CN110361621B - 负载检测电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种负载检测电路及方法，属于负载检测领域。所述电路包括：三极管驱动模块、三极管、检测模块、控制器，所述三极管驱动模块连接至所述三极管的基极；所述三极管的集电极与负载的一端连接，所述三极管的发射极接地，所述负载的另一端与电源连接；所述检测模块的一端连接至所述三极管的集电极，所述检测模块的另一端接地；所述控制器，用于通过所述三极管驱动模块来控制所述三极管的导通状态，以及用于在控制所述三极管处于不同状态的情况下，根据所述检测模块处的电压来确定所述负载是否异常。其能够实现对负载异常的有效检测，避免由于负载异常而引起三极管损坏。

Description

负载检测电路及方法

技术领域

本发明涉及负载检测领域，具体地，涉及一种负载检测电路及方法。

背景技术

现有技术中，主要使用高电平或者低电平直接对三极管进行驱动，以控制三极管的导通状态，这种驱动方式原理简单。但是，本申请发明人在实现上述技术方案的过程中发现，上述驱动方式无法检测输出端负载是否存在短路或者开路现象，假若输出端负载短路，直接驱动三极管将会导致三极管击穿，甚至导致更多的异常发生。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种负载检测电路，用于解决或至少部分解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种负载检测电路，所述负载检测电路包括：三极管驱动模块、三极管、检测模块、控制器，所述三极管驱动模块连接至所述三极管的基极；所述三极管的集电极与负载的一端连接，所述三极管的发射极接地，所述负载的另一端与电源连接；所述检测模块的一端连接至所述三极管的集电极，所述检测模块的另一端接地；所述控制器，用于通过所述三极管驱动模块来控制所述三极管的导通状态，以及用于在控制所述三极管处于不同状态的情况下，根据所述检测模块处的电压来确定所述负载是否异常。

可选地，所述控制器用于：通过所述三极管驱动模块控制所述三极管处于非导通状态；判断所述检测模块处的电压是否大于第一预设值；以及如果所述检测模块处的电压不大于所述第一预设值，则确定所述负载异常。

可选地，如果所述检测模块的电压大于所述第一预设值，则所述控制器还用于：通过所述三极管驱动模块控制所述三极管处于导通状态；判断所述检测模块处的电压是否大于第二预设值而小于第三预设值；如果所述检测模块处的电压不满足大于所述第二预设值而小于所述第三预设值，则确定所述负载异常；以及如果所述检测模块处的电压大于所述第二预设值而小于所述第三预设值，则确定所述负载没有异常。

可选地，在确定所述负载没有异常的情况下，所述控制器还用于：判断是否具有驱动所述负载的指示；如果具有驱动所述负载的指示，则通过所述三极管驱动模块来控制所述三极管处于导通状态；以及如果不具有驱动所述负载的指示，则通过所述三极管驱动模块来控制所述三极管处于非导通状态。

可选地，所述三极管驱动模块包括第一驱动模块，该第一驱动模块包括第一端口以及与该第一端口串联连接的第一电阻，在检测所述负载是否异常时，所述控制器通过该第一驱动模块来控制所述三极管的开通状态。

可选地，所述三极管驱动模块还包括第二驱动模块，该第二驱动模块包括第二端口以及与该第二端口串联连接的第二电阻，在确定所述负载没有异常的情况下，所述控制器通过该第二驱动模块来控制所述三极管的开通状态，其中所述第一电阻大于所述第二电阻，所述第一驱动模块与所述第二驱动模块并联连接。

可选地，所述负载检测电路还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述三极管的发射极连接，所述第三电阻的另一端接地。

可选地，所述检测模块包括串联连接的第四电阻和第五电阻，所述检测模块处的电压是指所述第四电阻和所述第五电阻之间连接点处的电压。

可选地，所述负载检测电路还包括：ADC转换模块，所述控制器通过该ADC转换模块来采集所述检测模块的电压。

相应地，本发明实施例还提供一种负载检测方法，所述方法用于上述的负载检测电路，所述方法包括：通过所述三极管驱动模块来控制所述三极管的导通状态，以及在控制所述三极管处于不同状态的情况下，根据所述检测模块处的电压来确定所述负载是否异常。

可选地，所述在控制所述三极管处于不同状态的情况下，根据所述检测模块处的电压来确定所述负载是否异常包括：通过所述三极管驱动模块控制所述三极管处于非导通状态；判断所述检测模块处的电压是否大于第一预设值；以及如果所述检测模块处的电压不大于所述第一预设值，则确定所述负载异常。

可选地，如果所述检测模块的电压大于所述第一预设值，则所述在控制所述三极管处于不同状态的情况下，根据所述检测模块处的电压来确定所述负载是否异常还包括：通过所述三极管驱动模块控制所述三极管处于导通状态；判断所述检测模块处的电压是否大于第二预设值而小于第三预设值；如果所述检测模块处的电压不满足大于所述第二预设值而小于所述第三预设值，则确定所述负载异常；以及如果所述检测模块处的电压大于所述第二预设值而小于所述第三预设值，则确定所述负载没有异常。

可选地，在确定所述负载没有异常的情况下，所述在控制所述三极管处于不同状态的情况下，根据所述检测模块处的电压来确定所述负载是否异常还包括：判断是否具有驱动所述负载的指示；如果具有驱动所述负载的指示，则通过所述三极管驱动模块来控制所述三极管处于导通状态；以及如果不具有驱动所述负载的指示，则通过所述三极管驱动模块来控制所述三极管处于非导通状态。

相应地，本发明实施例还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的负载检测方法。

通过上述技术方案，使用三极管驱动模块来驱动三极管，在三极管被驱动处于不同状态时，控制器可以测量检测模块处的电压来确定负载是否异常，从而实现对负载异常的有效检测，避免由于负载异常而引起三极管损坏。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1示出了根据本发明一实施例的负载检测电路的示意图；以及

图2示出了一实施例中控制器的控制流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1示出了根据本发明一实施例的负载检测电路的示意图。如图1所示，本发明实施例提供一种负载检测电路，该负载检测电路可以包括：三极管驱动模块10、三极管Q1、检测模块20以及控制器(图中未示出)，其中三极管驱动模块10可以连接至三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与负载的一端连接，负载的另一端与电源VCC连接，检测模块20的一端可以连接至所述三极管Q1的集电极，所述检测模块20的另一端可以接地。控制器可以通过三极管驱动模块10来控制三极管Q1的导通状态，在控制三极管处于不同状态的情况下，控制器可以进一步根据检测模块20处的电压来确定负载是否异常，从而实现对负载异常的有效检测，避免由于负载异常而引起三极管损坏。

三极管驱动模块10可以包括第一驱动模块和第二驱动模块，第一驱动模块和第二驱动模块并联连接。第一驱动模块可以包括第一端口IO1和第一电阻R1，第一端口IO1例如可以是输入输出端口。第二驱动模块可以包括第二端口IO2和第二电阻R2，第二端口IO2例如可以是输入输出端口。第一电阻R1的阻值可以远大于第二电阻R2的阻值，举例而言，如果第二电阻的阻值为1KΩ，则第一电阻R1的阻值可以设置为20KΩ。第一驱动模块和第二驱动模块可以单独被用来控制三极管Q1的导通状态，在检测负载是否异常时，可以主要通过第一驱动模块来控制三极管Q1的导通状态，在使用三极管驱动电路驱动负载时，可以主要通过第二驱动模块来控制三极管Q1的导通状态。可以通过控制第一端口IO1和/或第二端口IO1输出高电平或低电平来控制三极管Q1的导通状态。

可选地，在三极管Q1的发射极可以连接有电阻R3，该电阻R3的一端连接至三极管Q1的发射极，另一端可以接地。电阻R3的作用是在电路中电流增大时，可以是使得三极管Q1的基极输入电流减少，使三极管Q1达到某个饱和放大区，防止因电流过大而引起三极管Q1击穿。

检测模块20可以包括串联连接的第四电阻R4和第五电阻R5。第四电阻R4和第五电阻R5各自的阻值可以远大于负载的电阻。由三极管电路驱动的负载的阻值通常为几十欧姆，那么第四电阻R4和第五电阻R5各自的阻值可以设置为几千欧姆或几十千欧姆。在检测负载是否异常时，控制器所使用的检测模块20处的电压为第四电阻R4和第五电阻R5之间连接点处的电压。

进一步地，本发明实施例提供的负载检测电路还可以包括ADC转换模块，ADC转换模块的输入口连接至第四电阻R4和第五电阻R5之间连接点，ADC转换模块的输出口连接至控制器。ADC转换模块可以用于采集第四电阻R4和第五电阻R5之间连接点处的电压，并将所采集的电压由模拟量转换为数字量，以方便控制器进行判断。

图2示出了一实施例中控制器的控制流程示意图。如图2所示，在控制器接收到执行负载检测的指令之后，可以首先判断负载是否开路。具体地，控制器可以控制第一端口IO1和第二端口IO2均输出低电平，以控制三极管Q1处于非导通状态。控制器可以读取ADC转换模块输出的电压，并判断该电压是否大于第一预设值A。如果负载开路，则第四电阻R4和第五电阻R5之间连接点处的电压为0。如果负载没有开路，则第四电阻R4和第五电阻R5之间连接点处的电压为VCC*R5/(R4+R5)，由于第四电阻R4和第五电阻R5的值远大于负载电阻的值，因此在计算时可以忽略负载电阻。第一预设值A的值可以略小于VCC*R5/(R4+R5)。如果ADC转换模块输出的电压不大于所述第一预设值A，则控制器可以确定负载异常，其可能原因是负载出现开路。如果ADC转换模块输出的电压不大于所述第一预设值A，则控制器可以继续判断负载是否短路。

在判断负载是否短路时，控制器可以控制第一端口IO1输出高电平，并可选地可以控制第二端口IO2输出低电平。第一端口IO1输出的高电平可以驱动三极管Q1导通，控制器可以读取ADC转换模块输出的电压，然后判断该电压是否大于第二预设值B而小于第三预设值C。如果负载未出现短路，则第四电阻R4和第五电阻R5之间连接点处的电压为电源VCC减去负载两端的电压，如果负载出现短路，则第四电阻R4和第五电阻R5之间连接点处的电压为VCC*R5/(R4+R5)。第二预设值B可以略小于电源VCC减去负载两端的电压的值，第三预设值C可以略小于VCC*R5/(R4+R5)，可选地，第三预设值C可以设置为与第一预设值A相同。如果ADC转换模块输出的电压大于第二预设值B而小于第三预设值C，则控制器可以确定负载未出现短路，否则，控制器可以确定负载异常，其可能原因是负载出现短路。可选地，控制器在读取到ADC转换模块输出的电压之后，可以立即控制第一端口IO1输出低电平，以使三极管Q1处于非导通状态，以使得三极管Q1处于导通状态的时间非常短，从而避免由于负载短路而引起的三极管Q1被击穿。

控制器在确定负载既没有开路也没有短路的情况下，可以使用三极管Q1正常驱动负载。具体地，控制器可以判断是否具有驱动负载的指示，如果有，则可以控制第二端口IO2输出高电平，可选地，也可以控制第一端口IO1和第二端口IO2均输出高电平，以使得三极管Q1导通，从而驱动负载。如果没有驱动负载的指示，则控制器可以控制第一端口IO1和第二端口IO2均输出低电平，以使得三极管Q1处于非导通状态。

本发明实施例中，第一电阻R1至第五电阻R5各自的阻值，可以根据实际需要而设置为任意合适的值。控制器可以是集成电路、芯片电路或单片机电路等。可选地，控制器可以与报警器相连接。在确定负载异常的情况下，控制器可以控制报警器发出报警。所述报警器可以是声音报警器、光报警器或声光报警器等。可选地，控制器也可以与显示器相连接，在确定负载异常的情况下，控制器可以控制显示器显示负载异常的有关提示，在确定负载没有异常的情况下，控制器可以控制显示器显示负载没有异常的有关提示。

本发明实施例提供的负载检测电路可以快速、准确地判断出负载是否出现异常，避免由于负载异常而引起三极管损坏，此外，在确定负载没有异常的情况下，本发明实施例提供的负载检测电路还可以用于驱动负载，兼具驱动和检测负载的功能。

相应地，本发明实施例还提供一种负载检测方法，所述方法用于根据本发明实施例的负载检测电路，所述方法可以包括：通过所述三极管驱动模块来控制所述三极管的导通状态，以及在控制所述三极管处于不同状态的情况下，根据所述检测模块处的电压来确定所述负载是否异常。其可以实现对负载异常的有效检测，避免由于负载异常而引起三极管损坏。

本发明实施例提供的负载检测方法的具体流程与上述的控制器的控制流程相似，这里将不再赘述。

相应地，本发明实施例还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的负载检测方法。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (13)

1.一种负载检测电路，其特征在于，所述负载检测电路包括：三极管驱动模块、三极管、检测模块、控制器，

所述三极管驱动模块连接至所述三极管的基极；

所述三极管的集电极与负载的一端连接，所述三极管的发射极接地，所述负载的另一端与电源连接；

所述检测模块的一端连接至所述三极管的集电极，所述检测模块的另一端接地；

所述控制器，用于通过所述三极管驱动模块来控制所述三极管的导通状态，以及用于在控制所述三极管处于不同状态的情况下，根据所述检测模块处的电压来确定所述负载是否异常，具体包括：

通过所述三极管驱动模块控制所述三极管处于非导通状态；

判断所述检测模块处的电压是否大于第一预设值；以及

如果所述检测模块处的电压不大于所述第一预设值，则确定所述负载异常。

2.根据权利要求1所述的负载检测电路，其特征在于，如果所述检测模块的电压大于所述第一预设值，则所述控制器还用于：

通过所述三极管驱动模块控制所述三极管处于导通状态；

判断所述检测模块处的电压是否大于第二预设值而小于第三预设值；

如果所述检测模块处的电压不满足大于所述第二预设值而小于所述第三预设值，则确定所述负载异常；以及

如果所述检测模块处的电压大于所述第二预设值而小于所述第三预设值，则确定所述负载没有异常。

3.根据权利要求2所述的负载检测电路，其特征在于，在确定所述负载没有异常的情况下，所述控制器还用于：

判断是否具有驱动所述负载的指示；

如果具有驱动所述负载的指示，则通过所述三极管驱动模块来控制所述三极管处于导通状态；以及

如果不具有驱动所述负载的指示，则通过所述三极管驱动模块来控制所述三极管处于非导通状态。

4.根据权利要求1所述的负载检测电路，其特征在于，所述三极管驱动模块包括第一驱动模块，该第一驱动模块包括第一端口以及与该第一端口串联连接的第一电阻，在检测所述负载是否异常时，所述控制器通过该第一驱动模块来控制所述三极管的开通状态。

5.根据权利要求4所述的负载检测电路，其特征在于，所述三极管驱动模块还包括第二驱动模块，该第二驱动模块包括第二端口以及与该第二端口串联连接的第二电阻，在确定所述负载没有异常的情况下，所述控制器通过该第二驱动模块来控制所述三极管的开通状态，

其中所述第一电阻大于所述第二电阻，所述第一驱动模块与所述第二驱动模块并联连接。

6.根据权利要求1所述的负载检测电路，其特征在于，所述负载检测电路还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述三极管的发射极连接，所述第三电阻的另一端接地。

7.根据权利要求1所述的负载检测电路，其特征在于，所述检测模块包括串联连接的第四电阻和第五电阻，所述检测模块处的电压是指所述第四电阻和所述第五电阻之间连接点处的电压。

8.根据权利要求1所述的负载检测电路，其特征在于，所述负载检测电路还包括：

ADC转换模块，所述控制器通过该ADC转换模块来采集所述检测模块的电压。

9.一种负载检测方法，其特征在于，所述方法用于根据权利要求1至8中任意一项权利要求所述的负载检测电路，所述方法包括：通过所述三极管驱动模块来控制所述三极管的导通状态，以及在控制所述三极管处于不同状态的情况下，根据所述检测模块处的电压来确定所述负载是否异常。

10.根据权利要求9所述的负载检测方法，其特征在于，所述在控制所述三极管处于不同状态的情况下，根据所述检测模块处的电压来确定所述负载是否异常包括：

通过所述三极管驱动模块控制所述三极管处于非导通状态；

判断所述检测模块处的电压是否大于第一预设值；以及

如果所述检测模块处的电压不大于所述第一预设值，则确定所述负载异常。

11.根据权利要求10所述的负载检测方法，其特征在于，如果所述检测模块的电压大于所述第一预设值，则所述在控制所述三极管处于不同状态的情况下，根据所述检测模块处的电压来确定所述负载是否异常还包括：

通过所述三极管驱动模块控制所述三极管处于导通状态；

判断所述检测模块处的电压是否大于第二预设值而小于第三预设值；

如果所述检测模块处的电压不满足大于所述第二预设值而小于所述第三预设值，则确定所述负载异常；以及

如果所述检测模块处的电压大于所述第二预设值而小于所述第三预设值，则确定所述负载没有异常。

12.根据权利要求11所述的负载检测方法，其特征在于，在确定所述负载没有异常的情况下，所述在控制所述三极管处于不同状态的情况下，根据所述检测模块处的电压来确定所述负载是否异常还包括：

判断是否具有驱动所述负载的指示；

如果具有驱动所述负载的指示，则通过所述三极管驱动模块来控制所述三极管处于导通状态；以及

如果不具有驱动所述负载的指示，则通过所述三极管驱动模块来控制所述三极管处于非导通状态。

13.一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行根据权利要求9至12中任意一项权利要求所述的负载检测方法。

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