在t8到t10时间段，保持为低电平。

在t10时刻上升为高电平，在t10到t11时间段，保持为高电平。

延时电路的输出端VC电压在t7时刻逐渐上升，在t7到t9时间段，延时电路的输出端VC电压小于电压比较器2内部的基准电压，电压比较器2输出端V2电压为低电平，在t9到t11时间段，延时电路的输出端VC电压大于电压比较器2内部的基准电压，电压比较器2输出端V2电压为高电平。

在t7到t9时间段，由于压比较器2输出端V2电压为低电平，受控开关关断，受控开关的输出端V3为低电平。

在t9到t10时间段，由于压比较器1输出端V1电压为低电平，受控开关关断，受控开关的输出端V3为低电平，报警显示电路不报警。

在t10到t11时间段，由于电压比较器1输出端V1电压为高电平和电压比较器2输出端V2电压均为高电平，受控开关导通，受控开关的输出端V3为高电平，报警显示电路进行报警。

因此，可实现供电装置正常供电后，因被测设备工作异常导致输出电压掉电，此种情况能够才会触发报警。

特征4供电装置正常工作，备用供电装置不工作，整个电路能够正常工作，实现工作原理：

供电装置正常工作，备用供电装置不工作时，辅助电源的输出端VCC电压为高电平，经过供电处理电路后的输出端VD电压也为高电平，可保证整个电路正常工作。

特征5供电装置断电后，只要备用供电装置正常工作，报警信号能持续进行显示，实现工作原理：

当受控开关的输出端V3电压为高电平时，备用供电装置正常工作，经过供电处理电路后的输出端VD电压也为高电平，可为自锁电路供电，自锁电路输出为高电平，报警信号能持续进行显示。

所述的第一PNP三级管和所述的第一N-MOS管实现受控开关的功能，所述的第一PNP三级管可更改为P-MOS管或继电器，第一N-MOS管可更改为NPN三级管，也能够实现该发明的所有功能。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，在本发明图1原理框图的基础上，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，这里不再用实施例赘述，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (7)

1.一种电压检测电路，其特征在于：包括电压比较器1、受控开关、自锁电路、报警显示电路、辅助电源、延时电路、电压比较器2和供电处理电路；

供电装置的输出端Vin连接被测设备的输入端，被测设备的输出端Vo接电压比较器1的输入端；电压比较器1的输出端V1连接受控开关的输入端，受控开关的输出端V3连接自锁电路的输入端，受控开关的控制端接电压比较器2的输出端V2；自锁电路的输出端VL连接报警显示电路的输入端；

辅助电源的输入端连接供电装置的输出端Vin，比较器1的供电端连接辅助电源的输出端VCC；延时电路的输入端连接辅助电源的输出端VCC，电压比较器2的供电端连接辅助电源的输出端VCC；供电处理电路有两个端子，一个端子连接辅助电源的输出端VCC，另外一个端子连接备用供电装置的输出端VDD；延时电路的输出端VC连接电压比较器2的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种电压检测电路，其特征在于：所述供电装置为被测设备和辅助电源供电，被测设备的地GND与供电装置的地相连；被测设备的输出端Vo电压与电压比较器1的内部基准电压进行比较，当输出端Vo电压大于电压比较器1的内部基准电压时，电压比较器1的输出端V1为低电平；当输出端Vo电压小于电压比较器1的内部基准电压时，电压比较器1的输出端V1为高电平。

3.根据权利要求2所述的一种电压检测电路，其特征在于：所述辅助电源将供电装置的直流电压Vin转换为直流电压VCC，并为电压比较器1、电压比较器2供电；辅助电源和备用供电装置经过供电处理电路处理后的直流电压VD为自锁电路供电，供电处理电路实现辅助电源和备用供电装置的供电互不影响。

4.根据权利要求3所述的一种电压检测电路，其特征在于：所述延时电路对辅助电源的输出端VCC电压进行延时处理，所述延时电路的延迟时间大于被测设备的延迟时间。

5.根据权利要求4所述的一种电压检测电路，其特征在于：所述延时电路的输出端VC电压与电压比较器2内部基准电压进行比较，当延时电路的输出端VC电压大于电压比较器2内部基准电压时，电压比较器2的输出端V2为高电平；当时电路的输出端VC电压小于电压比较器2内部基准电压时，电压比较器2输出端V2为低电平。

6.根据权利要求5所述的一种电压检测电路，其特征在于：当电压比较器1的输出端V1电压和电压比较器2输出端V2电压同时为高电平时，受控开关导通，受控开关的输出端V3为高电平；电压比较器1的输出电压端V1和电压比较器2输出端V2不同时为高电平或同时为低电平时，受控开关的输出端V3为低电平。

7.根据权利要求6所述的一种电压检测电路，其特征在于：当受控开关的输出端V3为高电平时，自锁电路实现将受控开关的输出端V3的高电平进行锁存，并且自锁电路输出端VL输出为高电平；当自锁电路的输出端VL持续保持为高电平时，报警显示电路持续进行报警；当受控开关的输出端V3为低电平时，自锁电路输出端VL输出为低电平，报警显示电路不报警。