CN110865231A - 一种用于总线隔离的电源电压检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于总线隔离的电源电压检测电路，所述电源电压检测电路包括：微控制单元、第一比较器、第二比较器、目标集成电路、基准电源、逻辑门电路、第一电阻、第二电阻和第三电阻。本发明实施例通过微控制单元、第一比较器和第二比较器输出的与电压故障对应的逻辑信号，使逻辑门电路通过软件和硬件获得电压检测结果，在检测到电压故障时使逻辑门电路输出与电压故障对应的逻辑信号至目标集成电路，目标集成电路根据该逻辑信号处于待机状态，进而保证该电源电压检测电路与总线隔离，防止该电源电压检测电路出现故障后向总线发送错误信号。

Description

一种用于总线隔离的电源电压检测电路

技术领域

本发明涉及电气检测领域，尤其涉及一种用于总线隔离的电源电压检测电路。

背景技术

如今，当与总线连接的电路出现故障时，往往通过断开故障电路的电源，以使该故障电路不向该总线发送信号。

然而，由于断开电源后的故障电路仍然与总线连接，可能会发生总线上微弱的电流流入故障电路，使故障电路进入不稳定的工作状态，进而导致工作状态不稳定的故障电路向总线发送错误信号，最终造成与总线连接的其他正常电路也发生故障。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种用于总线隔离的电源电压检测电路，技术方案如下：

一种用于总线隔离的电源电压检测电路，包括：微控制单元100、第一比较器200、第二比较器300、目标集成电路400、基准电源500、逻辑门电路600、第一电阻700、第二电阻800和第三电阻900，

所述微控制单元100的电源接口与系统电源的正极连接，所述微控制单元100的电压状态输出端110与所述逻辑门电路600的第一输入端610连接；

所述系统电源的正极与所述系统电源的负极之间依次串联所述第一电阻700、所述第二电阻800和所述第三电阻900；

所述第一比较器200的正极输入端与所述第一电阻700和所述第二电阻800的共用端连接，所述第一比较器200的负极输入端与所述基准电源500的正极连接，所述第一比较器200的输出端与所述逻辑门电路600的第二输入端620连接；

所述第二比较器300的负极输入端与所述第二电阻800和所述第三电阻900的共用端连接，所述第二比较器300的正极输入端与所述基准电源500的正极连接，所述第二比较器300的输出端与所述逻辑门电路600的第三输入端630连接；

所述逻辑门电路600的输出端640与所述目标集成电路400的待机使能端410连接；

所述目标集成电路400与总线连接；

若所述待机使能端410接收到所述逻辑门电路600的输出端640输出的逻辑信号为预设的逻辑信号时，则所述目标集成电路400的各引脚电平处于维持预设电平的状态，以使所述目标集成电路400与所述总线处于隔离状态。

可选的，所述逻辑门电路600为与门电路，在所述系统电源的电压正常时，所述微控制单元100、所述第一比较器200和所述第二比较器300输出的逻辑信号相同。

可选的，所述目标集成电路400包括总线低电压差分信号单元420，所述总线低电压差分信号单元420中包括所述待机使能端410。

可选的，所述目标集成电路400还包括：内核电路430和IO信号接口电路440。

可选的，所述微控制单元100与所述目标集成电路400通信连接。

可选的，所述基准电源500的输出电压为0.4V。

借由上述技术方案，本发明提供的一种用于总线隔离的电源电压检测电路，包括：微控制单元100、第一比较器200、第二比较器300、目标集成电路400、基准电源500、逻辑门电路600、第一电阻700、第二电阻800和第三电阻900，所述微控制单元100的电源接口与系统电源的正极连接，所述微控制单元100的电压状态输出端110与所述逻辑门电路600的第一输入端连接；所述系统电源的正极与所述系统电源的负极之间依次串联所述第一电阻700、所述第二电阻800和所述第三电阻900；所述第一比较器200的正极输入端与所述第一电阻700和所述第二电阻800的共用端连接，所述第一比较器200的负极输入端与所述基准电源500的正极连接，所述第一比较器200的输出端与所述逻辑门电路600的第二输入端620连接；所述第二比较器300的负极输入端与所述第二电阻800和所述第三电阻900的共用端连接，所述第二比较器300的正极输入端与所述基准电源500的正极连接，所述第二比较器300的输出端与所述逻辑门电路600的第三输入端630连接；所述逻辑门电路600的输出端640与所述目标集成电路400的待机使能端410连接。本发明实施例通过微控制单元100、第一比较器200和第二比较器300输出的与电压故障对应的逻辑信号，使逻辑门电路600通过软件和硬件获得电压检测结果，在检测到电压故障时使逻辑门电路600输出与电压故障对应的逻辑信号至目标集成电路400，目标集成电路400根据该逻辑信号处于待机状态，进而保证该电源电压检测电路与总线隔离，防止该电源电压检测电路出现故障后向总线发送错误信号。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例提供的一种用于总线隔离的电源电压检测电路；

图2示出了本发明实施例提供的另一种用于总线隔离的电源电压检测电路；

图3示出了本发明实施例提供的另一种用于总线隔离的电源电压检测电路；

图4示出了本发明实施例提供的另一种用于总线隔离的电源电压检测电路；

图5示出了本发明实施例提供的另一种用于总线隔离的电源电压检测电路；

图6示出了本发明实施例提供的另一种用于总线隔离的电源电压检测电路。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本发明实施例提供的一种用于总线隔离的电源电压检测电路，可以包括：微控制单元100、第一比较器200、第二比较器300、目标集成电路400、基准电源500、逻辑门电路600、第一电阻700、第二电阻800和第三电阻900。

其中，第一比较器200和第二比较器300可以是实现对两个或多个数据项进行比较，判断比较结果是否相等的功能的电路。目标集成电路400可以是特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)。基准电源500可以是输出基准电压的电源。可选的，本发明实施例中的基准电源500的输出电压可以为0.4V，即基准电压可以为0.4V。逻辑门电路600可以包括与门电路、或门电路及其他逻辑电路。

所述微控制单元100的电源接口与系统电源的正极连接，所述微控制单元100的电压状态输出端110与所述逻辑门电路600的第一输入端610连接。

其中，微控制单元100可以对系统电源输出的电压进行检测，当检测到系统电源输出的电压发生过压或欠压时，微控制单元100可以通过电压状态输出端110发送与电压故障对应的逻辑信号至逻辑门电路600的第一输入端610，使逻辑门电路600获得该逻辑信号。例如，当微控制单元100检测系统电源输出的电压为过压或欠压时，微控制单元100可以输出与电压故障对应的逻辑信号“0”至逻辑门电路600。

可选的，如图2所示，本发明实施例提供的另一种用于总线隔离的电源电压检测电路，微控制单元100也可以对与该微控制单元100连接的电路进行检测，当检测到任何电路故障时，微控制单元100可以通过与逻辑门电路600的第四输入端650连接的电路状态输出端120发送与电路故障对应的逻辑信号至逻辑门电路600。

需要注意的是，电压故障属于电路故障中的其中一种。因此，与电路故障对应的逻辑信号可以和与电压故障对应的逻辑信号相同。由于在系统电源输出的电压没有发生电压故障时，微控制单元100可以对电路的其他故障进行检测，因此当电路在发生除电压故障的其他故障时，微控制单元100可以及时发送与电路故障对应的逻辑信号至逻辑门电路600，使逻辑门电路600及时进行处理。

微控制单元100可以是通过模拟数字转换器(Analog-to-digital converter，ADC)对系统电源输出的电压进行检测及对电路进行检测，通过模拟数字转换器的检测，微控制单元100可以及时获得电压故障或电路故障的信息。

由于微控制单元100需要由系统电源进行供电，因此当系统电源出现电压故障时，微控制单元100的检测性能会受到影响，进而导致微控制单元100无法及时检测出系统电源的电压故障。因此，本发明实施例可以通过在系统电源处连接比较器和电阻，以硬件的检测方式对系统电源的电压进行检测。

所述系统电源的正极与所述系统电源的负极之间依次串联所述第一电阻700、所述第二电阻800和所述第三电阻900。

其中，在系统电源输出的电压正常的情况下，第一电阻700与第二电阻800的共用端的电压大于或等于基准电源500输出的基准电压，第二电阻800与第三电阻900的共用端的电压小于基准电源500输出的基准电压。例如，当基准电源500输出的基准电压为0.4V时，在系统电源输出的电压正常的情况下，第一电阻700与第二电阻800的共用端的电压可以为0.8V，第二电阻800与第三电阻900的共用端的电压可以为0.2V。

所述第一比较器200的正极输入端与所述第一电阻700和所述第二电阻800的共用端连接，所述第一比较器200的负极输入端与所述基准电源500的正极连接，所述第一比较器200的输出端与所述逻辑门电路600的第二输入端620连接。

其中，第一比较器200的正极输入端可以获得第一电阻700与第二电阻800的共用端的电压，第一比较器200的负极输入端可以获得基准电源500输出的基准电压，第一比较器200通过对比第一电阻700与第二电阻800的共用端的电压和基准电压，判断系统电源是否出现故障类型为欠压的电压故障。例如，第一比较器200获得第一电阻700与第二电阻800的共用端的电压为0.3V，若第一比较器200获得基准电源500输出的基准电压为0.5V，由于0.3小于0.5，因此第一比较器200可以确定系统电源输出的电压过低，系统电源发生欠压的电压故障。

具体的，当第一比较器200判断第一电阻700和第二电阻800的共用端的电压小于基准电压时，第一比较器200可以输出与电压故障对应的逻辑信号至逻辑门电路600的第二输入端620，使逻辑门电路600获得该逻辑信号。

其中，与电压故障对应的逻辑信号可以是预先确定的信号。例如，本实施例可以将与电压故障对应的逻辑信号确定为“0”，当第一比较器200判断第一电阻700与第二电阻800的共用端的电压小于基准电压时，第一比较器200可以输出逻辑信号“0”至逻辑门电路600，使逻辑门电路600获得逻辑信号“0”。可以理解的是，本发明实施例可以预设与电压无故障对应的逻辑信号，具体的，与电压无故障对应的逻辑信号可以为“1”，当第一比较器200判断第一电阻700与第二电阻800的共用端的电压不小于基准电压时，第一比较器200可以输出与电压无故障对应的逻辑信号至逻辑门电路600的第二输入端，使逻辑门电路600获得该逻辑信号。

所述第二比较器300的负极输入端与所述第二电阻800和所述第三电阻900的共用端连接，所述第二比较器300的正极输入端与所述基准电源500的正极连接，所述第二比较器300的输出端与所述逻辑门电路600的第三输入端630连接。

其中，第二比较器300的负极输入端可以获得第二电阻800和第三电阻900的共用端的电压，第二比较器300的正极输入端可以获得基准电源500输出的基准电压，第二比较器300通过对比第二电阻800和第三电阻900的共用端的电压和基准电压，判断系统电源是否出现故障类型为过压的电压故障。例如，第二比较器300获得第二电阻800与第三电阻900的共用端的电压为0.7V，若第二比较器300获得基准电源500输出的基准电压为0.3V，由于0.7大于0.3，因此第二比较器300可以确定系统的电源输出的电压过高，系统电源发生过压的电压故障。

具体的，当第二比较器300判断第二电阻800和第三电阻900的共用端的电压大于基准电压时，第二比较器300可以输出与电压故障对应的逻辑信号至逻辑门电路600的第三输入端630，使逻辑门电路600获得该逻辑信号。

需要注意的是，欠压和过压都属于电压故障，因此欠压和过压对应的逻辑信号可以相同。例如，与欠压这种电压故障类型对应的逻辑信号可以为“0”，与过压这种电压故障类型对应的逻辑信号也可以为“0”。

当第二比较器300判断第二电阻800与第三电阻900的共用端的电压大于基准电压时，第二比较器300可以输出逻辑信号“0”至逻辑门电路600，使逻辑门电路600获得逻辑信号“0”。可以理解的是，本发明实施例可以预设与电压无故障对应的逻辑信号，具体的，与电压无故障对应的逻辑信号可以为“1”，当第二比较器300判断第二电阻800与第三电阻900的共用端的电压不大于基准电压时，第二比较器300可以输出与电压无故障对应的逻辑信号至逻辑门电路600的第三输入端630，使逻辑门电路600获得该逻辑信号。

逻辑门电路600在获得微控制单元100、第一比较器200和第二比较器300输出的逻辑信号之后，根据逻辑门电路600对应的逻辑关系进行计算获得计算结果，输出与该计算结果对应的逻辑信号。

可选的，所述逻辑门电路600为与门电路，在所述系统电源的电压正常时，所述微控制单元100、所述第一比较器200和所述第二比较器300输出的逻辑信号相同。

为了便于理解，此处通过举例进行说明：逻辑门电路600为与门电路，当所述系统电源的电压正常时，微控制单元100、第一比较器200和第二比较器300输出的逻辑信号为“1”，当微控制单元100、第一比较器200和第二比较器300中：任意一个设备检测出系统电源的电压故障时，检测出故障的设备输出的逻辑信号为“0”。当微控制单元100输出的逻辑信号为“0”，第一比较器200输出的逻辑信号为“1”，第二比较器300输出的逻辑信号为“1”，则逻辑门电路600输出的逻辑信号为“0”。当微控制单元100输出的逻辑信号为“1”，第一比较器200输出的逻辑信号为“1”，第二比较器300输出的逻辑信号为“1”，则逻辑门电路600输出的逻辑信号为“1”。

所述逻辑门电路600的输出端640与所述目标集成电路400的待机使能端410连接。

其中，待机使能端410可以是目标集成电路400中自带的待机控制信号端，也可以是通过预设的程序设计的专用控制引脚。当目标集成电路400的待机使能端410接收到逻辑门电路600输出的与电路故障对应的逻辑信号时，待机使能端410发出待机指令，使目标集成电路400处于待机状态。

具体的，如图3所示，本发明实施例提供的另一种用于总线隔离的电源电压检测电路，所述目标集成电路400可以包括总线低电压差分信号单元420，所述总线低电压差分信号单元420中包括所述待机使能端410，所述待机使能端410接收到预设的逻辑信号以后，所述目标集成电路400的各引脚电平处于维持预设电平的状态。

其中，总线低电压差分信号(Bus Low Voltage Differential Signal，BLVDS)单元420可以为向总线发送信号的单元。预设的逻辑信号可以和与电路故障对应的逻辑信号相同，也可以和与电压故障对应的逻辑信号相同。当待机使能端410接收到预设的逻辑信号以后，总线低电压差分信号使目标集成电路400中的各引脚的电平维持预设电平的状态。预设电平为目标集成电路400维持待机状态时的电平。总线低电压差分信号单元420可以在待机使能端410接收到预设的逻辑信号时，及时使目标集成电路400处于待机状态，使目标集成电路400不发送信息。

所述目标集成电路400与总线连接。

其中，总线可以是用于总线隔离的用于总线隔离的电源电压检测电路所连接的外部通信总线。

具体的，目标集成电路400中的总线低电压差分信号单元420与总线连接。可选的，如图3所示，总线低电压差分信号单元420可以通过通信端口450与总线连接。本发明实施例可以通过总线低电压差分信号单元420与总线进行数据交互。

若所述待机使能端410接收到所述逻辑门电路600的输出端640输出的逻辑信号为预设的逻辑信号时，则所述目标集成电路400的各引脚电平处于维持预设电平的状态，以使所述目标集成电路400与所述总线处于隔离状态。

在通常情况下，目标集成电路400可以与总线进行连接，以便于微控制单元100通过目标集成电路400发送指定的信号至总线中，使微控制单元100与该总线上其他的电路进行通信。

本发明实施例提供的一种用于总线隔离的电源电压检测电路，包括：微控制单元100、第一比较器200、第二比较器300、目标集成电路400、基准电源500、逻辑门电路600、第一电阻700、第二电阻800和第三电阻900，所述微控制单元100的电源接口与系统电源的正极连接，所述微控制单元100的电压状态输出端110与所述逻辑门电路600的第一输入端连接；所述系统电源的正极与所述系统电源的负极之间依次串联所述第一电阻700、所述第二电阻800和所述第三电阻900；所述第一比较器200的正极输入端与所述第一电阻700和所述第二电阻800的共用端连接，所述第一比较器200的负极输入端与所述基准电源500的正极连接，所述第一比较器200的输出端与所述逻辑门电路600的第二输入端620连接；所述第二比较器300的负极输入端与所述第二电阻800和所述第三电阻900的共用端连接，所述第二比较器300的正极输入端与所述基准电源500的正极连接，所述第二比较器300的输出端与所述逻辑门电路600的第三输入端630连接；所述逻辑门电路600的输出端640与所述目标集成电路400的待机使能端410连接。本发明实施例通过微控制单元100、第一比较器200和第二比较器300输出的与电压故障对应的逻辑信号，使逻辑门电路600通过软件和硬件获得电压检测结果，在检测到电压故障时使逻辑门电路600输出与电压故障对应的逻辑信号至目标集成电路400，目标集成电路400根据该逻辑信号处于待机状态，进而保证该电源电压检测电路与总线隔离，防止该电源电压检测电路出现故障后向总线发送错误信号。

可选的，如图4所示，本发明实施例提供的另一种用于总线隔离的电源电压检测电路，所述目标集成电路400还包括：内核电路430和IO信号接口电路440。

当待机使能端410为根据预设的逻辑信号设计的专用控制引脚时，内核(Core)电路主要用于计算和处理数据。总线低电压差分信号单元420在接收到预设的逻辑信号之后，内核电路430可以控制目标集成电路400中的各引脚的电平维持预设电平的状态。IO信号接口电路440可以为其他电路提供接口，当IO信号接口电路440连接其他电路时，当总线低电压差分信号单元420在获得接收到预设的逻辑信号之后，内核电路430可以控制该其他电路维持待机状态。

当待机使能端410为目标集成电路400自带的待机控制信号端时，待机使能端410接收到与待机使能端410连接的硬件的故障信号时，触发目标集成电路400处于待机状态。

可选的，如图5所示，本发明实施例提供的另一种用于总线隔离的电源电压检测电路，所述微控制单元100与所述目标集成电路400通信连接。

在通常情况下，微控制单元100可以直接与目标集成电路400进行通信。微控制单元100可以控制目标集成电路400发送指定的信号。同时，微控制单元100也可以对目标集成电路400进行检测，判断目标集成电路400是否故障。

可选的，如图6所示，本发明实施例提供的另一种用于总线隔离的电源电压检测电路，本发明实施例可以应用在与总线连接的通信单元中，由于总线上还连接有其他通信单元，当本发明实施例中的微控制单元100所在的通信单元发生电路故障时，可以使目标集成电路400处于待机状态，不向总线发送信号，避免了与该总线连接的其他通信单元在接收到错误信号后执行错误操作导致其他通信单元也出现故障的问题。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种用于总线隔离的电源电压检测电路，其特征在于，包括：微控制单元(100)、第一比较器(200)、第二比较器(300)、目标集成电路(400)、基准电源(500)、逻辑门电路(600)、第一电阻(700)、第二电阻(800)和第三电阻(900)，

所述微控制单元(100)的电源接口与系统电源的正极连接，所述微控制单元(100)的电压状态输出端(110)与所述逻辑门电路(600)的第一输入端(610)连接；

所述系统电源的正极与所述系统电源的负极之间依次串联所述第一电阻(700)、所述第二电阻(800)和所述第三电阻(900)；

所述第一比较器(200)的正极输入端与所述第一电阻(700)和所述第二电阻(800)的共用端连接，所述第一比较器(200)的负极输入端与所述基准电源(500)的正极连接，所述第一比较器(200)的输出端与所述逻辑门电路(600)的第二输入端(620)连接；

所述第二比较器(300)的负极输入端与所述第二电阻(800)和所述第三电阻(900)的共用端连接，所述第二比较器(300)的正极输入端与所述基准电源(500)的正极连接，所述第二比较器(300)的输出端与所述逻辑门电路(600)的第三输入端(630)连接；

所述逻辑门电路(600)的输出端(640)与所述目标集成电路(400)的待机使能端(410)连接；

所述目标集成电路(400)与总线连接；

若所述待机使能端(410)接收到所述逻辑门电路(600)的输出端(640)输出的逻辑信号为预设的逻辑信号时，则所述目标集成电路(400)的各引脚电平处于维持预设电平的状态，以使所述目标集成电路(400)与所述总线处于隔离状态。

2.根据权利要求1所述的电源电压检测电路，其特征在于，所述逻辑门电路(600)为与门电路，在所述系统电源的电压正常时，所述微控制单元(100)、所述第一比较器(200)和所述第二比较器(300)输出的逻辑信号相同。

3.根据权利要求1所述的电源电压检测电路，其特征在于，所述目标集成电路(400)包括总线低电压差分信号单元(420)，所述总线低电压差分信号单元(420)中包括所述待机使能端(410)。

4.根据权利要求1所述的电源电压检测电路，其特征在于，所述目标集成电路(400)还包括：内核电路(430)和IO信号接口电路(440)。

5.根据权利要求1所述的电源电压检测电路，其特征在于，所述微控制单元(100)与所述目标集成电路(400)通信连接。

6.根据权利要求1所述的电源电压检测电路，其特征在于，所述基准电源(500)的输出电压为0.4V。

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