CN204903740U - 一种电源检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源检测电路，包括电源变换电路、放大电路、控制电路和报警电路；电源变换电路对输入电源进行变换并输出电流检测信号的电压信号，放大电路对电流检测信号进行放大；控制电路将放大后的电源信号和电流检测信号转换成数字信号，并当数字信号超出设定的预警值时输出预警控制信号并由报警电路进行声光报警。本实用新型采用桥式整流电路进行直流电源的极性变换，不再要求使用的电源有固定的极性，使输入电源正接及反接都可以使用，由通用运算放大器进行放大，使用低成本8位单片机进行控制，单片机内部集成了AD转换器和FLASH，使电路更简单，从而降低成本，保证产品可靠性。

Description

一种电源检测电路

技术领域

本实用新型属于电路测试技术领域，更具体地，涉及一种电源检测电路。

背景技术

在电子设备测试过程中，通常通过直流稳压电源接正负两根电源线到测试设备，测试设备通过开关控制给电子设备供电，在实际使用中，由于个人粗心等原因，经常出现将电源电压调错、电源极性接反等错误，如果出现错误后供电，会导致电子设备烧毁。所以需要在设备通电前检测电源的电压、极性等是否正确。

现有电源电压、极性检测一般由电阻、二极管等分立元器件组成，一旦电路设定，预警的电压值无法更改。同时供电要求极性固定，如果电源极性接反，将造成检测电路和测试设备一起烧毁，所以电路供电一般使用外接电池供电。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种自动电源检测电路，其目的在于对电源的电压、极性和电流极性进行检测，旨在解决现有技术中由于误操作后继续供电导致电子设备被烧毁的技术问题。

本实用新型提供了一种电源检测电路，包括电源变换电路、放大电路、控制电路和报警电路；所述电源变换电路的第一输入端连接电源输入正极，所述电源变换电路的第二输入端连接至电源输入负极，对输入电源进行变换并输出电流检测信号的电压信号；所述放大电路的第一输入端连接至所述电源输入正极，所述放大电路的第二输入端连接至所述电源变换电路的电流输出端Ic，所述放大电路的电源端连接至所述电源变换电路的+5V电压输出端，对所述电流检测信号进行放大；所述控制电路的第一输入端连接至所述放大电路的第一输出端，所述控制电路的第二输入端连接至所述放大电路的第二输出端，所述控制电路的电源端连接至所述电源变换电路的+5V电压输出端，将放大后的电源信号和电流检测信号转换成数字信号，并当所述数字信号超出设定的预警值时输出预警控制信号；所述报警电路的输入端连接至所述控制电路的输出端，所述报警电路的电源端连接至所述电源变换电路的电压输出端，根据所述预警控制信号报警。

其中，预警值的设置方法如下：当检测电源电压值为0～0.5V左右时，提示为电源极性接反；当电压值超过0.5V，但是不在电源电压误差范围内时，提示为电源电压错误；当电压值在电源电压误差范围内时不报警；检测电源电流预警值根据实际使用电流情况设定。

更进一步地，所述电源变换电路包括电流检测电路、桥式整流电路和稳压电路；所述电流检测电路的输入端作为所述电源变换电路的第一输入端，所述电流检测电路的第一输出端作为所述电源变换电路的电流输出端；所述桥式整流电路的第一输入端连接至所述电流检测电路的第二输出端，所述桥式整流电路的第二输入端作为所述电源变换电路的第二输入端；所述稳压电路的输入端连接至所述桥式整流电路的输出端，所述稳压电路的输出端作为所述电源变换电路的电压输出端。

其中，输入的电源流过所述电流检测电路后输入到桥式整流电路，同时电流检测电路电流检测信号输出至放大电路进行放大，输入到桥式整流电路的电源经过4个整流二极管整流后，变成固定极性的电源，输出至由三端稳压器组成的稳压电路，转换成+5V电源，为整个电路提供电源。

更进一步地，所述放大电路包括两路同相放大单元，分别对电源信号和电流检测信号进行放大。

更进一步地，所述控制电路包括单片机及其外围电路，所述单片机将放大后的电源信号和电流检测信号转换成数字信号，并当所述数字信号超出设定的预警值时输出所述预警控制信号。单片机将输入的电源信号和电流检测信号转换成数字信号，并与设定的预警电压值、电流值进行比较，如果超出预警值范围，则由IO口输出相应的声音和光报警信号。

更进一步地，所述报警电路为声光报警单元，所述声光报警单元包括用于信号放大的三极管、蜂鸣器和发光二极管；所述预警控制信号经过三极管放大后驱动二极管发光和蜂鸣器发声。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于电源测试部分采用8位单片机自动检测电路，相比分立器件构成的检测电路更简单，成本更低，可靠性更高，同时可以通过改变预警的电压和电流值，使用更灵活。

由于本实用新型电源变换电路部分采用了先极性变换再电压转换的方式，所以电路的供电电源无极性要求，在电源接反时本电路也能正常工作，故可以直接使用被检测的电源供电，无需外接电源。本实用新型直接接在测试电路中，测试前，当电压或电流超范围或者电源极性接反后提供报警，由此解决现有技术中由于误操作后继续供电导致电子设备被烧毁问题，减少调试过程中的经济损失。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的电源检测电路的原理框图；

图2是本实用新型实施例提供的电源变换电路的原理框图；

图3是本实用新型实施例提供的电源检测电路中电源变换电路的具体电路图；

图4是本实用新型实施例提供的电源检测电路中放大电路、控制电路和报警电路的具体电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型属于电路测试技术领域，具体涉及一种电源检测电路，尤其适用于电子设备测试时在加电前自动检测电源电压、极性，测试过程中检测测试电流。直接利用被测试电源供电，无需外接电源，电源电压、电流超范围后报警，电源极性接反后报警，该电路简单，且成本较低。

本实用新型提供的电源检测电路包括电源变换电路、放大电路、控制电路、报警电路，其中：

VIN+、VIN-端为待检测电源输入端，VIN+端输入的电源分为两路。一路经过电流传感器后接入桥式整流电路，变换成固定极性的电源，再经过三端稳压器稳压成+5V电源，为整个电路工作提供电源，所述VIN+端输入电源的另一路经过运算放大器放大后输入到单片机的模拟/数字(AD1)转换输入端。经过电流传感器转换后的电流信号经过运算放大器放大后输入到单片机的另一模拟/数字(AD2)转换输入端。单片机对VIN+端输入的电压值和电流值预设一定的误差范围，假设VIN电压范围设为V_in±σ₁V、电流范围为I_in±σ₂A，σ₁、σ₂分别为电压、电流误差范围。单片机对检测到电源的电压和电流信号进行判定，当电压值在0V左右时，判断为电源极性接反，当电压和电流值超出V_in±σ₁V、I_in±σ₂A范围时，判断电压、电流超差，通过单片机发出报警信号到发光二极管和蜂鸣器，发出声光报警信号。

在本实用新型中，电源检测电路由常见的运算放大器、8位单片机及电阻、电容、晶体管、蜂鸣器等分立元件构成，通过桥式整流电路将电源变换成单极性电路，本电路的供电电源正负极可以随意连接，通过指示灯的发光状态和蜂鸣器的声音来判断电源的电压、电流和极性是否正确，该电路具有使用元件少、连接简单、可靠性高、成本低等优点，可以直接安装到测试设备的电源输入端，输入正确后再给电子设备供电，避免了电源错误、极性接反等问题烧毁电子设备。

如图1所示，本实用新型包括电源变换电路、放大电路、控制电路和声光报警电路，完成电源检测功能。

电源变换电路如图2所示，包括电流检测电路，桥式整流电路和稳压电路。电流检测电路用于电源电流检测，将电流信号转换成电压信号，桥式整流电路为电源极性变换电路，将VIN+、VIN-端输入的正极性或负极性电源转换成固定极性的电源，稳压电路将电源极性变换电路输出的固定极性的电源稳压为+5V电源，为放大电路、控制电路和报警电路提供电源。

放大电路为两个运算放大器组成的同相放大器，将电流检测电路提供的电流信号和VIN+端输入的电源电压信号放大成适合单片机测试的信号后提供给控制电路。

控制电路中的单片机采集电流检测信号和电源电压信号，经过模拟/数字(AD)转换器转换成数字信号，单片机将此数字信号和设定值进行比较，根据判断结果输出报警信号；如果电压值为0V左右，则说明电源极性接反，输出报警信号；如果电压值大于0V，但不在设定范围内，说明电压值不正确，输出报警信号；如果电流值不在设定范围内，输出报警信号。单片机可以根据不同的错误类型输出不同的报警信号，报警信号经放大后驱动蜂鸣器和发光二极管发出声光报警信号。

为了更进一步的说明本实用新型提供的电源检测电路，现在结合实例以及附图详述如下：

如图3所示，电源变换电路Ⅰ主要由电流传感器、桥式整流电路、三端稳压电路组成，主要作用是测量输入电源电流信号、将输入的电源(正极性和负极性)变换成固定正极性电源，再经过稳压电路变换成+5V电源，为其它电路工作提供电源。电流传感器N1的输入端1、2接测试电源的正端VIN+，电流传感器N1输出端3、4接桥式整流电路二极管V1正端和二极管V2负端，电流传感器N1的5端接地，6端接滤波电容C1，C1的另一端接地，电流传感器N1的8端接+5V电源，7端为电流输出信号，接放大电路Ⅱ的电阻R12。二极管V3正端和V4负端相连，并连接测试电源的负端VIN-；二极管V1负端和V3负端相连，为整流输出固定极性电源的正端，并连接到稳压电路电阻R1的一端；二极管V2正端和V4正端相连，为固定极性电源的接地端。电阻R1的另一端接输入滤波电容C2和三端稳压器N2的输入端3，输入滤波电容C2另一端接地，三端稳压器N2的调整端1接电阻R2和R3的一端，R3的另一端接电阻R4，电阻R4的另一端接地，三端稳压器N2的输出端2接电阻R2的另一端和输出电压滤波电容C3，为输出的+5V电源，滤波电容C3的另一端接地。

如图4所示，放大电路Ⅱ由两路相同的同相放大器组成，对电流信号和电源电压信号进行放大。电源变换电路Ⅰ中测试电源的正端VIN+连接到电阻R5的一端，电阻R5的另一端接电阻R6和R7，电阻R5和R6对检测的电源信号进行分压，电阻R6的另一端接地，电阻R7的另一端接运算放大器N3:2的同相输入端5，N3:2的反相输入端6接电阻R8、R9，电阻R8的另一端接地，电阻R9的另一端接运算放大器N3:2的输出端7和电阻R10，R10的另一端输出放大后的电源信号到控制电路Ⅲ中单片机D1的AD2输入端3。电源变换电路Ⅰ中电路传感器N1的7端电流检测信号连接到电阻R12的一端，R12的另一端接接运算放大器N3:1的同相输入端3，N3:1的反相输入端2接电阻R13、R14，电阻R13的另一端接地，电阻R14的另一端接运算放大器N3:1的输出端1和电阻R11，电阻R11的另一端输出放大后的电流信号到控制电路Ⅲ中单片机D1的AD1输入端2。运算放大器N3:1的8端接+5V电源，运算放大器N3:1的4端接地。

控制电路Ⅲ主要对输入的电压和电流信号进行模拟/数字(AD)转换，转换成数字信号，并与设定值的预警值进行比较，控制电路Ⅲ主要由8位单片机D1和相应的电阻、电容组成，单片机D1内部包括有AD转换电路和FLASH存储器。放大电路Ⅱ输出的电流和电压信号接入单片机D1的2、3输入端，由单片机D1进行AD转换，单片机D1的7端接地，8端接电容C4，C4的另一端接地，单片机D1的9端接+5V电源和滤波电容C5，C5的另一端接地，单片机D1的11、20端输出光电报警信号，单片机D1的11端接电阻R16，电阻R16的另一端接声光报警电路Ⅳ的三极管V6的基极，单片机D1的20端接电阻R15，电阻R15的另一端接声光报警电路Ⅳ的三极管V5的基极。

声光报警电路Ⅳ用于产生声音和发光报警信号，控制电路Ⅲ的电阻R15生产的声音报警信号接三极管V5的基极，三极管V5的发射极接地，集电极接蜂鸣器B1，B1的另一端接+5V电源；控制电路Ⅲ的电阻R16生产的光报警信号接三极管V6的基极，V6的发射极接地，集电极接发光二极管V7负极，V7的正极电阻R17，R17的另一端接+5V电源。

电路工作原理为：

输入的电源经过电流检测电路后，输出到桥式整流电路，转换为固定极性的电源，再输入到稳压电路，经过三端稳压器转换为+5V电源，为放大电路、控制器、报警电路提供电源。

由电源检测和变换电路测试的电源和电流信号输入到由运算放大器组成的放大电路，将信号变换为适合AD转换的电压信号，再输入到控制电路中的单片机输入端，经过单片机中的AD转换器转换成数字信号，控制器将此数字信号和设定的预警值进行比较，如果电流值超出设定范围，则输出电流报警信号；如果电压值为0V左右，则说明电源极性接反，输出极性报警信号；如果电压值大于0V，但不在设定范围内，则输出电压报警信号，报警信号经放大后驱动蜂鸣器或发光二极管发出声光报警信号。

本实用新型包括了完整的电源极性检测、电流检测、电压检测电路，本电路加上正极性电源或负极性电源都可正常工作，当电源不符合要求时发出声光报警信号，提醒注意。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电源检测电路，其特征在于，包括电源变换电路、放大电路、控制电路和报警电路；

所述电源变换电路的第一输入端连接电源输入正极，所述电源变换电路的第二输入端连接至电源输入负极，对输入电源进行变换并输出电流检测信号的电压值；

所述放大电路的第一输入端连接至所述电源变换电路的第一输入端，所述放大电路的第二输入端连接至所述电源变换电路的电流输出端Ic，所述放大电路的电源端连接至所述电源变换电路的+5V电压端，对所述电流检测信号进行放大；

所述控制电路的第一输入端连接至所述放大电路的第一输出端，所述控制电路的第二输入端连接至所述放大电路的第二输出端，所述控制电路的电源端连接至所述电源变换电路的+5V电压端，将放大后的电源信号和电流检测信号转换成数字信号，并当所述数字信号超出设定的预警值时输出预警控制信号；

所述报警电路的输入端连接至所述控制电路的输出端，所述报警电路的电源端连接至所述电源变换电路的电压输出端，根据所述预警控制信号报警。

2.如权利要求1所述的电源检测电路，其特征在于，所述电源变换电路包括电流检测电路、桥式整流电路和稳压电路；

所述电流检测电路的输入端作为所述电源变换电路的第一输入端，所述电流检测电路的第一输出端作为所述电源变换电路的电流输出端；

所述桥式整流电路的第一输入端连接至所述电流检测电路的第二输出端，所述桥式整流电路的第二输入端作为所述电源变换电路的第二输入端；

所述稳压电路的输入端连接至所述桥式整流电路的输出端，所述稳压电路的输出端作为所述电源变换电路的电压输出端。

3.如权利要求1所述的电源检测电路，其特征在于，所述放大电路包括两路同相放大单元，分别对电源信号和电流检测信号进行放大。

4.如权利要求1所述的电源检测电路，其特征在于，所述控制电路包括单片机及其外围电路，所述单片机将放大后的电源信号和电流检测信号转换成数字信号，并当所述数字信号超出设定的预警值时输出所述预警控制信号。

5.如权利要求1所述的电源检测电路，其特征在于，所述报警电路为声光报警单元，所述声光报警单元包括用于信号放大的三极管、蜂鸣器和发光二极管；所述预警控制信号经过三极管放大后驱动二极管发光和蜂鸣器发声。