专利名称：一种电路板上电源短路点的检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子检测领域，尤其涉及到一种电路板上电源短路点的检测装置。
背景技术：
随着技术的发展，电路板上的电源设计越来越多的采用了电源平面和地平面的实 现方式。采用此种方式设计的电路板有多种优势。但是如果一旦电路板上因为某种故障从 而导致电路板上的某个电源平面与地平面发生了短路，此时想要定位电源短路点的位置、 查找故障原因却比较困难。目前，检测电路板上电源短路点的装置主要有两种，一种是低阻抗测量仪器，通过 测量电阻值定位被测电路板上的电源短路点；另一种是电流示踪器，根据电流的流向定位 被测电路板上的电源短路点。其中，使用低阻抗测量仪器进行测量时，由于短路的电阻值一 般都很低，因此测量常常会受到接触电阻等其他因素的影响，容易受到干扰，可能会出现误 测的情况，定位准确度低；而采用电流示踪器进行测量时，由于电流示踪器的电路结构较为 复杂，成本较高，不利于广泛使用。因此，亟待提供一种能够准确定位电路板上的电源短路点、并且电路结构简单的 检测装置。
实用新型内容本实用新型提供了 一种电路板上电源短路点的检测装置，能够准确定位电路板上 的电源短路点，该检测装置的电路结构简单、使用方便，易于推广应用。本实用新型提供一种电路板上电源短路点的检测装置，包括电源电路(101)、电流源电路(102)、电压表电路(103)、控制电路(104)和告警电 路(105)，所述电流源电路(102)和电压表电路(103)的负极接地，其中电源电路(101)，用于为电流源电路(102)、电压表电路(103)、控制电路(104)和 告警电路(105)提供工作电压；电流源电路(102)，用于为被测电路板提供输入电流；电压表电路(103)，用于测量所述被测电路板表层平面和底层平面上与电源相通 的每一个点的电压值，并将测量出的每一个点的电压值发送给控制电路(104)；控制电路(104)，用于接收电压表电路(103)测量出的所述被测电路板表层平面 上与电源相通的当前点的电压值，并当测量出的当前点的电压值超过预先设定的电压门限 值时，定位当前点为电源短路点并触发告警电路(105)；告警电路(105)，用于在控制电路(104)的触发下，发出告警信息。具体实施中，电源电路(101)包括电池组和线性电压转换器件，所述电池组直接 为电流源电路(102)、电压表电路(103)和告警电路(105)提供工作电压，所述电池组经过 线性电压转换器件进行电压转换后为控制电路(104)提供工作电压。[0014]其中，所述线性电压转换器件一般为低压差线性稳压器LD0。其中，所述电压表电路(103)的测量精度不低于0. lmV。其中，所述电流源电路(102)为被测电路板提供的输入电流的取值范围是大于 等于500mA且小于等于1A，相应的电压门限值的取值范围是大于等于30mV且小于等于 60mV。所述控制电路(104) —般为单片机或者数字信号处理DSP芯片。具体实施中，所述告警电路(105)包括声告警电路和/或光告警电路，其中声告警电路，用于在控制电路(104)的触发下，发出声告警信息；光告警电路，用于在控制电路(104)的触发下，发出光告警信息。其中，所述声告警电路采用的发声器件为蜂鸣器，所述光告警电路采用的发光器 件为发光二极管LED。本实用新型提供的电路板上电源短路点的检测装置，电流源电路为被测电路板提 供输入电流，从而将电源短路点的电阻值转换为电压值，由电压表电路测量被测电路板表 层平面和底层平面上与电源相通的每一个点的电压值，并将测量出的每一个点的电压值发 送给控制电路；控制电路分析每一个点的电压值是否超过预先设定的电压门限值，电压值 超过电压门限值的点即为电源短路点，并触发告警，从而方便地实现电路板上电源短路点 的准确定位，并且该检测装置的电路结构简单、检测效率高，因此适于大批量电路板的电源 短路点的快速、准确定位。本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书 中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过 在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
图1为本实用新型实施例中电路板上电源短路点的检测装置示意图；图2为本实用新型实施例中电路板上电源短路点的另一种较佳的检测装置示意 图；图3为本实用新型实施例中双层电路板上电源短路点的检测原理图。
具体实施方式
针对现有技术中检测电路板上电源短路点的装置，定位准确度差、并且电路结构 复杂的问题，本实用新型实施例提供了一种电路板上电源短路点的检测装置，能够准确定 位电路板上的电源短路点，该检测装置的电路结构简单、使用方便，易于推广应用。以下结合说明书附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描 述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，并且在不冲突 的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本实用新型实施例提供了一种电路板上电源短路点的检测装置，向被测电路板提 供输入电流，通过测量电压值定位电路板上的电源短路点，由于电压检测电路的测量精度 高，不易受到干扰，使得该检测装置具有电路结构简单、定位准确度高、以及使用方便等特 点ο[0030]如图1所示，本实用新型实施例提供的电路板上电源短路点的检测装置，包括电 源电路(101)、电流源电路(102)、电压表电路(103)、控制电路(104)和告警电路(105)，所 述电流源电路(102)和电压表电路(103)的负极接地，其中，每个组成部件的具体功能如 下电源电路(101)，用于为电流源电路(102)、电压表电路(103)、控制电路(104)和 告警电路(105)提供工作电压；具体实施中，由于控制电路(104)所需的工作电压与电流源电路(102)、电压表电 路(103)和告警电路(105)所需的工作电压通常不一致，因此所述电源电路(101) —般由 电池组和线性电压转换器件组成，所述电池组直接为电流源电路(102)、电压表电路(103) 和告警电路(105)提供工作电压，所述电池组经过线性电压转换器件进行电压转换后为控 制电路(104)提供工作电压。电流源电路(102)，用于为被测电路板提供输入电流；其中所述电流源电路(102) —般通过与电流源电路(102)的电流输出端子(a)相 连的探头(c)为被测电路板提供输入电流，其中所述探头(c)是从电流表电路(102)的正 极引出；电压表电路(103)，用于测量被测电路板表层平面和底层平面上与电源相通的每 一个点的电压值，并将测量出的每一个点的电压值发送给控制电路(104)；其中所述电压表电路(103) —般通过与电压表电路(103)的电压探测端子(b)相 连的探头⑷测量每一个点的电压值；其中所述探头⑷是从电压表电路(103)的正极引 出；具体实施中，要求电压表电路(103)的测量精度不低于0. lmV。控制电路(104)，用于接收电压表电路(103)测量出的被测电路板表层平面上与 电源相通的当前点的电压值，并当测量出的当前点的电压值超过预先设定的电压门限值 时，定位当前点为电源短路点并触发告警电路(105)；具体实施中，控制电路(104) —般为单片机，当然也可以为DSP(数字信号处理) 芯片等；具体实施中，要求电流源电路(102)为被测电路板提供的输入电流的取值范围一 般在500mA到IA之间，相应的电压门限值的取值范围在30mV到60mV之间。告警电路(105)，用于在控制电路(104)的触发下，发出告警信息；具体实施中，告警电路(105)可以采用多种告警方式，例如声告警方式、光告警方 式、声光告警方式等等，则告警电路(105)具体可以包括声告警电路、光告警电路之一或者 全部，其中声告警电路，用于在控制电路(104)的触发下，发出声告警信息；光告警电路，用于在控制电路(104)的触发下，发出光告警信息；所述声告警电路采用的发声器件一般为蜂鸣器，所述光告警电路采用的发光器件 一般为LED (发光二极管)。本实用新型实施例提供了电路板上电源短路点的另一种较佳的检测装置，如图2 所示，其中电源电路(101)由9V的电池组(Pl)和低压差线性稳压器LDO(Dl)组成，低压差线性稳压器LDO(Dl)能够将9V的电压转换为5V的电压；电流源电路(102)具体采用的器件为普通的电流源(II)，其工作电压为9V，为被 测电路板提供的输入电流为500mA，电流源(Il)的正极连接电流输出端子(a)；电压表电路(103)具体采用的器件为数字式电压表(Ul)，其工作电压为9V，测量 精度为0. lmV，数字式电压表(Ul)的正极连接电压探测端子(b)；控制电路(104)具体采用的器件为单片机(D2)，其工作电压为9V，设定的电压门 限值为30mV ；告警电路(105)采用声告警方式，具体采用的发声器件为蜂鸣器(D3)，其工作电 压为9V；所述电流源(Il)和数字式电压表(Ul)的负极接地。基于图2所示的检测装置，每个组成器件的具体功能如下电池组(Pl)直接为电流源(Il)、数字式电压表(Ul)和蜂鸣器(D3)提供9V的工 作电压；电池组(Pl)经过低压差线性稳压器LDO(Dl)进行电压转换后为单片机(D2)提供 5V的工作电压；电流源(Il)，用于通过与电流源(Il)的电流输出端子(a)相连的探头(c)为被测 电路板提供500mA的输入电流；所述数字式电压表(Ul)，用于通过与数字式电压表(Ul)的电压探测端子(b)相连 的探头(d)测量被测电路板表层平面和底层平面上与电源相通的每一个点的电压值，并将 测量出的每一个点的电压值依次发送给单片机(D2)；单片机(D2)，用于接收数字式电压表(Ul)测量出的被测电路板表层平面上与电 源相通的当前点的电压值，并当测量出的当前点的电压值超过预先设定的电压门限值时， 定位当前点为电源短路点并触发蜂鸣器(D3)，由于当前向被测电路板提供的输入电流为 500mA,因此电压门限值一般设置为30mV ；蜂鸣器(D3)，用于在单片机(D2)的触发下，发出声告警信息，一般为“嘀嘀”的蜂鸣声。本实用新型实施例提供的电路板上电源短路点的检测装置针对检测多层电路板 和带有电源平面的双层电路板。对于带有电源平面的双层电路板，一般电路板表层部分区域为电源平面，电路板 底层的部分区域为地平面。针对双层电路板来说，被测电路板表层平面的测试点一般是指 在电路板表层电源平面上与各电子元器件相连接的电源管脚。对于多层电路板，为方便介绍，以四层电路板为例说明，一般电路板表层即第一层 和电路板底层即第四层，均为信号层；电源层和地层分别位于中间的第二层和第三层，无法 直接测试电源层各电源平面上的电源点。如果电路板由多个电源提供工作电压，则电源层 包括多个电源平面；举例说明一下，如果所述电路板有9V和5V两种电源提供工作电压，则 在所述电源层形成9V和5V两个电源平面。针对多层电路板来说，被测电路板表层平面和 底层平面上与电源相通的点(可以称为测试点)一般是指电路板表层平面中与电源层中各 电源平面相通的过孔或者与该过孔相连的器件管脚。下面以双层电路板为例介绍电路板上电源短路点的检测原理如图3所示，为一个双层电路板中电源层的一个电源平面和地平面的电源短路示意图，A点通过探头(c)连接检测装置的电流输出端子(a)，即电流源电路为被测电路板提 供输入电流的点，B点通过导线连接检测装置的地管脚(e)，A点是在电路板表层(即所述 电源平面所在的层)任意一个过孔处选取的点，B点是在电路板底层(即地平面所在的层) 任意一个和地相连的过孔处选取的点。此时检测装置内部的电流源电路通过电流输出端子 (a)相连的探头(c)为被测电路板提供输入电流，假设图3中S点为所述被测电路板中的电 源短路点，所述输入电流通过该电源平面流向电源短路点S点，然后再通过电路板上的地 平面流向B点，最后流回检测装置的地管脚(e)上，形成一个回路。在该电流回路中，电路板的电源平面和地平面会因为电流的流向而产生一定的电 势差，所述电势差是由电源线自身阻抗产生的，电路板上电源平面的电势分布是随着电流 的流向而降低，并且这个电势差的分布是不均勻的。在靠近A点、B点和S点的地方，因为 电源短路后，整个电源平面的电流都会经过电源短路点，所以电源短路点附近的电势差会 远远超过电源平面上其他位置的电势差，由于A点和B点为已知，所以检测时使用与电压表 电路的电压探测端子(b)相连的探头(d)测量所述电路板表层电源平面中除了 A点以外电 势差变化较大的地方，就是电源短路点S点。所述的电势差变化较大是指所述电压表电路测量得到的电压值超过了控制电路 预先设定的电压门限值，一般所述电压门限值的大小是随电流源电路向被测电路板提供的 输入电流的大小而成正比变化的，具体实施中，如果输入电流的取值在500mA到IA之间，对 应的电压门限值一般设定为30mV到60mV之间。本实用新型提供的电路板上电源短路点的检测装置，电流源电路为被测电路板提 供输入电流，从而将电源短路点的电阻值转换为电压值，由电压表电路测量被测电路板表 层平面和底层平面上与电源相通的每一个点的电压值，并将测量出的每一个点的电压值发 送给控制电路；控制电路分析每一个点的电压值是否超过预先设定的电压门限值，电压值 超过电压门限值的点即为电源短路点，并触发告警，从而方便地实现电路板上电源短路点 的准确定位，并且该检测装置的电路结构简单、检测效率高，因此适于大批量电路板的电源 短路点的快速、准确定位。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用 新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及 其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求一种电路板上电源短路点的检测装置，其特征在于，包括电源电路(101)、电流源电路(102)、电压表电路(103)、控制电路(104)和告警电路(105)，所述电流源电路(102)和电压表电路(103)的负极接地，其中电源电路(101)，用于为电流源电路(102)、电压表电路(103)、控制电路(104)和告警电路(105)提供工作电压；电流源电路(102)，用于为被测电路板提供输入电流；电压表电路(103)，用于测量所述被测电路板表层平面和底层平面上与电源相通的每一个点的电压值，并将测量出的每一个点的电压值发送给控制电路(104)；控制电路(104)，用于接收电压表电路(103)测量出的所述被测电路板表层平面上与电源相通的当前点的电压值，并当测量出的当前点的电压值超过预先设定的电压门限值时，定位当前点为电源短路点并触发告警电路(105)；告警电路(105)，用于在控制电路(104)的触发下，发出告警信息。
2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述电源电路(101)包括电池组和线性 电压转换器件，所述电池组直接为电流源电路(102)、电压表电路(103)和告警电路(105) 提供工作电压，所述电池组经过线性电压转换器件进行电压转换后为控制电路(104)提供 工作电压。
3.如权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述线性电压转换器件包括低压差线 性稳压器LDO。
4.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述电压表电路(103)的测量精度不低 于 0. ImV。
5.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述电流源电路(102)为被测电路板提 供的输入电流的取值范围是大于等于500mA且小于等于1A，相应的电压门限值的取值范 围是大于等于30mV且小于等于60mV。
6.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述控制电路(104)包括单片机或者数 字信号处理DSP芯片。
7.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述告警电路(105)包括声告警电路和 /或光告警电路，其中声告警电路，用于在控制电路(104)的触发下，发出声告警信息；光告警电路，用于在控制电路(104)的触发下，发出光告警信息。
8.如权利要求7所述的检测装置，其特征在于，所述声告警电路采用的发声器件为蜂 鸣器，所述光告警电路采用的发光器件为发光二极管LED。
专利摘要本实用新型公开了一种电路板上电源短路点的检测装置，能够准确定位电路板上的电源短路点。该检测装置中，电源电路(101)，用于为电流源电路(102)、电压表电路(103)、控制电路(104)和告警电路(105)提供工作电压；电流源电路(102)，用于为被测电路板提供输入电流；电压表电路(103)，用于测量被测电路板表层平面和底层平面上与电源相通的每一个点的电压值，并发送给控制电路(104)；控制电路(104)，用于接收电压表电路(103)测量出的当前点的电压值，当前点的电压值超过预先设定的电压门限值时，定位当前点为电源短路点并触发告警电路(105)；告警电路(105)，用于发出告警信息。
文档编号G01R31/02GK201716386SQ20102023924
公开日2011年1月19日 申请日期2010年6月24日 优先权日2010年6月24日
发明者熊云帆, 苏永铨 申请人:中兴通讯股份有限公司