CN206470362U - 一种告警电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于电路设计，提供了一种告警电路，包括硬件式检测单元和告警单元，所述硬件式检测单元，与目标电路相连接，用于检测所述目标电路的工作情况，若检测到所述目标电路发生短路时，生成短路告警信号并发送给所述告警单元，所述告警单元，与所述硬件式检测单元相连接，用于当接收到所述短路告警信号后，按照预置告警方式发出告警信号。本实施例通过检测目标电路的工作状态，当检测到所述目标电路出现短路后，将按照预置告警方式发出告警信号，该告警信号用以提醒检修人员进行短路确认并维修。本实施例提供的告警电路不需要通过检测软件就能发出告警信息，避免了现有技术中告警电路因为检测软件异常而无法获取目标电路的短路情况的问题。

Description

一种告警电路

技术领域

本实用新型属于电路设计领域，尤其涉及一种告警电路。

背景技术

现有的告警电路及装置，无论是应用到BMS(Battery Management System，电池管理系统)、保护板或工装，告警方式及标识都不明显，同时该告警电路或者设备需要依靠检测软件进行检测并上传，从而发出告警信息。

本申请的发明人在实施本实用新型的过程中发现，在一些使用场景，如生产车间中，针对目标电路进行短路检测，当目标电路出现短路情况，而检测软件出现异常未及时上报，从而无法发出告警信息，并且当出现检测软件异常时，容易导致目标电路因为检修人员未及时发现短路情况并进行修复而出现损坏。同时，当检测软件出现异常，为了明确目标电路的短路情况或者短路位置，需要检修人员手工检测并排除，容易造成人力浪费。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种告警电路，旨在解决现有技术中告警电路的检测软件出现异常，无法发出告警信息的问题。

本实用新型是这样实现的，一种告警电路，包括硬件式检测单元和告警单元：

所述硬件式检测单元，与目标电路相连接，用于检测所述目标电路的工作情况，若检测到所述目标电路发生短路时，生成短路告警信号并发送给所述告警单元；

所述告警单元，与所述硬件式检测单元相连接，用于当接收到所述短路告警信号后，按照预置告警方式发出告警信号。

进一步地，所述告警单元包括灯光告警模块和/或声音告警模块；

所述灯光告警模块，与所述硬件式检测单元相连接，用于当接收到所述短路告警信号后，发出灯光告警；

所述声音告警模块，与所述硬件式检测单元相连接，用于当接收到所述短路告警信号后，发出声音告警。

进一步地，所述硬件式检测单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、工作电源、第一二极管、第二二极管、第一电容和运算放大器；

所述第一电阻的第一端连接所述目标电路的第一采样点，所述第一电阻的第二端连接所述运算放大器的同相输入端；所述工作电源的正极连接所述目标电路的第二采样点，所述工作电源的负极接地；所述第二电阻的第一端接地，所述第二电阻的第二端连接所述运算放大器的同相输入端；所述第三电阻的第一端连接所述第一电阻的第二端，所述第三电阻的第二端连接所述运算放大器的输出端；所述第四电阻的第一端连接所述运算放大器的输出端，所述第四电阻的第二端连接所述第一二极管的负极；所述第一二极管的正极通过所述第一电容接地；所述第五电阻的第一端连接所述运算放大器的输出端，所述第五电阻的第二端连接所述第二二极管的正极；所述第二二极管的负极连接所述第一二极管的正极；所述运算放大器的反相输入端连接所述第一二极管的正极。

进一步地，所述灯光告警模块包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、发光二极管、第一开关管和第一电源；

所述第一开关管的栅极通过所述第八电阻连接所述硬件式检测单元的输出端，所述第一开关管的漏极接地，所述第一开关管的源极连接所述发光二极管负极；所述第九电阻连接与所述第一开关管的栅极与漏极之间；所述发光二极管的正极通过所述第十电阻连接第一电源。

进一步地，所述第一开关管为P型MOS管。

进一步地，所述声音告警模块包括第六电阻、第七电阻、扬声器、第二开关管和第二电源；

所述第二开关管的栅极通过所述第六电阻连接所述硬件式检测单元的输出端，所述第二开关管的源极接地，所述第一开关管的漏极通过所述扬声器连接所述第二电源；所述第七电阻的连接于所述第一开关管的栅极与源极之间。

进一步地，所述第二开关管为N型MOS管。

进一步地，所述扬声器为蜂鸣器。

进一步地，所述短路告警信号为PWM波电压信号。

进一步地，所述PWM波电压信号的周期为600ms～700ms。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实施例通过检测目标电路的工作状态，当检测到所述目标电路出现短路后，将按照预置告警方式发出告警信号，该告警信号用以提醒检修人员进行短路确认并维修。本实施例提供的告警电路不需要通过检测软件就能发出告警信息，避免了现有技术中告警电路因为检测软件异常而无法获取目标电路的短路情况的问题。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例提供的一种告警电路的结构示意图。

图2是本实用新型第二实施例提供的一种告警电路的结构示意图。

图3是本实用新型第二实施例提供的硬件式检测单元的结构示意图。

图4是本实用新型第二实施例提供的灯光告警模块的结构示意图。

图5是本实用新型第二实施例提供的声音告警模块的结构示意图。

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。

图1示出了本实用新型提供的第一实施例，一种告警电路，包括硬件式检测单元1和告警单元2：

硬件式检测单元1，与目标电路相连接，用于检测所述目标电路的工作情况，若检测到所述目标电路发生短路时，生成短路告警信号并发送给告警单元2。

告警单元2，与硬件式检测单元1相连接，用于当接收到所述短路告警信号后，按照预置告警方式发出告警信号。

在具体应用中，硬件式检测单元1与需要进行短路检测的目标电路相连接，以获取目标电路的工作情况。而告警单元2可以采用如声音告警、灯光告警等。在实际应用中，为了方便检修人员对出现短路情况的目标电路进行检修，可以采用单个目标电路设置单个告警电路的方式，同时结合目标电路的使用场景，将告警电路放置在目标电路使用场景的明显位置，当目标电路出现短路时，可以按照预置的告警方式发出如声音或者灯光的告警信息，以使检修人员能够通过该告警信息进行进一步地操作。针对不同的使用场景，如集中监控目标电路的工作情况下，可以将硬件式检测单元1放置在目标电路的工作现场，将告警单元2放置在监控室的监控墙上，并对硬件式检测单元1和告警单元2进行对应的编号，每一编号后的硬件式检测单元1对应编号后的告警单元2。如当编号为001的硬件式检测单元1检测到编号为001的目标电路出现短路时，在监控室的监控墙上编号为001的告警单元2将发出灯光闪烁或及蜂鸣，以使监控人员获知编号为001的目标电路出现短路异常的情况。在实际应用中，硬件式检测单元1和告警单元2之间可以采用有线连接、也可以采用无线连接，为了进一步地确保硬件式检测单元1与告警单元2之间的通信畅通，还可以设置为硬件式检测单元1和告警单元2之间同时采用有线和无线的连接方式，以保证当硬件式检测单元1和告警单元2之间有线或者无线连接出现异常时，另一路连接方式还能正常进行信号通信。

本实施例通过检测目标电路的工作状态，当检测到所述目标电路出现短路后，将按照预置告警方式发出告警信号，该告警信号用以提醒检修人员进行短路确认并维修。本实施例提供的告警电路不需要通过检测软件就能发出告警信息，避免了现有技术中告警电路因为检测软件异常而无法获取目标电路的短路情况的问题。

应该清楚的是，在本实施例中，仅仅表述为当硬件式检测单元1检测到目标电路发生短路情况时，告警单元2发出告警信号。在实际应用中，硬件式检测单元1还可以根据设置，检测目标电路的其他工作状态，如断路、电压异常、电流异常等，告警单元2的发出的告警信号也可以根据硬件式检测单元1的检测内容进行相应设置，此处不做具体限制。

进一步地，如图2所示，告警单元2包括灯光告警模块21和声音告警模块 22；

灯光告警模块21，与硬件式检测单元1相连接，用于当接收到所述短路告警信号后，发出灯光告警。

声音告警模块22，与硬件式检测单元1相连接，用于当接收到所述短路告警信号后，发出声音告警。

下面结合图3至图5对本实施例进行进一步地阐述：

图3示出了硬件式检测单元1的具体电路结构，其中，硬件式检测单元1 包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、工作电源BT1、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容C1和运算放大器 U1；

第一电阻R1的第一端连接所述目标电路的第一采样点TP1，第一电阻R1 的第二端连接运算放大器U1的同相输入端Va；工作电源BT1的正极连接所述目标电路的第二采样点TP2，工作电源BT1的负极接地；第二电阻R2的第一端接地，第二电阻R2的第二端连接运算放大器U1的同相输入端Va；第三电阻 R3的第一端连接第一电阻R1的第二端，第三电阻R3的第二端连接运算放大器 U1的输出端；第四电阻R4的第一端连接运算放大器U1的输出端，第四电阻R4的第二端连接第一二极管D1的负极；第一二极管D1的正极通过第一电容 C1接地；第五电阻R5的第一端连接运算放大器U1的输出端，第五电阻R5的第二端连接第二二极管D2的正极；第二二极管D2的负极连接第一二极管D1 的正极；运算放大器U1的反相输入端连接第一二极管D1的正极。

具体地，工作电源BT1的电压为5V，硬件式检测单元1通过第一采样点 TP1和第二采样点TP2检测目标电路是否短路。当目标电路在第一采样点TP1 和第二采样点TP2发生短路时，硬件式检测单元1开始工作。硬件式检测单元1 在目标电路发生短路后，将在输出PWM波电压信号作为短路告警信号控制告警单元2。如图3所示，硬件式检测单元1输出的PWM波电压信号的周期T约为 T＝660ms，同时输出的PWM波电压信号的占空比可调，具体可以通过调节第五电阻R5的阻值大小来控制第一电容C1的充电时间，及调节第四电阻R4的阻值大小来控制第一电容C1的放电时间，以控制第一电容C1的充电电流及电压斜率和放电电流及电压斜率来调节运算放大器U1的反相输入端的输入高、低电平的时间比例，来完成运算放大器U1输出的PWM波电压信号的占空比的调节，在本实施例中，通过调节第四电阻R4、第五电阻R5的阻值，硬件式检测单元1 输出的PWM波电压信号的周期T约为T＝600ms～700ms。

图4示出了灯光告警模块21的具体电路结构，其中灯光告警模块21包括第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、发光二极管D3、第一开关管Q1 和第一电源VCC1；

第一开关管Q1的栅极通过第八电阻R8连接硬件式检测单元1的输出端，第一开关管Q1的漏极接地，第一开关管Q1的源极连接发光二极管D3负极；第九电阻R9的第一端连接第一开关管Q1的栅极，第九电阻R9的第二端连接第一开关管Q1的漏极；发光二极管D3的正极通过第十电阻R10连接第一电源 VCC1。

具体地，灯光告警模块21中的第一开关管Q1为P型MOS管，发光二极管D3为LED灯，P型MOS管在本实施例中采用自导通电路设计，P型MOS 管的栅极G通过第九电阻R9输入低电平而导通，所以当没有短路告警信号Vout 输出时，LED灯常亮，因此本实施例中以常亮的LED灯作为灯光告警模块21 的工作指示灯。当灯光告警模块21接收到硬件式检测单元1输入的PWM波电压信号时，高电平使P型MOS管截止，LED灯熄灭；低电平使P型MOS管导通，LED灯点亮。因为在本实施例中，PWM波电压信号的周期约为660ms，因此灯光告警模块21未检测到短路告警信号，即未检测到PWM波电压信号时， LED灯常亮，当检测到PW波电压信号时，LED灯将发出周期约为660ms的闪烁告警。

图5示出了声音告警模块22的具体电路结构，其中声音告警模块22包括第六电阻R6、第七电阻R7、扬声器U2、第二开关管Q2和第二电源VCC2；

第二开关管Q2的栅极通过第六电阻R6连接硬件式检测单元1的输出端，第二开关管Q2的源极接地，第一开关管Q2的漏极连接扬声器U2的第一端；扬声器U2的第二端连接第二电源VCC2；第七电阻R7的第一端连接第一开关管Q2的栅极，第七电阻R7的第二端连接第二开关管Q2的源极。

具体地，本实施例中的扬声器采用蜂鸣器，第二开关管Q2采用的是N型MOS管。声音告警模块22当检测到PWM波电压信号输入时，高电平使N型 MOS管导通，蜂鸣器开始工作，发出蜂鸣；低电平使N型MOS管截止，蜂鸣器关闭。当声音告警模块22接收到PWM波电压信号时，将根据PWM波电压信号的周期，作周期约为660ms的蜂鸣动作。

在本实用新型提供的上述实施例中，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻 R3、第七电阻R7和第九电阻R9的阻值均为10KΩ，第四电阻R4的阻值为12K Ω，第五电阻R5的阻值为5.1KΩ，第六电阻R6和第八电阻R8的阻值为1KΩ，第十电阻R10的阻值为1KΩ，第一电容C1的容量为47uF，第一二极管D1 和第二二极管D2采用型号为1N4148的二极管，运算放大器U1采用型号为 AS358AM的运算放大器，第一电源VCC1和第二电源VCC2采用同一电压为+5V 的电源，但是在实际应用中，也可以分别采用电压为+5V的电源，此处不做限制。

下面分别对本实施例中的硬件式检测单元、灯光告警模块和声音告警模块进行进一步地工作原理阐述：

如图3所示，硬件式检测单元的工作原理如下：

Δ、第一采样点TP1、第二采样点TP2为目标电路两点间短路的两个触点探头，若检测到目标电路两点间短路，则本实施例提供的告警电路开始工作；

Δ、上电瞬间运算放大器3脚同相输入端Va为高电平，运算放大器2脚反相输入端Vb为低电平，运算放大器输出端1脚Vout为高电平；

Δ、电流经第五电阻R5、第二二极管D2到达运算放大器反相输入端端Vb，第一电容C1开始充电，反相输入端端Vb电平开始升高；当Vb>Va时，输出端 Vout电平翻转为低电平；

Δ、因输出端Vout为低电平，反相输入端Vb为高电平，所以第一电容C1 开始放电，电流经第一二极管D2、第四电阻R4到达输出端Vout，反相输入端端Vb电平开始下降；

Δ、当Vb<Va时，输出端Vout电平翻转为高电平，Vb因第一电容C1放电，所以Vb<Vo，第一电容C1开始充电，反相输入端端Vb电平开始上升，当再次Vb>Va时，输出端Vout电平再次翻转为低电平，第一电容C1开始充电，如此反复；

Δ、其中，Vout为短路告警信号，控制后面的告警单元工作。

数据说明：

电路正常工作后，根据原理图所示的元件的电阻和电容等参数，实际检验可得，输出端Vout呈周期To约为660ms的PWM波输出；

同相输入端Va因输出端Vout呈PWM波，因此同相输入端Va亦为PWM 波，与输出端相位相同，

周期Ta约为660ms；

反相输入端Vb因第一电容C1充放电呈锯齿波，Vb_H(峰值)＝Va_H(高电平)，周期Tb约为660ms；Vb呈上升沿时，Va为高电平； Vb呈下降沿时，Va为低电平。

如图4所示的灯光告警模块，其工作原理为：

第一开关管Q1为P型MOS管，Vgs为低电平时导通，当没有短路告警信号Vout输入时，第一开关管Q1自导通，LED灯D3常亮；当有短路告警信号 Vout输入时，第一开关管Q1栅极电压为Vout呈PWM波输出， Vout为高电平时，第一开关管Q1截止，LED灯D3熄灭，Vout为低电平时，第一开关管Q1导通，LED灯D3点亮，所以LED灯在短路告警信号Vout的控制下做周期约为660ms的闪烁动作。

如图5所示的声音告警模块，其工作原理为：

第二开关管Q2为N型MOS管，Vgs为高电平时导通，第二开关管Q2栅极电压为Vout呈PWM波输出，Vout为高电平时，第二开关管 Q2导通，蜂鸣器U2蜂鸣动作，Vout为低电平时，第二开关管Q2截止，蜂鸣器U2静止，所以蜂鸣器在短路告警信号Vout的控制下做周期约为660ms的断续蜂鸣动作。

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 (10)

1.一种告警电路，其特征在于，所述告警电路包括硬件式检测单元和告警单元：

所述硬件式检测单元，与目标电路相连接，用于检测所述目标电路的工作情况，若检测到所述目标电路发生短路时，生成短路告警信号并发送给所述告警单元；

所述告警单元，与所述硬件式检测单元相连接，用于当接收到所述短路告警信号后，按照预置告警方式发出告警信号。

2.根据权利要求1所述的告警电路，其特征在于，所述告警单元包括灯光告警模块和/或声音告警模块；

所述灯光告警模块，与所述硬件式检测单元相连接，用于当接收到所述短路告警信号后，发出灯光告警；

所述声音告警模块，与所述硬件式检测单元相连接，用于当接收到所述短路告警信号后，发出声音告警。

3.根据权利要求2所述的告警电路，其特征在于，所述硬件式检测单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、工作电源、第一二极管、第二二极管、第一电容和运算放大器；

所述第一电阻的第一端连接所述目标电路的第一采样点，所述第一电阻的第二端连接所述运算放大器的同相输入端；所述工作电源的正极连接所述目标电路的第二采样点，所述工作电源的负极接地；所述第二电阻的第一端接地，所述第二电阻的第二端连接所述运算放大器的同相输入端；所述第三电阻的第一端连接所述第一电阻的第二端，所述第三电阻的第二端连接所述运算放大器的输出端；所述第四电阻的第一端连接所述运算放大器的输出端，所述第四电阻的第二端连接所述第一二极管的负极；所述第一二极管的正极通过所述第一电容接地；所述第五电阻的第一端连接所述运算放大器的输出端，所述第五电阻的第二端连接所述第二二极管的正极；所述第二二极管的负极连接所述第一二极管的正极；所述运算放大器的反相输入端连接所述第一二极管的正极。

4.根据权利要求3所述的告警电路，其特征在于，所述灯光告警模块包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、发光二极管、第一开关管和第一电源；

所述第一开关管的栅极通过所述第八电阻连接所述硬件式检测单元的输出端，所述第一开关管的漏极接地，所述第一开关管的源极连接所述发光二极管负极；所述第九电阻连接于所述第一开关管的栅极与漏极之间；所述发光二极管的正极通过所述第十电阻连接第一电源。

5.根据权利要求4所述的告警电路，其特征在于，所述第一开关管为P型MOS管。

6.根据权利要求4所述的告警电路，其特征在于，所述声音告警模块包括第六电阻、第七电阻、扬声器、第二开关管和第二电源；

所述第二开关管的栅极通过所述第六电阻连接所述硬件式检测单元的输出端，所述第二开关管的源极接地，所述第一开关管的漏极通过所述扬声器连接所述第二电源；所述第七电阻连接于所述第一开关管的栅极与源极之间。

7.根据权利要求6所述的告警电路，其特征在于，所述第二开关管为N型MOS管。

8.根据权利要求6所述的告警电路，其特征在于，所述扬声器为蜂鸣器。

9.根据权利要求1至8任一项所述的告警电路，其特征在于，所述短路告警信号为PWM波电压信号。

10.根据权利要求9所述的告警电路，其特征在于，所述PWM波电压信号的周期为600ms～700ms。