CN110456286A - 自检测电源故障的控制电路及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种自检测电源故障的控制电路及方法。电路包括开关电源电路、控制器、通讯器件、异常控制电路、备用电源电路和第一检测电路。开关电源电路与电源、异常控制电路、第一检测电路和电压切换电路电连接。电压切换电路与备用电源电路和控制器电连接。控制器与第一检测电路和异常控制电路电连接。通讯器件与开关电源电路和备用电源电路电连接。控制器通过通讯器件与用户终端通信连接。异常控制电路与电源和备用电源电路电连接。第一检测电路用于检测开关电源电路第一输出端电压，输出第一电压。控制器根据第一电压确定开关电源电路的工作状态，输出高电平或低电平。异常控制电路基于第一电压和高电平/低电平控制备用电源电路的导通与断开。

Description

自检测电源故障的控制电路及方法
技术领域
本申请涉及家电技术领域，特别是涉及自检测电源故障的控制电路及方法。
背景技术
在家电行业，随着时代的进步，家电的智能控制越来越受人们的喜爱。家电产品的智能控制是通过其内部的控制器实现的。而家电产品内的控制器是通过其自身的开关电源进行供电。
目前，传统家电产品的控制器的开关电源是没有故障检测的，一旦控制器的开关电源出现故障，控制器无法正常工作，更无法给出控制器状态的明确指示。用户只能主动联系售后报修，售后只能根据经验进行维修，导致维修效率低。
发明内容
基于此，有必要针对现有控制器不具有对其自身的开关电源进行故障自检测的问题，提供一种自检测电源故障的控制电路及方法。
一种自检测电源故障的控制电路，与电源电连接，所述控制电路包括：开关电源电路、控制器、通讯器件、异常控制电路、备用电源电路以及第一检测电路；
所述开关电源电路的输入端与所述电源电连接，所述开关电源电路的第一输出端分别与所述异常控制电路第一输入端和所述第一检测电路的输入端电连接；
所述控制器的第一输入端分别与所述开关电源电路的第二输出端和所述备用电源电路的输出端电连接，所述控制器的第二输入端与所述第一检测电路的输出端电连接，所述控制器的第一输出端与所述异常控制电路的第二输入端电连接；
所述异常控制电路的第三输入端与所述电源电连接，所述异常控制电路的输出端与所述备用电源电路的输入端电连接；
所述通讯器件的输入端分别与所述开关电源电路的第二输出端和所述备用电源电路的输出端电连接，所述控制器通过所述通讯器件与用户终端通信连接；
所述第一检测电路用于检测所述开关电源电路第一输出端的电压，并输出第一电压至所述控制器，所述控制器根据所述第二电压确定所述开关电源电路的当前工作状态，并输出高电平或低电平至所述异常控制电路，所述异常控制电路基于所述第一电压和所述高电平，或，所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路的导通与断开，所述控制器还用于将所述开关电源电路的当前工作状态通过所述通讯器件输出至所述用户终端；
若所述控制器接收的所述第一电压为在连续的第一预设时间内等于零的电压时，则确定所述开关电源电路的当前工作状态为输出短路，所述控制器输出低电平至所述异常控制电路，所述异常控制电路基于所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路导通，以使所述备用电源电路给所述控制器供电。
在其中一个实施例中，若所述控制器接收的所述第一电压为在连续出现的第二预设时间等于零、第三预设时间大于零的周期电压时，则确定所述开关电源电路的当前工作状态为输出开路，所述控制器输出低电平至所述异常控制电路；
若所述控制器接收的所述第一电压为在连续的第四预设时间大于零，且小于或等于第一阈值电压的电压时，则确定所述开关电源电路的当前工作状态为输出欠压，所述控制器输出低电平至所述异常控制电路；
若所述控制器接收的所述第一电压为在连续的第五预设时间大于所述第一阈值电压，且小于或等于第二阈值电压的电压时，则确定所述开关电源电路的当前工作状态为输出正常，所述控制器输出高电平至所述异常控制电路，所述异常控制电路(500)基于所述第一电压和所述高电平控制所述备用电源电路(600)断开，以使所述备用电源电路(600)停止给所述控制器(400)供电；
若所述控制器接收的所述第一电压为在连续的第六预设时间大于所述第二阈值电压的电压时，则确定所述开关电源电路的当前工作状态为输出过压，所述控制器输出低电平至所述异常控制电路。
一种自检测电源故障的控制方法，应用于上述任一项实施例所述的控制电路，所述方法包括：
获取所述开关电源电路第一输出端的电压，得到第一电压；
若所述第一电压为在连续的第一预设时间内等于零的电压，则确定所述开关电源电路的当前工作状态为输出短路，输出低电平至所述异常控制电路，以使所述异常控制电路基于所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路导通，并基于所述备用电源电路在所述备用电源电路导通后所提供的电能，通过所述通讯器件将所述开关电源电路的当前工作状态输出至所述用户终端。
与现有技术相比，上述自检测电源故障的控制电路及方法，通过所述第一检测电路检测所述开关电源电路第一输出端的电压，并输出第一电压至所述控制器。使得所述控制器根据所述第一电压确定所述开关电源电路的当前工作状态，并输出高电平或低电平至所述异常控制电路。所述异常控制电路基于所述高电平和所述第一电压，或，所述低电平和所述第一电压控制所述备用电源电路的导通与断开，从而控制所述备用电源电路是否给所述控制器供电。进而可使得所述开关电源电路在出现故障时，通过所述备用电源电路给所述控制器供电，使所述控制器还能正常工作，从而可对所述开关电源电路的当前工作状态进行自检测。进而给出所述开关电源电路的故障原因，便于售后维修，提高维修效率。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的自检测电源故障的控制电路的电路原理框图；
图2为本申请一实施例提供的自检测电源故障的控制电路的电路图；
图3为本申请一实施例提供的自检测电源故障的控制方法的流程图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参见图1和图2，本申请一实施例提供一种自检测电源故障的控制电路10，与电源11电连接。所述控制电路包括：开关电源电路200、控制器400、通讯器件420、异常控制电路500、备用电源电路600以及第一检测电路700。所述开关电源电路200的输入端与所述电源11电连接。所述开关电源电路200的第一输出端分别与所述异常控制电路500第一输入端和所述第一检测电路700的输入端电连接。所述控制器400的第一输入端分别与所述开关电源电路200的第二输出端和所述备用电源电路600的输出端电连接。所述控制器400的第二输入端与所述第一检测电路700的输出端电连接。所述控制器400的第一输出端与所述异常控制电路500的第二输入端电连接。
所述异常控制电路500的第三输入端与所述电源11电连接。所述异常控制电路500的输出端与所述备用电源电路600的输入端电连接。所述通讯器件420的输入端分别与所述开关电源电路200的第二输出端和所述备用电源电路600的输出端电连接。所述控制器400通过所述通讯器件420与用户终端通信连接。所述第一检测电路700用于检测所述开关电源电路200第一输出端的电压，并输出第一电压至所述控制器400。所述控制器400根据所述第一电压确定所述开关电源电路200的当前工作状态，并输出高电平或低电平至所述异常控制电路500。所述异常控制电路500基于所述第一电压和所述高电平，或，所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路600的导通与断开。
所述控制器400还用于将所述开关电源电路200的当前工作状态通过所述通讯器件420输出至所述用户终端。若所述控制器400接收的所述第一电压为在连续的第一预设时间内等于零的电压时，则确定所述开关电源电路200的当前工作状态为输出短路，所述控制器400输出低电平至所述异常控制电路500。所述异常控制电路500基于所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路600导通，以使所述备用电源电路600给所述控制器400供电。
在一个实施例中，所述电源11可以是直流电源，此时直接将直流电源提供的供电电压输出给用电电路即可。在一个实施例中，所述电源11也可以是交流电源。在一个实施例中，若所述电源11为交流电源，则所述自检测电源故障的控制电路10还包括整流滤波电路100。具体的，所述整流滤波电路100的输入端与所述电源11电连接。所述整流滤波电路100的输出端分别与所述开关电源电路200的输入端和所述异常控制电路500的第三输入端电连接，并用于输出第二电压。
可以理解，所述整流滤波电路100的具体电路结构不做具体的限定，只要具有整流滤波的功能即可。在一个实施例中，所述整流滤波电路100可由整流桥和滤波器构成。在一个实施例中，所述整流滤波电路100也可由整流桥和电容器C1组成。在一个实施例中，所述整流桥可由四个二极管(D1、D2、D3、D4)搭建构成。在一个实施例中，所述整流桥可采用全桥或半桥整流。通过所述整流滤波电路100将所述电源11提供的供电电压进行处理后，输出所述第二电压更加稳定。
可以理解，所述开关电源电路200的具体电路结构不做限定，只要具有将所述第二电压(即图2中DC-P)进行处理后，输出弱电电压的功能即可。所述开关电源电路200的具体电路结构，可根据实际需求进行选择。在一个实施例中，所述开关电源电路200可由传统的降压电路和DC/DC变换器构成。在一个实施例中，所述开关电源电路200也可由传统的直流/直流转换器、DC/DC变换器和电容搭建构成。
通过所述开关电源电路200对所述第二电压进行处理后可输出第一电压(即图2中V1)，并将所述第一电压分别输出至所述异常控制电路500和所述第一检测电路700。同时可将所述第一电压再次进行降压处理后输出第三电压(即图2中V2，并输出至所述控制器400，以给所述控制器400提供电能。在一个实施例中，所述第一电压为所述开关电源电路200的直接输出电压，可作为所述第一检测电路700的检测电压对象。
可以理解，所述控制器400的具体结构不做限制，只要具有根据所述第一电压确定所述开关电源电路200的当前工作状态，并输出高电平或低电平的功能即可。在一个实施例中，所述控制器400可以是MCU(微控制单元)。在一个实施例中，所述控制器400也可以是FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)芯片。所述控制器400根据所述第一电压确定所述开关电源电路200的当前工作状态，即对所述开关电源电路200的当前工作状态进行自检测，便于售后维修，提高维修效率。同时所述控制器400根据检测结果输出高电平或低电平至所述异常控制电路500，从而使得所述异常控制电路500基于所述第一电压和所述高电平，或，所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路600的导通与断开。进而可使得所述控制器400一直能正常工作。
在一个实施例中，所述通讯器件420可采用WIFI、蓝牙、GPRS等无线通讯方式，也可为有线通讯方式。在一个实施例中，所述用户终端可以是PC、手机、平板电脑等。所述控制器400可通过所述通讯器件420将所述开关电源电路200的实时状态信息上传至所述用户终端，在发生故障时，可使得售后能够根据故障状态信息向用户提供售后服务，提高维修效率。
可以理解，所述异常控制电路500的具体电路结构不做限制，只要具有基于所述第一电压和所述高电平，或，所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路600的导通与断开的功能即可。所述异常控制电路500的具体电路结构，可根据实际需求进行选择。在一个实施例中，所述异常控制电路500可由单掷继电器、三极管搭配电阻构成。在一个实施例中，所述异常控制电路500可由双掷继电器、MOS管搭配电阻构成。通过所述异常控制电路500切换所述备用电源电路600的导通与断开，从而为所述控制器400提供备用电能，进而使得所述控制器400可一直工作，便于对所述开关电源电路200进行自检测。
可以理解，所述备用电源电路600的具体电路结构不做限制，只要具有当所述开关电源电路200输出出现故障时，如所述开关电源电路200输出的第一电压V1出现短路、欠压、过压、开路故障时，能够为所述控制器400供电的功能即可。在一个实施例中，所述备用电源电路600可由第一降压电路610和电容C4构成。在一个实施例中，所述第一降压电路610可以是DC/DC电路。通过所述备用电源电路600将所述第二电压进行变换处理后，输出第四电压(即图2中的V3)至电压切换电路300，从而为所述控制器400供电。
在一个实施例中，所述第一检测电路700的具体电路结构不做具体的限定，只要具有检测所述开关电源电路200第一输出端的电压(即V1)，并输出第一电压至所述控制器400的功能即可。在一个实施例中，所述第一检测电路700可由电阻(R3、R4、R5)、二极管(D6、D7)和电容C5搭建构成(如图2所示)。电阻R3、电阻R4可对V1进行分压。电阻R5和电容C5组成低通滤波器对采样电压(即V1)进行滤波。V4为所述电压切换电路300的输出端，也为所述第一检测电路700的钳位电压。通过二极管D6、二极管D7可起到保护所述控制器400的作用。
在一个实施例中，所述第一检测电路700也可由电压检测传感器构成。通过所述第一检测电路700检测所述开关电源电路200输出的第一电压，并将检测结果发送至所述控制器400，从而通过所述控制器400确定所述开关电源电路200的当前工作状态，进而完成对所述开关电源电路200的自检测，在出现故障时便于维修。
在一个实施例中，若所述控制器400接收的所述第一电压为在连续的第一预设时间内等于零的电压时，则确定所述开关电源电路200的当前工作状态为输出短路，所述控制器400输出低电平至所述异常控制电路500。此时所述异常控制电路500基于所述第一电压和所述低电平可控制所述备用电源电路600导通，从而控制所述备用电源电路600给所述控制器400供电。进而使所述控制器400能够根据所述一电压对所述开关电源电路200的当前工作状态进行自检测，便于售后维修，提高维修效率。
在一个实施例中，所述第一预设时间的具体时间可以根据实际需求进行设定，如10ms。所述第一电压为在连续的第一预设时间内等于零是指：在连续多个所述第一预设时间内(如40ms)，所述第一电压均等于零。
在一个实施例中，若所述控制器400接收的所述第一电压为在连续出现的第二预设时间等于零、第三预设时间大于零的周期电压时，则确定所述开关电源电路200的当前工作状态为输出开路，所述控制器400输出低电平至所述异常控制电路500。此时所述异常控制电路500基于所述第一电压和所述低电平可控制所述备用电源电路600导通，从而控制所述备用电源电路600给所述控制器400供电。进而使所述控制器400能够根据所述一电压对所述开关电源电路200的当前工作状态进行自检测，便于售后维修，提高维修效率。
在一个实施例中，所述第二预设时间的具体时间可以根据实际需求进行设定，如5ms。所述第三预设时间可与所述第二预设时间可不相同，如8ms。在一个实施例中，所述第一电压为在连续出现的第二预设时间等于零、第三预设时间大于零的周期电压是指：一个时间周期可包括一个第二预设时间和一个第三预设时间，所述第一电压在连续的时间周期内电压的变化均为：在第二预设时间等于零、第三预设时间大于零。
在一个实施例中，若所述控制器400接收的所述第一电压为在连续的第四预设时间大于零，且小于或等于第一阈值电压的电压时，则可确定所述开关电源电路200的当前工作状态为输出欠压，此时所述控制器400输出低电平至所述异常控制电路500。在一个实施例中，所述第四预设时间的具体时间可以根据实际需求进行设定，如20ms。在一个实施例中，所述第一阈值电压的可以是额定输出下V1的百分之八十。
在一个实施例中，若所述控制器400接收的所述第一电压为在连续的第五预设时间大于所述第一阈值电压，且小于或等于第二阈值电压的电压时，则可确定所述开关电源电路200的当前工作状态为输出正常，此时所述控制器400输出高电平至所述异常控制电路500。以使所述异常控制电路500基于所述第一电压和所述高电平控制所述备用电源电路600断开，此时所述备用电源电路600停止给所述控制器400供电。在一个实施例中，所述第五预设时间的具体时间可以根据实际需求进行设定，如15ms。在一个实施例中，所述第二阈值电压可以是额定输出下V1的百分之百。
在一个实施例中，若所述控制器400接收的所述第一电压为在连续的第六预设时间大于所述第二阈值电压的电压时，则可确定所述开关电源电路200的当前工作状态为输出过压，此时所述控制器400输出低电平至所述异常控制电路500。在一个实施例中，所述第六预设时间的具体时间可以根据实际需求进行设定，如15ms。在一个实施例中，所述第一预设时间、所述第四预设时间、所述第五预设时间以及所述第六预设时间彼此之间可设定为相同的时间，也可设定不同的时间。
本实施例中，通过所述第一检测电路700检测所述开关电源电路200第一输出端的电压，并输出第一电压至所述控制器400。使得所述控制器400根据所述第一电压确定所述开关电源电路200的当前工作状态，并输出高电平或低电平至所述异常控制电路500。所述异常控制电路500基于所述高电平和所述第一电压，或，所述低电平和所述第一电压控制所述备用电源电路600的导通与断开，从而控制所述备用电源电路600是否给所述控制器400供电。进而可使得所述开关电源电路200在出现故障时，通过所述备用电源电路600给所述控制器400供电，使所述控制器400还能正常工作，从而可对所述开关电源电路200的当前工作状态进行自检测。进而给出所述开关电源电路200的故障原因，便于售后维修，提高维修效率。
请参见图2，在一个实施例中，所述自检测电源故障的控制电路10还包括：第二检测电路800。所述第二检测电路800的输入端与所述整流滤波电路100的输出端电连接。所述第二检测电路800的输出端与所述控制器400的第三输入端电连接。所述第二检测电路800用于检测所述第二电压，并输出检测结果至所述控制器400。所述控制器400基于所述检测结果确定所述电源11是否断电。
具体的，所述控制器400可将所述检测结果与第三阈值电压进行差值比较，得到差值比较结果。若所述差值比较结果小于或等于零，则确定所述电源11断电；若所述差值比较结果大于零，则确定所述电源11未断电。在一个实施例中，所述第三阈值电压可以是所述电源11提供的供电电压的百分之八十。
可以理解，所述第二检测电路800的具体电路结构不做限制，只要具有检测所述第二电压，并输出检测结果至所述控制器400的功能即可。在一个实施例中，所述第二检测电路800可由电压检测传感器构成。在一个实施例中，所述第二检测电路800也可由电阻(R6、R7、R8、R9)、二极管(D10、D11)和电容C9搭建构成(如图2所示)。其中，电阻R6、电阻R7、电阻R8可对第一电压(即DC-P)进行分压。电阻R9、电容C9组成低通滤波器对采样电压(即第一电压)进行滤波。通过二极管D10、二极管D11可起到保护所述控制器400的作用。
在一个实施例中，所述整流滤波电路100输出的第二电压与所述开关电源电路200输出的第一电压是供地的(即非隔离)，此时可采用如图2所示的第二检测电路800进行检测。在一个实施例中，所述整流滤波电路100输出的第二电压与所述开关电源电路200输出的第一电压是不供地的(即隔离)，此时可采用传统的检测电路进行电压检测。
通过所述第二检测电路800对所述整流滤波电路100输出的第二电压进行检测，并输出检测结果至所述控制器400。通过所述控制器400确定电网输入电压(即所述电源11提供的供电电压)的情况，即确定所述电源11是否断电。从而辅助所述控制器400确定所述开关电源电路200的当前工作状态。
在一个实施例中，所述开关电源电路200包括：直流/直流电路210、第一电容220、降压电路230以及第二电容240。所述直流/直流电路210的输入端与所述整流滤波电路100的输出端电连接，并用于接收所述第二电压。所述直流/直流电路210的输出端分别与所述第一电容220的第一端、所述降压电路230的输入端、所述异常控制电路500第一输入端和所述第一检测电路700的输入端电连接。所述降压电路230的输出端分别与所述第二电容240的第一端和所述控制器400的第一输入端电连接。所述第一电容220的第二端和所述第二电容240的第二端均接地。
在一个实施例中，通过所述直流/直流电路210将所述第二电压进行处理后输出第一电压(即V1)。所述第一电压即为所述开关电源电路200的直接输出电压，可作为所述第一检测电路700的检测电压对象。通过所述降压电路230对所述第一电压进行降压处理后输出第三电压(即V2)。在一个实施例中，所述降压电路230可以是传统的DC/DC电路。所述降压电路230将所述第三电压输出至所述控制器400，以给所述控制器400提供电能。
在一个实施例中，所述异常控制电路500包括继电器510、第一二极管520、三极管530、第一电阻540和第二电阻550。所述继电器510的动触点与所述整流滤波电路100的输出端电连接，所述继电器510的常闭静触点与所述备用电源电路600的输入端电连接。所述继电器510线圈的第一端分别与所述开关电源电路200的第一输出端和所述第一二极管520的阴极电连接。
所述继电器510线圈的第二端分别与所述第一二极管520的阳极和所述三极管530的集电极电连接。所述第一电阻540的第一端分别与所述三极管530的基极和所述第二电阻550的第一端电连接。所述第一电阻540的第二端与所述控制器400的第一输出端电连接。所述第二电阻550的第二端和所述三极管530的发射极均接地。所述三极管530基于所述控制器400输出的高电平或低电平导通与断开，以使所述继电器510基于所述第一电压控制所述备用电源电路600的导通与断开。
在一个实施例中，所述自检测电源故障的控制电路10还包括：电压切换电路300。所述电压切换电路300的第一输入端与所述开关电源电路200的第二输出端电连接。所述电压切换电路300的第二输入端与所述备用电源电路600的输出端电连接。所述电压切换电路300的输出端分别与所述控制器400的第一输入端和所述通讯器件420的输入端电连接。所述电压切换电路300用于将所述开关电源电路200的第二输出端输出的电压或所述备用电源电路600输出的电压传输至所述控制器400和所述通讯器件420。
可以理解，所述电压切换电路300的具体电路结构不做限制，只要具有将所述第三电压或所述备用电源电路600输出的电压传输至所述控制器400的功能即可。在一个实施例中，所述电压切换电路300可由两个单向导通二极管和电容搭建构成。在一个实施例中，所述电压切换电路300也可由两个单向导通的二极管搭配电阻构成。通过所述电压切换电路300将所述第三电压或所述备用电源电路600输出的电压传输至所述控制器400，从而为所述控制器400提供电能。可保证所述开关电源电路200出现短路故障时，所述控制器400还能正常工作，并对故障进行自检测。
在一个实施例中，所述电压切换电路300可包括：第二二极管310、第三二极管320、第三电容330和第四电容340。所述第二二极管310的阳极与所述开关电源电路200的第二输出端电连接。所述第二二极管310的阴极分别与所述第三二极管320的阴极、所述第三电容330的第一端、所述第四电容340的第一端和所述控制器400的第一输入端电连接。所述第三二极管320的阳极与所述备用电源电路600的输出端电连接。所述第三电容330的第二端和所述第四电容340的第二端均接地。所述第二二极管310和所述第三二极管320均起到隔离的作用。所述第三电容330和第四电容340主要起储能和滤波的作用。
在一个实施例中，所述自检测电源故障的控制电路10还包括：显示器件410。所述显示器件410与所述电压切换电路300的输出端电连接。所述显示器件410与所述控制器400通信连接，并用于显示所述开关电源电路200的当前工作状态。在一个实施例中，所述显示器件410可为双八数码管或发光二极管。在一个实施例中，所述自检测电源故障的控制电路10还可包括报警器件(图中未画出)，如蜂鸣报警器等。报警器件可与所述控制器400电连接。
本申请的工作原理：
首先，当所述自检测电源故障的控制电路10上电后，所述异常控制电路500中的所述继电器510(所述继电器510为常闭型继电器)线圈无电。所述继电器510的动触点连到常闭触点，使所述备用电源电路600上电并输出第四电压(即V3)。由第四电压经过所述电压切换电路300中的第三二极管320为所述控制器400、所述显示器件410以及所述通讯器件420供电。
其次，所述控制器400复位初始化后，所述控制器400的第一输出端输出低电平，使所述继电器510的动触点连接到常闭静触点。此时所述备用电源电路600处于上电状态，由所述备用电源电路600输出的第四电压经过所述电压切换电路300为所述控制器400、所述显示器件410以及所述通讯器件420供电。
然后，所述控制器400通过所述第一检测电路800对电网(即电源11)电压进行检测，并判断所述电网电压是否断电。若断电，则所述控制器400不对所述开关电源电路200的工作状态进行判定；同时，所述控制器400对所述异常控制电路500的输出端(即所述控制器400的第一输出端)保持为原输出电平。
若未断电，则所述控制器400通过所述第一检测电路700对所述开关电源电路200的V1进行检测，并确定所述开关电源电路200的当前工作状态。在一个实施例中，若所述当前工作状态为输出正常(即V1输出正常)时，则所述控制器400对控制所述异常控制电路500的输出端输出高电平。使所述异常控制电路500中的所述三极管530导通，所述继电器510的动触点连到常开静触点(即此时所述继电器510线圈上电，控制所述继电器510开关断开)，从而使所述备用电源电路600处于断电状态。此时所述控制器400正常运行，所述自检测电源故障的控制电路10正常工作。
在一个实施例中，若所述当前工作状态为短路故障(即V1输出等于零)时、或所述当前工作状态为开路故障(即V1输出异常)时、或所述当前工作状态为欠压故障(即V1输出欠压)时、或所述当前工作状态为过压故障(即V1输出过压)时，则所述控制器400对控制所述异常控制电路500的输出端均输出低电平。使所述异常控制电路500中的所述三极管530断开，所述继电器510的动触点连到常闭静触点(即此时所述继电器510线圈失电，所述继电器510开关闭合)，从而使所述备用电源电路600上电并输出第四电压(V3)，为所述控制器400、所述显示器件410以及所述通讯器件420供电。同时所述控制器400通过显示器件410以及通讯器件420上报故障信息。
请参见图3，本申请另一实施例提供一种自检测电源故障的控制方法，应用于上述任一项实施例所述的控制电路。所述方法包括：
S102：获取所述开关电源电路200第一输出端的电压，得到第一电压。
在一个实施例中，所述开关电源电路200可采用上述实施例所述的结构。在一个实施例中，所述控制器400可通过第一检测电路700对所述开关电源电路200的V1进行检测，并得到所述第一电压。在一个实施例中，所述第一检测电路700可采用上述实施例所述的结构。
在一个实施例中，可通过所述控制器400根据所述第一电压确定所述开关电源电路200的当前工作状态，并输出高电平或低电平至所述异常控制电路500，以使所述异常控制电路500基于所述第一电压和所述高电平或所述第一电压和低电平控制所述备用电源电路600的导通与断开。
在一个实施例中，所述当前工作状态包括：输出正常、短路故障、开路故障、欠压故障以及过压故障等。在一个实施例中，所述控制器400根据所述第一电压确定所述开关电源电路200的当前工作状态，若确定所述当前工作状态为输出正常，则所述控制器400输出高电平至所述异常控制电路500，以使所述异常控制电路500基于所述第一电压和所述高电平控制所述备用电源电路600的断开。若确定所述当前工作状态为短路故障、开路故障、欠压故障以及过压故障时，所述控制器400均输出低电平至所述异常控制电路500，以使所述异常控制电路500基于所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路600的导通。
S104：若所述第一电压为在连续的第一预设时间内等于零的电压时，则确定所述开关电源电路200的当前工作状态为输出短路，输出低电平至所述异常控制电路500，以使所述异常控制电路500基于所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路600导通，并基于所述备用电源电路600在所述备用电源电路600导通后所提供的电能，通过所述通讯器件420将所述开关电源电路200的当前工作状态输出至所述用户终端。
具体的，若所述第一电压为在连续的第一预设时间内等于零的电压时，则可通过所述控制器400确定所述开关电源电路200的当前工作状态为输出短路，所述控制器400输出低电平至所述异常控制电路500，以使所述异常控制电路500基于所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路600导通。同时所述控制器400还可基于所述备用电源电路600在所述备用电源电路600导通后所提供的电能，通过所述通讯器件420将所述开关电源电路200的当前工作状态(即输出短路)输出至所述用户终端。
在一个实施例中，所述第一预设时间的具体时间可以根据实际需求进行设定，如10ms。所述第二电压为在连续的第一预设时间内等于零是指：在连续多个所述第一预设时间内(如40ms)，所述第二电压均等于零。
若所述第一电压为在连续出现的第二预设时间等于零、第三预设时间大于零的周期电压时，则可通过所述控制器400确定所述开关电源电路200的当前工作状态为输出开路。此时所述控制器400输出低电平至所述异常控制电路500，以使所述基于所述第一电压和所述低电平异常控制电路500控制所述备用电源电路600导通，并基于所述备用电源电路600在所述备用电源电路600导通后所提供的电能，将所述开关电源电路200的当前工作状态为输出开路通过所述通讯器件420输出至所述用户终端。
在一个实施例中，所述第二预设时间的具体时间可以根据实际需求进行设定，如5ms。所述第三预设时间可与所述第二预设时间可不相同，如8ms。在一个实施例中，所述第一电压为在连续出现的第二预设时间等于零、第三预设时间大于零的周期电压是指：一个时间周期可包括一个第二预设时间和一个第三预设时间，所述第一电压在连续的时间周期内电压的变化均为：在第二预设时间等于零、第三预设时间大于零。
若所述第一电压为在连续的第四预设时间大于零，且小于或等于第一阈值电压的电压时，则可通过所述控制器400确定所述开关电源电路200的当前工作状态为输出欠压。此时所述控制器400输出低电平至所述异常控制电路500，以使所述异常控制电路500基于所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路600导通，并基于所述备用电源电路600在所述备用电源电路600导通后所提供的电能，将所述开关电源电路200的当前工作状态为输出欠压通过所述通讯器件420输出至所述用户终端。在一个实施例中，所述第四预设时间的具体时间可以根据实际需求进行设定，如20ms。在一个实施例中，所述第二阈值电压的可以是额定输出下V1的百分之八十。
若所述第二电压为在连续的第五预设时间大于所述第一阈值电压，且小于或等于第二阈值电压的电压时，则可通过所述控制器400确定所述开关电源电路200的当前工作状态为输出正常。此时所述控制器400输出高电平至所述异常控制电路500，以使所述异常控制电路500基于所述第一电压和所述高电平控制所述备用电源电路600断开，并基于所述开关电源电路200提供的电能将所述开关电源电路200的当前工作状态为输出正常通过所述通讯器件420输出至所述用户终端。在一个实施例中，所述第五预设时间的具体时间可以根据实际需求进行设定，如15ms。在一个实施例中，所述第二阈值电压的可以是额定输出下V1的百分之百。
若所述第二电压为在连续的第六预设时间大于所述第二阈值电压的电压时，则可通过所述控制器400确定所述开关电源电路200的当前工作状态为输出过压。此时所述控制器400输出低电平至所述异常控制电路500，以使所述异常控制电路500基于所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路600导通，并基于所述备用电源电路600在所述备用电源电路600导通后所提供的电能，将所述开关电源电路200的当前工作状态为输出过压通过所述通讯器件420输出至所述用户终端。在一个实施例中，所述第六预设时间的具体时间可以根据实际需求进行设定，如15ms。在一个实施例中，所述第一预设时间、所述第四预设时间、所述第五预设时间以及所述第六预设时间彼此之间可设定为相同的时间，也可设定不同的时间。
在一个实施例中，所述获取所述开关电源电路200第一输出端的电压，得到第一电压的步骤之前，所述方法还包括：获取整流滤波电路100输出端的电压，得到第二电压；将所述第二电压与第三阈值电压进行比较，并根据比较结果确定所述电源11是否断电。
在一个实施例中，所述整流滤波电路100的具体电路结构可采用上述实施例所述的结构。在一个实施例中，可通过第二检测电路800检测所述整流滤波电路100输出端的电压，并输出检测结果至控制器400。即所述控制器400可通过所述第二检测电路800获取整流滤波电路100输出端的电压，并得到第二电压。在一个实施例中，所述第二检测电路800的具体结构可采用上述实施例所述的结构。
在一个实施例中，可通过所述控制器400可将所述第二电压与第三阈值电压进行比较(如差值比较)。若所述第二电压小于或等于所述第三阈值电压，则可确定所述电源11处于断电状态。若所述第二电压大于所述第三阈值电压，则确定所述电源11处于未断电状态。在一个实施例中，所述电源11处于未断电状态可包括：欠压状态、正常状态、过压状态等。在一个实施例中，所述第三阈值电压可以是所述电源11提供的供电电压的百分之八十。
在一个实施例中，若所述第二电压大于所述第三阈值电压，且小于或等于第四阈值电压时，可确定所述电源11提供的供电电压处于欠压状态。其中，所述第四阈值电压可以是所述电源11提供的供电电压的百分之九十。在一个实施例中，若所述第二电压大于所述第四阈值电压，且小于或等于第五阈值电压时，可确定所述电源11提供的供电电压处于正常状态。其中，所述第五阈值电压可以是所述电源11提供的供电电压的百分之百。在一个实施例中，若所述第二电压大于所述第五阈值电压，可确定所述电源11提供的供电电压处于过压状态。
在一个实施例中，所述将所述第二电压与第三阈值电压进行比较，并根据比较结果确定电源11是否断电的步骤包括：将所述第二电压与所述第三阈值电压进行差值比较，得到差值比较结果；若所述差值比较结果小于或等于零，则确定所述电源11断电，并返回所述获取整流滤波电路100输出端的电压，得到第一电压的步骤；若所述差值比较结果大于零，则确定所述电源11未断电。
在一个实施例中，所述根据所述第一电压确定所述开关电源电路200的当前工作状态，并输出高电平或低电平至异常控制电路500的步骤之后，所述控制方法还包括：将所述开关电源电路200的当前工作状态通过显示器件410进行显示，并通过通讯器件420将所述开关电源电路200的当前工作状态发送至用户终端。
在一个实施例中，所述显示器件410和所述通讯器件420均可采用上述实施例所述的结构。在一个实施例中，若所述控制器400确定所述开关电源电路200的当前工作状态为输出短路时，可通过所述显示器件410显示故障代码为E1，并将故障信息通过所述通讯器件420上传至用户终端。同时还可通过蜂鸣器报警进行报警(如报警30s)。
在一个实施例中，若所述控制器400确定所述开关电源电路200的当前工作状态为输出欠压时，可通过所述显示器件410显示故障代码为E2，并将故障信息通过所述通讯器件420上传至用户终端。同时还可通过蜂鸣器报警进行5s报警。在一个实施例中，若所述控制器400确定所述开关电源电路200的当前工作状态为输出过压时，可通过所述显示器件410显示故障代码为E3，并将故障信息通过所述通讯器件420上传至用户终端。同时还可通过蜂鸣器报警进行10s报警。
在一个实施例中，若所述控制器400确定所述开关电源电路200的当前工作状态为输出开路时，可通过所述显示器件410显示故障代码为E4，并将故障信息通过所述通讯器件420上传至用户终端。同时还可通过蜂鸣器报警进行20s报警。
综上所述，本申请通过所述第一检测电路700检测所述开关电源电路200第二输出端的电压，并输出第一电压至所述控制器400。使得所述控制器400根据所述第二电压确定所述开关电源电路200的当前工作状态，并输出高电平或低电平至所述异常控制电路500。所述异常控制电路500基于所述高电平和所述第一电压，或，所述低电平和所述第一电压控制所述备用电源电路600的导通与断开，从而控制所述备用电源电路600是否给所述控制器400供电。进而可使得所述开关电源电路200在出现故障时，通过所述备用电源电路600给所述控制器400供电，使所述控制器400还能正常工作，从而可对所述开关电源电路200的当前工作状态进行自检测。进而给出所述开关电源电路200的故障原因，便于售后维修，提高维修效率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种自检测电源故障的控制电路，与电源(11)电连接，其特征在于，所述控制电路包括：开关电源电路(200)、控制器(400)、通讯器件(420)、异常控制电路(500)、备用电源电路(600)以及第一检测电路(700)；
所述开关电源电路(200)的输入端与所述电源(11)电连接，所述开关电源电路(200)的第一输出端分别与所述异常控制电路(500)第一输入端和所述第一检测电路(700)的输入端电连接；
所述控制器(400)的第一输入端分别与所述开关电源电路(200)的第二输出端和所述备用电源电路(600)的输出端电连接，所述控制器(400)的第二输入端与所述第一检测电路(700)的输出端电连接，所述控制器(400)的第一输出端与所述异常控制电路(500)的第二输入端电连接；
所述异常控制电路(500)的第三输入端与所述电源(11)电连接，所述异常控制电路(500)的输出端与所述备用电源电路(600)的输入端电连接；
所述通讯器件(420)的输入端分别与所述开关电源电路(200)的第二输出端和所述备用电源电路(600)的输出端电连接，所述控制器(400)通过所述通讯器件(420)与用户终端通信连接；
所述第一检测电路(700)用于检测所述开关电源电路(200)第一输出端的电压，并输出第一电压至所述控制器(400)，所述控制器(400)根据所述第一电压确定所述开关电源电路(200)的当前工作状态，并输出高电平或低电平至所述异常控制电路(500)，所述异常控制电路(500)基于所述第一电压和所述高电平，或，所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路(600)的导通与断开，所述控制器(400)还用于将所述开关电源电路(200)的当前工作状态通过所述通讯器件(420)输出至所述用户终端；
若所述控制器(400)接收的所述第一电压为在连续的第一预设时间内等于零的电压时，则所述控制器(400)确定所述开关电源电路(200)的当前工作状态为输出短路，所述控制器(400)输出低电平至所述异常控制电路(500)，所述异常控制电路(500)基于所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路(600)导通，以使所述备用电源电路(600)给所述控制器(400)供电。
2.如权利要求1所述的自检测电源故障的控制电路，其特征在于，若所述控制器(400)接收的所述第一电压为在连续出现的第二预设时间等于零、第三预设时间大于零的周期电压时，则所述控制器(400)确定所述开关电源电路(200)的当前工作状态为输出开路，所述控制器(400)输出低电平至所述异常控制电路(500)，所述异常控制电路(500)基于所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路(600)导通；
若所述控制器(400)接收的所述第一电压为在连续的第四预设时间大于零，且小于或等于第一阈值电压的电压时，则确定所述开关电源电路(200)的当前工作状态为输出欠压，所述控制器(400)输出低电平至所述异常控制电路(500)，所述异常控制电路(500)基于所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路(600)导通；
若所述控制器(400)接收的所述第一电压为在连续的第五预设时间大于所述第一阈值电压，且小于或等于第二阈值电压的电压时，则确定所述开关电源电路(200)的当前工作状态为输出正常，所述控制器(400)输出高电平至所述异常控制电路(500)，所述异常控制电路(500)基于所述第一电压和所述高电平控制所述备用电源电路(600)断开，以使所述备用电源电路(600)停止给所述控制器(400)供电；
若所述控制器(400)接收的所述第一电压为在连续的第六预设时间大于所述第二阈值电压的电压时，则确定所述开关电源电路(200)的当前工作状态为输出过压，所述控制器(400)输出低电平至所述异常控制电路(500)，所述异常控制电路(500)基于所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路(600)导通。
3.如权利要求1所述的自检测电源故障的控制电路，其特征在于，还包括：整流滤波电路(100)；
所述整流滤波电路(100)的输入端与所述电源(11)电连接，所述整流滤波电路(100)的输出端分别与所述开关电源电路(200)的输入端和所述异常控制电路(500)的第三输入端电连接，并用于输出第二电压。
4.如权利要求3所述的自检测电源故障的控制电路，其特征在于，还包括：第二检测电路(800)；
所述第二检测电路(800)的输入端与所述整流滤波电路(100)的输出端电连接，所述第二检测电路(800)的输出端与所述控制器(400)的第三输入端电连接，所述第二检测电路(800)用于检测所述第二电压，并输出检测结果至所述控制器(400)，所述控制器(400)基于所述检测结果确定所述电源(11)是否断电。
5.如权利要求4所述的自检测电源故障的控制电路，其特征在于，所述控制器(400)将所述检测结果与第三阈值电压进行差值比较，得到差值比较结果，若所述差值比较结果小于或等于零，则确定所述电源(11)断电，若所述差值比较结果大于零，则确定所述电源(11)未断电；
若确定所述电源(11)未断电，并且，所述检测结果大于所述第三阈值电压，且小于或等于第四阈值电压，则所述控制器(400)确定所述电源(11)提供的供电电压处于欠压状态；
若确定所述电源(11)未断电，并且，所述检测结果大于所述第四阈值电压，且小于或等于第五阈值电压，则所述控制器(400)确定所述电源(11)提供的供电电压处于正常状态；
若确定所述电源(11)未断电，并且，所述检测结果大于所述第五阈值电压，则所述控制器(400)确定所述电源(11)提供的供电电压处于过压状态。
6.如权利要求3所述的自检测电源故障的控制电路，其特征在于，所述开关电源电路(200)包括：直流/直流电路(210)、第一电容(220)、降压电路(230)以及第二电容(240)；
所述直流/直流电路(210)的输入端与所述整流滤波电路(100)的输出端电连接，并用于接收所述第二电压，所述直流/直流电路(210)的输出端分别与所述第一电容(220)的第一端、所述降压电路(230)的输入端、所述异常控制电路(500)第一输入端和所述第一检测电路(700)的输入端电连接；
所述降压电路(230)的输出端分别与所述第二电容(240)的第一端和所述控制器(400)的第一输入端电连接，所述第一电容(220)的第二端和所述第二电容(240)的第二端均接地。
7.如权利要求3所述的自检测电源故障的控制电路，其特征在于，所述异常控制电路(500)包括继电器(510)、第一二极管(520)、三极管(530)、第一电阻(540)和第二电阻(550)；
所述继电器(510)的动触点与所述整流滤波电路(100)的输出端电连接，所述继电器(510)的常闭静触点与所述备用电源电路(600)的输入端电连接，所述继电器(510)线圈的第一端分别与所述开关电源电路(200)的第一输出端和所述第一二极管(520)的阴极电连接，所述继电器(510)线圈的第二端分别与所述第一二极管(520)的阳极和所述三极管(530)的集电极电连接；
所述第一电阻(540)的第一端分别与所述三极管(530)的基极和所述第二电阻(550)的第一端电连接，所述第一电阻(540)的第二端与所述控制器(400)的第一输出端电连接，所述第二电阻(550)的第二端和所述三极管(530)的发射极均接地；
所述三极管(530)基于所述控制器(400)输出的高电平或低电平导通与断开，以使所述继电器(510)控制所述备用电源电路(600)的导通与断开。
8.如权利要求1所述的自检测电源故障的控制电路，其特征在于，还包括：电压切换电路(300)；
所述电压切换电路(300)的第一输入端与所述开关电源电路(200)的第二输出端电连接，所述电压切换电路(300)的第二输入端与所述备用电源电路(600)的输出端电连接，所述电压切换电路(300)的输出端分别与所述控制器(400)的第一输入端和所述通讯器件(420)的输入端电连接，所述电压切换电路(300)用于将所述开关电源电路(200)的第二输出端输出的电压或所述备用电源电路600输出的电压传输至所述控制器400和所述通讯器件(420)。
9.如权利要求8所述的自检测电源故障的控制电路，其特征在于，还包括：显示器件(410)；
所述显示器件(410)与所述电压切换电路(300)的输出端电连接，所述显示器件(410)与所述控制器(400)通信连接，并用于显示所述开关电源电路(200)的当前工作状态。
10.一种自检测电源故障的控制方法，应用于如权利要求1-9任一项所述的控制电路，其特征在于，所述方法包括：
获取所述开关电源电路(200)第一输出端的电压，得到第一电压；
若所述第一电压为在连续的第一预设时间内等于零的电压，则确定所述开关电源电路(200)的当前工作状态为输出短路，输出低电平至所述异常控制电路(500)，以使所述异常控制电路(500)基于所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路(600)导通，并基于所述备用电源电路(600)在所述备用电源电路(600)导通后所提供的电能，通过所述通讯器件(420)将所述开关电源电路(200)的当前工作状态输出至所述用户终端。
11.如权利要求10所述的自检测电源故障的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述第一电压为在连续出现的第二预设时间等于零、第三预设时间大于零的周期电压时，则确定所述开关电源电路(200)的当前工作状态为输出开路，所述控制器(400)输出低电平至所述异常控制电路(500)，以使所述异常控制电路(500)基于所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路(600)导通，并基于所述备用电源电路(600)在所述备用电源电路(600)导通后所提供的电能，通过所述通讯器件(420)将所述开关电源电路(200)的当前工作状态输出至所述用户终端；
若所述第一电压为在连续的第四预设时间大于零，且小于或等于第一阈值电压的电压时，则确定所述开关电源电路(200)的当前工作状态为输出欠压，所述控制器(400)输出低电平至所述异常控制电路(500)，以使所述异常控制电路(500)基于所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路(600)导通，并基于所述备用电源电路(600)在所述备用电源电路(600)导通后所提供的电能，通过所述通讯器件(420)将所述开关电源电路(200)的当前工作状态输出至所述用户终端；
若所述第一电压为在连续的第五预设时间大于所述第一阈值电压，且小于或等于第二阈值电压的电压时，则确定所述开关电源电路(200)的当前工作状态为输出正常，所述控制器(400)输出高电平至所述异常控制电路(500)，以使所述异常控制电路(500)基于所述第一电压和所述高电平控制所述备用电源电路(600)断开，并基于所述开关电源电路(200)提供的电能通过所述通讯器件(420)将所述开关电源电路(200)的当前工作状态输出至所述用户终端；
若所述第一电压为在连续的第六预设时间大于所述第二阈值电压的电压时，则确定所述开关电源电路(200)的当前工作状态为输出过压，所述控制器(400)输出低电平至所述异常控制电路(500)，以使所述异常控制电路(500)基于所述第一电压和所述低电平控制所述备用电源电路(600)导通，并基于所述备用电源电路(600)在所述备用电源电路(600)导通后所提供的电能，通过所述通讯器件(420)将所述开关电源电路(200)的当前工作状态输出至所述用户终端。
12.如权利要求10所述的自检测电源故障的控制方法，其特征在于，所述获取所述开关电源电路200第一输出端的电压，得到第一电压的步骤之前，所述方法还包括：
获取所述整流滤波电路(100)输出端的电压，得到第二电压；
将所述第二电压与第三阈值电压进行比较，并根据比较结果确定所述电源(11)是否断电。
13.如权利要求12所述的自检测电源故障的控制方法，其特征在于，所述将所述第二电压与第三阈值电压进行比较，并根据比较结果确定电源(11)是否断电的步骤包括：
将所述第二电压与所述第三阈值电压进行差值比较，得到差值比较结果；
若所述差值比较结果小于或等于零，则确定所述电源(11)断电；
若确定所述电源(11)未断电，所述检测结果大于所述第三阈值电压，且小于或等于第四阈值电压，则所述控制器(400)确定所述电源(11)提供的供电电压处于欠压状态；
若确定所述电源(11)未断电，所述检测结果大于所述第四阈值电压，且小于或等于第五阈值电压，则所述控制器(400)确定所述电源(11)提供的供电电压处于正常状态；
若确定所述电源(11)未断电，所述检测结果大于所述第五阈值电压，则所述控制器(400)确定所述电源(11)提供的供电电压处于过压状态。
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