CN115825526A - 电压检测电路及电压检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电压检测电路及电压检测方法。该电压检测电路包括：电压监控电路和信号处理电路，电压监控电路分别与电源转换器、信号处理电路连接；电压监控电路，用于将电源转换器的输出电压与参考电压进行比较，生成触发信号；信号处理电路，用于接收触发信号，对触发信号进行信号处理，生成检测信号；该检测信号用于表征电源转换器的输出电压是否异常。该电压检测电路，通过设置用于表征电压异常的参考电压，并将电源转换器的输出电压与参考电压进行比较，得到触发信号，并基于触发信号生成用于表征输出电压是否异常的检测信号；不仅可以确保电压异常检测的准确性，还能根据输出电压的变化灵活修改参考电压，实现对输出电压的精确异常检测。

Description

电压检测电路及电压检测方法

技术领域

本申请涉及电压检测技术领域，特别是涉及一种电压检测电路及电压检测方法。

背景技术

随着服务器外接设备的增多，服务器主板的布局空间越来越紧张，因此，对于服务器主板上的电源转换器就需要进行小型化设计。

目前，小型化后的电源转换器上仅保留了电源转换器所需的几个核心管脚，去除了电源转换器上的PGOOD输出管脚，而PGOOD输出管脚是用于对电源转换器的输出电压进行异常检测的管脚。因此，小型化后的电源转换器无法直接通过PGOOD管脚对自身的输出电压进行异常检测。

传统的，对于小型化后的电源转换器，通常采用外接电压检测电路的方式来实现对电源转换器自身的输出电压进行异常检测。但是，传统的外接电压检测电路的方式，无法准确地对电源转换器自身的输出电压进行异常检测。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种针对无PGOOD输出管脚的电源转换器，能够提高对此类电源转换器的输出电压的异常检测准确性的电压检测电路及电压检测方法。

第一方面，本申请提供了一种电压检测电路，包括：电压监控电路和信号处理电路，电压监控电路分别与电源转换器、信号处理电路连接；

电压监控电路，用于将电源转换器的输出电压与参考电压进行比较，生成触发信号；

信号处理电路，用于接收触发信号，对触发信号进行信号处理，生成检测信号；该检测信号用于表征电源转换器的输出电压是否异常。

本实施例中所提供的电压检测电路包括：电压监控电路和信号处理电路，电压监控电路分别与电源转换器、信号处理电路连接；电压监控电路，用于将电源转换器的输出电压与参考电压进行比较，生成触发信号；信号处理电路，用于接收触发信号，对触发信号进行信号处理，生成检测信号；该检测信号用于表征电源转换器的输出电压是否异常。也就是说，本申请中对电源转换器的输出电压进行异常检测的电压检测电路，是通过设置用于表征电压异常的参考电压，并将电源转换器的输出电压与该参考电压进行比较，得到触发信号，进而，基于该触发信号生成用于表征输出电压是否异常的PGOOD检测信号；相比于传统方法中，直接将输出电压连接至三极管，并通过三极管的导通与否来判断输出电压是否出现异常的方式而言，本申请中采用与参考电压相比较的方式，由于参考电压可根据输出电压进行灵活设置，且设置好的参考电压不会因外界其他因素的影响而发生变化；因此，通过电压比较的方式不仅可以确保电压异常检测的准确性，还能根据输出电压的实际变化灵活修改和设置参考电压，实现对不同输出电压的精确异常检测。

在其中一个实施例中，电压监控电路包括电压比较电路；电压比较电路的第一端与电源转换器的输出端连接，电压比较电路的第二端用于输入参考电压，电压比较电路的第三端与信号处理电路的信号接收端连接；

电压比较电路，用于将电源转换器的输出电压与参考电压进行比较，生成触发信号。

本实施例中，通过在电压监控电路设置电压比较电路，通过电压比较电路将电源转换器的输出电压与参考电压进行比较，生成触发信号，通过将电源转换器的输出电压连接至电压比较电路，无需进行信号采样，可以实现对电压的实时监控；另外，通过向电压比较电路输入参考电压，并基于参考电压对电源转换器的输出电压进行异常检测，不受其他因素的干扰，能够确保在任何环境下，对电压检测的准确性。

在其中一个实施例中，电压比较电路包括第一电压比较器及第二电压比较器，参考电压包括第一参考电压及第二参考电压；第一电压比较器的第一端与电源转换器的输出端连接，第一电压比较器的第二端用于输入第一参考电压，第一电压比较器的第三端与信号处理电路的信号接收端连接；第二电压比较器的第一端与电源转换器的输出端连接，第二电压比较器的第二端用于输入第二参考电压，第二电压比较器的第三端与信号处理电路的信号接收端连接；

第一电压比较器，用于将电源转换器的输出电压与第一参考电压进行比较，生成第一触发信号；

第二电压比较器，用于将电源转换器的输出电压与第二参考电压进行比较，生成第二触发信号；

信号处理电路，用于对第一触发信号及第二触发信号合并后的信号进行信号处理，生成检测信号。

本实施例中，通过设置不同参考电压对应的多个电压比较器，可以实现对异常电压的全方位实时监控和检测，实现电压检测的全面性和完整性，确保电压监控的有效性和准确性。

在其中一个实施例中，第一电压比较器的第二端包括正向输入端，第一电压比较器的正向输入端用于输入第一参考电压；

第二电压比较器的第二端包括反向输入端，第二电压比较器的反向输入端用于输入第二参考电压。

本实施例中，通过第一电压比较器实现高压异常检测，通过第二电压比较器实现低压异常检测，并提供了高压异常检测和低压异常检测的具体电路连接关系，提高了高压异常检测和低压异常检测的可实施性。

在其中一个实施例中，电压比较电路还包括第一分压电路和第二分压电路；第一分压电路用于对第一外接电源的输出电压进行分压得到第一参考电压，并将第一参考电压传输至第一电压比较器的第二端；

第二分压电路用于对第二外接电源的输出电压进行分压得到第二参考电压，并将第二参考电压传输至第二电压比较器的第二端。

本实施例中，电压监控电路包括第一电压比较器、第二电压比较器、第一分压电路和第二分压电路，通过第一分压电路为第一电压比较器输入第一参考电压，实现对电源转换器的输出电压的过压检测；以及通过第二分压电路为第二电压比较器输入第二参考电压，实现对电源转换器的输出电压的欠压检测；本实施例所提供的电压异常检测电路，能够实现对过压和欠压的精确检测，且适配不同输出电压的电源转换器，根据不同输出电压灵活设置相应的过压阈值和欠压阈值，实现精确电压异常检测；另外，该电路也不会因环境温度的影响而导致参考电压的变化，从而确保在任何环境下都能实现对电压异常的精确监控。

在其中一个实施例中，第一分压电路包括第一电阻、第二电阻及第一电容；第一电阻的第一端连接第一外接电源，第一电阻的第二端分别与第二电阻的第一端、第一电容的第一端及第一电压比较器的第二端连接；第二电阻的第二端、第一电容的第二端均接地；

第二分压电路包括第三电阻、第四电阻及第二电容；第三电阻的第一端连接第二外接电源，第三电阻的第二端分别与第四电阻的第一端、第二电容的第一端及第二电压比较器的第二端连接；第四电阻的第二端、第二电容的第二端均接地。

本实施例中，采用电阻分压的方式实现参考电压的输入，该方式不仅能够确保参考电压的稳定性，还能适应不同电压异常检测的需求，根据实际电压异常检测需求，适应性调整分压电阻的阻值，以输出不同的参考电压，能够提高电压检测的灵活性和通用性。

在其中一个实施例中，信号处理电路包括第一场效应管和第二场效应管；第一场效应管的栅极连接电压监控电路；第一场效应管的漏极与第二场效应管的栅极连接，第一场效应管的漏极与第五电阻的第一端连接，第五电阻的第二端与第三外接电源连接；第一场效应管的源极接地；

第二场效应管的漏极与第六电阻的第一端连接，第六电阻的第二端与第四外接电源连接，第二场效应管的漏极还用于输出检测信号；第二场效应管的源极接地。

本实施例中，通过场效应管来实现对信号的转换处理，实现对电压比较电路输出的触发信号的信号转换，以得到用于表征电压是否异常的检测信号，即得到VOUT_PGOOD检测信号，以便于后续连接的逻辑电路执行对电源转换器输出电压异常时的保护机制，确保系统的稳定运行。

第二方面，本申请还提供了一种电压检测方法，应用于第一方面中的电压检测电路，该方法包括：

通过电压监控电路将电源转换器的输出电压与参考电压进行比较，生成触发信号；

通过信号处理电路接收触发信号，对触发信号进行信号处理，生成检测信号；检测信号用于表征电源转换器的输出电压是否异常。

在其中一个实施例中，电压监控电路包括电压比较电路；通过电压监控电路将电源转换器的输出电压与参考电压进行比较，生成触发信号，包括：

通过电压比较电路，将电源转换器的输出电压与参考电压进行比较，生成触发信号；

其中，电压比较电路的第一端与电源转换器的输出端连接，电压比较电路的第二端用于输入参考电压，电压比较电路的第三端与信号处理电路的信号接收端连接。

在其中一个实施例中，电压比较电路包括第一电压比较器及第二电压比较器，参考电压包括第一参考电压及第二参考电压；通过电压比较电路，将电源转换器的输出电压与参考电压进行比较，生成触发信号，包括：

通过第一电压比较器将电源转换器的输出电压与第一参考电压进行比较，生成第一触发信号；

通过第二电压比较器将电源转换器的输出电压与第二参考电压进行比较，生成第二触发信号；

相应地，通过信号处理电路接收触发信号，对触发信号进行信号处理，生成检测信号，包括：

通过信号处理电路接收第一触发信号及第二触发信号，对第一触发信号及第二触发信号合并后的信号进行信号处理，生成检测信号；

其中，第一电压比较器的第一端与电源转换器的输出端连接，第一电压比较器的第二端用于输入第一参考电压，第一电压比较器的第三端与信号处理电路的信号接收端连接；第二电压比较器的第一端与电源转换器的输出端连接，第二电压比较器的第二端用于输入第二参考电压，第二电压比较器的第三端与信号处理电路的信号接收端连接。

上述电压检测电路及电压检测方法，电压检测电路包括：电压监控电路和信号处理电路，电压监控电路分别与电源转换器、信号处理电路连接；电压监控电路，用于将电源转换器的输出电压与参考电压进行比较，生成触发信号；信号处理电路，用于接收触发信号，对触发信号进行信号处理，生成检测信号；该检测信号用于表征电源转换器的输出电压是否异常。也就是说，本申请中对电源转换器的输出电压进行异常检测的电压检测电路，是通过设置用于表征电压异常的参考电压，并将电源转换器的输出电压与该参考电压进行比较，得到触发信号，进而，基于该触发信号生成用于表征输出电压是否异常的PGOOD检测信号；相比于传统方法中，直接将输出电压连接至三极管，并通过三极管的导通与否来判断输出电压是否出现异常的方式而言，本申请中采用与参考电压相比较的方式，由于参考电压可根据输出电压进行灵活设置，且设置好的参考电压不会因外界其他因素的影响而发生变化；因此，通过电压比较的方式不仅可以确保电压异常检测的准确性，还能根据输出电压的实际变化灵活修改和设置参考电压，实现对不同输出电压的精确异常检测。

附图说明

图1为传统方法中无PGOOD管脚的电压转换器的电路示意图；

图2为传统方法中对无PGOOD管脚的电压转换器的输出电压进行检测的外接电压检测电路的电路示意图；

图3为三极管的导通电压Vbe(on)随温度变化的曲线示意图；

图4为本申请实施例提供的电压检测电路的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的电压检测电路的另一结构示意图；

图6为本申请实施例提供的电压检测电路的另一结构示意图；

图7为本申请实施例提供的电压检测电路的另一结构示意图；

图8为本申请实施例提供的电压检测电路的另一结构示意图；

图9为本申请实施例提供的电压检测电路的另一结构示意图；

图10为本申请实施例提供的电压检测电路的具体结构示意图；

图11为本申请实施例提供的电压检测方法的流程示意图；

图12为本申请实施例提供的电压检测方法的另一流程示意图。

附图标记说明：

11：电压监控电路；12：信号处理电路；13：电源转换器；

111：电压比较电路；1111：第一电压比较器；1112：第二电压比较器；

1113：第一分压电路；1114：第二分压电路；21：第一外接电源；

22：第二外接电源；23：第三外接电源；24：第四外接电源；

121：第一场效应管；122：第二场效应管。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

通常情况下，服务器产品一般由适配冗余电能供应(common redundant powersupplies，CRPS)电源直接为系统提供12V电源，然后在服务器主板上通过多组DCDC(直流-直流)电源转换器将12V输入电源转换为不同设备所需的各种电压(例如5V、3.3V、1.2V、1V、0.9V等)。这些电源转换芯片自身可以集成有很多功能，例如：软起动、环路补偿、过流保护点设置、输出电压监控PGOOD信号输出等。这种芯片因引脚较多，尺寸一般会比较大，外围电路设计相对也会比较复杂。

随着服务器产品现在外接的设备越来越多，导致主板布局空间越来越紧张，对芯片尺寸小型化的需求越来越高。在小电流降压负载点(POL)运用场景，例如电流大小为3A(安培)，可以使用图1所示的电源控制器，该电源控制器只有6个管脚，尺寸只有1.7mm*1.7mm，外围应用线路也比较简单，可以达到节省主板布局空间的目的。但是这种电源转换器没有电压监控PGOOD输出管脚，不能直接进行输出电压的实时监控。

针对这种无PGOOD引脚输出的电源控制器，目前主要通过如下两种方式来实现输出电压的监控：

第一种方式：输出电压通过电阻分压后直接接到BMC(Baseboard ManagementController，基板管理控制器)的ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换器)处理模块，来实现输出电压的监控。通过BMC可以设置输出电压的各种监控阈值(例如：过压阈值、欠压阈值等)，当监测输出电压达到相应阈值时，BMC通知系统采取相应保护动作。

但是，因BMC的ADC采样有最小时间间隔限制，采用这种方法可能会存在持续时间很短的电压波动没有被BMC监测到的风险；而且BMC在侦测过程中可能会受到外围电路的干扰，造成BMC监测过程中的误告警、误动作。

第二种方式：采用如图2所示的外接电路进行输出电压VOUT的监控，当输出电压VOUT超过三极管的导通电压Vbe(on)后，VOUT_PGOOD信号变为高电平，送给CPLD(ComplexProgrammable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)。

对于这种方式，主要存在以下问题：

1)三极管的Vbe(on)电压基本为0.7V左右，即使电源转换器发生故障导致VOUT电压超过正常范围很多，即出现过压情况，VOUT_PGOOD信号还是高电平，CPLD还是不能正常识别电压异常问题，可能会造成VOUT后端设备的损坏。

2)三极管Vbe(on)有最低电压(一般为0.7V左右)，所以当VOUT输出电压在0.7V左右时，图2所示电路将不能使用；即VOUT正常输出电压在0.7V左右时，可能存在将正常电压判断为异常电压的情况，导致无法准确判断输出电压的异常情况。

3)三极管Vbe(on)电压随温度变化较大，如图3所示，在-55℃～150℃，Vbe(on)会从0.8V变到0.3V。当VOUT电压较低时，图2所示电路可能会存在低温应用条件下失效的风险；也就是，在低温情况下，由于三极管的导通电压较高，对于VOUT输出电压在0.8V左右时，该电路也将无法准确判断输出电压的异常情况。

基于此，本申请提出一种电压检测电路，如图4所示，包括：电压监控电路11和信号处理电路12，电压监控电路11分别与电源转换器13、信号处理电路12连接；电压监控电路11，用于将电源转换器13的输出电压与参考电压进行比较，生成触发信号；信号处理电路12，用于接收触发信号，对触发信号进行信号处理，生成检测信号；该检测信号用于表征电源转换器13的输出电压是否异常。

可选地，电源转换器13可以为无电压监控PGOOD输出管脚的DCDC电压转换芯片，例如：如图1所示的电压转换芯片，需要说明的是，本申请所提出的方法，对无电压监控PGOOD输出管脚的电压转换芯片均适用。

可选地，对于电压监控电路11，其可以与电源转换器13的输出电压VOUT端直接连接，也可以与电源转换器13上与该输出电压有关的电压输出端连接；例如：针对上述图1所示的电源转换器而言，也可以检测FB输出电压，由于FB输出电压是VOUT输出电压的分压，在电阻R3和电阻R4固定的情况下，通过FB输出电压可以计算得到VOUT输出电压，因此，通过检测FB输出电压的异常也能够准确反映VOUT输出电压的异常情况。基于此，本申请实施例对电压监控电路11与电源转换器13之间的连接位置不做具体限定，只要连接位置处的电压能够表征输出电压的大小即可。

相应地，电压监控电路11在将电源转换器13的输出电压与参考电压做比较时，对于该参考电压的大小，可以根据该输出电压进行适应性设置；示例性地，在电源转换器13的输出电压为VOUT输出电压的情况下，可以针对该VOUT输出电压设置电压异常时的参考电压；当然，在电源转换器13的输出电压为FB输出电压的情况下，可以根据VOUT输出电压对应的电压异常时的参考电压，计算FB输出电压对应的电压异常时的参考电压；由此，在检测到FB输出电压出现电压异常时，电源转换器的VOUT输出电压肯定也出现了异常。

可选地，对于该参考电压，可以包括多个异常电压阈值，例如：高压异常阈值、低压异常阈值。针对输出电压的高压异常情况和低压异常情况，还可以根据不同异常等级设置多个电压异常阈值，例如：高压异常情况下可以包括高压异常阈值、超高压异常阈值等，低压异常情况下也可以包括低压异常阈值、超低压异常阈值等；本申请实施例对此不做具体限定。

可选地，对于该电压监控电路11，可以通过电压比较器来实现，通过将电源转换器13的输出电压和参考电压分别输入电压比较器的正向输入端和反向输入端，来实现对电源转换器13的输出电压与参考电压的比较，进而输出触发信号；该触发信号用于表征电源转换器13的输出电压与参考电压之间的大小关系，也即用于表征电源转换器的输出电压的异常情况。可选地，在参考电压包括多个的情况下，可以通过多个电压比较器来分别对输出电压和不同的参考电压进行比较，生成多个触发信号。该触发信号可以包括高电平触发信号和低电平触发信号，在电压比较器的正向输入端的电压大于反向输入端的电压的情况下，生成高电平触发信号；在电压比较器的正向输入端的电压小于反向输入端的电压的情况下，生成低电平触发信号；在电压比较器的正向输入端的电压等于反向输入端的电压的情况下，电压比较器随机生成高电平触发信号或者低电平触发信号。

可选地，对于信号处理电路12，其可以为用于将触发信号转换为PGOOD信号(也即检测信号)的电路，可以由至少一个开关管组成，在电源转换器13的输出电压处于正常电压范围时，PGOOD信号可以为高电平信号，在电源转换器13的输出电压达到异常的参考电压时，PGOOD信号由高电平转换为低电平，以便CPLD可以在确定PGOOD信号被拉低的情况下，采取相应保护机制来进行系统保护。可选地，开关管可以包括任意类型的三极管和场效应管等；对于该信号处理电路12的具体电路结构，可以根据电压监控电路11输出的触发信号进行适应性设置，以确保信号处理电路12输出的检测信号可以准确表示电源转化器的输出电压是否出现异常。

本实施例中，电压检测电路包括：电压监控电路和信号处理电路，电压监控电路分别与电源转换器、信号处理电路连接；电压监控电路，用于将电源转换器的输出电压与参考电压进行比较，生成触发信号；信号处理电路，用于接收触发信号，对触发信号进行信号处理，生成检测信号；该检测信号用于表征电源转换器的输出电压是否异常。也就是说，本申请中对电源转换器的输出电压进行异常检测的电压检测电路，是通过设置用于表征电压异常的参考电压，并将电源转换器的输出电压与该参考电压进行比较，得到触发信号，进而，基于该触发信号生成用于表征输出电压是否异常的PGOOD检测信号；相比于传统方法中，直接将输出电压连接至三极管，并通过三极管的导通与否来判断输出电压是否出现异常的方式而言，本申请中采用与参考电压相比较的方式，由于参考电压可根据输出电压进行灵活设置，且设置好的参考电压不会因外界其他因素的影响而发生变化；因此，通过电压比较的方式不仅可以确保电压异常检测的准确性，还能根据输出电压的实际变化灵活修改和设置参考电压，实现对不同输出电压的精确异常检测。

在一个实施例中，如图5所示，上述电压监控电路11包括电压比较电路111；电压比较电路111的第一端与电源转换器13的输出端连接，电压比较电路111的第二端用于输入参考电压，电压比较电路111的第三端与信号处理电路12的信号接收端连接；电压比较电路111，用于将电源转换器13的输出电压与参考电压进行比较，生成触发信号。

可选地，该电压比较电路111可以为基于至少一个电压比较器设置的电路，电压比较电路111的第一端可以包括各个电压比较器的第一输入端，电压比较电路111的第二端可以包括各个电压比较器的第二输入端，电压比较电路111的第三端可以包括各个电压比较器的输出端，各电压比较器的输出端分别连接至信号处理电路12的信号接收端。其中，电压比较器的第一输入端可以为正向输入端或者反向输入端，电压比较器的第二输入端可以为正向输入端或者反向输入端；在电压比较器的第一输入端为正向输入端的情况下，该电压比较器的第二输入端则为反向输入端；在电压比较器的第一输入端为反向输入端的情况下，该电压比较器的第二输入端则为正向输入端。

可选地，在电压比较电路111包括多个电压比较器的情况下，也就是说，参考电压包括多个为不同异常电压值的参考电压，各电压比较器的第二端用于输入不同的参考电压；电压比较电路111用于将电源转换器13的输出电压与不同的参考电压进行比较，并生成多个触发信号。

示例性地，参考图6所示，电压比较电路111可以包括第一电压比较器1111及第二电压比较器1112，参考电压包括第一参考电压及第二参考电压；第一电压比较器1111的第一端与电源转换器13的输出端连接，第一电压比较器1111的第二端用于输入第一参考电压，第一电压比较器1111的第三端与信号处理电路12的信号接收端连接；第二电压比较器1112的第一端与电源转换器13的输出端连接，第二电压比较器1112的第二端用于输入第二参考电压，第二电压比较器1112的第三端与信号处理电路12的信号接收端连接。

基于此，第一电压比较器1111，用于将电源转换器13的输出电压与第一参考电压进行比较，生成第一触发信号；第二电压比较器1112，用于将电源转换器13的输出电压与第二参考电压进行比较，生成第二触发信号；信号处理电路12，用于对第一触发信号及第二触发信号合并后的信号进行信号处理，生成检测信号。

可选地，该第一参考电压可以为高压异常阈值，该第二参考电压可以为低压异常阈值；该第一电压比较器1111用于实现对电源转换器13的输出电压进行高压(也叫过压)异常检测，第二电压比较器1112用于实现对电源转换器13的输出电压进行低压(也叫欠压)异常检测。第一电压比较器1111在对电源转换器13的输出电压和第一参考电压进行比较之后，输出第一触发信号；第二电压比较器1112在对电源转换器13的输出电压和第二参考电压进行比较之后，输出第二触发信号；进一步地，第一触发信号和第二触发信号共同输入至信号处理电路12的信号接收端，使得信号处理电路12可以对信号接收端所接收的第一触发信号和第二触发信号合并后的信号进行信号处理，以生成检测信号。

示例性地，参考图6所示，在第一参考电压为高压异常阈值的情况下，第一电压比较器1111的第二端可以为正向输入端，第一电压比较器1111的正向输入端用于输入第一参考电压；也就是说，将高压异常阈值输入至第一电压比较器1111的正向输入端，电源转换器13的输出电压输入至第一电压比较器1111的反向输入端；那么，在电源转换器13的输出电压出现高压异常的情况下，第一电压比较器1111输出的第一触发信号为低电平触发信号。

参考图6所示，在第二参考电压为低压异常阈值的情况下，第二电压比较器1112的第二端可以为反向输入端，第二电压比较器1112的反向输入端用于输入第二参考电压；也就是说，将低压异常阈值输入至第二电压比较器1112的反向输入端，电源转换器13的输出电压输入至第二电压比较器1112的正向输入端；那么，在电源转换器13的输出电压出现低压异常的情况下，第二电压比较器1112输出的第二触发信号为低电平触发信号。

可选地，如图7所示，电压比较电路111还可以包括第一分压电路1113和第二分压电路1114；第一分压电路1113用于对第一外接电源21的输出电压进行分压得到第一参考电压，并将第一参考电压传输至第一电压比较器1111的第二端；第二分压电路1114用于对第二外接电源22的输出电压进行分压得到第二参考电压，并将第二参考电压传输至第二电压比较器1112的第二端。

可选地，第一分压电路1113和第二分压电路1114，均可以为由至少两个电阻所组成的分压电路，即两个电阻依次串联后一端连接电源，另一端接地；那么，将两个电阻的中间与电压比较器的第二端连接，即可形成分压电路，为电压比较器的第二端输入参考电压。也就是说，将第一分压电路1113的两个电阻的中间节点与第一电压比较器1111的正向输入端连接，输入第一参考电压，即高压异常阈值；将第二分压电路1114的两个电阻的中间节点与第二电压比较器1112的反向输入端连接，输入第二参考电压，即低压异常阈值。

示例性地，参考图8所示，第一分压电路1113可以包括第一电阻R1、第二电阻R2及第一电容C1；第一电阻R1的第一端连接第一外接电源21，第一电阻R1的第二端分别与第二电阻R2的第一端、第一电容C1的第一端及第一电压比较器1111的第二端连接；第二电阻R2的第二端、第一电容C1的第二端均接地；第二分压电路1114包括第三电阻R3、第四电阻R4及第二电容C2；第三电阻R3的第一端连接第二外接电源22，第三电阻R3的第二端分别与第四电阻R4的第一端、第二电容C2的第一端及第二电压比较器1112的第二端连接；第四电阻R4的第二端、第二电容C2的第二端均接地。

可选地，第一电阻R1和第二电阻R2中的至少一个可以为可变电阻，第三电阻R3和第四电阻R4中的至少一个可以为可变电阻，使得第一分压电路1113可以根据高压异常阈值的变化对第一参考电压进行调整，以及使得第二分压电路1114可以根据低压异常阈值的变化对第二参考电压进行调整；以满足输出电压监控的不同需求。

可选地，第一电容C1和第二电容C2可以为陶瓷电容，用于对第一分压电路1113和第二分压电路1114进行信号滤波处理。

本实施例中，电压监控电路包括第一电压比较器、第二电压比较器、第一分压电路和第二分压电路，通过第一分压电路为第一电压比较器输入第一参考电压，实现对电源转换器的输出电压的过压检测；以及通过第二分压电路为第二电压比较器输入第二参考电压，实现对电源转换器的输出电压的欠压检测；本实施例所提供的电压异常检测电路，能够实现对过压和欠压的精确检测，且适配不同输出电压的电源转换器，根据不同输出电压灵活设置相应的过压阈值和欠压阈值，实现精确电压异常检测；另外，该电路也不会因环境温度的影响而导致参考电压的变化，从而确保在任何环境下都能实现对电压异常的精确监控。

在一个实施例中，如图9所示，上述信号处理电路12可以包括第一场效应管121和第二场效应管122；第一场效应管121的栅极G连接电压监控电路11；第一场效应管121的漏极D与第二场效应管122的栅极G连接，第一场效应管121的漏极D与第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端与第三外接电源23连接；第一场效应管121的源极S接地；第二场效应管122的漏极D与第六电阻R6的第一端连接，第六电阻R6的第二端与第四外接电源24连接，第二场效应管122的漏极D还用于输出检测信号；第二场效应管122的源极S接地。

可选地，第一场效应管121和第二场效应管122可以为N沟道场效应管，即NPN型场效应管。基于上述实施例，电压监控电路11中的第一电压比较器1111的第三端(即输出端)和第二电压比较器1112的第三端(即输出端)，可以共同连接至第一场效应管121的栅极G；在电源转换器13的输出电压出现高压异常的情况下，即输出电压大于第一参考电压，第一电压比较器1111输出的第一触发信号为低电平信号，而第二电压比较器1112输出的第二触发信号为高电平信号，此时，第一场效应管121的栅极G为低电平；第一场效应管121关断，第二场效应管122的栅极G接第三外接电源23，为高电平，第二场效应管122导通，此时，检测信号VOUT_PGOOD为低电平，说明输出电压异常。

在电源转换器13的输出电压出现低压异常的情况下，即输出电压小于第二参考电压，第二电压比较器1112输出的第二触发信号为低电平信号，而第一电压比较器1111输出的第一触发信号为高电平信号，此时，第一场效应管121的栅极G为低电平；第一场效应管121关断，第二场效应管122的栅极G接第三外接电源23，为高电平，第二场效应管122导通，此时，检测信号VOUT_PGOOD为低电平，说明输出电压异常。

在电源转换器13的输出电压处于正常电压范围内时，即输出电压大于第二参考电压，且，小于第一参考电压，第一电压比较器1111输出的第一触发信号为高电平信号，第二电压比较器1112输出的第二触发信号为高电平信号；此时，第一场效应管121的栅极G为高电平，第一场效应管121导通，第二场效应管122的栅极G接地，为低电平，第二场效应管122关断，此时，检测信号VOUT_PGOOD接第四外接电源24，为高电平，检测信号VOUT_PGOOD为高电平，说明此时输出电压无异常。

当然，第一场效应管121和第二场效应管122也可以为P沟道场效应管，即PNP型场效应管，另外，第一场效应管121和第二场效应管122的类型可以相同，也可以不同；对于其他类型的第一场效应管121和第二场效应管122，所对应的信号处理电路的电路结构与图9所示的电路结构不同，但原理相似，作为开关管，实现对电平的转换，在此不一一列举说明。

本实施例中，信号处理电路包括第一场效应管和第二场效应管；第一场效应管的栅极连接电压监控电路；第一场效应管的漏极与第二场效应管的栅极连接，第一场效应管的漏极与第五电阻的第一端连接，第五电阻的第二端与第三外接电源连接；第一场效应管的源极接地；第二场效应管的漏极与第六电阻的第一端连接，第六电阻的第二端与第四外接电源连接，第二场效应管的漏极还用于输出检测信号；第二场效应管的源极接地。可以实现对电压比较电路输出的触发信号的信号转换，得到用于表征电压是否异常的检测信号，即得到VOUT_PGOOD检测信号，以便于后续连接的逻辑电路执行对电源转换器输出电压异常时的保护机制，确保系统的稳定运行。

在一个实施例中，如图10所示，提供了一种具体的电压检测电路，该电压检测电路与第一部分的DCDC电压转换电路的FB电压输出端连接，且，该电压检测电路包括第二部分的输出电压监控电路和第三部分的信号处理电路。另外，在整个电路中，涉及到以下元器件，如表1所示。

表1

主要元器件	作用
		电源转换芯片U1	将输入电压转换为VOUT
陶瓷电容C1-C9	信号滤波处理
		电压比较器U2A、U2B	系统电压异常保护点设置
CPLD	系统电压监测关机保护处理
		MOS管Q1、Q2	开关，实现电平转换

其中，第一部分为DCDC电源转换环节，将系统的输入高电压转换为系统内部各个设备所需要的各种低电压。从主板空间及成本考虑，该环节的DCDC电源转换芯片可以选择类似的无PGOOD管脚小封装电源方案。

第二部分为输出电压实时监控环节，通过R6和R7两个电阻分压来设定输出电压对应的高压异常阈值V1，通过R8和R9两个电阻分压来设定输出电压对应的低压异常阈值V2。

1)如果V_FB<V2，即输出电压低于低压异常阈值，那么，电压比较器U2A输出为高电平，电压比较器U2B输出为低电平，导致场效应管Q2关闭，场效应管Q1导通，VOUT_PGOOD信号为低电平。此时，CPLD识别到输出电压异常，系统采取相应保护动作。

2)如果V_FB>V1，即输出电压高于高压异常阈值，那么，电压比较器U2A输出为低电平，电压比较器U2B输出为高电平，导致场效应管Q2关闭，场效应管Q1导通，VOUT_PGOOD信号为低电平。此时，CPLD识别到输出电压异常，系统采取相应保护动作。

3)如果V2<V_FB<V1，即输出电压处于正常电压范围，那么，电压比较器U2A和U2B输出均为高电平，导致场效应管Q2导通，场效应管Q1关闭，VOUT_PGOOD信号输出为高电平。此时，CPLD识别到输出电压在正常范围内，系统无动作。

第三部分为信号处理环节，由于CPLD需要3.3V的电平，此环节将第二环节的输出信号进行电平转换，然后送到CPLD。CPLD根据接收到的信号的电平状态，采取相应的保护动作。

本实施例中，通过两个电压比较器对电源转换器的输出电压进行实时监控，通过电压比较器设置两个输出电压异常触发保护点，即高压异常触发点和低压异常触发点，当达到设定高压或者低压阈值时，通过信号处理电路将输送到CPLD的VOUT_PGOOD信号拉低，以使得CPLD采取相应机制来进行系统保护。

本实施例中提供的电压检测电路，通过电压比较器实现对输出电压的实时监测，并通过相关电阻的设定，可以实现不同电压保护阈值的设定；不仅可以实现输出电压的实时监控，且不受输出电压电平大小的限制；还可以精确异常电压阈值保护点，在实际使用中，根据产品需要通过外部电阻进行灵活设置。

在一个实施例中，如图11所示，提供了一种电压检测方法，以该方法应用于上述各个实施例中的电压检测电路为例进行说明，包括以下步骤：

步骤1120，通过电压监控电路将电源转换器的输出电压与参考电压进行比较，生成触发信号。

步骤1140，通过信号处理电路接收触发信号，对触发信号进行信号处理，生成检测信号；检测信号用于表征电源转换器的输出电压是否异常。

对于该电压检测方法的具体实现方式可以参照上述图4所示实施例中电压检测电路的相关内容描述，在此不再赘述。

上述电压检测方法中，通过电压监控电路将电源转换器的输出电压与参考电压进行比较，生成触发信号；以及通过信号处理电路接收触发信号，对触发信号进行信号处理，生成检测信号；检测信号用于表征电源转换器的输出电压是否异常。也就是说，本申请中对电源转换器的输出电压进行异常检测时，是通过设置电压监控电路以及用于表征电压异常的参考电压，并通过电压监控电路对电源转换器的输出电压和参考电压进行比较，得到触发信号，进而，通过与电压监控电路连接的信号处理电路，对该触发信号进行处理生成用于表征输出电压是否异常的PGOOD检测信号；相比于传统方法中，直接将输出电压连接至三极管，并通过三极管的导通与否来判断输出电压是否出现异常的方式而言，本申请中采用与参考电压相比较的方式，由于参考电压可根据输出电压进行灵活设置，且设置好的参考电压不会因外界其他因素的影响而发生变化；因此，通过电压比较的方式不仅可以确保电压异常检测的准确性，还能根据输出电压的实际变化灵活修改和设置参考电压，实现对不同输出电压的精确异常检测。

在一个实施例中，电压监控电路可以包括电压比较电路，该情况下，上述步骤1120可以包括：

步骤1122，通过电压比较电路，将电源转换器的输出电压与参考电压进行比较，生成触发信号；其中，电压比较电路的第一端与电源转换器的输出端连接，电压比较电路的第二端用于输入参考电压，电压比较电路的第三端与信号处理电路的信号接收端连接。

可选地，该电压比较电路可以为基于至少一个电压比较器设置的电路，在电压比较电路包括多个电压比较器的情况下，各电压比较器的输出端分别连接至信号处理电路的信号接收端。可选地，在电压比较器包括多个的情况下，相应地，参考电压也可以包括多个，每个参考电压分别输入至不同的电压比较器，使得各电压比较器可以将电源转换器的输出电压与不同的参考电压进行比较，实现不同电压异常的精确检测。

具体可以参考上述图5所示实施例中对电压检测电路的相关内容描述，在此不再详细赘述。

本实施例中，具体通过设置电压比较电路来对电源转换器的输出电压和参考电压进行比较，从而实现对电源转换器输出电压的实时监控和异常检测，能够提高电压异常检测的及时性和准确性。

图12为另一个实施例中提供的电压检测方法的流程示意图，在该实施例中，上述电压比较电路包括第一电压比较器及第二电压比较器，参考电压包括第一参考电压及第二参考电压；如图12所示，上述步骤1122包括：

步骤1122a，通过第一电压比较器将电源转换器的输出电压与第一参考电压进行比较，生成第一触发信号。

步骤1122b，通过第二电压比较器将电源转换器的输出电压与第二参考电压进行比较，生成第二触发信号。

相应地，上述步骤1140包括：

步骤1142，通过信号处理电路接收第一触发信号及第二触发信号，对第一触发信号及第二触发信号合并后的信号进行信号处理，生成检测信号。

其中，第一电压比较器的第一端与电源转换器的输出端连接，第一电压比较器的第二端用于输入第一参考电压，第一电压比较器的第三端与信号处理电路的信号接收端连接；第二电压比较器的第一端与电源转换器的输出端连接，第二电压比较器的第二端用于输入第二参考电压，第二电压比较器的第三端与信号处理电路的信号接收端连接。

可选地，该第一参考电压可以为高压异常阈值，该第二参考电压可以为低压异常阈值；该第一电压比较器用于实现对电源转换器的输出电压进行高压(也叫过压)异常检测，第二电压比较器用于实现对电源转换器的输出电压进行低压(也叫欠压)异常检测。

具体可以参考上述图6所示实施例中对电压检测电路的相关内容描述，在此不再详细赘述。

本实施例中，针对输出电压的过压检测和欠压检测，分别设置高压异常阈值和低压异常阈值，即第一参考电压和第二参考电压，并通过两个电压比较器，即第一电压比较器和第二电压比较器，来实现对输出电压和高压异常阈值，以及对输出电压和低压异常阈值的比较，从而实现对输出电压的过压和欠压检测，提高电压异常的检测效率和检测准确性。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

以上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本申请专利范围的限制。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，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电压检测电路，其特征在于，包括：电压监控电路和信号处理电路，所述电压监控电路分别与电源转换器、所述信号处理电路连接；

所述电压监控电路，用于将所述电源转换器的输出电压与参考电压进行比较，生成触发信号；

所述信号处理电路，用于接收所述触发信号，对所述触发信号进行信号处理，生成检测信号；所述检测信号用于表征所述电源转换器的输出电压是否异常。

2.根据权利要求1所述的电压检测电路，其特征在于，所述电压监控电路包括电压比较电路；所述电压比较电路的第一端与所述电源转换器的输出端连接，所述电压比较电路的第二端用于输入所述参考电压，所述电压比较电路的第三端与所述信号处理电路的信号接收端连接；

所述电压比较电路，用于将所述电源转换器的输出电压与所述参考电压进行比较，生成触发信号。

3.根据权利要求2所述的电压检测电路，其特征在于，所述电压比较电路包括第一电压比较器及第二电压比较器，所述参考电压包括第一参考电压及第二参考电压；所述第一电压比较器的第一端与所述电源转换器的输出端连接，所述第一电压比较器的第二端用于输入所述第一参考电压，所述第一电压比较器的第三端与所述信号处理电路的信号接收端连接；所述第二电压比较器的第一端与所述电源转换器的输出端连接，所述第二电压比较器的第二端用于输入所述第二参考电压，所述第二电压比较器的第三端与所述信号处理电路的信号接收端连接；

所述第一电压比较器，用于将所述电源转换器的输出电压与所述第一参考电压进行比较，生成第一触发信号；

所述第二电压比较器，用于将所述电源转换器的输出电压与所述第二参考电压进行比较，生成第二触发信号；

所述信号处理电路，用于对所述第一触发信号及所述第二触发信号合并后的信号进行信号处理，生成所述检测信号。

4.根据权利要求3所述的电压检测电路，其特征在于，所述第一电压比较器的第二端包括正向输入端，所述第一电压比较器的正向输入端用于输入所述第一参考电压；

所述第二电压比较器的第二端包括反向输入端，所述第二电压比较器的反向输入端用于输入所述第二参考电压。

5.根据权利要求3所述的电压检测电路，其特征在于，所述电压比较电路还包括第一分压电路和第二分压电路；所述第一分压电路用于对第一外接电源的输出电压进行分压得到第一参考电压，并将所述第一参考电压传输至所述第一电压比较器的第二端；

所述第二分压电路用于对第二外接电源的输出电压进行分压得到第二参考电压，并将所述第二参考电压传输至所述第二电压比较器的第二端。

6.根据权利要求5所述的电压检测电路，其特征在于，所述第一分压电路包括第一电阻、第二电阻及第一电容；所述第一电阻的第一端连接所述第一外接电源，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端、所述第一电容的第一端及所述第一电压比较器的第二端连接；所述第二电阻的第二端、所述第一电容的第二端均接地；

所述第二分压电路包括第三电阻、第四电阻及第二电容；所述第三电阻的第一端连接所述第二外接电源，所述第三电阻的第二端分别与所述第四电阻的第一端、所述第二电容的第一端及所述第二电压比较器的第二端连接；所述第四电阻的第二端、所述第二电容的第二端均接地。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的电压检测电路，其特征在于，所述信号处理电路包括第一场效应管和第二场效应管；所述第一场效应管的栅极连接所述电压监控电路；所述第一场效应管的漏极与所述第二场效应管的栅极连接，所述第一场效应管的漏极与第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与第三外接电源连接；所述第一场效应管的源极接地；

所述第二场效应管的漏极与第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与第四外接电源连接，所述第二场效应管的漏极还用于输出所述检测信号；所述第二场效应管的源极接地。

8.一种电压检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7所述的电压检测电路，所述方法包括：

通过所述电压监控电路将所述电源转换器的输出电压与参考电压进行比较，生成触发信号；

通过所述信号处理电路接收所述触发信号，对所述触发信号进行信号处理，生成检测信号；所述检测信号用于表征所述电源转换器的输出电压是否异常。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述电压监控电路包括电压比较电路；所述通过所述电压监控电路将所述电源转换器的输出电压与参考电压进行比较，生成触发信号，包括：

通过所述电压比较电路，将所述电源转换器的输出电压与所述参考电压进行比较，生成触发信号；

其中，所述电压比较电路的第一端与所述电源转换器的输出端连接，所述电压比较电路的第二端用于输入参考电压，所述电压比较电路的第三端与所述信号处理电路的信号接收端连接。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述电压比较电路包括第一电压比较器及第二电压比较器，所述参考电压包括第一参考电压及第二参考电压；所述通过所述电压比较电路，将所述电源转换器的输出电压与所述参考电压进行比较，生成触发信号，包括：

通过所述第一电压比较器将所述电源转换器的输出电压与所述第一参考电压进行比较，生成第一触发信号；

通过所述第二电压比较器将所述电源转换器的输出电压与所述第二参考电压进行比较，生成第二触发信号；

相应地，所述通过所述信号处理电路接收所述触发信号，对所述触发信号进行信号处理，生成检测信号，包括：

通过所述信号处理电路接收所述第一触发信号及所述第二触发信号，对所述第一触发信号及所述第二触发信号合并后的信号进行信号处理，生成所述检测信号；

其中，所述第一电压比较器的第一端与所述电源转换器的输出端连接，所述第一电压比较器的第二端用于输入所述第一参考电压，所述第一电压比较器的第三端与所述信号处理电路的信号接收端连接；所述第二电压比较器的第一端与所述电源转换器的输出端连接，所述第二电压比较器的第二端用于输入所述第二参考电压，所述第二电压比较器的第三端与所述信号处理电路的信号接收端连接。

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