CN205210213U - 一种设备启动检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种设备启动检测电路，包括：电压突变量提取电路，用于提取设备电源电压的瞬时值和电源电压正常值相比产生的突变量；灵敏度调节电路，用于调节电压的阈值；电压比较电路，以电压突变量和阈值电压作为电压比较器的输入信号，对两者进行比较；延时电路，根据电压比较电路的输出信号进行相应的触发；钳位电路，用于将延时电路的输出电压限制在预设范围内；其中，所述电压突变量提取电路、灵敏度调节电路、延时电路分别与电压比较电路一一对应相接，所述钳位电路与延时电路连接。本实用新型电路具有体积小、结构简单、易于实现、使用方便、效果显著等特点。

Description

一种设备启动检测电路

技术领域

本实用新型涉及信号检测的技术领域，尤其是指一种设备启动检测电路。

背景技术

业内习知，所谓的设备启动检测电路，通常也称为电源检测电路，用于检测电气电子设备是否启动并输出电源启动信号用于外部电路的设计。主要原理是利用设备在关闭或者休眠状态时的电源电压都小于或者等于电源电压的正常值，而在启动时刻电源电压会突然增大到较高的电平，通过检测启动时刻电源电压的突变量来判断设备是否启动。目前的设备启动检测电路采用多个晶体管、运算放大器和逻辑器件组成，结构复杂、成本高，且检测电路的灵敏度和输出电源启动信号的时间宽度无法调节。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设备启动检测电路，能够对设备启动进行快速、准确的检测，电路的灵敏度和输出有效信号的时间宽度可以调节。本实用新型电路具有体积小、结构简单、易于实现、使用方便、效果显著等特点。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种设备启动检测电路，包括：电压突变量提取电路，用于提取设备电源电压的瞬时值和电源电压正常值相比产生的突变量；灵敏度调节电路，用于调节电压的阈值；电压比较电路，以电压突变量和阈值电压作为电压比较器的输入信号，对两者进行比较；延时电路，根据电压比较电路的输出信号进行相应的触发；钳位电路，用于将延时电路的输出电压限制在预设范围内；其中，所述电压突变量提取电路、灵敏度调节电路、延时电路分别与电压比较电路一一对应相接，所述钳位电路与延时电路连接。

所述电压突变量提取电路包括稳压二极管D_Z1和电阻R₁，其中，输入信号V_IN的正端接稳压二极管D_Z1的负端，输入信号V_IN的负端接地，稳压二极管D_Z1的正端接电阻R₁的一端，电阻R₁的另一端接地；稳压二极管D_Z1的反向击穿电压等于设备正常电源电压V_Norm，将电阻R₁两端电压ΔV作为电压突变量，当V_IN≤V_Norm时ΔV＝0，当V_IN＞V_Norm时ΔV＞0。

所述灵敏度调节电路包括电阻R₂、电阻R₃、稳压二极管D_Z2和电位器R_P1，其中，电阻R₂的一端接电路的电源V_CC，电阻R₂的另一端接电阻R₃的一端和稳压二极管D_Z2的负端，稳压二极管D_Z2的正端接地，电阻R₃另一端接电位器R_P1，电位器R_P1的另一端接地；电源V_CC、电阻R₂和稳压二极管D_Z2提供精准电压，电压值等于稳压二极管D_Z2的反向击穿电压；电阻R₃和电位器R_P1组成分压电路，将电位器R_P1的两端电压作为阈值电压ΔV_Thres，其大小通过电位器R_P1进行调节。

所述电压比较电路包括电压比较器U₁，其中，电压比较器U₁的负端接电压突变量提取电路的电阻R₁和稳压二极管D_Z1，负端输入电压为电压突变量ΔV，电压比较器U₁的正端接灵敏度调节电路的电阻R₃和电位器R_P1，正端输入电压为阈值电压ΔV_Thres；当ΔV＜ΔV_Thres时，电压比较器U₁输出端电压V_O为高电平，当ΔV＞ΔV_Thres时，电压比较器U₁输出端电压V_O为低电平。

所述延时电路包括555定时器U₂、电阻R₄、电位器R_P2、电容C₁和电容C₂，其中，555定时器U₂的端口1接地，端口2接电阻R₄，端口4接电源V_CC，端口5接电容C₁的一端，端口6接电容C₂和电位器R_P2，端口7和端口6连接，端口8接电源V_CC；电阻R₄的另外一端接电压比较电路的电压比较器U₁的输出端，电位器R_P2的另外一端接电源V_CC，电容C₁和电容C₂的另外一端都接地；555定时器被负脉冲触发后产生时间长度为T＝1.1R_P2C₂的高电平信号，通过调节电位器R_P2可改变时间长度T。

所述钳位电路包括电阻R₅、稳压二极管D_Z3和肖特基二极管D_S1，其中，电阻R₅的一端接延时电路的555定时器U₂的输出端口3，电阻R₅的另一端接稳压二极管D_Z3的负端和肖特基二极管D_S1的负端，稳压二极管D_Z3的正端和肖特基二极管D_S1的正端都接地；将肖特基二极管D_S1的负端作为电路输出信号V_OUT的正端，将地作为电路输出信号V_OUT的负端；假设稳压二极管的反向击穿电压为V_Z3，则钳位电路将输出信号V_OUT的幅值限制在0到V_Z3之间。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、电路的检测结果快速、准确，效果显著。

2、检测电路的灵敏度和输出有效信号的时间宽度可以调节，使用方便。

3、电路具有通用性，能够对多种设备的启动进行检测。

4、结构简单、易于实现、成本低。

附图说明

图1为本实用新型电路的结构示意图。

图2为实施例中的输入电压V_IN和输出电压V_OUT的波形图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实施例所述的设备启动检测电路，包括电压突变量提取电路、灵敏度调节电路、电压比较电路、延时电路和钳位电路。所述电压突变量提取电路用于提取设备电源电压的瞬时值和电源电压正常值相比产生的突变量；所述灵敏度调节电路用于调节电压的阈值；所述电压比较电路以电压突变量和阈值电压作为电压比较器的输入信号，对两者进行比较；所述延时电路根据电压比较电路的输出信号进行相应的触发；所述钳位电路将延时电路的输出电压限制在一定范围内。

所述电压突变量提取电路包括稳压二极管D_Z1和电阻R₁，其中，输入信号V_IN的正端接稳压二极管D_Z1的负端，输入信号V_IN的负端接地，稳压二极管D_Z1的正端接电阻R₁的一端，电阻R₁的另一端接地；稳压二极管D_Z1的反向击穿电压等于设备正常电源电压V_Norm，将电阻R₁两端电压ΔV作为电压突变量，当V_IN≤V_Norm时ΔV＝0，当V_IN＞V_Norm时ΔV＞0。

所述灵敏度调节电路包括电阻R₂、电阻R₃、稳压二极管D_Z2和电位器R_P1，其中，电阻R₂的一端接电路的电源V_CC，电阻R₂的另一端接电阻R₃的一端和稳压二极管D_Z2的负端，稳压二极管D_Z2的正端接地，电阻R₃另一端接电位器R_P1，电位器R_P1的另一端接地；电源V_CC、电阻R₂和稳压二极管D_Z2提供精准电压，电压值等于稳压二极管D_Z2的反向击穿电压；电阻R₃和电位器R_P1组成分压电路，将电位器R_P1的两端电压作为阈值电压ΔV_Thres，其大小可通过电位器R_P1进行调节。

所述电压比较电路包括电压比较器U₁，其中，电压比较器U₁的电源由V_CC和-V_CC提供，电压比较器U₁的负端接电阻R₁和稳压二极管D_Z1，负端输入电压为电压突变量ΔV，电压比较器U₁的正端接电阻R₃和电位器R_P1，正端输入电压为阈值电压ΔV_Thres；当ΔV＜ΔV_Thres时，电压比较器U₁输出端电压V_O为高电平，当ΔV＞ΔV_Thres时，电压比较器U₁输出端电压V_O为低电平。

所述延时电路包括555定时器U₂、电阻R₄、电位器R_P2、电容C₁和电容C₂，其中，555定时器U₂的端口1接地，端口2接电阻R₄，端口4接电源V_CC，端口5接电容C₁的一端，端口6接电容C₂和电位器R_P2，端口7和端口6连接，端口8接电源V_CC；电阻R₄的另外一端接电压比较器U₁的输出端，电位器R_P2的另外一端接电源V_CC，电容C₁和电容C₂的另外一端都接地；555定时器被负脉冲触发后产生时间长度为T≈1.1R_P2C₂的高电平信号，通过调节电位器R_P2可改变时间长度T。

所述钳位电路包括电阻R₅、稳压二极管D_Z3和肖特基二极管D_S1，其中，电阻R₅的一端接555定时器U₂的输出端口3，电阻R₅的另一端接稳压二极管D_Z3的负端和肖特基二极管D_S1的负端，稳压二极管D_Z3的正端和肖特基二极管D_S1的正端都接地；将肖特基二极管D_S1的负端作为电路输出信号V_OUT的正端，将地作为电路输出信号V_OUT的负端；假设稳压二极管的反向击穿电压为V_Z3，则钳位电路将输出信号V_OUT的幅值限制在0到V_Z3之间。

本实施例所述设备启动检测电路的工作过程如下：设备未启动时，设备电源电压V_IN小于或等于设备正常电源电压V_Norm，此时突变量ΔV＝0，突变量ΔV小于设定的阈值ΔV_Thres，电压比较器U₁输出端电压V_O为高电平，此时，555定时器没有触发，输出信号V_OUT为低电平；当设备启动时，设备电压V_IN会突然增大，瞬时值大于设备正常电源电压V_Norm，产生突变量ΔV＞0，若突变量ΔV小于设定的阈值电压ΔV_Thres，555定时器没有触发，输出信号V_OUT仍然为低电平；若突变量大于设定的阈值电压ΔV_Thres，即ΔV＞ΔV_Thres，电压比较器U₁输出端电压V_O为低电平，则在启动时刻产生了一个负脉冲信号，此时555定时器被触发，输出信号V_OUT为时间宽度T的高电平信号。

下面我们以具体参数对本实用新型电路进行说明，情况如下：

电压突变量提取电路：稳压二极管D_Z1的反向击穿电压为12V，电阻R₁＝1kΩ；灵敏度调节电路：电阻R₂＝R₃＝1kΩ，电位器R_P1＝2kΩ，稳压二极管D_Z2反向击穿电压为2.5V；电压比较电路：电压比较器U₁选择LM339芯片，电源V_CC＝12V；延时电路：电阻R₄＝1kΩ，电位器R_P2＝500kΩ，电容C₁＝0.01μF，电容C₂＝4μF；钳位电路：电阻R₅＝1kΩ，稳压二极管D_Z3的反向击穿电压为3.3V。

通过调节电位器R_P1的阻值使阈值电压ΔV_Thres＝1V，通过调节电位器R_P2的阻值使555定时器触发后高电平持续时间T≈2s，检测电路的输入信号V_IN和输出信号V_OUT的波形如图2所示。当设备未启动时，输入信号V_IN＝12V，555定时器未被触发，电路输出信号V_OUT＝0V。当设备启动时，输入信号V_IN在启动时刻由12V突然升到13.5V，产生电压突变量ΔV＝1.5V，由于ΔV＞ΔV_Thres，在启动时刻电压比较器LM339产生负脉冲，555定时器被负脉冲触发，输出电压为3.3V、持续时间T≈2s的高电平信号。

以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种设备启动检测电路，其特征在于，包括：电压突变量提取电路，用于提取设备电源电压的瞬时值和电源电压正常值相比产生的突变量；灵敏度调节电路，用于调节电压的阈值；电压比较电路，以电压突变量和阈值电压作为电压比较器的输入信号，对两者进行比较；延时电路，根据电压比较电路的输出信号进行相应的触发；钳位电路，用于将延时电路的输出电压限制在预设范围内；其中，所述电压突变量提取电路、灵敏度调节电路、延时电路分别与电压比较电路一一对应相接，所述钳位电路与延时电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种设备启动检测电路，其特征在于：所述电压突变量提取电路包括稳压二极管D_Z1和电阻R₁，其中，输入信号V_IN的正端接稳压二极管D_Z1的负端，输入信号V_IN的负端接地，稳压二极管D_Z1的正端接电阻R₁的一端，电阻R₁的另一端接地；稳压二极管D_Z1的反向击穿电压等于设备正常电源电压V_Norm，将电阻R₁两端电压ΔV作为电压突变量，当V_IN≤V_Norm时ΔV＝0，当V_IN＞V_Norm时ΔV＞0。

3.根据权利要求1所述的一种设备启动检测电路，其特征在于：所述灵敏度调节电路包括电阻R₂、电阻R₃、稳压二极管D_Z2和电位器R_P1，其中，电阻R₂的一端接电路的电源V_CC，电阻R₂的另一端接电阻R₃的一端和稳压二极管D_Z2的负端，稳压二极管D_Z2的正端接地，电阻R₃另一端接电位器R_P1，电位器R_P1的另一端接地；电源V_CC、电阻R₂和稳压二极管D_Z2提供精准电压，电压值等于稳压二极管D_Z2的反向击穿电压；电阻R₃和电位器R_P1组成分压电路，将电位器R_P1的两端电压作为阈值电压ΔV_Thres，其大小通过电位器R_P1进行调节。

4.根据权利要求1所述的一种设备启动检测电路，其特征在于：所述电压比较电路包括电压比较器U₁，其中，电压比较器U₁的负端接电压突变量提取电路的电阻R₁和稳压二极管D_Z1，负端输入电压为电压突变量ΔV，电压比较器U₁的正端接灵敏度调节电路的电阻R₃和电位器R_P1，正端输入电压为阈值电压ΔV_Thres；当ΔV＜ΔV_Thres时，电压比较器U₁输出端电压V_O为高电平，当ΔV＞ΔV_Thres时，电压比较器U₁输出端电压V_O为低电平。

5.根据权利要求要求1所述的一种设备启动检测电路，其特征在于：所述延时电路包括555定时器U₂、电阻R₄、电位器R_P2、电容C₁和电容C₂，其中，555定时器U₂的端口1接地，端口2接电阻R₄，端口4接电源V_CC，端口5接电容C₁的一端，端口6接电容C₂和电位器R_P2，端口7和端口6连接，端口8接电源V_CC；电阻R₄的另外一端接电压比较电路的电压比较器U₁的输出端，电位器R_P2的另外一端接电源V_CC，电容C₁和电容C₂的另外一端都接地；555定时器被负脉冲触发后产生时间长度为T的高电平信号，通过调节电位器R_P2可改变时间长度T。

6.根据权利要求1所述的一种设备启动检测电路，其特征在于：所述钳位电路包括电阻R₅、稳压二极管D_Z3和肖特基二极管D_S1，其中，电阻R₅的一端接延时电路的555定时器U₂的输出端口3，电阻R₅的另一端接稳压二极管D_Z3的负端和肖特基二极管D_S1的负端，稳压二极管D_Z3的正端和肖特基二极管D_S1的正端都接地；将肖特基二极管D_S1的负端作为电路输出信号V_OUT的正端，将地作为电路输出信号V_OUT的负端；假设稳压二极管的反向击穿电压为V_Z3，则钳位电路将输出信号V_OUT的幅值限制在0到V_Z3之间。