CN109683109A - 故障检测电路及控制、判断故障的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了故障检测电路及控制、判断故障的方法，电路包括电源模块、分压模块和电压检测模块；电源模块的正向输出端与所述分压模块的输入端相连，分压模块的输出端与所述电压检测模块的输入端相连，电压检测模块的输出端输出电信号。本发明利用电压检测模块接收分压模块的驱动信号并根据驱动信号的电压高低输出高电平信号或低电平信号，用户根据输出的高电平或低电平判断电源模块是否故障，本发明能准确快速检测电路的故障情况，保证电路正常工作。

Description

故障检测电路及控制、判断故障的方法

技术领域

本发明涉及电路检测技术领域，尤其涉及故障检测电路及控制、判断故障的方法。

背景技术

电流源，即理想电流源，是从实际电源抽象出来的一种模型，其端钮总能向外部提供一定的电流而不论其两端的电压为多少，电流源具有两个基本的性质：第一，它提供的电流是定值I或是一定的时间函数I(t)与两端的电压无关。第二，电流源自身电流是确定的，而它两端的电压是任意的。此外，电流源与电压源是可以等效转换的，一个电流源与电阻并联可以等效成一个电压源与电阻串联。

在电源电路中由于电路的状态不能及时准确测量，造成电路烧毁等现象屡屡皆是，及时准确分辨电路工作状态，及时作出相应的对策，对电路保护起到关键作用。

发明内容

本发明实施例提供了故障检测电路及控制、判断故障的方法，旨在解决现有技术中电源电路故障不能及时准确检测造成电路烧毁的现象。

本发明实施例第一方面提供了故障检测电路，包括电源模块、分压模块和电压检测模块；

所述电源模块的正向输出端与所述分压模块的输入端相连，所述分压模块的输出端与所述电压检测模块的输入端相连，所述电压检测模块的输出端输出电信号；

所述电压检测模块包括电压检测单元和第一分压单元；

所述电压检测单元的第一输入端与所述电压检测模块的输入端相连，所述电压检测单元的第二输入端与所述第一分压单元的输出端共接并与所述电压检测模块的输出端相连，所述第一分压单元的输入端接入第一直流电；

所述电源模块输出电源信号，所述分压模块对所述电信号进行分压并输出驱动信号，所述电压检测模块接收所述驱动信号并根据所述驱动信号的电压高低输出高电平信号或低电平信号，对所述驱动信号的电压高低输出高电平信号或低电平信号与所述第一直流电比较，判断所述电源模块是否故障。

在一个实施例中，所述分压单元包括第一电阻，所述第一电阻的第一端接入第一直流电，所述第一电阻的第二端与所述分压单元的输出端相连。

在一个实施例中，所述电压检测单元包括第二电阻和光耦合器；

所述第二电阻的第一端与所述电压检测单元的第一输入端相连，所述第二电阻的第二端与所述光耦合器的第一输入端相连，所述光耦合器的第二输入端与所述电压检测单元的第二输入端相连，所述光耦合器的第一输出端和第二输出端均接地。

在一个实施例中，所述电压检测单元包括第三电阻和场效应管；

所述第三电阻的第一端与所述电压检测单元的第一输入端相连，所述第三电阻的第二端与所述场效应管的栅极相连，所述场效应管的漏极与所述电压检测单元的第二输入端相连，所述场效应管的源极接地。

在一个实施例中，所述电压检测单元包括第四电阻和三极管；

所述第四电阻的第一端与所述电压检测单元的第一输入端相连，所述第四电阻的第二端与所述三极管的基极相连，所述三极管的集电极与所述电压检测单元的第二输入端相连，所述三极管的发射极接地。

在一个实施例中，所述电压检测单元包括第五电阻和比较器；

所述第五电阻的第一端与所述电压检测单元的第一输入端相连，所述第五电阻的第二端与所述比较器的正向输入端连连，所述比较器的反向输入端接第二直流电，所述比较器的输出端与所述电压检测单元的输出端相连。

在一个实施例中，所述电源模块包括电源单元和开关单元；

所述电源单元的正极端与所述开关单元的第一端相连，所述电源单元的负极端接地，所述开关单元的第二端与所述电源模块的正向输出端相连，所述开关单元的受控端与电源模块的受控端相连。

在一个实施例中，所述分压模块包括第二分压单元和第三分压单元，所述第二分压单元的输入端与所述第三分压单元输入端共接并与所述分压模块的输入端相连，所述第二分压单元的输出端与所述分压模块的输出端相连，所述第三分压单元的输出端接地。

在一个实施例中，还包括控制比较模块；

所述控制比较模块的信号接收端与所述电压检测模块的输出端相连，所述控制比较模块的输出端与所述电源模块的受控端相连；

所述控制比较模块接收所述高电平信号或所述低电平信号，并判断所述电源模块是否故障；若所述电源模块发生故障，则所述控制比较模块控制所述电源模块断开。

本发明实施例第二方面提供了故障检测电路的控制及判断故障的方法，应用于以上所述的故障检测电路，包括：

控制所述电源模块导通，若所述电压检测模块的输出端输出的电信号与所述第一分压单元的输入端接入的所述第一直流电相等，则判定电源模块有故障；若所述电压检测模块的输出端输出的电信号为0，则判定电源模块无故障；

控制所述电源模块断开，若所述电压检测模块的输出端输出的电信号与所述第一分压单元的输入端接入的所述第一直流电相等，则判定电源模块无故障。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明利用电压检测模块接收分压模块的驱动信号并根据驱动信号的电压高低输出高电平信号或低电平信号，用户根据输出的高电平或低电平，对所述驱动信号的电压高低输出高电平信号或低电平信号与所述第一直流电比较，判断所述电源模块是否故障，本发明能准确快速检测电路的故障情况，保证电路正常工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一个实施例提供的故障检测电路的结构示意图一；

图2为本发明的一个实施例提供的故障检测电路的结构示意图二；

图3为本发明的一个实施例提供的电源模块和分压模块的结构示意图一；

图4为本发明的一个实施例提供的电源模块和分压模块的结构示意图二；

图5为本发明的一个实施例提供的电压检测模块的结构示意图一；

图6为本发明的一个实施例提供的电压检测模块的结构示意图二；

图7为本发明的一个实施例提供的电压检测模块的结构示意图三；

图8为本发明的一个实施例提供的电压检测模块的结构示意图四；

图9为本发明的一个实施例提供故障检测电路的控制及判断故障的方法的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本方案，下面将结合本方案实施例中的附图，对本方案实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本方案一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本方案保护的范围。

本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含。此外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细地描述：

图1示出了本发明一实施例所提供的故障检测电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图1为本发明实施例所提供的故障检测电路，该故障检测电路1可以包括电源模块100、分压模块200和电压检测模块300。

电源模块100的正向输出端与所述分压模块200的输入端相连，分压模块200的输出端与所述电压检测模块300的输入端相连，电压检测模块300的输出端输出电信号V0。

电源模块100输出电源信号，分压模块200对所述电源信号进行分压并输出驱动信号，所述电压检测模块300接收所述驱动信号并根据所述驱动信号的电压高低输出高电平信号或低电平信号，以便于用户判断所述电源模块是否故障。

本发明实施例中，用户根据输出的高电平或低电平进行分析或与预设值进行比较，能判断电源模块是否故障，本发明能准确快速检测电路的故障情况，保证电路正常工作。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，该故障检测电路1还包可以括控制比较模块400。

控制比较模块400的信号接收端与所述电压检测模块300的输出端相连，控制比较模块400的输出端与所述电源模块100的受控端相连；

控制比较模块400接收所述高电平信号或所述低电平信号，并判断所述电源模块是否故障；若所述电源模块100发生故障，则控制比较模块400控制电源模块100断开。

在本实施例中控制比较模块400用于对接收到的高电平信号或所述低电平信号进行分析，判断电源模块100是否发生故障，如果没有故障，则控制比较模块400控制电源模块100导通，电路正常工作，如果电源模块100发生故障，控制比较模块400则控制电源模块100断开，对电路进行保护，实现了电路的自动化检测与通断。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，电源模块100可以包括电源单元110和开关单元120；

所述电源单元110的正极端与所述开关单元120的第一端相连，所述电源单元110的负极端接地，所述开关单元120的第二端与所述电源模块100的正向输出端相连，所述开关单元120的受控端与电源模块100的受控端相连。

在一个实施例中，如图3所示，电源单元110可以包括电流源，电流源110的正极端与所述开关单元120的第一端相连，所述电流源的负极端接地。

如图4所示，在本发明的一个实施例中，电源单元110可以包括电压源，电压源由第八电阻R8和供电电压串联组成。

在一个实施例中，如图4所示，开关单元120可以包括开关K1。

如图4所示，在本发明的一个实施例中，分压模块200包括第二分压单元210和第三分压单元220，所述第二分压单元210的输入端与所述第三分压单元220输入端共接并与所述分压模块200的输入端相连，所述第二分压单元210的输出端与所述分压模块200的输出端相连，所述第三分压单元220的输出端接地。

在一个实施例中，如图4所示，第二分压单元210可以包括第六电阻R6，第六电阻R6第一端与所述第二分压单元210的输入端相连，第六电阻R6第二端与所述第二分压单元210的输出端相连。

在一个实施例中，如图4所示，第三分压单元220可以包括第七电阻R7，第七电阻R7第一端与所述第三分压单元220的输入端相连，第七电阻R7第二端与所述第三分压单元220的输出端相连。

在另一个实施例中，第三分压单元220可以包括若干个串联的二极管，所述若干个串联的二极管的阳极与第三分压单元220的输入端相连，若干个串联的二极管的阴极与第三分压单元220的输出端相连。

在具体应用中，第三分压单元220的电阻值远远小于第二分压单元210的电阻值。

如图5所示，在本发明的一个实施例中，图1中的电压检测模块300可以包括电压检测单元320和第一分压单元310；

所述电压检测单元320的第一输入端与所述电压检测模块300的输入端相连，所述电压检测单元320的第二输入端与所述第一分压单元310的输出端共接并与所述电压检测模块300的输出端相连，所述第一分压单元310的输入端接入第一直流电Vcc。

在本实施例中，第一分压单元310接入的是第一直流电Vcc，所以第一分压单元310分的是第一直流电的电压，电压检测单元320接入的是分压模块200发出的驱动信号，电压检测单元320对驱动信号进行处理，输出高电平信号或低电平信号。

在本发明的一个实施例中，如图5所示，第一分压单元310可以包括第一电阻R1，所述第一电阻R1的第一端接入第一直流电Vcc，所述第一电阻R1的第二端与所述第一分压单元310的输出端相连。

如图5所示，在本发明的一个实施例中，电压检测单元320可以包括第二电阻R2和光耦合器U1；

所述第二电阻R2的第一端与所述电压检测单元320的第一输入端相连，所述第二电阻R2的第二端与所述光耦合器U1的第一输入端相连，所述光耦合器U1的第二输入端与所述电压检测单元320的第二输入端相连，所述光耦合器U1的第一输出端和第二输出端均接地。

在一个实施例中，第二电阻R2可以为压敏电阻。当过电压出现在压敏电阻两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，能对光耦合器U1起到保护作用。

在具体应用中，开关K1关闭时，第三分压单元220分压，有电压流入第二电阻R2，进而进入光耦合器U1，光耦合器U1导通时，光耦合器U1第二输入端的电压Vo≈/＝0，则电源模块100无故障。

开关K1关闭时，如果光耦合器U1第二输入端的电压Vo≈/＝第一直流电Vcc，则电源模块100有故障。

开关K1断开时，第三分压单元220不分压，没有电压流入第二电阻R2，光耦合器U1不导通，Vo≈/＝Vcc，则电源模块100无故障。

如图6所示，在本发明的一个实施例中，电压检测单元320可以包括第三电阻R3和场效应管U2；

所述第三电阻R3的第一端与所述电压检测单元320的第一输入端相连，所述第三电阻R3的第二端与所述场效应管U2的栅极相接，所述场效应管U2的漏极与所述电压检测单元320的第二输入端相连，所述场效应管U2的源极接地。

在具体应用中，开关K1关闭时，第三分压单元220分压，有电压流入第三电阻R3，进而进入场效应管U2，场效应管U2导通时，场效应管U2第二输入端的电压Vo≈/＝0，则电源模块100无故障。

开关K1关闭时，如果场效应管U2第二输入端的电压Vo≈/＝第一直流电VCC，则电源模块100有故障。

开关K1断开时，第三分压单元220不分压，没有电压流入第三电阻R3，场效应管U2不导通，V0≈/＝VCC，则电源模块100无故障。

在一个实施例中，第三电阻R3可以为压敏电阻。当过电压出现在压敏电阻两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，能对场效应管U2起到保护作用。

如图7所示，在本发明的一个实施例中，电压检测单元320可以包括第四电阻R4和三极管U3；

所述第四电阻R4的第一端与所述电压检测单元320的第一输入端相连，所述第四电阻R4的第二端与所述三极管U3的基极相接，所述三极管U3的集电极与所述电压检测单元320的第二输入端相连，所述三极管U3的发射极接地。

在具体应用中，开关K1关闭时，第三分压单元220分压，有电压流入第四电阻R4，进而进入三极管U3，三极管U3导通时，三极管U3集电极的电压Vo≈/＝0，则电源模块100无故障。

开关K1关闭时，如果三极管U3第二输入端的电压Vo≈/＝第一直流电Vcc，则电源模块100有故障。

开关K1断开时，第三分压单元220不分压，没有电压流入第三电阻R3，三极管U3不导通，Vo≈/＝Vcc，则电源模块100无故障。

在一个实施例中，第四电阻R4可以为压敏电阻。当过电压出现在压敏电阻两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，能对三极管U3起到保护作用。

如图8所示，在本发明的一个实施例中，电压检测单元320可以包括第五电阻R5和比较器U4；

所述第五电阻R5的第一端与所述电压检测单元320的第一输入端相连，所述第五电阻R5的第二端与所述比较器U4的正向输入端连接，所述比较器U4的反向输入端接第二直流电，所述比较器U4的输出端与所述电压检测单元320的输出端相连。

在具体应用中，开关K1关闭时，第三分压单元220分压，有电压流入第五电阻R5，进而进入比较器U4的正向输入端，比较器U4的正向输入端电压Vdr与负向输入电压Vref比较，比较器U4输出低电平Vo≈/＝0，则电源模块100无故障。

开关K1关闭时，如果比较器U4输出高电平，Vo≈/＝第一直流电Vcc，则电源模块100有故障。

开关K1断开时，第三分压单元220不分压，没有电压流入第三电阻R3，比较器U4不工作，V0≈/＝Vcc，则电源模块100无故障。

在一个实施例中，第五电阻R5可以为压敏电阻。当过电压出现在压敏电阻两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，能对比较器U4起到保护作用。如图9所示，本发明实施例所提供的故障检测电路的控制及判断故障的方法，应用于以上所述的故障检测电路，包括：

在步骤S101中，控制所述电源模块导通，若所述电压检测模块的输出端输出的电信号与所述第一分压单元的输入端接入的所述第一直流电相等，则判定电源模块有故障；若所述电压检测模块的输出端输出的电信号为0，则判定电源模块无故障；

在步骤S102中，控制所述电源模块断开，若所述电压检测模块的输出端输出的电信号与所述第一分压单元的输入端接入的所述第一直流电相等，则判定电源模块无故障。

需要说明的是，本发明说明书和附图中标号相同的端口或引脚即为连通。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.故障检测电路，其特征在于，包括电源模块、分压模块和电压检测模块；

所述电源模块的正向输出端与所述分压模块的输入端相连，所述分压模块的输出端与所述电压检测模块的输入端相连，所述电压检测模块的输出端输出电信号；

所述电压检测模块包括电压检测单元和第一分压单元；

所述电压检测单元的第一输入端与所述电压检测模块的输入端相连，所述电压检测单元的第二输入端与所述第一分压单元的输出端共接并与所述电压检测模块的输出端相连，所述第一分压单元的输入端接入第一直流电；

所述电源模块输出电源信号，所述分压模块对所述电信号进行分压并输出驱动信号，所述电压检测模块接收所述驱动信号并根据所述驱动信号的电压高低输出高电平信号或低电平信号，对所述驱动信号的电压高低输出高电平信号或低电平信号与所述第一直流电比较，判断所述电源模块是否故障。

2.如权利要求1所述的故障检测电路，其特征在于，所述第一分压单元包括第一电阻，所述第一电阻的第一端接入第一直流电，所述第一电阻的第二端与所述第一分压单元的输出端相连。

3.如权利要求1所述的故障检测电路，其特征在于，所述电压检测单元包括第二电阻和光耦合器；

所述第二电阻的第一端与所述电压检测单元的第一输入端相连，所述第二电阻的第二端与所述光耦合器的第一输入端相连，所述光耦合器的第二输入端与所述电压检测单元的第二输入端相连，所述光耦合器的第一输出端和第二输出端均接地。

4.如权利要求1所述的故障检测电路，其特征在于，所述电压检测单元包括第三电阻和场效应管；

所述第三电阻的第一端与所述电压检测单元的第一输入端相连，所述第三电阻的第二端与所述场效应管的栅极相连，所述场效应管的漏极与所述电压检测单元的第二输入端相连，所述场效应管的源极接地。

5.如权利要求1所述的故障检测电路，其特征在于，所述电压检测单元包括第四电阻和三极管；

所述第四电阻的第一端与所述电压检测单元的第一输入端相连，所述第四电阻的第二端与所述三极管的基极相连，所述三极管的集电极与所述电压检测单元的第二输入端相连，所述三极管的发射极接地。

6.如权利要求1所述的故障检测电路，其特征在于，所述电压检测单元包括第五电阻和比较器；

所述第五电阻的第一端与所述电压检测单元的第一输入端相连，所述第五电阻的第二端与所述比较器的正向输入端连连，所述比较器的反向输入端接第二直流电，所述比较器的输出端与所述电压检测单元的输出端相连。

7.如权利要求1至6任一项所述的故障检测电路，其特征在于，所述电源模块包括电源单元和开关单元；

所述电源单元的正极端与所述开关单元的第一端相连，所述电源单元的负极端接地，所述开关单元的第二端与所述电源模块的正向输出端相连，所述开关单元的受控端与电源模块的受控端相连。

8.如权利要求1至7任一项所述的故障检测电路，其特征在于，所述分压模块包括第二分压单元和第三分压单元，所述第二分压单元的输入端与所述第三分压单元输入端共接并与所述分压模块的输入端相连，所述第二分压单元的输出端与所述分压模块的输出端相连，所述第三分压单元的输出端接地。

9.如权利要求1所述的故障检测电路，其特征在于，还包括控制比较模块；

所述控制比较模块的信号接收端与所述电压检测模块的输出端相连，所述控制比较模块的输出端与所述电源模块的受控端相连；

所述控制比较模块接收所述高电平信号或所述低电平信号，并判断所述电源模块是否故障；若所述电源模块发生故障，则所述控制比较模块控制所述电源模块断开。

10.故障检测电路的控制及判断故障的方法，应用于如权利要求2-9所述的故障检测电路，其特征在于，包括：

控制所述电源模块导通，若所述电压检测模块的输出端输出的电信号与所述第一分压单元的输入端接入的所述第一直流电相等，则判定电源模块有故障；若所述电压检测模块的输出端输出的电信号为0，则判定电源模块无故障；

控制所述电源模块断开，若所述电压检测模块的输出端输出的电信号与所述第一分压单元的输入端接入的所述第一直流电相等，则判定电源模块无故障。