CN111551845B - 开关检测电路及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开关检测电路及检测方法，涉及开关检测技术领域，解决了检测电路的外接端口之间产生电压的技术问题。其中，开关检测电路包括至少一个第一分压电路、至少一个第二分压电路、至少一个第三分压电路、第一控制开关、第二控制开关以及数据处理电路。当第一控制开关与第二控制开关均断开时，第四检测接口与第二检测接口之间的电压不会高于参考电压端的电压。对于外部可直接接触的第四检测接口与第二检测接口，通过控制参考电压端的电压，可以减少安全隐患，当第四检测接口与第二检测接口连接外接设备时可以避免外接设备的故障误判。

Description

开关检测电路及检测方法

技术领域

本发明涉及开关检测技术领域，特别涉及一种开关检测电路及检测方法。

背景技术

继电器是一种电控制器件，通常应用于自动化的控制电路中，在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用，是一种开关。继电器包括线圈与触点，实际应用中触点会有接触不良的情况，例如，继电器不能闭合或者不能断开，即继电器为粘连状态。

发明内容

本发明的一方面，提供了一种开关检测电路，包括：第一电源、至少一个第一分压电路、至少一个第二分压电路、至少一个第三分压电路、第一控制开关、第二控制开关以及数据处理电路；

所述第一电源的负极与第一检测接口电连接，所述第一分压电路的第一端与第二检测接口电连接，所述第一电源的正极与第三检测接口电连接，所述第三分压电路的第一端与第四检测接口电连接；

所述第一控制开关的第一端与所述第一检测接口电连接，所述第一控制开关的第二端与所述第二检测接口电连接；

所述第二控制开关的第一端与所述第三检测接口电连接，所述第二控制开关的第二端与所述第四检测接口电连接；

所述第一分压电路的第二端与参考电压端电连接，所述第一分压电路的第一检测端与所述数据处理电路电连接；

所述第二分压电路的第一端通过所述第三检测接口与所述第一电源的正极电连接，所述第二分压电路的第二端通过所述第一检测接口与所述第一电源的负极电连接，所述第二分压电路的第二检测端与所述数据处理电路电连接；

所述第三分压电路的第二端通过所述第一检测接口与所述第一电源的负极电连接，所述第三分压电路的第三检测端与所述数据处理电路电连接；

所述数据处理电路用于接收所述第一检测端的电压、所述第二检测端的电压、所述第三检测端的电压，并根据所述参考电压端的电压和所述第一检测端的电压确定所述第一控制开关的状态，根据所述第二检测端的电压和所述第三检测端的电压确定所述第二控制开关的状态。

上述的技术方案具有如下有益效果：

当第一控制开关与第二控制开关均断开时，第四检测接口与第二检测接口之间的电压不会高于参考电压端的电压。对于外部可直接接触的第四检测接口与第二检测接口，通过控制参考电压端的电压，可以减少安全隐患，当第四检测接口与第二检测接口连接外接设备时可以避免外接设备的故障误判。

本发明的一方面，提供了一种开关检测电路的检测方法，包括：

获取所述第一检测端的电压；

根据所述第一检测端的电压和所述参考电压端的电压，确定所述第一控制开关的状态；

获取所述第二检测端的电压和所述第三检测端的电压；

根据所述第二检测端的电压和所述第三检测端的电压，确定所述第二控制开关的状态。

上述的技术方案具有如下有益效果：

本发明提供的开关检测电路的检测方法，第一分压电路通过第一检测端向数据处理电路提供分压后的电压，以使数据处理电路确定第一控制开关的状态；第二分压电路通过第二检测端向数据处理电路提供分压后的电压，第三分压电路通过第三检测端向数据处理电路提供分压后的电压，以使数据处理电路确定第二控制开关的状态。当第一控制开关与第二控制开关均断开时，第四检测接口与第二检测接口之间的电压不会高于参考电压端的电压。对于外部可直接接触的第四检测接口与第二检测接口，通过控制参考电压端的电压，可以减少安全隐患，当第四检测接口与第二检测接口连接外接设备时可以避免外接设备的故障误判。

附图说明

图1为相关技术中一种检测电路的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种开关检测电路的示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种开关检测电路的具体示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种开关检测电路的具体示意图；

图5为本发明实施例提供的又一种开关检测电路的具体示意图；

图6为本发明实施例提供的一种数据处理电路的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“电连接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

需要注意的是，附图中各图形的尺寸和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

如图1所示，为相关技术中用于检测继电器是否粘连的一种检测电路，检测电路中包括高压电源Vcc，电阻r01～r06，开关k0。其中，开关k0的第一端与高压电源Vcc的正极电连接，开关k0的第二端与电阻r01的第一端电连接，电阻r01的第二端与节点A电连接，电阻r02的第一端与节点A电连接，电阻r02的第二端与高压电源Vcc的负极电连接，高压电源Vcc的负极与第一参考端Gnd1电连接。电阻r03的第一端与高压电源VCC的正极电连接，电阻r03的第二端与节点B电连接，电阻r04的第一端与节点B电连接，电阻r04的第二端与外接端口H-电连接，外接端口H-与第二参考端Gnd2电连接。电阻r05的第一端与外接端口H+电连接，电阻r05的第二端与节点C电连接，电阻r06的第一端与高压电源Vcc的负极电连接。待测的第一继电器kp电连接于高压电源Vcc的正极与外接端口H+之间，待测的第二继电器kn电连接于高压电源Vcc的负极与外接端口H-之间。

图1所示的检测电路中，当待测的第一继电器kp与待测的第二继电器kn均断开时，电阻r03～r06、电阻rh可以视为串联。电阻rh为外接端口H+与外接端口H-之间的等效电阻，当外接端口H+与外接端口H-不接入外接设备时，电阻rh等效为无穷大，则外接端口H+与外接端口H-之间会产生接近于高压电源Vcc的电压大小的反向电压。由于高压电源Vcc的电压较高，例如可以约为1000V，则外接端口H+与外接端口H-之间的反向电压也较高，从而造成安全隐患。当外接端口H+与外接端口H-接入外接设备时，电阻rh为外接设备的阻值，通常也远大于电阻r03-r06的阻值，即会向外接设备提供较高的反向电压，可能会使外接设备判断发生故障。

对于上述问题，一种改进方案为：在高压电源Vcc的正极与电阻r03之间增加一个开关，并在外接端口H+与电阻r05之间增加一个开关。然而，这样需要增加的两个开关不能同时闭合，且增加的两个开关对应地需要设置开关控制电路，从而导致电路结构复杂、成本上升、故障率上升、可靠性降低等问题。

本发明实施例提供的一种开关检测电路，如图2-5所示，包括：第一电源VCC、至少一个第一分压电路10、至少一个第二分压电路20、至少一个第三分压电路30、第一控制开关KN、第二控制开关KP以及数据处理电路40；

第一电源VCC的负极与第一检测接口P1电连接，第一分压电路10的第一端与第二检测接口P2电连接，第一电源VCC的正极与第三检测接口P3电连接，第三分压电路30的第一端与第四检测接口P4电连接；

第一控制开关KN的第一端与第一检测接口P1电连接，第一控制开关KN的第二端与第二检测接口P2电连接；

第二控制开关KP的第一端与第三检测接口P3电连接，第二控制开关KP的第二端与第四检测接口P4电连接；

第一分压电路10的第二端与参考电压端Vr电连接，即第一分压电路10电连接于第二检测接口P2与参考电压端Vr之间；第一分压电路10的第一检测端Vn与数据处理电路40电连接；其中，参考电压端Vr的电压低于第一电源VCC的电压；

第二分压电路20的第一端通过第三检测接口P3与第一电源VCC的正极电连接，第二分压电路20的第二端通过第一检测接口P1与第一电源VCC的负极电连接，即第二分压电路20电连接于第三检测接口P3与第一检测接口P1之间；第二分压电路20的第二检测端Vb与数据处理电路40电连接；

第三分压电路30的第二端通过第一检测接口P1与第一电源VCC的负极电连接，即第三分压电路30电连接于第四检测接口P4与第一检测接口P1之间；第三分压电路30的第三检测端Vp与数据处理电路40电连接；

数据处理电路40用于接收第一检测端Vn的电压、第二检测端Vb的电压、第三检测端Vp的电压，并根据参考电压端Vr的电压和第一检测端Vn的电压确定第一控制开关KN的状态，根据第二检测端Vb的电压和第三检测端Vp的电压确定第二控制开关KP的状态。

本发明实施例提供的开关检测电路，设置了第一分压电路，包括至少一个第一分压电路、至少一个第二分压电路、至少一个第三分压电路、第一控制开关、第二控制开关以及数据处理电路。当第一控制开关与第二控制开关均断开时，第四检测接口与第二检测接口之间的电压不会高于参考电压端的电压。对于外部可直接接触的第四检测接口与第二检测接口，通过控制参考电压端的电压，可以减少安全隐患，当第四检测接口与第二检测接口连接外接设备时可以避免外接设备的故障误判。

在具体实施时，如图3-5所示，第一检测接口P1与第一参考接地端HGND1电连接，第二检测接口P2与第二参考接地端HGND2电连接；当第一控制开关KN断开时，第二参考接地端HGND2的电位可以视为高于第一参考接地端HGND1的电位；当第一控制开关KN闭合时，第二参考接地端HGND2的电位可以视为等于第一参考接地端HGND1的电位。

在具体实施时，如图3与图6所示，数据处理电路40可以包括模数转换电路41和处理器42，其中，模数转换电路41用于接收第一检测端Vn的电压、第二检测端Vb的电压、第三检测端Vp的电压，并将第一检测端Vn的电压、第二检测端Vb的电压、第三检测端Vp的电压分别转换为数字信号后提供给处理器42。具体地，处理器42可以为单片机，在此不作限定。

在具体实施时，可以增加第一分压电路10和第三分压电路30的数量，从而可以对多个第一控制开关KN和第二控制开关KP进行检测。例如，如图4所示的开关检测电路中包括两个第一分压电路10，则可以对两个第一控制开关KN进行检测。当然，在具体实施时，第一分压电路10和第三分压电路30的数量可以根据实际需要设计确定，在此不作限定。

在具体实施时，第一控制开关KN可以包括第一继电器。或者，第一控制开关KN也可以包括接触器，在此不做限定。

在具体实施时，第二控制开关KP可以包括第二继电器。或者，第二控制开关KP也可以包括接触器，在此不做限定。

在具体实施时，在本发明实施例中，如图5所示，开关检测电路还可以包括电压转换电路50，电压转换电路50分别与第二电源Power、接地端GND、参考电压端Vr和第一参考接地端HGND1电连接；电压转换电路50用于将第二电源Power的电压降压后提供给参考电压端Vr；其中，第二电源Power的电压小于第一电源VCC的电压。具体地，电压转换电路50可以包括第一开关K1和变压器T；其中：

第一开关K1的第一端与第二电源Power电连接，第一开关K1的第二端与变压器T的初级线圈的第一端电连接；

变压器T的初级线圈的第二端与接地端GND电连接，变压器T的次级线圈的第一端与参考电压端Vr电连接，变压器T的次级线圈的第二端与第一检测接口P1电连接，也即与第一参考接地端HGND1电连接。

在具体实施时，第二电源Power为低压电源，例如，第二电源Power的电压可以不大于24V。例如，第二电源Power的电压可以为12V或者24V，在此不作限定。

在具体实施时，变压器T的初级线圈与次级线圈的匝数比可以为N：1(N>1)，从而可以对第二电源Power的电压进行降压。在实际应用中，N的数值可以根据实际应用需求进行设计确定，在此不作限定。

可选地，对于第二电源Power和变压器T的选取应使电压转换电路50提供给参考电压端Vr的电压不大于10V，从而使第四检测接口P4与第二检测接口P2之间的电压也不大于10V。示例性地，参考电压端Vr的电压不等于0V，因此，还需要第一开关K1闭合，以通过变压器向参考电压端Vr输入电压。

在具体实施时，通过控制第一开关K1的闭合和断开，可以控制电压转换电路50是否对参考电压端Vr提供电压。例如，当不需要对第一控制开关KN进行检测时，可以将第一开关K1断开，从而使第四检测接口P4与第二检测接口P2之间无电压。当需要对第二控制开关KN进行检测时，可以将第一开关K1闭合，以进行检测。

在具体实施时，由于变压器T的次级线圈的第一端与参考电压端Vr电连接，变压器T的次级线圈的第二端与第一参考接地端HGND1电连接，则提供给参考电压端Vr的电压为相对于第一参考接地端HGND1的电压，即本文中参考电压端Vr的电压具体指的是参考电压端Vr与第一参考接地端HGND1之间的电压。

在具体实施时，开关检测电路中包括多个第二分压电路20时，可以通过一个电压转换电路50对所有第二分压电路20中的参考电压端Vr提供电压，从而简化电路结构。

在具体实施时，在本发明实施例中，如图3-5所示，第二分压电路20可以包括：第一电阻R1和第二电阻R2；其中，

第一电阻R1的第一端与参考电压端Vr电连接，第一电阻R1的第一端与第一检测端Vn电连接；

第二电阻R2的第一端与第二检测端Vn电连接，第二电阻R2的第二端与第二检测接口P2电连接，也即与第二参考接地端HGND2电连接。

在具体实施时，在本发明实施例中，如图3-5所示，第一分压电路10可以包括：第二开关K2、第三电阻R3和第四电阻R4；其中：

第二开关K2的第一端通过第三检测接口P3与第一电源VCC的正极电连接，第二开关K2的第二端与第三电阻R3的第一端电连接；

第三电阻R3的第二端与第二检测端Vb电连接；

第四电阻R4的第一端与第二检测端Vb电连接，第四电阻R4的第二端通过第一检测接口P1与第一电源VCC的负极电连接；例如，第四电阻R4的第二端与第一检测接口P1电连接，也即与第一参考接地端HGND1电连接。

在具体实施时，在本发明实施例中，如图3-5所示，第三分压电路30可以包括：第五电阻R5和第六电阻R6；其中：

第五电阻R5的第一端与第四检测接口P4电连接，第五电阻R5的第二端与第三检测端Vp电连接；

第六电阻R6的第一端与第三检测端Vp电连接，第六电阻R6的第二端通过第一检测接口P1与第一电源VCC的负极电连接。例如，第六电阻R6的第二端与第一检测接口P1电连接，也即与第一参考接地端HGND1电连接。

在具体实施时，数据处理电路40中的模数转换电路41用于接收第一检测端Vn的电压、第二检测端Vb的电压、第三检测端Vp的电压。通常，模数转换电路41对于一定范围内的电压采集较为准确，例如1V～4V。则在实际应用中，可以通过调整第一电阻R1至第六电阻R6的阻值以使第一检测端Vn的电压、第二检测端Vb的电压、第三检测端Vp的电压与模数转换电路41的电压采集范围相匹配，从而提高开关检测电路的检测准确度。在具体实施时，在本发明实施例中，数据处理电路40具体用于：

在第一控制开关KN断开时，通过第一检测端Vn获取第一分压电压；

在第一控制开关KN闭合时，通过第一检测端Vn获取第二分压电压；

采用如下公式确定第一检测电压和第二检测电压；

VS1＝Vf1*(r1+r2)/r2；

VS2＝Vf2*(r1+r2)/r2；

其中，VS1为第一检测电压，Vf1为第一分压电压，VS2为第二检测电压，Vf2为第二分压电压，r1为第一电阻R1的阻值，r2为第二电阻R2的阻值；

参考电压端Vr的电压与第一检测电压满足|Vref-VS1|≤VN_阈值1时，确定第一控制开关KN的状态为常闭粘连；其中，Vref为参考电压端Vr的电压，VN_阈值1为第一阈值；

参考电压端Vr的电压与第二检测电压满足|Vref-VS2|≥VN_阈值2时，确定第一控制开关KN的状态为常开粘连；其中，VN_阈值2为第二阈值。

在具体实施时，第一检测电压为第一控制开关KN断开时，第一电阻R1的第一端与第二电阻R2的第二端之间的电压，即第一检测电压为参考电压端Vr与第二参考接地端HGND2之间的电压。则第一控制开关KN的状态不为常闭粘连时，由于第二参考接地端HGND2的电位可以视为高于第一参考接地端HGND1的电位，则|Vref-VS1|的值大于0。若第一控制开关KN的状态为常闭粘连，则此时的第一检测电压与第一控制开关KN的状态为正常时的第一检测电压相比较大，与参考电压端Vr的电压更接近，则|Vref-VS1|的值也会减小，因此，当|Vref-VS1|的值小于或等于第一阈值时可以确定第一控制开关KN的状态为常闭粘连。

在具体实施时，第二检测电压为第一控制开关KN闭合时，第一电阻R1的第一端与第二电阻R2的第二端之间的电压，即第二检测电压为参考电压端Vr与第一参考接地端HGND1之间的电压，在理想情况下|Vref-VS2|应为0。在实际应用中需要考虑导线和闭合的第一控制开关KN的电阻等情况，因此，当|Vref-VS2|的值大于或等于第二阈值时可以确定第一控制开关KN的状态为常开粘连。

在具体实施时，在本发明实施例中，数据处理电路具体还用于：

在第二控制开关KP断开时，通过第三检测端Vp获取第三分压电压；

在第二控制开关KP闭合时，通过第三检测端Vp获取第四分压电压；

在第二开关K2闭合时，通过第二检测端Vb获取第五分压电压；

采用如下公式确定第三检测电压、第四检测电压以及第五检测电压；

VS3＝Vf3*(r5+r6)/r6；

VS4＝Vf4*(r5+r6)/r6；

VS5＝Vf5*(r3+r4)/r4；

其中，VS3为第三检测电压，Vf3为第三分压电压，VS4为第四检测电压，Vf4为第四分压电压，VS5为第五检测电压，Vf5为第五分压电压，r3为第三电阻R3的阻值，r4为第四电阻R4的阻值，r5为第五电阻R5的阻值，r6为第六电阻R6的阻值；

在第五检测电压与第三检测电压满足|VS5-VS3|≤VP_阈值1时，确定第二控制开关KP的状态为常闭粘连；其中，VP_阈值1为第三阈值；

在第五检测电压与第四检测电压满足|VS5-VS4|≥VP_阈值2时，确定第二控制开关KP的状态为常开粘连；其中，VP_阈值2为第四阈值。

在具体实施时，第三检测电压为当第二控制开关KP断开时，第五电阻R5的第一端与第六电阻R6的第二端之间的电压，即第四检测接口P4与第一参考接地端HGND1之间的电压，第二控制开关KP断开时|VS5-VS3|的值应与VS5基本相同，因此，当|VS5-VS3|小于等于第三阈值时可以确定第二控制开关KP的状态为常闭粘连。第四检测电压为当第二控制开关KP闭合时，第五电阻R5的第一端与第六电阻R6的第二端之间的电压，即第四检测接口P4与第一参考接地端HGND1之间的电压，第二控制开关KP闭合时第三检测接口P3与第四检测接口P4的电位应基本相同，则|VS5-VS4|的值应约为0，因此，当|VS5-VS4|的值大于等于第四阈值时可以确定第二控制开关KP的状态为常开粘连。

在具体实施时，采用同一种开关检测电路对于相同规格的第一控制开关KN进行检测时，第一阈值与第二阈值的数值可以为定值。在采用同一种开关检测电路对于不同规格的第一控制开关KN进行检测时，第一阈值与第二阈值的数值可以根据经验进行设定，在此不做限定。

在具体实施时，采用同一种开关检测电路对于相同规格的第二控制开关KP进行检测时，第三阈值与第四阈值的数值可以为定值。在采用同一种开关检测电路对于不同规格的第二控制开关KP进行检测时，第三阈值与第四阈值的数值可以根据经验进行设定，在此不做限定。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种上述任一种开关检测电路的检测方法，可以包括：

获取第一检测端的电压；

根据第一检测端的电压和参考电压端的电压，确定第一控制开关的状态；

获取第二检测端的电压和第三检测端的电压；

根据第二检测端的电压和第三检测端的电压，确定第二控制开关的状态。

在具体实施时，在本发明实施例中，获取第一检测端的电压，具体包括：

控制第一控制开关断开，通过第一检测端获取第一分压电压；控制第一控制开关闭合，通过第一检测端获取第二分压电压；

根据第一检测端的电压和参考电压端的电压，确定第一控制开关的状态，具体包括：

采用如下公式确定第一检测电压和第二检测电压；

VS1＝Vf1*(r1+r2)/r2；

VS2＝Vf2*(r1+r2)/r2；

其中，VS1为第一检测电压，Vf1为第一分压电压，VS2为第二检测电压，Vf2为第二分压电压，r1为第一电阻的阻值，r2为第二电阻的阻值；

参考电压端Vr的电压与第一检测电压满足|Vref-VS1|≤VN_阈值1时，确定第一控制开关KN的状态为常闭粘连；其中，Vref为参考电压端Vr的电压，VN_阈值1为第一阈值；

参考电压端Vr的电压与第二检测电压满足|Vref-VS2|>VN_阈值2时，确定第一控制开关KN的状态为常开粘连；其中，VN_阈值2为第二阈值。

在具体实施时，在本发明实施例中，获取第二检测端的电压和第三检测端的电压，具体包括：

控制第二控制开关KP断开，通过第三检测端Vp获取第三分压电压；控制第二控制开关KP闭合，通过第三检测端Vp获取第四分压电压；控制第二开关K2闭合，通过第二检测端Vb获取第五分压电压；

根据第二检测端Vb的电压和第三检测端Vp的电压，确定第二控制开关KP的状态，具体包括：

采用如下公式确定第三检测电压、第四检测电压以及第五检测电压；

VS3＝Vf3*(r5+r6)/r6；

VS4＝Vf4*(r5+r6)/r6；

VS5＝Vf5*(r3+r4)/r4；

其中，VS3为第三检测电压，Vf3为第三分压电压，VS4为第四检测电压，Vf4为第四分压电压，VS5为第五检测电压，Vf5为第五分压电压，r3为第三电阻R3的阻值，r4为第四电阻R4的阻值，r5为第五电阻R5的阻值，r6为第六电阻R6的阻值；

在第五检测电压与第三检测电压满足|VS5-VS3|<VP_阈值1时，确定第二控制开关KP的状态为常闭粘连；其中，VP_阈值1为第三阈值；

在第五检测电压与第四检测电压满足|VS5-VS4|>VP_阈值2时，确定第二控制开关KP的状态为常开粘连；其中，VP_阈值2为第四阈值。

下面结合具体实施例，对本发明进行详细说明。需要说明的是，本实施例中是为了更好的解释本发明，但不限制本发明。

本发明实施例提供的开关检测电路的检测方法，具体可以包括如下步骤：

(1)控制第一控制开关KN、第二控制开关KP和第一开关K1均断开，第二开关K2闭合。

(2)数据处理电路接收第二检测端Vb的电压，采用如下公式确定第五检测电压；

VS5＝Vf5*(r3+r4)/r4；

其中，VS5为第五检测电压，Vf5为第五分压电压，r3为第三电阻R3的阻值，r4为第四电阻R4的阻值。

(3)数据处理电路接收第三检测端Vp的电压，即第三分压电压，采用如下公式确定第三检测电压；

VS3＝Vf3*(r5+r6)/r6；

其中，VS3为第三检测电压，Vf3为第三分压电压，r5为第五电阻R5的阻值，r6为第六电阻R6的阻值。

(4)数据处理电路在第五检测电压和第三检测电压满足如下公式时，确定第二控制开关KP的状态为常闭粘连；

|VS5-VS3|≤VP_阈值1；

其中，VP_阈值1为第三阈值。

(5)控制第二控制开关KP闭合。

(6)经过缓冲时间后，数据处理电路再次接收第三检测端Vp的电压，即第四分压电压，采用如下公式确定第四检测电压；

VS4＝Vf4*(r5+r6)/r6；

其中，VS4为第四检测电压，Vf4为第四分压电压。

(7)数据处理电路在第五检测电压和第四检测电压满足如下公式时，确定第二控制开关KP的状态为常开粘连；

|VS5-VS4|≥VP_阈值2；

其中，VP_阈值2为第四阈值。

(8)控制第一开关K1闭合。

(9)数据处理电路接收第一检测端Vn的电压，即第一分压电压，采用如下公式确定第一检测电压；

VS1＝Vf1*(r1+r2)/r2；

其中，VS1为第一检测电压，Vf1为第一分压电压，r1为第一电阻R1的阻值，r2为第二电阻R2的阻值。

(10)数据处理电路在第一检测电压、参考电压端Vr的电压满足如下公式时，确定第一控制开关KN的状态为常闭粘连；

|Vref-VS1|≤VN_阈值1；

其中，Vref为参考电压端Vr的电压，VN_阈值1为第一阈值。

(11)控制第一控制开关KN闭合。

(12)经过缓冲时间后，数据处理电路再次接收第一检测端Vn的电压，即第二分压电压，数据处理电路采用如下公式确定第二检测电压；

VS2＝Vf2*(r1+r2)/r2；

其中，VS2为第二检测电压，Vf2为第二分压电压。

(13)数据处理电路在第二检测电压、参考电压端Vr的电压满足如下公式时，确定第一控制开关KN的状态为常开粘连；

|Vref-VS2|≥VN_阈值2；

其中，VN_阈值2为第二阈值。

需要说明的是，步骤(5)中控制第二控制开关KP闭合后，步骤(6)中需要经过缓冲时间，以使第二控制开关KP状态稳定后，数据处理电路再接收第三检测端Vp的电压，在实际应用中，该缓冲时间的持续时长可以根据第二控制开关KP的参数设计确定。

需要说明的是，步骤(11)控制第一控制开关KN闭合后，步骤(12)中的缓冲时间同理，用于使第一控制开关KN状态稳定后，数据处理电路再接收第一检测端Vn的电压，在实际应用中，该缓冲时间的持续时长可以根据第一控制开关KN的参数设计确定。

在本发明实施例中，步骤(2)可以处于步骤(1)至步骤(7)任意两个步骤之间。

本发明实施例提供了又一种开关检测电路的检测方法，其针对上述实施例的实施方式进行了变形。下面仅说明本实施例与上述实施例的区别之处，其相同之处在此不作赘述。

在具体实施时，对于第一控制开关KN和第二控制开关KP，检测的顺序可以改变，例如可以先对第一控制开关KN的状态进行检测，再对第二控制开关KP的状态进行检测。

下面结合具体实施例，对本发明进行详细说明。需要说明的是，本实施例中是为了更好的解释本发明，但不限制本发明。

本发明实施例提供的开关检测电路的检测方法，具体可以包括如下步骤：

(1)控制第一控制开关KN、第二控制开关KP、第一开关K1、第二开关K2均闭合。

(2)数据处理电路接收第二检测端Vb的电压，即第五分压电压，采用如下公式确定第五检测电压；

VS5＝Vf5*(r3+r4)/r4；

其中，VS5为第五检测电压，Vf5为第五分压电压，r3为第三电阻R3的阻值，r4为第四电阻R4的阻值。

(3)数据处理电路接收第一检测端Vn的电压，即第二分压电压，数据处理电路采用如下公式确定第二检测电压；

VS2＝Vf2*(r1+r2)/r2；

其中，VS2为第二检测电压，Vf2为第二分压电压，r1为第一电阻R1的阻值，r2为第二电阻R2的阻值。

(4)数据处理电路在第二分压电压、参考电压端Vr的电压满足如下公式时，确定第一控制开关KN的状态为常开粘连；

|Vref-VS2|≥VN_阈值2；

其中，VN_阈值2为第二阈值。

(5)控制第一控制开关KN断开。

(6)经过缓冲时间后，数据处理电路再次接收第一检测端Vn的电压，即第一分压电压，采用如下公式确定第一检测电压；

VS1＝Vf1*(r1+r2)/r2；

其中，VS1为第一检测电压，Vf1为第一分压电压。

(7)数据处理电路在第一分压电压、参考电压端Vr的电压满足如下公式时，确定第一控制开关KN的状态为常闭粘连；

|Vref-VS1|≤VN_阈值1；

其中，Vref为参考电压端Vr的电压，VN_阈值1为第一阈值。

(8)控制第一开关K1断开。

(9)数据处理电路接收第三检测端Vp的电压，即第四分压电压，采用如下公式确定第四检测电压；

VS4＝Vf4*(r5+r6)/r6；

其中，VS4为第四检测电压，Vf4为第四分压电压，r5为第五电阻R5的阻值，r6为第六电阻R6的阻值。

(10)数据处理电路在第五检测电压和第四检测电压满足如下公式时，确定第二控制开关KP的状态为常开粘连；

|VS5-VS4|≥VP_阈值2；

其中，VP_阈值2为第四阈值。

(11)控制第二控制开关KP断开。

(12)经过缓冲时间后，数据处理电路再次接收第三检测端Vp的电压，即第三分压电压，采用如下公式确定第三检测电压；

VS3＝Vf3*(r5+r6)/r6；

其中，VS3为第三检测电压，Vf3为第三分压电压。

(13)数据处理电路在第五检测电压和第三检测电压满足如下公式时，确定第二控制开关KP的状态为常闭粘连；

|VS5-VS3|≤VP_阈值1；

其中，VP_阈值1为第三阈值。

在本发明实施例中，步骤(2)可以处于步骤(1)至步骤(10)任意两个步骤之间。

本发明实施例提供的一种开关检测电路及检测方法，开关检测电路包括至少一个第一分压电路、至少一个第二分压电路、至少一个第三分压电路、第一控制开关、第二控制开关以及数据处理电路。当第一控制开关与第二控制开关均断开时，第四检测接口与第二检测接口之间的电压不会高于参考电压端的电压。对于外部可直接接触的第四检测接口与第二检测接口，通过控制参考电压端的电压，可以减少安全隐患，当第四检测接口与第二检测接口连接外接设备时可以避免外接设备的故障误判。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种开关检测电路，其特征在于，包括：第一电源、至少一个第一分压电路、至少一个第二分压电路、至少一个第三分压电路、第一控制开关、第二控制开关以及数据处理电路；

所述第一电源的负极与第一检测接口电连接，所述第一分压电路的第一端与第二检测接口电连接，所述第一电源的正极与第三检测接口电连接，所述第三分压电路的第一端与第四检测接口电连接；

所述第一控制开关的第一端与所述第一检测接口电连接，所述第一控制开关的第二端与所述第二检测接口电连接；

所述第二控制开关的第一端与所述第三检测接口电连接，所述第二控制开关的第二端与所述第四检测接口电连接；

所述第一分压电路的第二端与参考电压端电连接，所述第一分压电路的第一检测端与所述数据处理电路电连接；

所述第二分压电路的第一端通过所述第三检测接口与所述第一电源的正极电连接，所述第二分压电路的第二端通过所述第一检测接口与所述第一电源的负极电连接，所述第二分压电路的第二检测端与所述数据处理电路电连接；

所述第三分压电路的第二端通过所述第一检测接口与所述第一电源的负极电连接，所述第三分压电路的第三检测端与所述数据处理电路电连接；

所述数据处理电路用于接收所述第一检测端的电压、所述第二检测端的电压、所述第三检测端的电压，并根据所述参考电压端的电压和所述第一检测端的电压确定所述第一控制开关的状态，根据所述第二检测端的电压和所述第三检测端的电压确定所述第二控制开关的状态；

所述第一检测接口与第一参考接地端电连接，所述第二检测接口与第二参考接地端电连接；当所述第一控制开关断开时，所述第二参考接地端的电位高于所述第一参考接地端的电位；当所述第一控制开关闭合时，所述第二参考接地端的电位等于所述第一参考接地端的电位。

2.如权利要求1所述的开关检测电路，其特征在于，还包括电压转换电路，所述电压转换电路分别与第二电源、所述参考电压端电连接；所述电压转换电路用于将所述第二电源的电压降压后提供给所述参考电压端；其中，所述第二电源的电压小于所述第一电源的电压。

3.如权利要求2所述的开关检测电路，其特征在于，所述电压转换电路包括第一开关和变压器；其中：

所述第一开关的第一端与所述第二电源电连接，所述第一开关的第二端与所述变压器的初级线圈的第一端电连接；

所述变压器的初级线圈的第二端与接地端电连接，所述变压器的次级线圈的第一端与所述参考电压端电连接，所述变压器的次级线圈的第二端与所述第一检测接口电连接。

4.如权利要求1所述的开关检测电路，其特征在于，所述第一分压电路包括：第一电阻和第二电阻；其中，

所述第一电阻的第一端与所述参考电压端电连接，所述第一电阻的第一端与所述第一检测端电连接；

所述第二电阻的第一端与所述第一检测端电连接，所述第二电阻的第二端与所述第二检测接口电连接。

5.如权利要求4所述的开关检测电路，其特征在于，所述第二分压电路包括：第二开关、第三电阻和第四电阻；其中：

所述第二开关的第一端通过所述第三检测接口与所述第一电源的正极电连接，所述第二开关的第二端与所述第三电阻的第一端电连接；

所述第三电阻的第二端与所述第二检测端电连接；

所述第四电阻的第一端与所述第二检测端电连接，所述第四电阻的第二端通过所述第一检测接口与所述第一电源的负极电连接。

6.如权利要求5所述的开关检测电路，其特征在于，所述第三分压电路包括：第五电阻和第六电阻；其中：

所述第五电阻的第一端与所述第四检测接口电连接，所述第五电阻的第二端与所述第三检测端电连接；

所述第六电阻的第一端与所述第三检测端电连接，所述第六电阻的第二端通过所述第一检测接口与所述第一电源的负极电连接。

7.如权利要求4-6任一项所述的开关检测电路，其特征在于，所述数据处理电路具体用于：

在所述第一控制开关断开时，通过所述第一检测端获取第一分压电压；

在所述第一控制开关闭合时，通过所述第一检测端获取第二分压电压；

采用如下公式确定第一检测电压和第二检测电压；

VS1＝Vf1*(r1+r2)/r2；

VS2＝Vf2*(r1+r2)/r2；

其中，VS1为所述第一检测电压，Vf1为所述第一分压电压，VS2为所述第二检测电压，Vf2为所述第二分压电压，r1为所述第一电阻的阻值，r2为所述第二电阻的阻值；

所述参考电压端的电压与所述第一检测电压满足|Vref-VS1|≤VN_阈值1时，确定所述第一控制开关的状态为常闭粘连；其中，Vref为所述参考电压端的电压，VN_阈值1为第一阈值；

所述参考电压端的电压与所述第二检测电压满足|Vref-VS2|≥VN_阈值2时，确定所述第一控制开关的状态为常开粘连；其中，VN_阈值2为第二阈值。

8.如权利要求6所述的开关检测电路，其特征在于，所述数据处理电路具体用于：

在所述第二控制开关断开时，通过所述第三检测端获取第三分压电压；

在所述第二控制开关闭合时，通过所述第三检测端获取第四分压电压；

在所述第二开关闭合时，通过所述第二检测端获取第五分压电压；

采用如下公式确定第三检测电压、第四检测电压以及第五检测电压；

VS3＝Vf3*(r5+r6)/r6；

VS4＝Vf4*(r5+r6)/r6；

VS5＝Vf5*(r3+r4)/r4；

其中，VS3为所述第三检测电压，Vf3为所述第三分压电压，VS4为所述第四检测电压，Vf4为所述第四分压电压，VS5为所述第五检测电压，Vf5为所述第五分压电压，r3为所述第三电阻的阻值，r4为所述第四电阻的阻值，r5为所述第五电阻的阻值，r6为所述第六电阻的阻值；

在所述第五检测电压与所述第三检测电压满足|VS5-VS3|≤VP_阈值1时，确定所述第二控制开关的状态为常闭粘连；其中，VP_阈值1为第三阈值；

在所述第五检测电压与所述第四检测电压满足|VS5-VS4|≥VP_阈值2时，确定所述第二控制开关的状态为常开粘连；其中，VP_阈值2为第四阈值。

9.如权利要求1-6任一项所述的开关检测电路，其特征在于，所述第一控制开关包括第一继电器，所述第二控制开关包括第二继电器。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的开关检测电路的检测方法，其特征在于，包括：

获取所述第一检测端的电压；

根据所述第一检测端的电压和所述参考电压端的电压，确定所述第一控制开关的状态；

获取所述第二检测端的电压和所述第三检测端的电压；

根据所述第二检测端的电压和所述第三检测端的电压，确定所述第二控制开关的状态。

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