CN107907777A - 一种短路检测电路及方法、控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种短路检测电路，应用于至少包括两个继电器驱动电路的控制电路，所述短路检测电路包括：继电器检测电路和处理电路；其中，所述继电器检测电路，用于基于各继电器驱动电路中继电器的控制端的电压，确定各继电器驱动电路中继电器的运行状态；所述处理电路，用于根据各继电器驱动电路的输入电压和各继电器驱动电路中继电器的运行状态，确定所述控制电路是否短路。本发明还同时公开了一种短路检测方法以及控制电路。

Description

一种短路检测电路及方法、控制电路

技术领域

本发明涉及家电领域，尤其涉及一种短路检测电路及方法、控制电路。

背景技术

家电设备产业例如微波炉产业在国内外都占有很大的市场份额，为了提高产品的使用性能，并满足人们对安全性能的需求，因此，无可避免的带来了对家电设备产品进行安全认证的问题；例如美国的保险商试验所(UL，Underwriter Laboratories Inc.)认证，日本的电气安全环境研究所(JET，Japan Electrical Safety&Environment TechnologyLaboratories)认证等。尤其是日本的JET认证，对家电设备的安全认证极度重视，要求新设计的家电设备产品，都必须满足其安全合规的要求。其中，日本的JET认证的安全合规中必须具备的性能之一，就是防止电路控制板由于短路情况，导致多个继电器同时工作，进而导致整机功率超标，引发起火的危险。

然而，在家电设备的电路控制板中，往往包括多个用于控制不同负载的继电器；因此，家电设备的电路控制板可能会存在由于短路而导致多个继电器同时工作的情况发生，进而导致整机功率超标，引发起火的危险。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明实施例期望提供一种短路检测电路及方法、控制电路，能够避免家电设备的控制电路由于短路而导致多个继电器同时工作的情况发生，从而防止家电设备的整机功率超标，进而消除火灾隐患。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种短路检测电路，应用于至少包括两个继电器驱动电路的控制电路，所述短路检测电路包括：继电器检测电路和处理电路；其中，

所述继电器检测电路，用于基于各继电器驱动电路中继电器的控制端的电压，确定各继电器驱动电路中继电器的运行状态；

所述处理电路，用于根据各继电器驱动电路的输入电压和各继电器驱动电路中继电器的运行状态，确定所述控制电路是否短路。

上述方案中，所述运行状态包括：导通状态和关闭状态；所述处理电路，具体用于当确定至少一个继电器驱动电路中继电器处于导通状态、且继电器处于导通状态的继电器驱动电路中至少一个继电器驱动电路的输入电压与所述继电器驱动电路中继电器的运行状态不对应时，确定所述控制电路短路。

上述方案中，所述继电器检测电路包括：控制子电路、检测电压生成子电路和检测子电路；其中，

所述控制子电路，用于基于各继电器驱动电路中继电器的控制端的电压大小，生成相应的控制信号；

所述检测电压生成子电路，用于响应所述控制信号，生成与所述控制信号相对应的检测电压；

所述检测子电路，用于根据生成的检测电压的大小，确定各继电器驱动电路中继电器的运行状态。

上述方案中，所述控制子电路，具体用于通过光耦合器基于各继电器驱动电路中继电器的控制端的电压大小，生成相应的控制信号。

上述方案中，所述继电器检测电路还包括：过压保护子电路；其中，

所述过压保护子电路，用于当所述控制信号满足第一预设条件时，对所述检测电压生成子电路的输入电压进行限压，以使所述输入电压满足第二预设条件；

相应地，所述检测电压生成子电路，用于根据所述输入电压，生成相应的检测电压。

本发明实施例还提供了一种控制电路，所述控制电路包括：至少两个继电器驱动电路和上述短路检测电路。

本发明实施例还提供了一种短路检测方法，所述方法应用于至少包括两个继电器驱动电路的控制电路；所述方法还包括：

基于各继电器驱动电路中继电器的控制端的电压，确定各继电器驱动电路中继电器的运行状态；

根据各继电器驱动电路的输入电压和各继电器驱动电路中继电器的运行状态，确定所述控制电路是否短路。

上述方案中，所述运行状态包括：导通状态和关闭状态；所述根据各继电器驱动电路的输入电压和各继电器驱动电路中继电器的运行状态，确定所述控制电路是否短路，包括：

当确定至少一个继电器驱动电路中继电器处于导通状态、且继电器处于导通状态的继电器驱动电路中至少一个继电器驱动电路的输入电压与所述继电器驱动电路中继电器的运行状态不对应时，确定所述控制电路短路。

上述方案中，所述基于各继电器驱动电路中继电器的控制端的电压，确定各继电器驱动电路中继电器的运行状态，包括：

基于各继电器驱动电路中继电器的控制端的电压大小，生成相应的控制信号；

响应所述控制信号，生成与所述控制信号相对应的检测电压；

根据生成的检测电压的大小，确定各继电器驱动电路中继电器的运行状态。

本发明实施例提供的短路检测电路及方法、控制电路，应用于至少包括两个继电器驱动电路的控制电路。首先，基于各继电器驱动电路中继电器的控制端的电压，确定各继电器驱动电路中继电器的运行状态；然后，根据各继电器驱动电路的输入电压和各继电器驱动电路中继电器的运行状态，确定所述控制电路是否短路。

可见，本发明实施例通过短路检测电路检测控制电路中各继电器驱动电路中继电器的运行状态，能够获知各继电器驱动电路中继电器是否处于导通状态；从而当继电器驱动电路中继电器处于导通状态时，能够通过所述继电器的运行状态和所述继电器驱动电路的输入电压的对应关系，确定所述控制电路是否短路；当确定所述控制电路短路时，所述控制电路执行停止工作。这样，所述控制电路能够避免由于短路而导致多个继电器同时工作的情况发生，从而防止家电设备的控制电路的整机功率超标，进而满足安全认证的要求，达到消除火灾隐患的目的。

附图说明

图1为现有的继电器驱动电路的结构示意图；

图2为电路控制板中两个继电器驱动电路的连接示意图；

图3为本发明短路检测电路实施例一的结构示意框图；

图4为本发明实施例提供的继电器检测电路的结构示意框图；

图5为本发明实施例提供的继电器检测电路的组成结构示意图之一；

图6为本发明实施例提供的继电器检测电路的组成结构示意图之二；

图7为本发明实施例提供的继电器检测电路的组成结构示意图之三；

图8为本发明实施例提供的继电器检测电路的组成结构示意图之四；

图9为本发明短路检测方法实施例一的实现流程示意图；

图10为图9中步骤201的具体实现流程示意图。

具体实施方式

图1为现有的继电器驱动电路的结构示意图，参照图1所示，继电器驱动电路包括：继电器Relay1、三极管Q1、反向续流二极管D1和限流电阻R1。继电器包括固定端和控制端，固定端与第一预设电压源连接，例如该第一预设电压源可以为12V，而控制端与三极管Q1的集电极连接。当输入电压为高电平(例如该高电平为5V)时，继电器处于导通状态，此时，由于三极管Q1导通，继电器的控制端的电压为三极管Q1的集电极和发射极之间的电压，该电压接近0V；当输入电压为低电平(例如该低电平为0V)时，继电器处于关闭状态，此时，由于继电器线圈的导电作用，继电器的控制端的电压接近12V。

应当说明的是，上述第一预设电压源也可以为5V，此时，当继电器处于关闭状态时，继电器的控制端的电压接近5V；而当继电器处于导通状态时，继电器的控制端的电压接近0V。

另外，在家电设备的电路控制板中，往往包括至少两个继电器，因此，电路控制板中通常至少包括两个继电器驱动电路，如图2所示，该图为电路控制板中两个继电器驱动电路的连接示意图，从该图可以看出，正常情况下，相邻两个继电器驱动电路是相互分离的，无连接关系。

以微波炉为例，微波炉的电路控制板中包括有用于控制第一负载的微波继电器、用于控制第二负载的上烧烤继电器、用于控制第三负载的下烧烤继电器、以及用于控制第四负载的蒸汽继电器等。正常情况下，由于这些继电器驱动电路的连接是相互分离的，因此，这些继电器的工作互不干扰，因此，在正常情况下，当单独开启一个继电器时，整机的电流不会超过额定电路。但是，随着微波炉使用年限的加长，可能会由于灰尘、油污、异物、或者水汽等原因，引起微波炉的电路控制板中相邻的继电器驱动电路之间短路，如图2所示，该电路控制板中两个继电器驱动电路之间就存在短路，从而可能会使微波炉的整机电流超过额定电流，使火灾的可能性大大增加，进而带来安全隐患。

基于此，本发明实施例提供的短路检测电路，主要应用在家电设备中，用于通过检测家电设备的电路控制板中各继电器驱动电路中继电器的运行状态，来检测电路控制板是否短路。当确定电路控制板短路时，电路控制板执行停止工作。这样，电路控制板能够避免由于短路而导致多个继电器同时工作的情况发生，从而防止家电设备的电路控制板的整机功率超标，进而满足安全认证的要求，达到消除火灾隐患的目的。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

具体地，图3为本发明短路检测电路实施例一的结构示意框图，参照图3所示，本实施例的短路检测电路包括：继电器检测电路11和处理电路12；其中，

所述继电器检测电路11，用于基于各继电器驱动电路中继电器的控制端的电压，确定各继电器驱动电路中继电器的运行状态；

所述处理电路12，用于根据各继电器驱动电路的输入电压和各继电器驱动电路中继电器的运行状态，确定所述控制电路是否短路。

本实施例的短路检测电路，可以应用于至少包括两个继电器驱动电路的控制电路，用于检测控制电路的短路状态。

上述控制电路可以为家电设备中电路控制板；相应地，短路检测电路通过检测电路控制板中各继电器驱动电路中继电器的运行状态，并根据各继电器驱动电路的输入电压和各继电器驱动电路中继电器的运行状态，确定电路控制板是否短路。

另外，有以下两种电路控制板短路的情况可能会导致不应该导通的继电器处于导通状态：

第一种情况为，电路控制板中继电器驱动电路与电源电压短路，导致继电器驱动电路的输入电压虽然为低电平(该低电平无法驱动继电器导通)，但是仍然使继电器处于导通状态。

第二种情况为，电路控制板中继电器驱动电路之间存在短路，导致当某个继电器驱动电路中继电器处于导通状态时，与之短路的其他继电器驱动电路的输入电压虽然为低电平，但是仍然会使继电器处于导通状态。

然而，不管是哪种电路控制板短路的情况导致不应该导通的继电器处于导通状态，都可以通过检测各继电器驱动电路的输入电压和各继电器驱动电路中继电器的运行状态的对应关系，来确定电路控制板是否短路。

具体地，在正常情况下，继电器驱动电路的输入电压和继电器驱动电路中继电器的运行状态的对应关系为：当继电器驱动电路的输入电压为低电平时，该继电器驱动电路中继电器的运行状态处于关闭状态；当继电器驱动电路的输入电压为高电平时，该继电器驱动电路中继电器的运行状态处于导通状态。

因此，当检测到至少一个继电器驱动电路中继电器处于导通状态时，短路检测电路可以检测继电器处于导通状态的继电器驱动电路中继电器驱动电路的输入电压与所述继电器驱动电路中继电器的运行状态是否对应，来确定电路控制板是否短路；当检测到至少一个继电器驱动电路的输入电压与继电器驱动电路中继电器的运行状态不对应时，则确定电路控制板短路。

例如，电路控制板中包括两个继电器驱动电路，分别为继电器驱动电路A和继电器驱动电路B，短路检测电路首先可以检测电路控制板的各继电器驱动电路中继电器的运行状态，确定继电器驱动电路A中继电器和继电器驱动电路B中继电器是否处于导通状态；然后，当确定继电器驱动电路A中继电器和继电器驱动电路B中继电器都处于导通状态时，检测继电器驱动电路A中继电器和继电器驱动电路A的输入电压的对应关系，以及检测继电器驱动电路B中继电器和继电器驱动电路B的输入电压的对应关系；最后，当检测到继电器驱动电路A中继电器和继电器驱动电路A的输入电压不对应和/或继电器驱动电路B中继电器和继电器驱动电路B的输入电压不对应时，确定电路控制板短路。

在一实施例中，图4为本发明实施例提供的继电器检测电路的结构示意框图，参照图4所示，所述继电器检测电路11包括：控制子电路111、检测电压生成子电路112和检测子电路113；其中，

所述控制子电路111，用于基于各继电器驱动电路中继电器的控制端的电压大小，生成相应的控制信号；

所述检测电压生成子电路112，用于响应所述控制信号，生成与所述控制信号相对应的检测电压；

所述检测子电路113，用于根据生成的检测电压的大小，确定各继电器驱动电路中继电器的运行状态。

在实际应用中，短路检测电路可以包括至少两个继电器检测电路11，其中，继电器检测电路11可以与控制电路中继电器驱动电路一一对应，即每一继电器检测电路检测控制电路中对应的继电器驱动电路中继电器的运行状态。

相应地，在实际应用中，控制子电路111，用于基于对应的继电器驱动电路中继电器的控制端的电压大小，生成相应的控制信号；

检测电压生成子电路112，用于响应所述控制信号，生成与所述控制信号相对应的检测电压；

检测子电路113，用于根据生成的检测电压的大小，确定对应的继电器驱动电路中继电器的运行状态。

这里，控制子电路111可以为隔离电路，隔离电路可以包括二极管，该二极管可以利用单向导电特性，启动隔离作用，使所述继电器的控制端的电流不会流过后续的检测电压生成子电路112和检测子电路113，从而避免继电器的控制端的电压对后续电路的影响。隔离电路也可以包括光耦合器，光耦合器利用光耦的物理特性，实现隔离作用。例如，光耦合器可以通过内部设置的红外二极管(红外二极管为光耦合器中的发光器)利用红外光来实现信号传递，使得继电器的控制端与检测电压生成子电路112和检测子电路113完全没有物理连接，从而实现隔离作用。

这里，当隔离电路包括二极管时，由于继电器驱动电路中继电器的导通和关闭状态所呈现的继电器的控制端的电压大小不同，并且由于二极管的单向导通特性，使得在继电器的导通和关闭状态时二极管所呈现的偏置不一样，从而导致在继电器的导通和关闭状态时，二极管的工作状态也不一样，进而导致流过二极管的电流信号不一样。例如，当继电器的控制端的电压为12V，即继电器处于关闭状态时，二极管可以为反向偏置，从而使二极管处于截止状态，该二极管无电流流过；而当继电器的控制端的电压为0V，即继电器处于导通状态时，二极管可以为正向偏置，从而使二极管处于导通状态，该二极管流过正向电流。

从上述分析可知，当隔离电路包括二极管时，控制信号可以为是否存在流过二极管的正向电流。后续检测电压生成子电路112可以响应此控制信号，从而生成与控制信号相对应的检测电压。

当隔离电路包括光耦合器时，由于继电器驱动电路中继电器的导通和关闭状态所呈现的继电器的控制端的电压大小不同，并且由于光耦合器中红外二极管的单向导通特性，使得在继电器的导通和关闭状态时红外二极管所呈现的偏置不一样，从而导致在继电器的导通和关闭状态时，红外二极管的工作状态也不一样，进而导致光耦合器的受光器(受光器可以为光敏三极管)中的电流信号不一样。例如，当继电器的控制端的电压为12V，即继电器处于关闭状态时，红外二极管可以为正向偏置，从而使得红外二极管处于导通状态，进而在光耦合器的受光器中产生电流信号；而当继电器的控制端的电压为0V，即继电器处于导通状态时，红外二极管可以为反向偏置，从而使得红外二极管处于截止状态，进而在光耦合器的受光器中不会产生电流信号。

从上述分析可知，当隔离电路包括光耦合器时，控制信号可以为是否在光耦合器的受光器中产生了电流信号。后续检测电压生成子电路112可以响应此控制信号，从而生成与控制信号相对应的检测电压。

这里，检测子电路113可以为ARM(Acorn RISC Machine)处理器，也可以为单片机。当继电器的固定端所连接的第一预设电压源为5V时，继电器的控制端根据运行状态的不同，呈现0V和5V的电压。由于ARM处理器和单片机都能检测到0V至5V之间的电压，因此，检测子电路113可以直接检测继电器的控制端的电压，以确定继电器的运行状态。具体地，当检测子电路113检测到继电器的控制端的电压为5V时，可确定继电器处于关闭状态；当检测子电路113检测到继电器的控制端的电压为0V时，可确定继电器处于导通状态。

而当继电器的固定端所连接的第一预设电压源为12V时，继电器的控制端根据运行状态的不同，呈现0V和12V的电压。由于ARM处理器和单片机检测不到大于5V的电压，因此，还需要对继电器的控制端的电压进行电平转换，以将继电器的控制端的电压，转换为ARM处理器和单片机能够检测到的电压。检测电压生成子电路112可以实现该电平转换功能。

具体地，检测电压生成子电路112通过响应控制信号，生成与控制信号相对应的检测电压。检测电压在继电器处于导通状态时，既可以为高电平，也可以为低电平；相应地，检测电压在继电器处理关闭状态时，既可以为低电平，也可以为高电平。在继电器处于导通状态时，检测电压为低电平还是高电平；相应地，在继电器处于关闭状态时，检测电压为高电平还是低电平，取决于检测电压生成子电路112的具体结构，后续将会对此进行详细阐述。

例如，当隔离电路包括二极管时，在继电器的控制端的电压为12V时，二极管处于反向偏置，该二极管无电流流过，检测电压生成子电路112响应此控制信号，生成与该控制信号相对应的检测电压，检测电压可以为低电平。而在继电器的控制端的电压为0V时，二极管处于正向偏置，该二极管中流过正向电流；此时，检测电压生成子电路112响应此控制信号，生成与该控制信号相对应的检测电压，检测电压可以为高电平。

当隔离电路为光耦合器时，在继电器的控制端的电压为12V时，红外二极管处于正向偏置，从而在受光器中会产生电流信号，此时，检测电压生成子电路112响应此控制信号，生成与该控制信号相对应的检测电压，检测电压可以为低电平。而在继电器的控制端的电压为0V时，红外二极管处于反向偏置，从而不会在受光器中产生电流信号，此时，检测电压生成子电路112响应此控制信号，生成与该控制信号相对应的检测电压，检测电压可以为高电平。

另外，检测电压生成子电路112可能包括开关管，开关管可以为PNP型三极管、也可以为P沟道MOS(简称PMOS)管，以下将分别对开关管为PNP型三极管的继电器检测电路11和开关管为PMOS管的继电器检测电路11进行详细介绍。

在继电器的控制端的电压为12V时，由于各种原因，例如静电击穿以及工厂生产时元器件装反等因素，隔离电路中二极管可能会失效。而当二极管失效时，检测电压生成子电路112中开关管可能会存在击穿的危险，从而可能会影响继电器检测电路11的正常工作。

因此，当检测电压生成子电路112包括开关管，且隔离电路包括二极管时，为了在异常情况下保护检测电压生成子电路112中开关管不被击穿，从而保证继电器检测电路11的正常工作，在一实施例中，继电器检测电路11还可以包括：过压保护子电路114；其中，

所述过压保护子电路114，用于当所述控制信号满足第一预设条件时，对所述检测电压生成子电路的输入电压进行限压，以使所述输入电压满足第二预设条件；

相应地，检测电压生成子电路112，用于根据所述输入电压，生成相应的检测电压。

这里，第一预设条件为：二极管的反向电流大于预设值，该反向电流会流经检测电压生成子电路112，导致检测电压生成子电路112中开关管的输入电压过高，从而使得检测电压生成子电路112中开关管会被击穿。此时，需要对检测电压生成子电路112的输入电压进行限压，以使输入电压满足第二预设条件。该第二预设条件为：该输入电压需保证检测电压生成子电路112中开关管不被击穿，且保证检测电压生成子电路112中开关管处于截止状态，从而使检测电压生成子电路112根据输入电压生成的检测电压、与二极管的反向电流为0时生成的检测电压一致。

这里，过压保护子电路114可以包括稳压管，当二极管失效时，稳压管可以将检测电压生成子电路112的输入电压稳定在特定值。该特定值小于继电器的控制端的电压，且大小可以根据实际情况进行设置，具体设置一方面需要保证检测电压生成子电路112中的开关管处于截止状态，另一方面需要保证开关管不被击穿。因此，通过设置过压保护子电路114，能够保护检测电压生成子电路112中的开关管，从而保证继电器检测电路11的正常工作。

应当说明的是，当隔离电路包括光耦合器时，由于继电器的控制端和检测电压生成子电路112完全没有物理连接，因此，无需对检测电压生成子电路112进行过压保护。

由于本发明实施例的短路检测电路是通过各个继电器检测电路11检测获得的继电器的运行状态，来判断控制电路是否存在短路。因此，在以下实施例中，将详细介绍本发明实施例的短路检测电路中继电器检测电路11的具体结构。

图5为本发明实施例提供的继电器检测电路的组成结构示意图之一，参照图5所示，本实施例的继电器检测电路11包括：二极管D、第一电阻R1、第二预设电压源S2和单片机MCU；

其中，控制子电路111包括：二极管D；

检测电压生成子电路112包括：第一电阻R1和第二预设电压源S2；

检测子电路113包括：单片机MCU；

本实施例的继电器检测电路11的连接关系为：

在控制子电路111中，二极管D的负极与继电器的控制端连接，正极与检测电压生成子电路112连接。

在检测电压生成子电路112中，第一电阻R1的一端与二极管D的正极连接，另一端与第二预设电压源S2连接。

在检测子电路113中，单片机MCU与二极管D的正极连接。

应当说明的是，由于单片机MCU只能检测到0至5V的电压，第二预设电压源S2可以输出大于2V且小于5V的电压。

为了保证继电器检测电路11的正常工作，优选地，本实施例的继电器检测电路11中元器件的具体参数如下表1所示：

模块名称	元器件参数
		控制子电路	二极管D：1N4148
检测电压生成子电路	第一电阻R1：2K欧姆

表1本实施例的继电器检测电路中元器件的具体参数

以下将详细介绍该继电器检测电路11的工作原理。

当继电器的控制端的电压为12V时，由于二极管D的单向导电性能，继电器的控制端的电流不会流向后续的电路中，此时启动隔离作用。

由于二极管D的隔离作用，二极管中不会流过电流，因此，第一电阻R1不导通。二极管D的正极的电压为5V，因此，单片机MCU检测到的电压为高电平，单片机MCU确定继电器处于关闭状态。

而当继电器的控制端的电压为0V时，第二预设电压源S2、第一电阻R1和二极管D形成回路，使得在第一电阻R1上会产生压降；此时，二极管D的正极的电压接近0V，单片机MCU检测到的电压为低电平，单片机MCU确定继电器处于导通状态。

图6为本发明实施例提供的继电器检测电路的组成结构示意图之二，在本实施例中，检测电压生成子电路112中开关管为PNP型三极管。参照图6所示，本实施例中的继电器检测电路11包括：二极管D、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、PNP型三极管Q1、稳压管ZR、第二预设电压源S2和单片机MCU；

其中，控制子电路111包括：二极管D；

检测电压生成子电路112包括：PNP型三极管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2和第二预设电压源S2；

检测子电路113包括：单片机MCU；

过压保护子电路114包括：第三电阻R3和稳压管ZR。

本实施例的继电器检测电路11的连接关系为：

在控制子电路111中，二极管D的负极与继电器的控制端连接，正极与过压保护子电路114连接。

在过压保护子电路114中，第三电阻R3的一端与二极管D的正极连接，另一端与稳压管ZR的负极连接，且与检测电压生成子电路112连接；稳压管ZR的正极与接地端连接。

在检测电压生成子电路112中，PNP型三极管Q1的基极与第一电阻R1的一端连接，集电极与第二电阻R2的一端连接，发射极与第二预设电压源S2连接；第一电阻R1的另一端与稳压管ZR的负极连接；第二电阻R2的另一端与接地端连接。

在检测子电路113中，单片机MCU与PNP型三极管Q1的集电极连接。

应当说明的是，由于单片机MCU只能检测到0至5V的电压，且为了保证PNP型三极管Q1的正常工作，第二预设电压源S2可以输出大于2V且小于5V的电压。另外，当二极管D失效时，稳压管ZR的稳压电压需要保证PNP型三极管Q1处于截止状态。

为了保证继电器检测电路11的正常工作，优选地，本实施例的继电器检测电路11中元器件的具体参数如下表2所示：

表2本实施例的继电器检测电路中元器件的具体参数

以下将详细介绍该继电器检测电路11的工作原理。

当继电器的控制端的电压为12V时，在正常情况下，由于二极管D的单向导电性能，控制端的电流不会流向后续的电路中，此时启动隔离作用。而当二极管D失效时，通过第三电阻R3和稳压管ZR的稳压作用，使得第一电阻R1的电压限制在5.1V，从而不会使得PNP型三极管Q1的输入电压过大，进而能够保证PNP型三极管Q1不会被击穿；

由于二极管D的隔离作用或者稳压管ZR的稳压作用，二极管中不会流过电流，PNP型三极管Q1处于截止状态；此时，PNP型三极管Q1的集电极电压为0V，因此，单片机MCU检测到的电压为低电平，单片机MCU确定继电器处于关闭状态。

而当继电器的控制端的电压为0V时，PNP型三极管Q1的发射极通过第一电阻R1、第三电阻R3和二极管D形成回路，二极管中会流过正向电流，使得PNP型三极管Q1处于开启状态；此时，PNP型三极管Q1的集电极的电压为5V，单片机MCU检测到的电压为高电平，单片机MCU确定继电器处于导通状态。

图7为本发明实施例提供的继电器检测电路的组成结构示意图之三，在本实施例中，检测电压生成子电路112中开关管为PMOS管，参照图7所示，本实施例的继电器检测电路包括：二极管D、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、PMOS管PM1、稳压管ZR、第二预设电压源S2和单片机MCU；

其中，控制子电路111包括：二极管D；

检测电压生成子电路112包括：PMOS管PM1、第一电阻R1、第二电阻R2和第二预设电压源S2；

检测子电路113包括：单片机MCU；

过压保护子电路114包括：第三电阻R3和稳压管ZR。

本实施例的继电器检测电路11的连接关系为：

在控制子电路111中，二极管D的负极与继电器的控制端连接，正极与过压保护子电路114连接。

在过压包括子电路114中，第三电阻R3的一端与二极管D的正极连接，另一端与稳压管ZR的负极连接，且与检测电压生成子电路112连接；稳压管ZR的正极与接地端连接。

在检测电压生成子电路112中，PMOS管PM1的栅极与第一电阻R1的一端连接，漏极与第二电阻R2的一端连接，源极与第二预设电压源S2连接；第一电阻R1的另一端与稳压管ZR的负极连接；第二电阻R2的另一端与接地端连接。

在检测子电路13中，单片机MCU与PMOS管PM1的漏极连接。

应当说明的是，由于单片机MCU只能检测到0至5V的电压，且为了保证PMOS管PM1的正常工作，第二预设电压源S2可以输出大于2V且小于5V的电压。另外，当二极管D失效时，稳压管ZR的稳压电压需要保证PMOS管PM1处于截止状态。

以下将详细介绍该继电器检测电路11的工作原理。

当继电器的控制端的电压为12V时，在正常情况下，由于二极管D的单向导电性能，控制端的电流不会流向后续的电路中，此时启动隔离作用。而当二极管D失效时，通过第三电阻R3和稳压管ZR的稳压作用，使得第一电阻R1的电压限制在5.1V，从而不会使得PMOS管PM1的驱动电压过大，进而能够保证PMOS管PM1不会被击穿；

由于二极管D的隔离作用或者稳压管ZR的稳压作用，二极管中不会流过电流，PMOS管PM1处于截止状态；此时，PMOS管PM1的漏极电压为0V，因此，单片机MCU检测到的电压为低电平，单片机MCU确定继电器处于关闭状态。

而当继电器的控制端的电压为0V时，PMOS管PM1的发射极通过第一电阻R1、第三电阻R3和二极管D形成回路，二极管中流过正向电流，使得PMOS管PM1处于开启状态；此时，PMOS管PM1的漏极的电压为5V，单片机MCU检测到的电压为高电平，单片机MCU确定继电器处于导通状态。

图8为本发明实施例提供的继电器检测电路的组成结构示意图之四，参照图8所示，本实施例的继电器检测电路11包括：光耦合器OC、第一电阻R1、第二电阻R2、第二预设电压源S2和单片机MCU；

其中，控制子电路111包括：第一电阻R1和光耦合器OC；

检测电压生成子电路112包括：第二电阻R2；

检测子电路113包括：单片机MCU。

本实施例的继电器检测电路11的连接关系为：

在控制子电路111中，光耦合器OC的第一输入端与第一电阻R1的一端连接，第二输入端与接地端连接；第一输出端与检测电压生成子电路112连接，第二输出端与接地端连接；第一电阻R1的另一端与继电器的控制端连接。

在检测电压生成子电路112中，第二电阻R2的一端与光耦合器OC的第一输出端连接，另一端与第二预设电压源S2连接。

在检测子电路113中，单片机MCU与光耦合器OC的第一输出端连接。

应当说明的是，由于单片机MCU只能检测到0V至5V的电压，且为了保证单片机MCU的正常工作，第二预设电压源S2可以输出大于2V且小于5V的电压。

为了保证继电器检测电路11的正常工作，优选地，本实施例的继电器检测电路11中元器件的具体参数如下表3所示：

模块名称	元器件参数
		控制子电路	第一电阻R1：2K欧姆；光耦合器OC：型号PC817
检测电压生成子电路	第二电阻R2：2K欧姆

表3本实施例的继电器检测电路中元器件的具体参数

以下将详细介绍该继电器检测电路11的工作原理。

当继电器的控制端的电压为12V时，光耦合器OC中红外二极管工作，使得光耦合器OC的第一输出端和第二输出端导通，使得光耦合器OC中光敏三极管中产生电流信号，从而使得光耦合器OC的第一输出端的电压为0V；因此，单片机MCU检测到的电压为低电平，所述单片机MCU确定继电器处于关闭状态。

而当继电器的控制端的电压为0V时，光耦合器OC中红外二极管停止工作，使得光耦合器OC的第一输出端和第二输出端截止，使得光耦合器OC中光敏三极管中不会产生电流信号，从而使得光耦合器OC的第一输出端的电压为5V；因此，单片机MCU检测到的电压为高电平，单片机MCU确定继电器处于导通状态。

基于上述实施例的短路检测电路，本发明实施例还提供了一种短路检测方法，所述方法应用于至少包括两个继电器驱动电路的控制电路，图9为本发明短路检测方法实施例一的实现流程示意图，参照图9所示，本实施例的短路检测方法包括以下步骤：

步骤201，基于各继电器驱动电路中继电器的控制端的电压，确定各继电器驱动电路中继电器的运行状态；

步骤202，根据各继电器驱动电路的输入电压和各继电器驱动电路中继电器的运行状态，确定所述控制电路是否短路。

可选地，所述运行状态包括：导通状态和关闭状态；所述根据各继电器驱动电路的输入电压和各继电器驱动电路中继电器的运行状态，确定所述控制电路是否短路，包括：当确定至少一个继电器驱动电路中继电器处于导通状态、且继电器处于导通状态的继电器驱动电路中至少一个继电器驱动电路的输入电压与所述继电器驱动电路中继电器的运行状态不对应时，确定所述控制电路短路。

可选地，图10为图9中步骤201的具体实现流程示意图，参照图10所示，步骤201具体包括以下步骤：

步骤2011，基于各继电器驱动电路中继电器的控制端的电压大小，生成相应的控制信号；

步骤2012，响应所述控制信号，生成与所述控制信号相对应的检测电压；

步骤2013，根据生成的检测电压的大小，确定各继电器驱动电路中继电器的运行状态。

应当说明的是，上述方法实施例的描述，与上述电路实施例的描述是类似的，具有同电路实施例相似的有益效果，因此不做赘述。对于本发明方法实施例中未披露的技术细节，请参照本发明电路实施例的描述而理解，为节约篇幅，因此不再赘述。

基于上述实施例提供的短路检测电路，本发明实施例还提供了一种控制电路，所述控制电路包括：至少两个继电器驱动电路和上述短路检测电路。

控制电路可以为家电设备中的电路控制板，该电路控制板可以自动通过短路检测电路检测继电器驱动电路中继电器的运行状态，并根据各继电器驱动电路的输入电压和各继电器驱动电路中继电器的运行状态，确定是否存在继电器驱动电路之间和/或继电器驱动电路与电源电压之间的短路现象。同时，如果存在继电器驱动电路之间和/或继电器驱动电路与电源电压之间的短路现象，对该短路现象进行报警，并自动控制继电器驱动电路停止执行工作，从而可以防止家电设备的整机功率超标，进而消除火灾隐患。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种短路检测电路，其特征在于，应用于至少包括两个继电器驱动电路的控制电路，所述短路检测电路包括：继电器检测电路和处理电路；其中，

所述继电器检测电路，用于基于各继电器驱动电路中继电器的控制端的电压，确定各继电器驱动电路中继电器的运行状态；

所述处理电路，用于根据各继电器驱动电路的输入电压和各继电器驱动电路中继电器的运行状态，确定所述控制电路是否短路。

2.根据权利要求1所述的短路检测电路，其特征在于，所述运行状态包括：导通状态和关闭状态；所述处理电路，具体用于当确定至少一个继电器驱动电路中继电器处于导通状态、且继电器处于导通状态的继电器驱动电路中至少一个继电器驱动电路的输入电压与所述继电器驱动电路中继电器的运行状态不对应时，确定所述控制电路短路。

3.根据权利要求1所述的短路检测电路，其特征在于，所述继电器检测电路包括：控制子电路、检测电压生成子电路和检测子电路；其中，

所述控制子电路，用于基于各继电器驱动电路中继电器的控制端的电压大小，生成相应的控制信号；

所述检测电压生成子电路，用于响应所述控制信号，生成与所述控制信号相对应的检测电压；

所述检测子电路，用于根据生成的检测电压的大小，确定各继电器驱动电路中继电器的运行状态。

4.根据权利要求3所述的短路检测电路，其特征在于，所述控制子电路，具体用于通过光耦合器基于各继电器驱动电路中继电器的控制端的电压大小，生成相应的控制信号。

5.根据权利要求3所述的短路检测电路，其特征在于，所述继电器检测电路还包括：过压保护子电路；其中，

所述过压保护子电路，用于当所述控制信号满足第一预设条件时，对所述检测电压生成子电路的输入电压进行限压，以使所述输入电压满足第二预设条件；

相应地，所述检测电压生成子电路，用于根据所述输入电压，生成相应的检测电压。

6.一种控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：至少两个继电器驱动电路和权利要求1至5任一项所述的短路检测电路。

7.一种短路检测方法，其特征在于，所述方法应用于至少包括两个继电器驱动电路的控制电路；所述方法还包括：

基于各继电器驱动电路中继电器的控制端的电压，确定各继电器驱动电路中继电器的运行状态；

根据各继电器驱动电路的输入电压和各继电器驱动电路中继电器的运行状态，确定所述控制电路是否短路。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述运行状态包括：导通状态和关闭状态；所述根据各继电器驱动电路的输入电压和各继电器驱动电路中继电器的运行状态，确定所述控制电路是否短路，包括：

当确定至少一个继电器驱动电路中继电器处于导通状态、且继电器处于导通状态的继电器驱动电路中至少一个继电器驱动电路的输入电压与所述继电器驱动电路中继电器的运行状态不对应时，确定所述控制电路短路。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于各继电器驱动电路中继电器的控制端的电压，确定各继电器驱动电路中继电器的运行状态，包括：

基于各继电器驱动电路中继电器的控制端的电压大小，生成相应的控制信号；

响应所述控制信号，生成与所述控制信号相对应的检测电压；

根据生成的检测电压的大小，确定各继电器驱动电路中继电器的运行状态。