CN112305448A - 电源接入状态检测电路、电子装置及电子装置保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电源接入状态检测电路、电子装置及电子装置保护方法，其包括：用于连接电源输入的电源输入端，用于连接执行电路的电源输出端，以及开关、充电回路和比较单元；开关的第一端连接电源输入端的正极，开关的第二端连接电源输出端；充电回路的第一端连接开关的第一端，充电回路的第二端连接电源输入端的负极，充电回路的第三端连接比较单元的第一输入端；比较单元的第二输入端用于接收一基准电压，基准电压小于充电回路的预设充电电压且大于零，比较单元的输出端在电源输出端与电源输入端导通时输出电平信号。实施本发明能够识别电源接入时开关的状态，以保证使用安全。

Description

电源接入状态检测电路、电子装置及电子装置保护方法

技术领域

本发明涉及电源检测技术领域，更具体地说，涉及一种电源接入状态检测电路、电子装置及电子装置保护方法。

背景技术

很多电子设备在使用时，对其电源接入和开关开启的顺序有着严格的要求，以保证使用过程中的使用安全。而很多电路在电源接入和开关开启的状态是无法区分的，在开关开启的状态，接入电源时，其内部电路会被供电工作，而实际上此时，在开关开启时接入电源的工作状态为一种非正常操作，其会对操作人员带来危险。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述现有技术缺陷，提供一种电源接入状态检测电路、电子装置及电子装置保护方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电源接入状态检测电路，包括：用于连接电源输入的电源输入端，用于连接执行电路的电源输出端，以及开关、充电回路和比较单元；

所述开关的第一端连接所述电源输入端的正极，所述开关的第二端连接所述电源输出端；

所述充电回路的第一端连接所述开关的第一端，所述充电回路的第二端连接所述电源输入端的负极，所述充电回路的第三端连接所述比较单元的第一输入端；

所述比较单元的第二输入端用于接收一基准电压，所述基准电压小于所述充电回路的预设充电电压且大于零，所述比较单元的输出端在所述电源输出端与所述电源输入端导通时输出电平信号。

优选地，所述充电回路包括第一分压单元和充电元件，所述第一分压单元的第一端连接所述开关的第一端，所述第一分压单元的第二端连接所述电源输入端的负极，所述第一分压单元的第三端连接所述比较单元的第一输入端；所述充电元件连接所述第一分压单元的第二端和第三端。

优选地，所述第一分压单元包括串联连接的电阻R1和电阻R3，所述电阻R1连接所述开关的第一端，所述电阻R3连接所述电源输入端的负极，所述电阻R1和所述电阻R3的串联节点连接所述比较单元的第一输入端。

优选地，所述充电元件包括电容C1，所述电容C1与所述电阻R3并联连接。

优选地，还包括第二分压单元，所述第二分压单元的第一端连接所述开关的第二端，所述第二分压单元的第二端连接所述电源输入端的负极，所述第二分压单元的第三端连接所述比较单元的第二输入端。

优选地，所述第二分压单元包括串联连接的电阻R2和电阻R4，所述电阻R2连接所述开关的第二端，所述电阻R4连接所述电源输入端的负极，所述电阻R2和电阻R4串联节点连接所述比较单元的第二输入端；所述电阻R1与所述电阻R3的阻值比小于所述电阻R2与所述电阻R4的阻值比。

优选地，所述电阻R1的阻值与所述电阻R2的阻值相等。

所述比较单元包括比较器U1，所述比较单元的第一输入端为所述比较器U1的反相输入端，所述比较单元的第二输入端为所述比较器U1的同相输入端；或所述比较单元的第一输入端为所述比较器U1的同相输入端，所述比较单元的第二输入端为所述比较器U1的反相输入端。

优选地，本发明的电源接入状态检测电路还包括控制单元；

所述控制单元连接所述比较单元的输出端和所述执行电路，用于接收所述电平信号、并在所述电平信号为一恒定电平时启动所述执行电路。

本发明还构造一种电子装置，包括上面任意一项所述的电源接入状态检测电路。

本发明还构造一种电子装置保护方法，基于上面任意一项所述的电源接入状态检测电路，包括：

在所述电源输入接入时，获取所述比较单元的输出端的电平信号，确认所述电平信号是否为一恒定电平，若是，则正常启动与所述电源输出端连接的执行电路，若否，则不启动所述执行电路。

实施本发明的电源接入状态检测电路、电子装置及电子装置保护方法，具有以下有益效果：能够识别电源接入时开关的状态，以便保证使用安全。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明电源接入状态检测电路第一实施例的逻辑框图；

图2是本发明电源接入状态检测电路第二实施例的逻辑框图；

图3是本发明电源接入状态检测电路第二实施例的电路原理图；

图4是本发明电源接入状态检测电路第三实施例的逻辑框图；

图5是本发明电源接入状态检测电路第三实施例的电路原理图；

图6是本发明电源接入状态检测电路第四实施例的逻辑框图；

图7是本发明电源接入状态检测电路第四实施例的电路原理图；

图8是本发明电源接入状态检测电路第五实施例的电路原理图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，在本发明的电源接入状态检测电路第一实施例中，包括：用于连接电源输入的电源输入端10，用于连接执行电路的电源输出端30，以及开关20、充电回路40和比较单元50；开关20的第一端连接电源输入端10的正极，开关20的第二端连接电源输出端30；充电回路40的第一端连接开关20的第一端，充电回路40的第二端连接电源输入端10的负极，充电回路40的第三端连接比较单元50的第一输入端；比较单元50的第二输入端用于接收一基准电压，基准电压小于充电回路40的预设充电电压且大于零，比较单元50的输出端在电源输出端30与电源输入端10导通时输出电平信号。具体的，在电源输入端10与开关20之间设置充电回路40，在电源输入端10有电源输入接入时，充电回路40开始充电，在充电回路40的第三端输出充电电压。在电源输入接入时，开关20为断开状态，即在电源输入接入后再闭合开关20，电源输入接入时，充电回路40充电，在闭合开关20之前，充电回路40的第三端会输出一个稳定的预设充电电压，闭合开关20后，电源输出端30与电源输入端10导通，电源输入可以通过闭合的开关20和电源输出端30对比较单元50进行供电，比较单元50开始工作，此时也可以理解为该检测电路开始工作，此时比较单元50的第一输入端有充电回路40的预设充电电压，比较单元50的第二输入端设有基准电压，比较单元50根据该基准电压和和预设充电电压的比较结果输出第一电平信号。当电源输入接入之前开关20为闭合状态，那么电源输入接入时，充电回路40开始充电，其第三端输出的充电电压为一个变化的过程，即比较单元50的第一输入端的输入电压由零开始增加至预设充电电压，即比较单元52的输出端会在充电回路40的充电过程中出现一个电平信号的变化过程。同时开关20闭合，电源输入通过开关20和电源输出端30给比较单元50供电，此时比较单元50通过的第二输入端的基准电压没有变，此时基准电压设置为低于预设充电电压的某一个值时，根据比较单元50的比较结果即可以捕捉到充电回路40的充电变化过程。其具体的过程为，在充电回路40的充电电压低于基准电压时，比较单元50根据比较结果输出第二电平信号，当充电回路40继续充电至充电完成，充电回路40的充电电压即第三端的输出电压为预设充电电压时，即高于基准电压后，比较单元50根据比较结果输出第一电平信号。此时可以根据比较单元50是否持续输出第一电平信号来判断其是否为开关20闭合时接入电源输入，还是开关20断开时接入的电源输入，以此完成对电源接入状态的判定。

可选的，如图2所示的实施例中，充电回路40包括第一分压单元41和充电元件42，第一分压单元41的第一端连接开关20的第一端，第一分压单元41的第二端连接电源输入端10的负极，第一分压单元41的第三端连接比较单元50的第一输入端；充电元件42连接第一分压单元41的第二端和第三端。具体的，可以通过第一分压单元41来设置充电回路40的预设充电电压，即，充电元件42充电过程中，充电元件42两端的电压为第一分压单元41的分压输出端即第三端的分压电压。

进一步的，如图3所示，第一分压单元41包括串联连接的电阻R1和电阻R3，电阻R1连接开关20的第一端，电阻R3连接电源输入端10的负极，电阻R1和电阻R3的串联节点连接比较单元50的第一输入端。具体的，第一分压单元41采用串联连接的电阻R1和电阻R3，其优势在于结构简单。

进一步的，充电元件42包括电容C1，电容C1与电阻R3并联连接。具体的，在上面的基础上，充电元件42可以采用电容C1，电容C1在电源输入端10接入电源时，其通过电阻R1对电容C1充电，充电至电容C1的电压等于电阻R3的分压时，不再充电。即在电容的输入端得到预设充电电压。

进一步的，如图4所示的实施例中，本发明的电源接入状态检测电路还包括第二分压单元60，第二分压单元60的第一端连接开关20的第二端，第二分压单元60的第二端连接电源输入端10的负极，第二分压单元60的第三端连接比较单元50的第二输入端。具体的，比较单元50的第二输入端的基准电压也可以由电源输入端10的电源输入提供。其具体原理为，在开关20闭合有电源输入通过时，第二分压单元60的分压电压即第三端的输出电压即为基准电压，如果在开关20闭合时，电源输入已经为接入状态，那么比较单元50的第一输入端的充电回路40的电压高于该基准电压，其直接输出对应的第一电平信号。如果开关20闭合时，电源输入并未接入，那么在电源接入过程中，根据充电回路40的充电电压变化，比较单元50根据充电电压与基准电压的关系，其输出端依然会输出一个从第二电源信号到第一电平信号的变化过程。

进一步的，如图5所示，第二分压单元60包括串联连接的电阻R2和电阻R4，电阻R2连接开关20的第二端，电阻R4连接电源输入端10的负极，电阻R2和电阻R4串联节点连接比较单元50的第二输入端；电阻R1与电阻R3的阻值比小于电阻R2与电阻R4的阻值比。具体的，第二分压单元60也可以采用串联连接的电阻，其通过串联连接的电阻R2和电阻R4进行分压得到基准电压，为了使基准电压小于充电回路40的预设充电电压，第一分压单元41和第二分压单元60的电阻比值要满足电阻R1与电阻R3的阻值比小于电阻R2与电阻R4的阻值比。

进一步的，电阻R1的阻值与电阻R2的阻值相等。具体的，在实际的电路设计中，只要将电阻R1和电阻R2的阻值取值相等，此时，只要将电阻R4的阻值设置为小于电阻R3的阻值，即可简单的设计出满足要求的分压电路。

进一步的，如图3和图5所示，比较单元50包括比较器U1，比较单元50的第一输入端为比较器U1的反相输入端，比较单元50的第二输入端为比较器U1的同相输入端；或比较单元50的第一输入端为比较器U1的同相输入端，比较单元50的第二输入端为比较器U1的反相输入端。具体的，比较单元50采用比较器芯片U1，充电回路40的第三端连接比较器U1的反向输入端，基准电压由比较器U1的同相输入端提供。需要注意的是，在一些实施例中，比较器U1的同相输入端的基准电压可以有比较器U1内部自己提供，这里可以选择的比较器U1的芯片可以为根据需要进行选择。此处，根据其具体的连接关系进行详细描述。当比较单元50的第一输入端为比较器U1的反相输入端，比较单元50的第二输入端为比较器U1的同相输入端时，即充电回路40的充电电压由比较器U1的反相端输入，基准电压由比较器U1的同相端输入，那么根据比较器U1的工作原理，此时在充电回路40的充电电压低于基准电压时，比较器U1输出的第一电平信号为高电平信号，当充电回路40的充电电压达到预设充电电压高于基准电压时，比机器U1的输出端输出的第二电平信号为低电平信号，根据上文的描述，电源输出端与电源输入端导通时，当比较器U1输出端的电平信号出现从低电平信号到高电平信号的变化时即理解为变换电平而非一恒定电平，即可以判定为电源输入为在开关20闭合的状态下接入的。只要当比较器U1的输出端的电平信号为恒定的高电平信号时即理解为一恒定电平，才判定电源输入为开关20闭合之前接入的。另外的实施例中，当比较单元50的第一输入端为比较器U1的同相输入端，比较单元50的第二输入端为比较器U1的反相输入端。即充电回路40的充电电压由比较器U1的同相端输入，基准电压由比较器U1的反相端输入，那么根据比较器U1的工作原理，此时在充电回路40的充电电压低于基准电压时，比较器U1输出的第一电平信号为低电平信号，当充电回路40的充电电压达到预设充电电压高于基准电压时，比机器U1的输出端输出的第二电平信号为高电平信号，根据上文的描述，电源输出端与电源输入端导通时，当比较器U1输出端的电平信号出现从高电平信号到低电平信号的变化时，即理解为变换电平而非一恒定电平，即可以判定为电源输入为在开关20闭合的状态下接入的。只要当比较器U1的输出端的电平信号为恒定的低电平信号时理解为一恒定电平，才判定电源输入为开关20闭合之前接入的。还可以理解，此处的比较器U1可以为电压比较器。还可以理解，比较器U1的工作供电为电源输出端30的电源输出进过转换后供给的。

另外，如图3和图5所示，开关20包括开关器件S1。其可以为常开常闭开关。

如图6所示的实施例中，本发明的电源接入状态检测电路还包括控制单元70；控制单元70连接比较单元50的输出端和执行电路，用于接收电平信号、并在电平信号为一恒定电平时启动执行电路。具体的，根据上面描述，电源输入导通时，当比较单元50输出电平信号出现从高电平信号到低电平信号的变化或者由低电平信号到高电平信号的变化，即理解为变换电平而非一恒定电平，判定为电源输入为在开关20闭合的状态下接入的，此时为非正常工作状态，控制单元70不启动电源输入端10连接的执行电路，这里执行电路也可以理解为工作电路，只有当比较单元50的输出端的电平信号为恒定的低电平信号或者为恒定的高电平信号时理解为一恒定电平，判定为电源输入为在开关20断开的状态下接入的，即卡关闭合发生在电源接入之后。此时为正常的工作状态，控制单元70可以正常启动其后的执行电路进行正常工作。

进一步的，如图7所示，控制单元70包括MCU芯片U6，MCU芯片U6的供电为电源输出端30的电源输出进过转换后供给的。如图8所示，执行电路可以包括电机驱动电路，MCU芯片U6输出的控制信号控制电机驱动电路的导通或关断以执行对应的工作。

另，本发明的一种电子装置，包括上面任意一项电源接入状态检测电路。具体的，可以通过在电子装置中设置上述的电源接入状态检测电路，以对电子装置的电源接入状态进行判定，以保证该电子装置使用安全。例如电锯等

另本发明的一种电子装置保护方法，基于上面任意一项电源接入状态检测电路，包括：

在电源输入接入时，获取比较单元50的输出端的电平信号，确认电平信号是否为一恒定电平，若是，则正常启动与电源输出端30连接的执行电路，若否，则不启动执行电路。具体的，参照上文描述，通过上文描述的电源接入状态检测电路来获取电子装置对应的电源接入状态，并根据电源接入状态设置电子装置的安全工作方法。其具体过程参照上文描述，此处不再赘述。其中在不启动执行电路时，可以生成电源接入状态异常的告警信息，提示进行纠正措施，例如进行开关20断开后重新闭合，以使其进入正常的工作状态。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (11)

1.一种电源接入状态检测电路，其特征在于，包括：用于连接电源输入的电源输入端，用于连接执行电路的电源输出端，以及开关、充电回路和比较单元；

所述开关的第一端连接所述电源输入端的正极，所述开关的第二端连接所述电源输出端；

所述充电回路的第一端连接所述开关的第一端，所述充电回路的第二端连接所述电源输入端的负极，所述充电回路的第三端连接所述比较单元的第一输入端；

所述比较单元的第二输入端用于接收一基准电压，所述基准电压小于所述充电回路的预设充电电压且大于零，所述比较单元的输出端在所述电源输出端与所述电源输入端导通时输出电平信号。

2.根据权利要求1所述的电源接入状态检测电路，其特征在于：

所述充电回路包括第一分压单元和充电元件，所述第一分压单元的第一端连接所述开关的第一端，所述第一分压单元的第二端连接所述电源输入端的负极，所述第一分压单元的第三端连接所述比较单元的第一输入端；所述充电元件连接所述第一分压单元的第二端和第三端。

3.根据权利要求2所述的电源接入状态检测电路，其特征在于：

所述第一分压单元包括串联连接的电阻R1和电阻R3，所述电阻R1连接所述开关的第一端，所述电阻R3连接所述电源输入端的负极，所述电阻R1和所述电阻R3的串联节点连接所述比较单元的第一输入端。

4.根据权利要求3所述的电源接入状态检测电路，其特征在于，所述充电元件包括电容C1，所述电容C1与所述电阻R3并联连接。

5.根据权利要求3所述的电源接入状态检测电路，其特征在于，还包括第二分压单元，所述第二分压单元的第一端连接所述开关的第二端，所述第二分压单元的第二端连接所述电源输入端的负极，所述第二分压单元的第三端连接所述比较单元的第二输入端。

6.根据权利要求5所述的电源接入状态检测电路，其特征在于，所述第二分压单元包括串联连接的电阻R2和电阻R4，所述电阻R2连接所述开关的第二端，所述电阻R4连接所述电源输入端的负极，所述电阻R2和电阻R4串联节点连接所述比较单元的第二输入端；所述电阻R1与所述电阻R3的阻值比小于所述电阻R2与所述电阻R4的阻值比。

7.根据权利要求6所述的电源接入状态检测电路，其特征在于，所述电阻R1的阻值与所述电阻R2的阻值相等。

8.根据权利要求1所述的电源接入状态检测电路，其特征在于，所述比较单元包括比较器U1，所述比较单元的第一输入端为所述比较器U1的反相输入端，所述比较单元的第二输入端为所述比较器U1的同相输入端；或所述比较单元的第一输入端为所述比较器U1的同相输入端，所述比较单元的第二输入端为所述比较器U1的反相输入端。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的电源接入状态检测电路，其特征在于，还包括控制单元；

所述控制单元连接所述比较单元的输出端和所述执行电路，用于接收所述电平信号、并在所述电平信号为一恒定电平时启动所述执行电路。

10.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的电源接入状态检测电路。

11.一种电子装置保护方法，其特征在于，基于如权利要求1至9任意一项所述的电源接入状态检测电路，包括：

在所述电源输入接入时，获取所述比较单元的输出端的电平信号，确认所述电平信号是否为一恒定电平，若是，则正常启动与所述电源输出端连接的执行电路，若否，则不启动所述执行电路。

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