專利名稱：電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子產(chǎn)品檢測領(lǐng)域，尤其涉及電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置。
背景技術(shù)：
目前無論是民用還是軍用電子設(shè)備，其內(nèi)部硬件大部分均無法直接用國家電網(wǎng)220V/50HZ交流電來工作，所以其內(nèi)部設(shè)計結(jié)構(gòu)基本都是電源板(或電池)及各類功能性和控制性的板卡來實現(xiàn)這些電子設(shè)備特有功能。電源板作用是將國家電網(wǎng)220V/50HZ的交流電轉(zhuǎn)換成多路不同電壓值的直流電壓輸出，為后續(xù)各類功能性及控制性的板卡提供正常工作時的直流穩(wěn)定電源。目前液晶電視機(jī)內(nèi)部也是遵循上述設(shè)計理念，其內(nèi)部主要由電源板、主板、副板構(gòu) 成。而一臺合格液晶電視機(jī)，在出廠時會通過公司內(nèi)部各種可靠性試驗的檢測及整改，如高溫高濕老化、低溫、氣候等試驗，以驗證硬軟件系統(tǒng)設(shè)計的可靠性，保證出廠的液晶電視機(jī)能在國內(nèi)外不同時地區(qū)和氣候等極端條件下正常工作。而液晶電視機(jī)整機(jī)供電系統(tǒng)是決定液晶電視機(jī)整機(jī)能否正常工作的關(guān)鍵因數(shù)之一。在這些可靠性的測試過程中，死機(jī)、重啟、黑屏等問題是液晶電視機(jī)最常出現(xiàn)的問題且這些問題大部分是由液晶電視機(jī)整機(jī)供電系統(tǒng)故障引起的。而在這些極端條件下的測試過程中，整機(jī)供電系統(tǒng)電壓出現(xiàn)異常時的情況有很多種I.有時電源板或主板某路電壓會在某一小程度范圍內(nèi)出現(xiàn)隨機(jī)波動，其波動程度及波動時間具有不確定性。如果電壓的上下波動幅度超過該供電電路的電壓承受容限，液晶電視機(jī)就會出現(xiàn)工作異常。當(dāng)波動增大時，異常出現(xiàn)，而當(dāng)波動減小時，異常可能還存在，也有可能會自動恢復(fù)。2.有時電源板或主板某路電壓可能隨機(jī)出現(xiàn)比較大的跌落，這種跌落的時間間隔及跌落頻率、次數(shù)具有不確定性。跌落的電壓有可能會自然恢復(fù)，也有可能跌落后無法恢復(fù)，這種電壓的異常跌落是造成液晶電視死機(jī)、重啟等異常最常見的原因之一。3.另外做液晶電視機(jī)可靠性實驗時一般都是安排1(Γ20臺進(jìn)行高溫高濕老化、低溫、氣候等測試，所以出現(xiàn)工作異常的液晶電視機(jī)也是隨機(jī)的。這樣測試時怎樣去分析、鎖定和整改這些問題就存在很多困難。另外液晶電視機(jī)內(nèi)部直流電壓有很多路，電壓值也有很多種，任何一路電壓異常都有可能將導(dǎo)致整機(jī)系統(tǒng)崩潰異常I.對于電源板而言供給主板的直流電壓有+5VSB (行業(yè)內(nèi)俗稱待機(jī)5V)、+12V (二路)、+24V (二路)；2.對于主板，電源板的+5VSB和+12V通過多個DC-DC (直流-直流電壓轉(zhuǎn)換)/LDO (低壓差線性穩(wěn)壓器)電壓轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后輸出直流電壓有+5V，+l. 5V、+1. lV、+3. 3V、+1. 2V等供給后面主板和副板各模塊電路使用。綜上所述，由于這種電壓異常出現(xiàn)的時間及概率的隨機(jī)性太大，這給硬件工程師分析、捕捉及鎖定這些問題帶來很大難度，而且有些故障出現(xiàn)后如果沒有及時發(fā)現(xiàn)，可能會自己恢復(fù)正常繼而無跡可尋。所以，目前為了解決這類問題都是需要重復(fù)的做試驗去模擬、捕捉及鎖定這些問題，耗費(fèi)了大量的人力、物力、財力和時間，也降低了產(chǎn)品的檢測及研發(fā)效率。另外由于液晶電視機(jī)內(nèi)部各種直流電壓種類太多，靠傳統(tǒng)的示波器及萬用表等儀器人為同時去檢測這么多路的電壓異常狀態(tài)，顯然不太現(xiàn)實，而且示波器及萬用表等儀器也沒有這么多接口 ；另一方面示波器及萬用表在這種極端殘酷的條件下長時間監(jiān)控、工作，自身也容易出現(xiàn)問題，容易得出錯誤的分析結(jié)果，同樣給硬件設(shè)計師分析和鎖定問題帶來了相當(dāng)大的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置，旨在實現(xiàn)多路電壓異
常狀態(tài)實時監(jiān)測、顯示及報警并鎖定各路電壓異常狀態(tài)，提高電壓檢測的精度及準(zhǔn)確性，同時提高電壓檢測效率，降低成本。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置，用于檢測設(shè)備電壓異常狀況，該電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置包括監(jiān)測被監(jiān)控設(shè)備的電壓并將所監(jiān)測的電壓與預(yù)設(shè)的上下限基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后輸出相應(yīng)的控制信號的電壓比較模塊及根據(jù)所述電壓比較模塊的控制信號進(jìn)行顯示的顯示模塊；其中所述電壓比較模塊的輸入端與被監(jiān)控設(shè)備的電壓輸出端連接；所述顯示模塊的輸入端與所述電壓比較模塊的輸出端連接。優(yōu)選地，所述電壓比較模塊包括電壓比較器、上限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元、下限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元；所述電壓比較器的輸入端分別與所述被監(jiān)控設(shè)備的電壓輸出端、上限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元的輸出端、下限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元的輸出端連接，所述電壓比較器的輸出端與所述顯示模塊的輸入端連接。優(yōu)選地，所述上限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元包括第一電容、第二電容、第一電阻、第二電阻及第一供電電源；所述第一電容和第二電容并聯(lián)后一端接第一供電電源，另一端接地；所述第一電阻和第二電阻串聯(lián)后，一端接第一供電電源，另一端接地，所述第一電阻與所述第二電阻連接的一端為所述上限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元的輸出端；所述下限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元包括第三電容、第四電容、第三電阻、第四電阻及第二供電電源；所述第三電容和第四電容并聯(lián)后一端接第二供電電源，另一端接地；所述第三電阻和第四電阻串聯(lián)后，一端接第二供電電源，另一端接地，所述第三電阻與所述第四電阻連接的一端為所述下限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元的輸出端。優(yōu)選地，所述電壓比較器包括第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、第五電阻、第六電阻、第七電阻及第三供電電源；所述第一運(yùn)算放大器的電源端接第三供電電源，接地端接地；所述第一運(yùn)算放大器的同相輸入端與第一電阻和第二電阻的連接節(jié)點(diǎn)連接；所述被監(jiān)控設(shè)備的電壓輸出端與第一運(yùn)算放大器的反相輸入端和第二運(yùn)算放大器的同相輸入端的連接節(jié)點(diǎn)連接；所述第一運(yùn)算放大器的輸出端與第五電阻和第六電阻的連接節(jié)點(diǎn)連接；所述第二運(yùn)算放大器的電源端接第三供電電源，接地端接地；所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端與第三電阻和第四電阻的連接節(jié)點(diǎn)連接；所述第二運(yùn)算放大器的輸出端與第七電阻的一端連接；所述第七電阻的另一端與第六電阻的一端連接；所述第六電阻的另一端與第一運(yùn)算放大器輸出端和第五電阻的連接節(jié)點(diǎn)連接；所述第五電阻的另一端接第三供電電源；所述電壓比較器的輸出端為所述第六電阻與所述第七電阻的連接節(jié)點(diǎn)；所述電壓比較器的輸入端包括第一運(yùn)算放大器的同相輸入端、第一運(yùn)算放大器的反相輸入端、第二運(yùn)算放大器的反相輸入端。優(yōu)選地，所述電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置還包括接收顯示模塊輸出的控制信號并控制報警模塊工作的開關(guān)模塊及根據(jù)所述開關(guān)模塊的控制信號進(jìn)行報警的報警模塊；所述開關(guān)模塊的輸入端與顯示模塊的輸出端連接，所述報警模塊的輸入端與開關(guān)模塊的輸出端連接。優(yōu)選地，所述開關(guān)模塊包括第一開關(guān)單元、第二開關(guān)單元、第三開關(guān)單元、第四供電電源；所述第一開關(guān)單元和第三開關(guān)單元均與第四供電電源連接；所述第一開關(guān)單元的輸入端與顯示模塊的輸出端連接并輸出控制信號至第二開關(guān)單元，控制第二開關(guān)單元的導(dǎo)通與關(guān)斷；所述第二開關(guān)單元的輸出端與第三開關(guān)單元的輸入端連接并輸出控制信號控制第三開關(guān)單元的導(dǎo)通與關(guān)斷；所述第三開關(guān)單元的輸出端與報警模塊的輸入端連接并輸出 控制信號控制報警器工作。優(yōu)選地，所述第一開關(guān)單元包括第一開關(guān)管、第五電容、第八電阻、第九電阻和第一二極管；所述第一開關(guān)管的發(fā)射極通過第八電阻與第四供電電源連接，基極與顯示模塊的輸出端連接，集電極通過第九電阻接地；所述第五電容的一端與第四供電電源連接，另一端接地；所述第一二極管的陽極與第一開關(guān)管的集電極連接，陰極輸出控制信號；所述第二開關(guān)單元包括第二開關(guān)管、第一開關(guān)；所述第二開關(guān)管的基極與第一二極管的陰極連接，集電極輸出控制信號，發(fā)射極接地；所述第一開關(guān)的一端接第一開關(guān)管的基極，另一端接地；所述第三開關(guān)單元包括第三開關(guān)管、第六電容、第七電容、第八電容、第九電容、第十電阻、第十一電阻和穩(wěn)壓管；所述第六電容的一端與第四供電電源連接，另一端接地；所述第七電容和第十電阻并聯(lián)后一端接第三開關(guān)管的發(fā)射極，另一端與第三開關(guān)管的基極連接；所述第三開關(guān)管的基極通過第十一電阻與第二開關(guān)管的集電極連接，發(fā)射極與供電電源連接，集電極與穩(wěn)壓管的陰極連接；所述穩(wěn)壓管的陽極接地；所述第八電容和第九電容并聯(lián)連接在穩(wěn)壓管的兩端。優(yōu)選地，所述開關(guān)模塊還包括接收第三開關(guān)單元輸出的控制信號并輸出到第二開關(guān)單元，以鎖定第二開關(guān)單元的導(dǎo)通狀態(tài)的反饋鎖定單元，所述反饋鎖定單元的輸入端與第三開關(guān)單元的輸出端連接；所述反饋鎖定單元包括第二開關(guān)、第二二極管、第四開關(guān)管、第十二電阻、第十三電阻；所述第十二電阻的一端通過第二開關(guān)與穩(wěn)壓管的陰極連接，另一端與第四開關(guān)管的發(fā)射極連接；所述第四開關(guān)管的基極通過第十三電阻接地，集電極與第二二極管的陽極連接，陰極連接到第二開關(guān)管的基極。優(yōu)選地，所述報警模塊包括報警模塊包括第十四電阻、第十五電阻、第一發(fā)光元件、第三開關(guān)、報警器；所述第十四電阻的一端與開關(guān)模塊的控制信號輸出端連接，所述第十四電阻的另一端接報警器的一端；所述報警器的另一端通過第一開關(guān)接地；所述第十五電阻的一端接開關(guān)模塊的控制信號輸出端，另一端與第一發(fā)光元件的陽極連接；所述第一發(fā)光元件的另一端接地。優(yōu)選地，還包括連接組件；所述連接組件用于連接被監(jiān)控設(shè)備的電壓輸出端和電壓比較模塊的輸入端。本發(fā)明提出的電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置，通過連接組件與被監(jiān)測設(shè)備各路電壓連接，電壓比較模塊對輸入的被監(jiān)控電壓和預(yù)設(shè)的上下限基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后輸出相應(yīng)的控制信號至顯示模塊，顯示模塊根據(jù)電壓比較模塊的控制信號進(jìn)行顯示并輸出該控制信號至開關(guān)模塊；通過控制開關(guān)模塊的導(dǎo)通與關(guān)斷來控制報警模塊進(jìn)行電壓異常狀態(tài)顯示及報警，反饋鎖定單元可鎖定該電壓異常顯示及報警狀態(tài)。本發(fā)明提出的電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置，可實現(xiàn)各路電壓異常狀態(tài)實時監(jiān)測、顯示及報警并鎖定各路電壓異常狀態(tài)，提高電壓檢測的安全性、可靠性及準(zhǔn)確性，同時提高電壓檢測效率，降低成本。


圖I是本發(fā)明電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置一優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置優(yōu)選實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置另一優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)框圖。本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
具體實施例方式以下結(jié)合說明書附圖及具體實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖I是本發(fā)明電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置一優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)框圖。參照圖1，本發(fā)明用于檢測設(shè)備各路電壓異常狀態(tài)，該電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置包括監(jiān)測被監(jiān)控設(shè)備的電壓并將所監(jiān)測的電壓與預(yù)設(shè)的上下限基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后輸出相應(yīng)的控制信號的電壓比較模塊101及根據(jù)所述電壓比較模塊的控制信號進(jìn)行顯示的顯示模塊102 ;其中所述電壓比較模塊101的輸入端與被監(jiān)控設(shè)備的電壓輸出端連接；所述顯示模塊102的輸入端與所述電壓比較模塊101的輸出端連接。當(dāng)需要檢測被監(jiān)控設(shè)備某一輸出線路的電壓時，首先，電壓比較模塊101可以根據(jù)被測電壓值的大小預(yù)設(shè)上下限基準(zhǔn)電壓值，以提高檢測精度；其次，電壓比較模塊101中電壓比較器203將被檢測到的實際電壓值與上下限基準(zhǔn)電壓值進(jìn)行比較當(dāng)被檢測到的實際電壓在上下限基準(zhǔn)電壓之間時，電壓比較模塊101輸出高電平，點(diǎn)亮第二發(fā)光元件LED2，表不被檢測電壓正常；反之，電壓比較模塊101輸出低電平,第二發(fā)光兀件LED2熄滅,表不被檢測電壓異常。本發(fā)明電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置通過預(yù)先設(shè)置上下限基準(zhǔn)電壓，并將檢測到的被監(jiān)控設(shè)備的輸出電壓與該上下限基準(zhǔn)電壓比較，并根據(jù)比較結(jié)果判斷被測電壓是否正常，從而實現(xiàn)了被監(jiān)控設(shè)備的輸出電壓異常狀態(tài)實時監(jiān)測、顯示，提高電壓檢測的安全性、可靠性及準(zhǔn)確性，同時提高電壓檢測效率，降低成本。圖2是本發(fā)明電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置一優(yōu)選實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。上述電壓比較模塊101包括電壓比較器203、上限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元201、下限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元202 ;所述電壓比較器203的輸入端分別與所述被監(jiān)控設(shè)備的電壓輸出端、上限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元201的輸出端、下限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元202的輸出端連接，所述電壓比較器203的輸出端與所述顯示模塊102的輸入端連接。具體地，在本發(fā)明實施例中，所述上限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元包201括第一電容Cl、第二電容C2、第一電阻R1、第二電阻R2及第一供電電源VCCl ;所述第一電容Cl和第二電容C2并聯(lián)后一端接第一供電電源VCCl，另一端接地；所述第一電阻Rl和第二電阻R2串聯(lián)后，一端接第一供電電源VCC1，另一端接地，所述第一電阻Rl與所述第二電阻R2連接的一端為所述上限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元的輸出端；所述下限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元202包括第三電容C3、第四電容C4、第三電阻R3、第四電阻R4及第二供電電源VCC2 ;所述第三電容C3和第四電容C4并聯(lián)后一端接第二供電電源VCC2，另一端接地；所述第三電阻R3和第四電阻R4串聯(lián)后，一端接第二供電電源VCC2，另一端接地，所述第三電阻R3與所述第四電阻R4連接的一端為所述下限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元的輸出端。應(yīng)當(dāng)理解，上述上限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元201及下限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元202還可采用兩塊DC-DC芯片或LDO (線性穩(wěn)壓器)芯片，也可以采用不同類型的電壓芯片來分別設(shè)計。
上述電壓比較器203包括第一運(yùn)算放大器U1、第二運(yùn)算放大器U2、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7及第三供電電源VCC3 ;所述第一運(yùn)算放大器Ul的電源端接第三供電電源VCC3，接地端接到地；所述第一運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端與第一電阻Rl和第二電阻R2的連接節(jié)點(diǎn)連接；所述被監(jiān)控設(shè)備的各路電壓輸出端與第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端和第二運(yùn)算放大器U2的同相輸入端的連接節(jié)點(diǎn)連接；所述第一運(yùn)算放大器Ul的輸出端與第五電阻R5和第六電阻R6的連接節(jié)點(diǎn)連接；所述第二運(yùn)算放大器U2的電源端接第三供電電源VCC3，接地端接到地；所述第二運(yùn)算放大器U2的反相輸入端與第三電阻R3和第四電阻R4的連接節(jié)點(diǎn)連接；所述第二運(yùn)算放大器U2的輸出端與第七電阻R7的一端連接；所述第七電阻R7的另一端與第六電阻R6的一端連接；所述第六電阻R6的另一端與第一運(yùn)算放大器Ul輸出端和第五電阻R5的連接節(jié)點(diǎn)連接；所述第五電阻R5的另一端接第三供電電源VCC3 ;所述電壓比較器203的輸出端為所述第六電阻R6與所述第七電阻R7的連接節(jié)點(diǎn)；所述電壓比較器203的輸入端包括第一運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端、第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端、第二運(yùn)算放大器U2的反相輸入端。應(yīng)當(dāng)理解，上述電壓比較器203還可通過集成運(yùn)放搭建或者電壓比較器芯片實現(xiàn)。具體地，所述第一供電電源VCC1、第二供電電源VCC2、第三供電電源VCC3及第四供電電源VCC4的供電電壓均為+5V。參照圖2，所述電壓比較器203的上限基準(zhǔn)電壓精度設(shè)定可通過第一電阻Rl及第二電阻R2對+5V/VCC分壓來提供，下限基準(zhǔn)電壓精度設(shè)定可通過第三電阻R3及第四電阻R4對+5V/VCC分壓來提供，即上、下限基準(zhǔn)電壓分別為R2*VCC/ (R1+R2)和R4*VCC/(R3+R4)。其中第十七電阻R17、第十九電阻R19分別為上下限基準(zhǔn)電壓輸入的限流電阻(實物調(diào)試預(yù)留)，可根據(jù)需要做相應(yīng)調(diào)整，在滿足電壓比較器203輸入電流容限要求或不需要時，可以直接用O歐姆電阻跨接即可。所述第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4為電源的濾波電容，容值等參數(shù)可根據(jù)具體電源特性(如紋波、電壓耐壓大小等)可做相應(yīng)調(diào)整，PCB LAYOUT注意電容在電源網(wǎng)絡(luò)上的擺放順序，容值大在前，容值小在后。本發(fā)明優(yōu)選實施例中是采用分離運(yùn)放搭建的設(shè)計方法，所述上限基準(zhǔn)電壓從第一運(yùn)算放大器Ul的同相端輸入，下限基準(zhǔn)電壓從第二運(yùn)算放大器U2的反相端輸入，被監(jiān)控電壓分別從第一運(yùn)算放大器U1、第二運(yùn)算放大器U2的反相端和同相端輸入。由于運(yùn)算放大器放大的是同相端與反相端的差值電壓，即Vout=A* (同相端電壓-反相端電壓);A為運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)；當(dāng)下限基準(zhǔn)電壓< 被監(jiān)控電壓 <上限基準(zhǔn)電壓時，表示被監(jiān)控電壓正常，第一運(yùn)算放大器Ul輸出高電平，第二運(yùn)算放大器U2也輸出高電平，因此電壓比較器203輸出高電平；當(dāng)被監(jiān)控電壓<下限基準(zhǔn)電壓時，第二運(yùn)算放大器U2輸出低電平，由于第一運(yùn)算放大器Ul和第二運(yùn)算放大器U2輸出“線與”的關(guān)系，電壓比較器203輸出低電平，當(dāng)被監(jiān)控電壓>上限基準(zhǔn)電壓時，第一運(yùn)算放大器Ul輸出低電平，電壓比較器203同樣輸出低電平。另外，所述顯示模塊102包括第二發(fā)光元件LED2和第十六電阻R16 ;所述第二發(fā)光元件LED2 —端與第六電阻R6和第七電阻R7的連接節(jié)點(diǎn)連接，另一端經(jīng)第十六電阻R16接地。上述顯示模塊102中第二發(fā)光元件LED2的內(nèi)部是二極管結(jié)構(gòu)，正常導(dǎo)通點(diǎn)亮?xí)r正向壓降O. 7V，也可以是一個普通的指示燈和一個二極管串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，當(dāng)電壓比較器203比較結(jié)果輸出為高電平(高電平代表被監(jiān)控電壓正常)時，第二發(fā)光元件LED2就會被該高電 平點(diǎn)亮，提示被監(jiān)控電壓正常。其亮度可由第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7(電壓比較模塊)、第十六電阻R16、第二十電阻R20共同決定，其中第二十電阻R20為O歐姆電阻(實物預(yù)留調(diào)試用)。當(dāng)電壓比較器203輸出低電平時(表示被監(jiān)控電壓異常)，第二發(fā)光元件LED2熄滅并截止，可防止后端電路對前端電壓比較器203的電流反灌影響，有效保護(hù)前端電路。參照圖3，提出本發(fā)明電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置另一實施例。該實施例的電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置還包括開關(guān)模塊20及報警模塊208，所述開關(guān)模塊20的輸入端與顯示模塊102的輸出端連接，接收顯示模塊102輸出的控制信號并控制報警模塊208工作；所述報警模塊208的輸入端與開關(guān)模塊20的輸出端連接，根據(jù)所述開關(guān)模塊20的控制信號進(jìn)行報警。圖3所示的電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置的電路結(jié)構(gòu)圖可參照圖2所示。具體地，所述開關(guān)模塊20包括第一開關(guān)單元204、第二開關(guān)單元205、第三開關(guān)單元206、第四供電電源VCC4 ;所述第一開關(guān)單元204和第三開關(guān)單元206均與第四供電電源VCC4連接；所述第一開關(guān)單元204的輸入端與顯示模塊20的輸出端連接并輸出控制信號至第二開關(guān)單元205，控制第二開關(guān)單元205的導(dǎo)通與關(guān)斷；所述第二開關(guān)單元205的輸出端與第三開關(guān)單元206的輸入端連接并輸出控制信號控制第三開關(guān)單元206的導(dǎo)通與關(guān)斷；所述第三開關(guān)單元206的輸出端與報警模塊208的輸入端連接并輸出控制信號控制報警模塊208工作。上述所述第一開關(guān)單元204包括第一開關(guān)管Q1、第五電容C5、第八電阻R8、第九電阻R9及第一二極管Dl ;所述第一開關(guān)管Ql的發(fā)射極通過第八電阻R8與第四供電電源VCC4連接，基極與顯示模塊102的輸出端連接，集電極通過第九電阻R9接地；所述第五電容C5的一端與第四供電電源VCC4連接，另一端接地；所述第一二極管Dl的陽極與第一開關(guān)管Ql的集電極連接，陰極輸出控制信號至第二開關(guān)單元205。上述所述第二開關(guān)單元205包括第二開關(guān)管Q2、第一開關(guān)Kl ;所述第二開關(guān)管Q2的基極與第一二極管Dl的陰極連接，集電極輸出控制信號至第三開關(guān)單元206，發(fā)射極接地；所述第一開關(guān)Kl的一端接第一開關(guān)管Ql的基極，另一端接地。
上述所述第三開關(guān)單元206包括第三開關(guān)管Q3、第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第九電容C9、第十電阻R10、第^ 電阻Rll和穩(wěn)壓管ZD ;所述第六電容C6的一端與第四供電電源VCC4連接，另一端接地；所述第七電容C7和第十電阻RlO并聯(lián)后一端接第三開關(guān)管Q3的發(fā)射極，另一端與第三開關(guān)管Q3的基極連接；所述第三開關(guān)管Q3的基極通過第十一電阻Rl I和第二開關(guān)管Q2的集電極連接，發(fā)射極與第四供電電源VCC4連接，集電極與穩(wěn)壓管ZD的陰極連接；所述穩(wěn)壓管ZD的陽極接地；所述第八電容CS和第九電容C9并連連接在穩(wěn)壓管ZD的兩端。具體地，上述第二十一電阻R21為第四供電電源VCC后端負(fù)載總的限流電阻(實物調(diào)試預(yù)留)此處直接用O歐姆電阻跨接。第五電容C5為第一開關(guān)單元204電源的濾波與延時電容，利用第五電容C5上電時,不可能發(fā)生電壓的突變,有一個充電的過程，使第一開關(guān)管Ql的集電極電壓緩慢上升，延長第一開關(guān)管Ql的導(dǎo)通時間(電容越大，充電延時時間越長)，防止第一開關(guān)管Ql在電壓比較信號未到達(dá)之前提前導(dǎo)通，保證整個裝置工作正常。所 述第八電阻R8和第九電阻R9為第一開關(guān)管Ql導(dǎo)通時的限流、分壓電阻；第一二極管Dl的作用主要是防止反饋鎖定單元208的反饋信號電流的反灌，保護(hù)電源。所述第二開關(guān)單元205的觸發(fā)信號和反饋鎖定信號輸入均為低電平時，即第二開關(guān)管Q2的基極為低電平，則第二開關(guān)管Q2截止并輸出高電平，使第三開關(guān)管Q3截止且后端電路不工作。當(dāng)?shù)诙_關(guān)單元205的觸發(fā)信號和反饋鎖定信號輸入均為高電平時，即第二開關(guān)管Q2的基極為高電平，則第二開關(guān)管Q2導(dǎo)通，使第三開關(guān)管Q3導(dǎo)通且輸出高電平，即后端的報警模塊208和反饋鎖定單元207開始工作。所述第一開關(guān)Kl為復(fù)位開關(guān)，按下第一開關(guān)Kl后第二開關(guān)管Q2的基極將會被強(qiáng)制拉到低電平，第二開關(guān)管Q2截止，第三開關(guān)管也Q3截止，使后端所有電路得不到供電而停止工作，此時反饋鎖定信號消失。松開第一開關(guān)Kl時第二開關(guān)單元205將重新開始工作，則后端的電路重新開始工作，從而達(dá)到系統(tǒng)復(fù)位的目的。當(dāng)?shù)谌_關(guān)單元206的觸發(fā)信號輸入為高電平時，第三開關(guān)管Q3截止，后端所有模塊不工作；當(dāng)?shù)谌_關(guān)單元206的觸發(fā)信號輸入為低電平時，第三開關(guān)管Q3導(dǎo)通且可以通過以下2種方式實現(xiàn)I.通過第十電阻RlO和第十一電阻Rll分壓提供第三開關(guān)管Q3發(fā)射極和基極的導(dǎo)通電壓，第二十二電阻R22為O歐姆；2.不接第十電阻R10，通過第十一電阻R11、第二十二電阻R22及導(dǎo)通后的第二開關(guān)管Q2來直接提供低電平，同樣可以提供第三開關(guān)管Q3發(fā)射極和基極的導(dǎo)通電壓。另外，所述開關(guān)模塊還包括反饋鎖定單元207 ;所述反饋鎖定單元207的輸入端與第三開關(guān)單元206的輸出端連接，接收第三開關(guān)單元206輸出的控制信號并輸出至第二開關(guān)單元205，鎖定第二開關(guān)單元205的導(dǎo)通狀態(tài)。具體地，所述反饋鎖定單元207包括第二開關(guān)K2、第二二極管D2、第四開關(guān)管Q4、第十二電阻R12、第十三電阻R13 ;所述第十二電阻R12的一端通過第二開關(guān)K2與穩(wěn)壓管ZD的陰極連接，另一端與第四開關(guān)管Q4的發(fā)射極連接；所述第四開關(guān)管Q4的基極通過第十三電阻R13接地，集電極與第二二極管D2的陽極連接，陰極連接到第二開關(guān)管Q2的基極。當(dāng)?shù)谌_關(guān)單元206導(dǎo)通后，+5V/VCC會通過第三開關(guān)管Q3加載在反饋鎖定單元208上，此時第四開關(guān)管Q4的發(fā)射極為高電平，基極為低電平，第四開關(guān)管Q4導(dǎo)通，第二二極管D2導(dǎo)通，高電平會通過第二二極管D2加載到第一開關(guān)單元204和第二開關(guān)單元205之間，此時第二開關(guān)管Q2的基極將被鎖定為高電平，即第二開關(guān)單元205—直導(dǎo)通，進(jìn)而觸發(fā)第三開關(guān)單兀206 —直導(dǎo)通,其后端電路將一直工作；由于有第一開關(guān)單兀204的隔離，反饋鎖定單元208的鎖定信號不會因為前端的電壓比較器204的比較結(jié)果而改變，從而實現(xiàn)后端電路工作狀態(tài)的鎖定。其中第二二極管D2可隔離第一二極管Dl電流的反灌作用，保護(hù)電源供電系統(tǒng)。所述第七電容C7在第三開關(guān)管Q3導(dǎo)通時起緩沖作用，避免導(dǎo)通瞬間電流過大對第三開關(guān)管Q3和后端負(fù)載產(chǎn)生影響，根據(jù)實物效果可接可不接。所述穩(wěn)壓管ZD主要是為了穩(wěn)定反饋鎖定單元207及報警模塊208的觸發(fā)信號，保證后端負(fù)載供電(防止第一發(fā)光元件LEDl閃爍、報警器LS異常響聲)和反饋鎖定信號穩(wěn)定。另外第二開關(guān)K2可以選擇是否使用反饋鎖定單元207。并且，所述報警模塊208包括第十四電阻R14、第十五電阻R15、第一發(fā)光元件LED1、第三開關(guān)K3、報警器LS ;所述第十四電阻R14的一端與開關(guān)模塊20的控制信號輸出端連接，另一端接報警器LS的一端；所述報警器LS的另一端通過第三開關(guān)K3接地；所述第十五電阻R15的一端與開關(guān)模塊20的控制信號輸出端連接，另一端與第一發(fā)光元件LEDl·的陽極連接；所述第一發(fā)光元件LEDl的另一端接地。如圖2所示，當(dāng)?shù)谌_關(guān)單元206導(dǎo)通后，+5V/VCC將加載到報警模塊208，那么第一發(fā)光元件LEDl將會被點(diǎn)亮，報警器LS也將會啟動并發(fā)出報警聲，表示前段被測電壓異常；第十五電阻R15為調(diào)節(jié)第一發(fā)光元件LEDl亮度的限流電阻，第十四電阻R14為調(diào)節(jié)報警器LS的限流電阻，第三開關(guān)K3為該報警器LS的開關(guān)。本發(fā)明提出的電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置當(dāng)檢測到被監(jiān)控電壓在電壓比較器203上下限基準(zhǔn)電壓之間時，電壓比較器203輸出高電平，此時第二發(fā)光元件LED2被點(diǎn)亮，表示被監(jiān)控電壓正常；同時此高電平經(jīng)第二發(fā)光元件LED2的O. 7V壓降后，仍然輸出高電平至第一開關(guān)管Ql的基極，第一開關(guān)管Ql截止，后端所有電路都被斷開供電，第一發(fā)光元件LEDl熄滅，報警器不報警。當(dāng)被監(jiān)控電壓不在電壓比較器203上下限基準(zhǔn)電壓之間時，電壓比較器203輸出低電平，第二發(fā)光兀件LED2截止熄滅。由于第十六電阻R16接地,供給第一開關(guān)管Ql的基極一個低電平，則第一開關(guān)管Ql導(dǎo)通；第一開關(guān)管Ql的集電極輸出高電平，此時第一二極管Dl導(dǎo)通且輸出高電平至第二開關(guān)管Q2的基極，第二開關(guān)管Q2的發(fā)射極接地為低電平，則第二開關(guān)管Q2導(dǎo)通；+5V/VCC通過第十電阻RlO和第十一電阻Rll的分壓，在第十電阻RlO的兩端形成一個第三開關(guān)管Q3的Vbe的反向?qū)妷?，則第三開關(guān)管Q3導(dǎo)通；+5V/VCC經(jīng)第三開關(guān)管Q3傳遞到后端，經(jīng)第八電容CS及第九電容C9濾波后，通過穩(wěn)壓管ZD (反向擊穿)穩(wěn)壓后輸出高電平，此時第一發(fā)光兀件LEDl被點(diǎn)亮,報警器LS也同時發(fā)出報警聲。與此同時，第四開關(guān)管Q4的發(fā)射極為高電平，基極由于第十三電阻R13的接地為低電平，進(jìn)而第四開關(guān)管Q4導(dǎo)通，高電平經(jīng)第四開關(guān)管Q4反饋傳遞到第二開關(guān)管Q2的基極，由于第一二極管Dl對前端隔離作用，第二開關(guān)管Q2被牢牢鎖定為開啟狀態(tài)，從而鎖定異常報警及顯示狀態(tài)。當(dāng)?shù)诙_關(guān)K2斷開時，此裝置就不起異常狀態(tài)鎖定功能，只做電壓的正常和異常實時顯示用。
當(dāng)?shù)谌_關(guān)K3斷開時，不使用報警功能。當(dāng)按下第一開關(guān)Kl時，第二開關(guān)管Q2的基極和發(fā)射極被強(qiáng)制拉到低電平，第二開關(guān)管Q2截止，第三開關(guān)管Q3截止，后端供電中斷；彈開第一開關(guān)Kl時，該裝置后端電路將重新開始工作，從而實現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)的復(fù)位功能。另外，所述電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置還包括連接組件；所述連接組件用于連接被監(jiān)控設(shè)備的電壓輸出端和電壓比較模塊101的被監(jiān)控電壓輸入端。同理，由多個本裝置組成的總系統(tǒng)通過連接組件與多個被監(jiān)控電壓輸出端連接可實現(xiàn)多路電壓異常狀態(tài)實時監(jiān)控。本發(fā)明提出的電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置可優(yōu)選應(yīng)用在液晶電視機(jī)檢測領(lǐng)域，當(dāng)然也可以應(yīng)用在它各類電子設(shè)備領(lǐng)域上，如機(jī)頂盒，影碟機(jī)、投影儀、空調(diào)、手機(jī)、電腦、顯示器
坐坐
寸寸ο本發(fā)明提出的電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置，通過連接組件與被監(jiān)測設(shè)備的電壓輸出端連接，電壓比較模塊101對輸入的被監(jiān)控電壓和預(yù)設(shè)的上下限基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后輸出相應(yīng)的控制信號至顯示模塊102，顯示模塊102根據(jù)電壓比較模塊101的控制信號進(jìn)行顯示并輸出該控制信號至開關(guān)模塊20 ;通過控制開關(guān)模塊20的導(dǎo)通與關(guān)斷來控制報警模塊208進(jìn)行電壓異常狀態(tài)顯示及報警，反饋鎖定單元207可鎖定該電壓異常顯示及報警狀態(tài)。本發(fā)明提出的電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置，可實現(xiàn)各路電壓異常狀態(tài)實時監(jiān)測、顯示及報警并鎖定各路電壓異常狀態(tài)，提高電壓檢測的安全性、可靠性及準(zhǔn)確性，同時提高電壓檢測效率，降低成本。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置，其特征在于，包括監(jiān)測被監(jiān)控設(shè)備的電壓并將所監(jiān)測的電壓與預(yù)設(shè)的上下限基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后輸出相應(yīng)的控制信號的電壓比較模塊及根據(jù)所述電壓比較模塊的控制信號進(jìn)行顯示的顯示模塊；其中 所述電壓比較模塊的輸入端與被監(jiān)控設(shè)備的電壓輸出端連接；所述顯示模塊的輸入端與所述電壓比較模塊的輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置，其特征在于，所述電壓比較模塊包括電壓比較器、上限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元、下限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元；所述電壓比較器的輸入端分別與所述被監(jiān)控設(shè)備的電壓輸出端、上限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元的輸出端、下限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元的輸出端連接，所述電壓比較器的輸出端與所述顯示模塊的輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置，其特征在于，所述上限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單兀包括第一電容、第二電容、第一電阻、第二電阻及第一供電電源；所述第一電容和第二電容并聯(lián)后一端接第一供電電源，另一端接地；所述第一電阻和第二電阻串聯(lián)后，一端接第一供電電源，另一端接地，所述第一電阻與所述第二電阻連接的一端為所述上限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元的輸出端；所述下限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元包括第三電容、第四電容、第三電阻、第四電阻及第二供電電源；所述第三電容和第四電容并聯(lián)后一端接第二供電電源，另一端接地；所述第三電阻和第四電阻串聯(lián)后，一端接第二供電電源，另一端接地，所述第三電阻與所述第四電阻連接的一端為所述下限基準(zhǔn)電壓設(shè)定單元的輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置，其特征在于，所述電壓比較器包括第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、第五電阻、第六電阻、第七電阻及第三供電電源；所述第一運(yùn)算放大器的電源端接第三供電電源，接地端接地；所述第一運(yùn)算放大器的同相輸入端與第一電阻和第二電阻的連接節(jié)點(diǎn)連接；所述被監(jiān)控設(shè)備的電壓輸出端與第一運(yùn)算放大器的反相輸入端和第二運(yùn)算放大器的同相輸入端的連接節(jié)點(diǎn)連接；所述第一運(yùn)算放大器的輸出端與第五電阻和第六電阻的連接節(jié)點(diǎn)連接；所述第二運(yùn)算放大器的電源端接第三供電電源，接地端接地；所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端與第三電阻和第四電阻的連接節(jié)點(diǎn)連接；所述第二運(yùn)算放大器的輸出端與第七電阻的一端連接；所述第七電阻的另一端與第六電阻的一端連接；所述第六電阻的另一端與第一運(yùn)算放大器輸出端和第五電阻的連接節(jié)點(diǎn)連接；所述第五電阻的另一端接第三供電電源；所述電壓比較器的輸出端為所述第六電阻與所述第七電阻的連接節(jié)點(diǎn)；所述電壓比較器的輸入端包括第一運(yùn)算放大器的同相輸入端、第一運(yùn)算放大器的反相輸入端、第二運(yùn)算放大器的反相輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置，其特征在于，還包括接收顯示模塊輸出的控制信號并控制報警模塊工作的開關(guān)模塊及根據(jù)所述開關(guān)模塊的控制信號進(jìn)行報警的報警模塊；所述開關(guān)模塊的輸入端與顯示模塊的輸出端連接，所述報警模塊的輸入端與開關(guān)模塊的輸出端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置，其特征在于，所述開關(guān)模塊包括第一開關(guān)單元、第二開關(guān)單元、第三開關(guān)單元、第四供電電源；所述第一開關(guān)單元和第三開關(guān)單元均與第四供電電源連接；所述第一開關(guān)單元的輸入端與顯示模塊的輸出端連接并輸出控制信號至第二開關(guān)單元，控制第二開關(guān)單元的導(dǎo)通與關(guān)斷；所述第二開關(guān)單元的輸出端與第三開關(guān)單元的輸入端連接并輸出控制信號控制第三開關(guān)單元的導(dǎo)通與關(guān)斷；所述第三開關(guān)單元的輸出端與報警模塊的輸入端連接并輸出控制信號控制報警器工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置，其特征在于，所述第一開關(guān)單元包括第一開關(guān)管、第五電容、第八電阻、第九電阻和第一二極管；所述第一開關(guān)管的發(fā)射極通過第八電阻與第四供電電源連接，基極與顯示模塊的輸出端連接，集電極通過第九電阻接地；所述第五電容的一端與第四供電電源連接，另一端接地；所述第一二極管的陽極與第一開關(guān)管的集電極連接，陰極輸出控制信號； 所述第二開關(guān)單元包括第二開關(guān)管、第一開關(guān)；所述第二開關(guān)管的基極與第一二極管的陰極連接，集電極輸出控制信號，發(fā)射極接地；所述第一開關(guān)的一端接第一開關(guān)管的基極，另一端接地； 所述第三開關(guān)單元包括第三開關(guān)管、第六電容、第七電容、第八電容、第九電容、第十電阻、第十一電阻和穩(wěn)壓管；所述第六電容的一端與第四供電電源連接，另一端接地；所述第七電容和第十電阻并聯(lián)后一端接第三開關(guān)管的發(fā)射極，另一端與第三開關(guān)管的基極連接；所述第三開關(guān)管的基極通過第十一電阻和第二開關(guān)管的集電極連接，發(fā)射極與供電電源連接，集電極與穩(wěn)壓管的陰極連接；所述穩(wěn)壓管的陽極接地；所述第八電容和第九電容并聯(lián)連接在穩(wěn)壓管的兩端。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置，其特征在于，所述開關(guān)模塊還包括接收第三開關(guān)單元輸出的控制信號并輸出到第二開關(guān)單元，以鎖定第二開關(guān)單元的導(dǎo)通狀態(tài)的反饋鎖定單元，所述反饋鎖定單元的輸入端與第三開關(guān)單元的輸出端連接；所述反饋鎖定單元包括第二開關(guān)、第二二極管、第四開關(guān)管、第十二電阻、第十三電阻；所述第十二電阻的一端通過第二開關(guān)與穩(wěn)壓管的陰極連接，另一端與第四開關(guān)管的發(fā)射極連接；所述第四開關(guān)管的基極通過第十三電阻接地，集電極與第二二極管的陽極連接，陰極連接到第二開關(guān)管的基極。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置，其特征在于，所述報警模塊包括第十四電阻、第十五電阻、第一發(fā)光元件、第三開關(guān)、報警器；所述第十四電阻的一端與開關(guān)模塊的控制信號輸出端連接，所述第十四電阻的另一端接報警器的一端；所述報警器的另一端通過第三開關(guān)接地；所述第十五電阻的一端接開關(guān)模塊的控制信號輸出端，另一端與第一發(fā)光元件的陽極連接；所述第一發(fā)光元件的另一端接地。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置，其特征在于，還包括連接組件；所述連接組件用于連接被監(jiān)控設(shè)備的電壓輸出端和電壓比較模塊的輸入端。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電壓異常狀態(tài)自動檢測裝置，包括監(jiān)測被監(jiān)控設(shè)備的電壓并將所監(jiān)測的電壓與預(yù)設(shè)的上下限基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后輸出相應(yīng)的控制信號的電壓比較模塊及根據(jù)所述電壓比較模塊的控制信號進(jìn)行顯示的顯示模塊；其中所述電壓比較模塊的輸入端與被監(jiān)控設(shè)備的電壓輸出端連接；所述顯示模塊的輸入端與所述電壓比較模塊的輸出端連接。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)被監(jiān)控設(shè)備多路電壓異常狀態(tài)的自動檢測，提高了檢測的安全性、準(zhǔn)確性及檢測效率。同時，本發(fā)明還具有電路結(jié)構(gòu)簡單和易實現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01R19/165GK102944730SQ20121043624
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者陳高 申請人:深圳創(chuàng)維－Rgb電子有限公司