CN207795650U - 一种风机故障检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风机故障检测电路，包括用于获取风机电压的第一电压获取模块和第二电压获取模块，还包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电阻、第二电阻、第一电源、第一比较器、第二比较器及基准电压模块。本申请中，预先根据风机正常工作时电压获取模块的输出电压来设置第一基准电压和第二基准电压，从而实现当电压获取模块获取到的风机的电压大于第一基准电压且小于第二基准电压时，风机故障检测信号为高电平时，判定风机正常工作，否则，判定风机故障。该检测电路既适用于直流风机，又适用于交流风机，不管是堵转还是不完全堵转均能检测出来，适用范围大，检测精度高，提高了待测风机的安全性能。

Description

一种风机故障检测电路

技术领域

本实用新型涉及风机检测技术领域，特别是涉及一种风机故障检测电路。

背景技术

现有技术中，存在着一些电气设备在工作时功耗较大，因此需要选用风机来进行散热降温，风机能否正常工作影响着其散热的电气设备能否正常工作，因此，对风机进行故障检测就显得尤为重要。现有技术中的风机故障检测电路通常只适用于交流风机，且只有在风机堵转时才会发出故障信号，当风机不完全堵转时，不会发出故障信号，适用范围小，检测精度低，降低了待测风机的安全性能。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种风机故障检测电路，该检测电路既适用于直流风机，又适用于交流风机，不管是堵转还是不完全堵转均能检测出来，适用范围大，检测精度高，提高了待测风机的安全性能。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种风机故障检测电路，包括用于获取风机电压的电压获取模块，还包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第一电源、第一比较器、第二比较器及基准电压模块；

所述电压获取模块的输入端与风机连接，所述电压获取模块的输出端分别与所述第一二极管的阴极及所述第二二极管的阳极连接，所述第一二极管的阳极分别与所述第一比较器的正相输入端及所述第一电阻的第一端连接，所述第二二极管的阴极分别与所述第二电阻的第一端及所述第二比较器的反相输入端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一电源连接，所述第二电阻的第二端接地，所述第一比较器的反相输入端与所述基准电压模块的用于输出第一基准电压的第一输出端连接，所述第二比较器的正相输入端与所述基准电压模块的用于输出第二基准电压的第二输出端连接；所述第一基准电压小于所述第二基准电压，所述第一电源的输出电压大于所述第一基准电压，当所述第一比较器输出高电平且所述第二比较器输出高电平时，判定所述风机正常，否则，判定所述风机故障。

优选地，所述第一电源为输出电压大于所述第二基准电压的电源。

优选地，所述电压获取模块包括：

输入端与所述风机连接、用于采样风机电压的采样模块；

输入端与所述采样模块的输出端连接、输出端作为所述电压获取模块的输出端的电压放大模块。

优选地，所述采样模块包括插座、用于整流的整流模块及用于将整流后的直流电转换为直流电压的电流电压转换模块，其中：

所述插座作为所述采样模块的输入端与风机连接，所述插座还与所述整流模块的输入端连接，所述整流模块的输出端与所述电流电压转换模块的输入端连接，所述电流电压转换模块的输出端作为所述采样模块的输出端。

优选地，所述电流电压转换模块为第一电容，所述第一电容的正端作为所述电流电压转换模块的输入端及输出端，所述第一电容的负端接地。

优选地，所述采样模块还包括：

第一端与所述第一电容的正端连接，第二端接地的放电电阻。

优选地，所述电压放大模块包括运算放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二电容及第三电容，其中：

所述第三电阻的第一端作为所述电压放大模块的输入端，所述第三电阻的第二端分别与所述第二电容的正端及所述运算放大器的正相输入端连接，所述第二电容的负端接地，所述运算放大器的反相输入端分别与所述第四电阻的第一端、所述第五电阻的第一端及所述第三电容的第一端连接，所述第四电阻的第二端接地，所述第五电阻的第二端分别与所述第三电容的第二端及所述运算放大器的输出端连接，其公共端作为所在电压放大模块的输出端。

优选地，所述检测电路还包括与门、第二电源、第六电阻及第四电容，其中：

所述与门的两个输入端分别与所述第一比较器的输出端及所述第二比较器的输出端连接，所述与门的输出端分别与所述第六电阻的第一端及所述第四电容的第一端连接，其公共端用于输出风机故障检测信号，所述第六电阻的第一端与所述第二电源连接，所述第四电容的第二端接地。

优选地，所述基准电压模块包括第三电源、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第五电容及第六电容，其中：

所述第七电阻的第一端与所述第八电阻的第一端连接，其公共端与所述第三电源连接，所述第七电阻的第二端分别与所述第九电阻的第一端及所述第五电容的第一端连接，其公共端作为所述基准电压模块的第二输出端，所述第九电阻的第二端分别与所述第五电容的第二端、所述第十电阻的第一端、所述第六电容的第一端连接，其公共端接地，所述第十电阻的第二端分别与所述第八电阻的第二端及所述第六电容的第二端连接，其公共端作为所述基准电压模块的第二输出端。

优选地，当风机为多个时，所述检测电路包括多个所述电压获取模块、多个第一二极管和多个第二二极管，其中，每个所述电压获取模块的输入端与其一一对应的风机连接，每个所述电压获取模块的输出端一一对应地分别与所述第一二极管的阴极及所述第二二极管的阳极连接，所有的第一二极管的阴极均与所述第一电源连接，所有的第二二极管的阴极均接地。

本实用新型提供了一种风机故障检测电路，预先根据风机正常工作时电压获取模块的输出电压来设置第一基准电压和第二基准电压，当电压获取模块获取到的风机的电压大于第一基准电压且小于第二基准电压时，此时第一比较器及第二比较器的输出端均输出高电平，判定风机正常工作，当电压获取模块获取到的风机的电压小于第一基准电压或者大于第二基准电压时，第一比较器和第二比较器不全是输出高电平，判定风机故障，从而实现对风机的故障检测。该检测电路既适用于直流风机，又适用于交流风机，不管是堵转还是不完全堵转均能检测出来，适用范围大，检测精度高，提高了待测风机的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种风机故障检测电路的结构示意图；

图2为本实用新型提供的另一种风机故障检测电路的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种风机故障检测电路，该检测电路既适用于直流风机，又适用于交流风机，不管是堵转还是不完全堵转均能检测出来，适用范围大，检测精度高，提高了待测风机的安全性能。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参照图1，图1为本实用新型提供的一种风机故障检测电路的结构示意图，该检测电路包括用于获取风机电压的电压获取模块1，还包括第一二极管 D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电源VCC1、第一比较器B1、第二比较器B2及基准电压模块2；

电压获取模块1的输入端与风机连接，电压获取模块1的输出端分别与第一二极管D1的阴极及第二二极管D2的阳极连接，第一二极管D1的阳极分别与第一比较器B1的正相输入端及第一电阻R1的第一端连接，第二二极管D2的阴极分别与第二电阻R2的第一端及第二比较器B2的反相输入端连接，第一电阻R1的第二端与第一电源VCC1连接，第二电阻R2的第二端接地，第一比较器B1的反相输入端与基准电压模块2的用于输出第一基准电压的第一输出端连接，第二比较器B2的正相输入端与基准电压模块2的用于输出第二基准电压的第二输出端连接；第一基准电压小于第二基准电压，第一电源VCC1的输出电压大于第一基准电压，当第一比较器B1输出高电平且第二比较器B2输出高电平时，判定风机正常，否则，判定风机故障。

具体地，本申请中，首先确定风机正常运行，电压获取模块1获取到的风机的电压的范围，并以范围的下限值等于第一基准电压，范围的上限值等于第二基准电压来设置第一比较器B1和第二比较器B2的基准电压。不同的风机，其正常运行时，电压获取模块1获取到的风机的电压的范围是不同的。基于本申请提供的风机故障检测电路的电路结构，当电压获取模块1获取到的风机的电压在第一基准电压及第二基准电压之间时，表示风机正常工作，当电压获取模块1获取到的风机的电压小于第一基准电压或者大于第二基准电压时，表示风机故障，具体可通过第一比较器B1和第二比较器B2输出的电平来判定风机的状态。

另外，这里还要求第一电源VCC1的输出电压大于第一基准电压，对于第一电源VCC1的具体取值，本申请在此不做特别的限定，根据实际情况来定。

为方便为对本申请的理解，下面列举实例来介绍：

第一基准电压＝10V，第二基准电压＝20V，第一电源VCC1的输出电压为 12V为例：

表1

第一基准电压＝10V，第二基准电压＝20V，第一电源VCC1的输出电压为 22V为例：

表2

以电压获取模块1获取的电压为15V为例，当第一电源VCC1的输出电压为12V时，第一二极管D1不导通，第一比较器B1的正相输入端电压为第一电源VCC1的输出电压12V，大于其反相输入端的第一基准电压10V，此时第一比较器B1输出高电平，当第一电源VCC1的输出电压为22V时，第一二极管D1导通，此时第一比较器B1的正相输入端电压为15V，大于其反相输入端的第一基准电压10V，第一比较器B1输出高电平，可见，当电压获取模块1获取到的风机的电压在第一基准电压及第二基准电压之间时，不管第一二极管D1导不导通，此时第一比较器B1均输出高电平。另外，当电压获取模块1获取到的风机的电压在第一基准电压及第二基准电压之间时，由于风机的电压均小于20V，因此，第二比较器B2输出高电平。

分析可见，第一比较器B1和第二比较器B2均输出高电平，表示此时风机正常工作，当电压获取模块1获取到的风机的电压小于第一基准电压或者大于第二基准电压时，第一比较器B1和第二比较器B2不全输出高电平，表示此时风机故障。

另外，不难得出，本申请对交流风机和直流风机均适用，适用范围大。

综上，本申请预先根据风机正常工作时电压获取模块的输出电压来设置第一基准电压和第二基准电压，当电压获取模块获取到的风机的电压大于第一基准电压且小于第二基准电压时，此时第一比较器及第二比较器的输出端均输出高电平，判定风机正常工作，当电压获取模块获取到的风机的电压小于第一基准电压或者大于第二基准电压时，第一比较器和第二比较器不全是输出高电平，判定风机故障，从而实现对风机的故障检测。该检测电路既适用于直流风机，又适用于交流风机，不管是堵转还是不完全堵转均能检测出来，适用范围大，检测精度高，提高了待测风机的安全性能。

请参照图2，图2为本实用新型提供的另一种风机故障检测电路的结构示意图；

在上述实施例的基础上：

作为一种优选地实施例，第一电源VCC1为输出电压大于第二基准电压的电源。

具体地，结合本申请提供的检测电路及上述实施例的表2可看出，当第一电源VCC1的输出电压大于第二基准电压，且电压获取模块1获取的电压在第一基准电压及第二基准电压之间时，第一二极管D1一定会导通，此时第一比较器B1的正相输入端的电压为获取的电压，第一比较器B1的输出由获取的电压决定。

作为一种优选地实施例，电压获取模块1包括：

输入端与风机连接、用于采样风机电压的采样模块；

输入端与采样模块的输出端连接、输出端作为电压获取模块1的输出端的电压放大模块。

具体地，在对风机的电压进行检测时，首先通过采样模块采集风机的电压，又考虑到采集的风机的电压比较小，为了提高风机故障检测精度，该检测电路还设置了电压放大模块，用来对采集到的电压进行放大，以便后续根据放大后的电压进行风机故障检测。

作为一种优选地实施例，采样模块包括插座、用于整流的整流模块及用于将整流后的直流电转换为直流电压的电流电压转换模块，其中：

插座作为采样模块的输入端与风机连接，插座还与整流模块的输入端连接，整流模块的输出端与电流电压转换模块的输入端连接，电流电压转换模块的输出端作为采样模块的输出端。

具体地，插座插在风机上，当该风机为交流风机时，采集到的交流电压首先经过整流模块整流得到直流电，直流电再经过电流电压转换模块得到直流电压，为后续的电压比较做准备。当该风机为直流风机时，则插座直接得到直流电，此时可控制直流模块不工作，直流电直接传送至电流电压转换模块实现电流至电压的转换。

作为一种优选地实施例，这里的整流模块可以为整流二极管D3，当然，也可以为其他类型的整流模块，本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选地实施例，电流电压转换模块为第一电容C1，第一电容C1 的正端作为电流电压转换模块的输入端及输出端，第一电容C1的负端接地。

作为一种优选地实施例，采样模块还包括：

第一端与第一电容C1的正端连接，第二端接地的放电电阻Rc。

具体地，直流电会先对第一电容C1充电，第一电容C1的正端电压升高，实现直流电至直流电压的转换。这里的放电电阻Rc的作用为当检测电路停止工作时，对第一电容C1两端的电压进行放电，以免检测电路带电，提高了检测电路的安全性。

作为一种优选地实施例，电压放大模块包括运算放大器、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二电容C2及第三电容C3，其中：

第三电阻R3的第一端作为电压放大模块的输入端，第三电阻R3的第二端分别与第二电容C2的正端及运算放大器的正相输入端连接，第二电容C2 的负端接地，运算放大器的反相输入端分别与第四电阻R4的第一端、第五电阻R5的第一端及第三电容C3的第一端连接，第四电阻R4的第二端接地，第五电阻R5的第二端分别与第三电容C3的第二端及运算放大器的输出端连接，其公共端作为所在电压放大模块的输出端。

具体地，本申请采用运算放大器对直流电压进行放大，具有放大精度高、电路结构简单的优点，另外，这里的第二电容C2启动滤波的作用，第三电容 C3起到稳压的作用。当然，这里的电压放大模块还可以为其他类型的电压放大模块，本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选地实施例，检测电路还包括与门&、第二电源VCC2、第六电阻R6及第四电容C4，其中：

与门&的两个输入端分别与第一比较器B1的输出端及第二比较器B2的输出端连接，与门&的输出端分别与第六电阻R6的第一端及第四电容C4的第一端连接，其公共端用于输出风机故障检测信号，第六电阻R6的第一端与第二电源VCC2连接，第四电容C4的第二端接地。

从上述实施例可知，当电压获取模块1获取到的风机的电压大于第一基准电压且小于第二基准电压时，此时第一比较器B1及第二比较器B2的输出端均输出高电平，通过与门&后，与门&输出高电平，当电压获取模块1获取到的风机的电压小于第一基准电压或者大于第二基准电压时，第一比较器B1 和第二比较器B2不全是输出高电平，通过与门&后，与门&输出低电平，因此，通过与门&输出的电平的高低便可判断该风机是否故障。

另外，为了进一步提高检测信号的稳定性，本申请还设置了第二电源 VCC2、作为上拉电阻的第六电阻R6及用于稳压的第四电容C4。

作为一种优选地实施例，基准电压模块2包括第三电源VCC3、第七电阻 R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第五电容C5及第六电容 C6，其中：

第七电阻R7的第一端与第八电阻R8的第一端连接，其公共端与第三电源VCC3连接，第七电阻R7的第二端分别与第九电阻R9的第一端及第五电容C5的第一端连接，其公共端作为基准电压模块2的第二输出端，第九电阻 R9的第二端分别与第五电容C5的第二端、第十电阻R10的第一端、第六电容C6的第一端连接，其公共端接地，第十电阻R10的第二端分别与第八电阻 R8的第二端及第六电容C6的第二端连接，其公共端作为基准电压模块2的第二输出端。

基于该实施例中的结构的基准电压模块2，对于不同类型的风机，其对应的第一基准电压及第二基准电压也是不同的，可以通过改变第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10的阻值及第三电源VCC3的输出电压来调整，可见，本申请提供的检测电路能够适用于不同的风机，灵活性高。

作为一种优选地实施例，当风机为多个时，检测电路包括多个电压获取模块1、多个第一二极管D1和多个第二二极管D2，其中，每个电压获取模块1的输入端与其一一对应的风机连接，每个电压获取模块1的输出端一一对应地分别与第一二极管D1的阴极及第二二极管D2的阳极连接，所有的第一二极管D1的阴极均与第一电源VCC1连接，所有的第二二极管D2的阴极均接地。

当风机为多个时，电压获取模块1、第一二极管D1及第二二极管D2可以扩展为多路，共用第一电源VCC1、第一电阻R1、第二电阻R2、基准电压模块2、第一比较器B1及第二比较器B2，便可实现对多个风机的故障检测，电路结构简单，成本低且通用性强。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种风机故障检测电路，其特征在于，包括用于获取风机电压的电压获取模块，还包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第一电源、第一比较器、第二比较器及基准电压模块；

所述电压获取模块的输入端与风机连接，所述电压获取模块的输出端分别与所述第一二极管的阴极及所述第二二极管的阳极连接，所述第一二极管的阳极分别与所述第一比较器的正相输入端及所述第一电阻的第一端连接，所述第二二极管的阴极分别与所述第二电阻的第一端及所述第二比较器的反相输入端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一电源连接，所述第二电阻的第二端接地，所述第一比较器的反相输入端与所述基准电压模块的用于输出第一基准电压的第一输出端连接，所述第二比较器的正相输入端与所述基准电压模块的用于输出第二基准电压的第二输出端连接；所述第一基准电压小于所述第二基准电压，所述第一电源的输出电压大于所述第一基准电压，当所述第一比较器输出高电平且所述第二比较器输出高电平时，判定所述风机正常，否则，判定所述风机故障。

2.如权利要求1所述的风机故障检测电路，其特征在于，所述第一电源为输出电压大于所述第二基准电压的电源。

3.如权利要求1所述的风机故障检测电路，其特征在于，所述电压获取模块包括：

输入端与所述风机连接、用于采样风机电压的采样模块；

输入端与所述采样模块的输出端连接、输出端作为所述电压获取模块的输出端的电压放大模块。

4.如权利要求3所述的风机故障检测电路，其特征在于，所述采样模块包括插座、用于整流的整流模块及用于将整流后的直流电转换为直流电压的电流电压转换模块，其中：

所述插座作为所述采样模块的输入端与风机连接，所述插座还与所述整流模块的输入端连接，所述整流模块的输出端与所述电流电压转换模块的输入端连接，所述电流电压转换模块的输出端作为所述采样模块的输出端。

5.如权利要求4所述的风机故障检测电路，其特征在于，所述电流电压转换模块为第一电容，所述第一电容的正端作为所述电流电压转换模块的输入端及输出端，所述第一电容的负端接地。

6.如权利要求5所述的风机故障检测电路，其特征在于，所述采样模块还包括：

第一端与所述第一电容的正端连接，第二端接地的放电电阻。

7.如权利要求3所述的风机故障检测电路，其特征在于，所述电压放大模块包括运算放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二电容及第三电容，其中：

所述第三电阻的第一端作为所述电压放大模块的输入端，所述第三电阻的第二端分别与所述第二电容的正端及所述运算放大器的正相输入端连接，所述第二电容的负端接地，所述运算放大器的反相输入端分别与所述第四电阻的第一端、所述第五电阻的第一端及所述第三电容的第一端连接，所述第四电阻的第二端接地，所述第五电阻的第二端分别与所述第三电容的第二端及所述运算放大器的输出端连接，其公共端作为所在电压放大模块的输出端。

8.如权利要求1所述的风机故障检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括与门、第二电源、第六电阻及第四电容，其中：

所述与门的两个输入端分别与所述第一比较器的输出端及所述第二比较器的输出端连接，所述与门的输出端分别与所述第六电阻的第一端及所述第四电容的第一端连接，其公共端用于输出风机故障检测信号，所述第六电阻的第一端与所述第二电源连接，所述第四电容的第二端接地。

9.如权利要求1-8任一项所述的风机故障检测电路，其特征在于，所述基准电压模块包括第三电源、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第五电容及第六电容，其中：

所述第七电阻的第一端与所述第八电阻的第一端连接，其公共端与所述第三电源连接，所述第七电阻的第二端分别与所述第九电阻的第一端及所述第五电容的第一端连接，其公共端作为所述基准电压模块的第二输出端，所述第九电阻的第二端分别与所述第五电容的第二端、所述第十电阻的第一端、所述第六电容的第一端连接，其公共端接地，所述第十电阻的第二端分别与所述第八电阻的第二端及所述第六电容的第二端连接，其公共端作为所述基准电压模块的第二输出端。

10.如权利要求9所述的风机故障检测电路，其特征在于，当风机为多个时，所述检测电路包括多个所述电压获取模块、多个第一二极管和多个第二二极管，其中，每个所述电压获取模块的输入端与其一一对应的风机连接，每个所述电压获取模块的输出端一一对应地分别与所述第一二极管的阴极及所述第二二极管的阳极连接，所有的第一二极管的阴极均与所述第一电源连接，所有的第二二极管的阴极均接地。