CN111913124B - 一种显示主板电源故障的电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示主板电源故障的电路，包括欠压检测电路、过压检测电路、过流检测电路、第一逻辑器件、第二逻辑器件、第一LED驱动电路、第二LED驱动电路和关断组件，待测主板电源的第一输出端分别连接欠压检测电路和过压检测电路的输入端，第一逻辑器件的两个输入端分别连接欠压检测电路的输出端和过压检测电路的输出端，第一逻辑器件的输出端连接第一LED驱动电路；待测主板电源的第二输出端连接过流检测电路的输入端，过流检测电路的输出端连接第二LED驱动电路，第二逻辑器件的两个输入端分别连接第一逻辑器件的输出端和过流检测电路的输出端，第二逻辑器件的输出端与关断组件连接。本发明能减少人员检查的时间，在电源出现异常时保护后端组件。

Description

一种显示主板电源故障的电路

技术领域

本发明涉及电源领域，更具体地，特别是指一种显示主板电源故障的电路。

背景技术

工厂时常有大量主板以及小卡需要除错以及维修，一般来说，产线接收到故障的主板会先上电检查，了解是否有主板电源无法正常输出或是解读CPLD讯号是否停在某一个阶段，如果找到错误之后，需要由人工判断是否有焊接问题亦或是有烧毁芯片/组件的现象，这些流程都确认之后，再重新焊接新的组件并且再次检查是否有电源故障被排除。

这些步骤流程都是需要人工处理，并且这个所花费的时间极度仰赖除错工程师的经验与技术，另外，由于主板电源至少有二十几组以上，这是让人无法快速找到问题点并且系统化除错的原因。举例来说：在系统运行中若有一组主板电源异常，使得电源IC(Integrated Circuit，集成电路)自行关闭电源输出，由此导致整个系统停机无法运作，而此时除错工程师需要人工架设示波器或是用数字电表一组一组繁琐的量测，才能找出发生异常的电源，这往往需要花费数小时。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种显示主板电源故障的电路，通过对电压和电流进行检测来判断电源是否出现故障，并且可以在电源出现故障时用LED进行显示，大幅减少除错人员检查的时间，并且设置关断组件在电源出现异常时保护后端组件。

基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种显示主板电源故障的电路，包括如下部件：欠压检测电路、过压检测电路、过流检测电路、第一逻辑器件、第二逻辑器件、第一LED驱动电路、第二LED驱动电路和关断组件，

待测主板电源的第一输出端分别连接所述欠压检测电路和所述过压检测电路的输入端，所述第一逻辑器件的两个输入端分别连接所述欠压检测电路的输出端和所述过压检测电路的输出端，所述第一逻辑器件的输出端连接所述第一LED驱动电路；

待测主板电源的第二输出端连接所述过流检测电路的输入端，所述过流检测电路的输出端连接所述第二LED驱动电路，所述第二逻辑器件的两个输入端分别连接所述第一逻辑器件的输出端和所述过流检测电路的输出端，所述第二逻辑器件的输出端与所述关断组件连接。

在一些实施方式中，所述过压检测电路包括：第一比较器，所述第一比较器的第一输入端与所述待测主板电源的第一输出端连接，所述第一比较器的第二输入端输入经过第一分压电路得到的最大基准电压，所述第一比较器的输出端与所述第一逻辑器件的输入端连接。

在一些实施方式中，所述过压检测电路包括：第一带隙基准，设置在所述第一分压电路中以减少温度对所述最大基准电压的影响。

在一些实施方式中，所述欠压检测电路包括：第二比较器，所述第二比较器的第一输入端与所述待测主板电源的第一输出端连接，所述第二比较器的第二输入端输入经过第二分压电路得到的最小基准电压，所述第二比较器的输出端与所述第一逻辑器件的输入端连接。

在一些实施方式中，所述欠压检测电路包括：第二带隙基准，设置在所述第二分压电路中以减少温度对所述最小基准电压的影响。

在一些实施方式中，所述过流检测电路包括放大器，所述放大器的第一输入端经过第一电阻与所述待测主板电源的第二输出端连接，所述放大器的第二输入端直接与所述待测主板电源的第二输出端连接。

在一些实施方式中，所述过流检测电路包括：第三比较器，所述第三比较器的第一输入端与所述比较器的输出端连接，所述第三比较器的第二输入端与基准电压电路连接，所述第三比较器的输出端与所述第二逻辑器件的输入端连接。

在一些实施方式中，所述过流检测电路包括：第三带隙基准，设置在所述基准电压电路中以减少温度对第一基准电压的影响。

在一些实施方式中，所述第一LED驱动电路包括：LED；第一镇流电阻，所述第一镇流电阻与所述LED串联；以及第一保护电阻，所述第一保护电阻的一端与所述第一逻辑器件的输出端连接，另一端与所述LED连接。

在一些实施方式中，所述关断组件包括MOS管，所述MOS管的栅极与所述第二逻辑器件的输出端连接，所述MOS管的源极与所述待测主板电源的输出端连接。

本发明具有以下有益技术效果：通过对电压和电流进行检测来判断电源是否出现故障，并且可以在电源出现故障时用LED进行显示，大幅减少除错人员检查的时间，并且设置关断组件在电源出现异常时保护后端组件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为本发明提供的显示主板电源故障的电路的实施例的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种显示主板电源故障的电路的实施例。图1示出的是本发明提供的显示主板电源故障的电路的实施例的示意图。如图1所示，本发明实施例包括如下部件：欠压检测电路1、过压检测电路2、过流检测电路3、第一逻辑器件4、第二逻辑器件5、第一LED驱动电路6、第二LED驱动电路7和关断组件8。

待测主板电源的第一输出端分别连接所述欠压检测电路1和所述过压检测电路2的输入端，所述第一逻辑器件4的两个输入端分别连接所述欠压检测电路1的输出端和所述过压检测电路2的输出端，所述第一逻辑器件4的输出端连接所述第一LED驱动电路6；待测主板电源的第二输出端连接所述过流检测电路3的输入端，所述过流检测电路3的输出端连接所述第二LED驱动电路7，所述第二逻辑器件5的两个输入端分别连接所述第一逻辑器件4的输出端和所述过流检测电路3的输出端，所述第二逻辑器件5的输出端与所述关断组件8连接。待测主板电源可以通过图中的POL(Point Of Load Converter，负载转换器)/LDO(Low Dropout Regulator，低压差稳压器)进行电压输出。第一逻辑器件4可以是或门，第二逻辑器件5可以是或非门，在其他的实施例中可以采用其他的逻辑器件。

在一些实施方式中，所述过压检测电路2包括：第一比较器21，所述第一比较器21的第一输入端与所述待测主板电源的第一输出端连接，所述第一比较器21的第二输入端输入经过第一分压电路得到的最大基准电压，所述第一比较器21的输出端与所述第一逻辑器件4的输入端连接。第一分压电路包括第一分压电阻R3和第二分压电阻R4，R3和R4的阻值没有具体的限制，只要R3与R4的比值满足输出最大基准电压即可。

在一些实施方式中，所述过压检测电路2包括：第一带隙基准(Bandgap)22，设置在所述第一分压电路中以减少温度对所述最大基准电压的影响。

在一些实施方式中，所述欠压检测电路1包括：第二比较器11，所述第二比较器11的第一输入端与所述待测主板电源的第一输出端连接，所述第二比较器11的第二输入端输入经过第二分压电路得到的最小基准电压，所述第二比较器11的输出端与所述第一逻辑器件4的输入端连接。第二分压电路包括第三分压电阻R1和第四分压电阻R2，R1和R2的阻值没有具体的限制，只要R1与R2的比值满足输出最小基准电压即可。

在一些实施方式中，所述欠压检测电路1包括：第二带隙基准12，设置在所述第二分压电路中以减少温度对所述最小基准电压的影响。

过压以及欠压侦测是利用IC中的FB脚位电压(此组电压意义同于输出电压)与板上12V_STBY电源分压产生出比较基准电位(考虑到最源头板上电源若有问题，唯一存在的电为此12V，此电由电源供应器提供，在上电时一定会有12V_STBY)，进而经过比较电路产生异常讯号，再以此两组异常讯号(过压以及欠压异常)输入逻辑器件，透过此逻辑器件输出，并且将其分压至LED得以接受的电压驱动范围，增加镇流电阻于LED后端，稳定其LED流经电流，驱动LED发光，提醒用户此组电源电压发生异常。

在一些实施方式中，所述过流检测电路3包括放大器32，所述放大器32的第一输入端经过第一电阻R5与所述待测主板电源的第二输出端连接，所述放大器的第二输入端直接与所述待测主板电源的输出端连接。

在一些实施方式中，所述过流检测电路3包括：第三比较器31，所述第三比较器31的第一输入端与所述比较器32的输出端连接，所述第三比较器31的第二输入端与基准电压电路连接，所述第三比较器31的输出端与所述第二逻辑器件5的输入端连接。

在一些实施方式中，所述过流检测电路3包括：第三带隙基准33，设置在所述基准电压电路中以减少温度对第一基准电压的影响。

过流侦测是利用电阻将电流转换为电压形式，并且与上述电压侦测理念相同，以12V分压导出适合用于此电流侦测电路的电压准位，并且在电流发生异常时得以发出讯号至LED显示，以提醒用户此组电流异常。在过流侦测部分，现有技术中通常仰赖电阻组件进行电流侦测，因此组件的特性会影响到侦测的精准度，组件的操作温度也会影响到准确度的偏移，在此发明中加入放大器侦测电阻两端的电压，再放大此电压差值去进一步作为比较，以此方式降低原本技术中组件变异的风险，并且配合在电流准位设定中加入的bandgap得以产生一抗温度变异之准位，使得此次设计的电流侦测能够大幅增加对于温度以及组件变异所造成的设计影响。

在一些实施方式中，所述第一LED驱动电路6包括：LED；第一镇流电阻R11，所述第一镇流电阻R11与所述LED串联；以及第一保护电阻R9，所述第一保护电阻R9的一端与所述第一逻辑器件4的输出端连接，另一端与所述LED连接。

在一些实施方式中，所述关断组件8包括MOS管，所述MOS管的栅极与所述第二逻辑器件5的输出端连接，所述MOS管的源极与所述待测主板电源的输出端连接。

前面两项电压与电流侦测分别可以输出至两颗LED，让使用者得以快速识别是电流或是电压发生异常，增加其除错效率以及提供明确之方向，但虽有提醒仍不完善，因此，本发明再利用电压异常以及电流异常的信号，对其做逻辑运算整合，并且在电源输出端以及后端应用IC中加入关断组件，将上述提到的整合讯号去控制此关断组件，由此方式可以在电源不论是电压或是电流有发生异常时，能迅速关断与后端IC的连结，减少更多不必要的除错以及损坏成本。

本发明利用欠压侦测、过压侦测以及过流侦测并经过逻辑运算符得到输出讯号，如果输出讯号为异常则LED会显示电源异常结果。本发明相较于现有技术新增电压侦测电路和电流侦测电路，并且将错误讯号以逻辑运算推导出结果，最后，利用此异常讯号推动后端LED灯亮进而对使用者发出电压或电流异常之警告，在这个回路上需要应用该组电源的输出端去实时侦测是否已经达到过低或过电压条件以及此组电源是否有过流危险，并且需要考虑回路上的噪声或是涟波电压的影响，因此还需要加上滤波电路使得这项新技术的准确率提高，进而正确判断异常发生的条件。

本发明也考虑到温度所造成的电压变异，在电路中加入Bandgap，以产生抗温度变异的电压准位，能将温度变异量降至10mV之低，以此方式降低现有设计中温度对电压的影响(现有技术中温度变异会取决于电阻组件的耐热系数)。另外，为了改善目前技术中电流侦测的精确性，本发明还在电流检测电路中新增放大器，目前主要是利用DCR或是Rshunt去做电流侦测准位，但这些方式都会因组件本身的变异进而去影响所导出的电压准位，而使用放大器侦测，实时将电阻两端之电压传送于放大器中，在藉由放大器产生一放大且精确的电压准位，更能有效表达目前电流的大小，不因组件使用因素而产生偏差得以校正。除此之外，侦测到异常仍不足以保护整个系统架构，因此，在经过逻辑运算符的异常讯号，透过关断组件，将此组电源与前端电源供应器关断，将整个系统损害降到最低。

以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显示主板电源故障的电路，其特征在于，包括以下部件：

欠压检测电路、过压检测电路、过流检测电路、第一逻辑器件、第二逻辑器件、第一LED驱动电路、第二LED驱动电路和关断组件，

待测主板电源的第一输出端分别连接所述欠压检测电路和所述过压检测电路的输入端，所述第一逻辑器件的两个输入端分别连接所述欠压检测电路的输出端和所述过压检测电路的输出端，所述第一逻辑器件的输出端连接所述第一LED驱动电路；

待测主板电源的第二输出端连接所述过流检测电路的输入端，所述过流检测电路的输出端连接所述第二LED驱动电路，所述第二逻辑器件的两个输入端分别连接所述第一逻辑器件的输出端和所述过流检测电路的输出端，所述第二逻辑器件的输出端与所述关断组件连接。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述过压检测电路包括：

第一比较器，所述第一比较器的第一输入端与所述待测主板电源的第一输出端连接，所述第一比较器的第二输入端输入经过第一分压电路得到的最大基准电压，所述第一比较器的输出端与所述第一逻辑器件的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述过压检测电路包括：

第一带隙基准，设置在所述第一分压电路中以减少温度对所述最大基准电压的影响。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述欠压检测电路包括：

第二比较器，所述第二比较器的第一输入端与所述待测主板电源的第一输出端连接，所述第二比较器的第二输入端输入经过第二分压电路得到的最小基准电压，所述第二比较器的输出端与所述第一逻辑器件的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述欠压检测电路包括：

第二带隙基准，设置在所述第二分压电路中以减少温度对所述最小基准电压的影响。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述过流检测电路包括放大器，所述放大器的第一输入端经过第一电阻与所述待测主板电源的第二输出端连接，所述放大器的第二输入端直接与所述待测主板电源的第二输出端连接。

7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述过流检测电路包括：

第三比较器，所述第三比较器的第一输入端与所述比较器的输出端连接，所述第三比较器的第二输入端与基准电压电路连接，所述第三比较器的输出端与所述第二逻辑器件的输入端连接。

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述过流检测电路包括：

第三带隙基准，设置在所述基准电压电路中以减少温度对第一基准电压的影响。

9.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一LED驱动电路包括：

LED；

第一镇流电阻，所述第一镇流电阻与所述LED串联；以及

第一保护电阻，所述第一保护电阻的一端与所述第一逻辑器件的输出端连接，另一端与所述LED连接。

10.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述关断组件包括MOS管，所述MOS管的栅极与所述第二逻辑器件的输出端连接，所述MOS管的源极与所述待测主板电源的输出端连接。

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