对多路电源模块输出的电压进行检测的检测电路的制作方法

本发明属于电路故障检测技术领域，尤其涉及一种对多路电源模块输出的电压进行检测的检测电路。

背景技术：

传统技术对电源故障检测采取的方法是通过对电源模块输出的电压值进行采样，当电源模块输出的电压低于预定的第一电压报警限值或高于预定的第二电压报警限值时，电路进行报警提示，第一电压报警限值小于第二电压报警限值。

这种检测方式存在的缺陷是只能对单路电源模块输出的电压进行检测报警提示，且电压报警限值一般由硬件电路设定，电压报警限值的改变需要重新设计电路，当需要同时对多路直流电源模块输出电压幅值检测时往往采取电路叠加的方法，电路复杂，调试工作量大，且需要借助多种仪器仪表完成。

技术实现要素：

本发明解决了传统方式对多路直流电源模块输出的电压同时检测时，电路设计复杂的问题，且本发明的检测电路通过软件设定电压的检测限值，不需要设计硬件电路的改动，且能够实现对发生故障的电压模块输出的电压实时在线检测。

本发明提供的技术方案：一种对多路电源模块输出的电压进行检测的检测电路，述检测电路包括电源选择电路、采样电路、控制电路和提示电路，其中：

所述控制电路与所述电源选择电路电性连接，以向所述电源选择电路发送与需要测试的电源模块对应的编号；

所述电源选择电路与各个需要测试的电源模块电性连接，所述电源选择电路选通与所述控制电路发送的编号对应的电源模块，将所述选通的电源模块的电压信号发送给所述采样电路；

所述采样电路对所述电源选择电路发送的电压信号进行采样，将采样得到的电压值发送给所述控制电路；

所述控制电路判定所述电压值是否超出所述编号对应的电压范围内，在判定所述电压值超出所述编号对应的电压范围时，控制所述提示电路进行报警提示。

可选的，控制电路中的控制芯片预存存储有分别与各个电源模块对应的电压范围。这里的电压范围可以是预先存储在控制芯片中，也可以根据需要重新编程写入。

可选的，所述控制电路在工作状态下，将i初始化为1，判定第i个编号是否大于预定值，在第i个编号不大于所述预定值时，向所述电源选择电路发送所述第i个编号，将i+1，继续执行所述判定第i个编号大于预定值的步骤，直到第i个编号大于所述预定值，则结束。

可选的，所述控制电路在调试状态下，确定被选择的编号，向所述电源选择电路发送所述编号。

可选的，所述控制电路包括由至少两个开关组成的选择开关，所述控制电路根据所述选择开关中对应开关的开闭状态确定是否进入工作状态，或是否进入调试状态，所述控制电路根据所述选择开关中各开关的开闭状态确定所述被选择的编号。

可选的，所述需要测试的电源模块的数量为16，所述选择开关包括五个开关，每个开关分别与所述控制电路中的控制芯片的对应输入端口连接，第一个开关打开时，所述控制电路中的控制芯片处于工作状态和调试状态中的一种，第一个开关闭合时，所述控制电路的控制芯片处于工作状态和调试状态中的另一种，当所述控制电路中的控制芯片处于调试状态时，所述控制芯片根据其余四个开关的开闭状态组合确定被选择的编号。

可选的，所述需要测试的电源模块输出的标称电压分别为±5v、±9v、±12v和3.3v，所述选择开关包括四个开关，每个开关分别与所述控制电路中的控制芯片的对应输入端口连接，第一个开关打开时，所述控制电路的控制芯片处于工作状态和调试状态中的一种，第一个开关闭合时，所述控制电路的控制芯片处于工作状态和调试状态中的另一种，当所述控制电路中的控制芯片处于调试状态时，所述控制芯片根据其余三个开关的开闭状态组合确定被选择的编号。

可选的，所述提示电路包括若干个提示灯，各个提示灯与所述控制电路电性连接；

所述控制电路在判定所述电压值超出所述编号对应的电压范围时，控制与所述编号对应的提示灯亮灯。

可选的，所述采样电路在对所述电源选择电路选择的电压进行采样后，对采样后的电压进行a/d转换，将转换后的电压值通过数据输出端口发送给所述控制电路，并在每次转换结束之后，通过信号输出端口向所述控制电路发送转换结束信号；

所述控制电路接收所述采样电路发送的电压值并进行替换存储，在每次接收到转换结束信号之后，读取存储的电压值。

可选的，所述需要测试的电源模块的数量为16，所述电源选择电路包括第一选择器、第二选择器和第三选择器，所述第一选择器和所述第二选择器均为八选一选择器，所述第一选择器和所述第二选择器的三个地址端口以及所述第三选择器的一个地址端口与所述控制单元的编号输出端口相连。

本发明除了可以同时对多路电源模块输出电压进行检测报警外，电路设置了工作和调试模式，工作模式下，电路通过单片实现对多路通道机循环检测，调试模式下可以通过拨位开关手动选择相应检测通道，不需要借用仪器仪表就可以直接读出所选检测通道对应电源模块输出电压的具体数值。调试方便，减少了工作量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明一个实施例中提供的对多路电源模块输出的电压进行检测的检测电路的结构示意图；

图2是本发明一个实施例中提供的电源选择电路的示意图；

图3是本发明一个实施例中提供的采样电路的示意图；

图4是本发明一个实施例中提供的采样电路输出数据的存放格式的示意图；

图5是本发明一个实施例中提供的控制电路和提示电路的示意图；

图6是本发明一个实施例中提供的对多路电源模块输出的电压进行检测的流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是是本发明一个实施例中提供的对多路电源模块输出的电压进行检测的检测电路的结构示意图，该检测电路包括电源选择电路110、采样电路120、控制电路130和提示电路140。

控制电路130与电源选择电路110电性连接，以向电源选择电路110发送用于指示需要测试的电源模块的编号。

为了保证可以对多个电源模块输出的电压进行测试，针对每个电源模块输出的电压值可能是不同的情况，本申请中在控制电路130中的控制芯片中存储有分别与各个电源模块对应的编号，以及与各个电源模块对应的电压范围。

可选的，控制电路130中的控制芯片中将与电源模块对应的编号、电源模块的电压范围一对一绑定存储。

可选的，控制电路130中的控制芯片中存储的与电源模块对应的编号并不是电源模块的唯一标识码，只是与当前需要测试的电源模块一一对应。举例来讲，若需要测试的电源模块为16个，则编码是由四位二进制数组成的字符串，每个字符串对应一个电源模块。再举例来讲，若需要测试的电源模块为8个，则编码是由三位二进制数组成的字符串，每个字符串对应一个电源模块。

可选的，根据需要测试的电源模块的数量，可以通过软件编码方式对控制电路130中的控制芯片中存储的与电源模块对应的编号进行设定。

可选的，根据电源模块的输出的标称电压，可以通过软件编码方式对控制电路130中的控制芯片中存储的各个电源模块对应的电压范围进行设定和修改。

电源选择电路110与各个需要测试的电源模块电性连接，电源选择电路110选通与控制电路130发送的编号对应的电源模块，将选通的电源模块的电压信号发送给采样电路120。

采样电路120对电源选择电路110发送的电压信号进行采样，将采样得到的电压值发送给控制电路130。

控制电路130判定电压值是否超出该编号对应的电压范围内，在判定电压值超出超出编号对应的电压范围内时，控制提示电路140进行报警提示。

这里的提示电路140可以通过指示灯进行报警提示，也可以通过声音播放器进行报警提示，还可以通过文字或图形显示器进行报警提示，本实施例对提示电路140的报警提示的方式不进行限定。

为了便于理解本申请提供的检测电路，下面结合图2至图6对检测电路以及检测电路的检测流程进行说明。在实际应用中，本申请提供的检测电路可以对多路电源模块进行检测，下面以对16路电源模块进行检测进行举例说明。

请参见图2所示，其是本发明一个实施例中提供的电源选择电路的示意图，该电源选择电路中包含三个选择器(可以记为第一选择器n4、第二选择器n5和第三选择器n6)，第一选择器n4和第二选择器n5均为八选一选择器，比如图2中所示的ad7501kq芯片。

第一选择器n4的八个输入端口s1-s8分别接入八路电源模块，第二选择器n5的八个输入端口s1-s8分别接入八路电源模块。

第一选择器n4的三个地址端口a0、a1和a2以及第二选择器n5的三个地址端口a0、a1和a2以及第三选择器n6的一个地址端口a0均与控制电路130中的控制芯片的编号输出端口(即图4中控制芯片d2的p20-p23端口)相连。这样控制电路130中的控制芯片可以将四个二进制字符串形成的编码发送给电源模块选择电路110，实现从16个电芯模块选择一个电芯模块。

可选的，第三选择器n6可以是与第一选择器n4以及第二选择器n5相同的芯片，比如均为ad7501kq芯片。

第三选择器n6根据该编码中预定位置的二进制取值确定是选通第一选择器n4所连接的电源模块，还是选通第一选择器n5所连接的电源模块。第一选择器n4和第一选择器n5则通过该编码中其余三个二进制取值确定选通所接入的哪一个电源模块。举例来讲，以四个二进制形成的编码、第一个二进制取值为0则选通第一选择器n4所接入的电源模块，第一个二进制取值为1则选通第一选择器n4所接入的电源模块为例，编码为0000时，确定选通的电源模块为第一选择器n4的第一个接入端口接入的第一路电源模块；编码为0001时，确定选通的电源模块为第一选择器n4的第二个接入端口接入的第一路电源模块；编码为1000时，确定选通的电源模块为第二选择器n5的第一个接入端口接入的第一路电源模块；编码为1001时，确定选通的电源模块为第二选择器n5的第二个接入端口接入的第一路电源模块。

在实际应用中，每路的电源模块的电压通过分压电阻分别归一化为1.5v后，再通过电源模块选择电路110送往芯片n7ad712放大器组成的电压跟随器，送往后级采用电路120进行采样。

采样电路120在对电源选择电路110选择的电压进行采样后，对采样后的电压进行a/d转换，将转换后的电压值通过数据输出端口发送给控制电路130，并在每次转换结束之后，通过信号输出端口向控制电路130发送转换结束信号。

请参见图3所示，其是本发明一个实施例中提供的采样电路的示意图，该采用电路130的采样芯片选用mc14433芯片，mc14433芯片是采用cmos工艺制作的31/2位双积分型a/d转换器。

采样电路120中采用±5v双电源供电，10、11脚接一个300kω的电阻，以产生内部时钟信号。4、5、6脚外接一个470kω的积分电阻和一个0.1uf的积分电容，7、8之间接一个0.1uf的失调补偿电容，mc14433芯片工作电源为±5v，正电源接vdd，模拟部分负电源端接vee，模拟地vag与数字地vss相连为公共接地端。

为了提高电源的抗干扰能力，正、负电源分别经去耦电容0.1μf与vss(vag)端相连。mc14433芯片的a/d转换结果采用动态扫描输出，一方面由q4～q1输出4位bcd，同时由ds4～ds1输出4位位选通信号，将它们接到控制电路130中的控制芯片at89c51的p1口上。另外，采样电路120中利用芯片ad680为芯片mc14433提供2v的基准工作电压。

芯片mc14433的eoc端输出用于指示a/d转换结束的转换结束信号，每一次a/d转换结束时，eoc端都输出一个1/2时钟周期宽度的脉冲。该eoc端与控制电路130中的控制芯片at89c51的p33相连。

当给芯片mc14433的du端输入一个正脉冲时，当前a/d转换周期的转换结果(即q1-q4以及ds1至ds4输出的数据)将被送至控制电路130中的控制芯片at89c51内的输出锁存器，经多路开关输出，否则将输出锁存器中原来的转换结果。所以du端与eoc端相连，以选择连续转换方式，每次转换结果都送至控制芯片at89c51内的输出锁存器，正脉冲信号作为at89c51的int1的中断请求信号，控制芯片at89c51内的cpu响应中断请求后，可判断送到p1口上的数据是否有位选通信号，若出现位选通信号时，便将q4～q1输出线上的数据存放在相应的数据区加以保存。

以ds1端的信号对应千位，ds2端的信号对应百位，ds3端的信号对应十位，ds2端的信号对应个位为例，当控制芯片at89c51确定接收到ds1端的信号时，则将从q4～q1输出线上接收到的数据存放在千位的数据区加以保存；当控制芯片at89c51确定接收到ds2端的信号时，则将从q4～q1输出线上接收到的数据存放在百位的数据区加以保存；当控制芯片at89c51确定接收到ds3端的信号时，则将从q4～q1输出线上接收到的数据存放在十位的数据区加以保存；当控制芯片at89c51确定接收到ds4端的信号时，则将从q4～q1输出线上接收到的数据存放在个位的数据区加以保存。

这里设转换后的电压值数据存到控制芯片at89c51内部ram的20h、21h单元中，格式如图4。初始化程序开放cpu中断，允许外部中断1中断请求，置外部中断1为跳沿触发方式。每次a/d转换结束，都向cpu请求中断，cpu响应中断，执行中断服务程序，读取a/d转换的结果。

a/d转换子程序：

控制电路130在接收采样电路120发送的电压值并进行替换存储，在每次接收到转换结束信号之后，读取存储的电压值，即控制电路130将从ds1-ds4以及q1-q4线路接收到的电压值数据进行替换存储，并根据从eoc线路接收到的转换结束信号，读取存储的电压值数据。

在实际应用中，为了使检测电路的检测方式多样化，本申请中的检测电路提供了两种检测方式，一种是在控制电路130的控制芯片处于工作状态时的自动检测方式，另一种是控制电路130的控制芯片处于调试状态时对被选择的电压模块进行检测的方式。

为了能够实现对控制芯片的状态调整，本申请中的控制电路130还包括由至少两个开关组成的选择开关，控制电路130可以根据选择开关中对应开关的开闭状态确定是否进入工作状态，或是否进入调试状态，控制电路130可以根据选择开关中各开关的开闭状态确定被选择的编号。

请参见图5所示，其是本发明一个实施例中提供的控制电路和提示电路的示意图，该控制电路130中的控制芯片为at89c51，另外，控制电路130中还包括由四个开关组成的选择开关s2。

若需要测试的电源模块输出的标称电压包括7种时，比如分别为±5v、±9v、±12v和3.3v，这里的选择开关s2可以包括四个开关，每个开关分别与控制电路130中的控制芯片的对应输入端口p34-p37连接。

若需要测试的电源模块的数量为16种时，选择开关s2可以包括五个开关，每个开关与控制电路130中的控制芯片的对应输入端口连接。

在实际应用中，可以利用任一个开关的打开或关闭状态，确定控制电路130中的控制芯片是否进入工作状态，或是否进入调试状态。以第一个开关控制确定控制电路130中的控制芯片的状态为例，第一个开关打开时，控制电路130中的控制芯片处于工作状态和调试状态中的一种，第一个开关闭合时，控制电路的控制芯片处于工作状态和调试状态中的另一种。

当控制电路中的控制芯片处于调试状态时，控制芯片根据选择开关中的其余开关的开闭状态组合确定被选择的编号。

比如，选择开关的第二个开关为闭合、第三个开关和第四个开关均为打开时，控制芯片确定被选择的编号为001。

请参见图6所示，其是本发明一个实施例中提供的对多路电源模块输出的电压进行检测的流程图，检测流程如下：

步骤601，控制芯片进行初始化；

这里所讲的初始化时，包括对编号以及电压范围的初始化，以及将后续需要使用的i值进行初始化，比如初始化为1。显然，在实际应用中，根据软件编码程序的规则，还可以将i值初始化为0，本申请中对比不进行限定。

步骤602，控制芯片是否进入工作状态；

这里可以通过判定控制芯片的p3.4的取值是否为1来确定控制芯片是否进入工作状态。

显然，这里p3.4的取值是由选择开关的第一个开关的开闭状态来决定的，本实施例中当p3.4为的取值为1时，则控制芯片进入工作状态，即步骤603，否则，控制芯片进入调试状态，即步骤612。

步骤603，控制芯片进入工作状态；

步骤604，控制芯片确定当前的第i个编号；

步骤605，控制芯片判断第i个编码是否大于预定值；

这里的预定值由i的初始化取值以及需要测试电源模块的数量来确定的，比如，i初始化取值为1，需要测试电源模块为16个，则预定值为16。还比如，i初始化为0，需要测试电源模块为16个，则预定值为15。

显然这里的判断体还可以为：判断第i个编码是否等于预定值。这种情况下，当等于预定值时，则执行一次对电源模块的选通，采样电路对选通的电源模块的电压进行采样发送给控制芯片之后，控制芯片最后一次判定该电压值是否超出该编码对应的电压范围内，若该电压值超出该编码对应的电压范围，则控制提示电路进行报警提示，结束检测流程；若该电压值超出该编码对应的电压范围，则结束检测流程。

步骤606，在第i个编号不大于预定值时，控制芯片向电源选择电路发送第i个编号；

在第i个编号不大于预定值时，则表明该第i个编号对应的电源模块尚未被检测，此时控制芯片向电源选择电路发送该第i个编号，以控制电源选择电路选择与该第i个编号对应的电源模块。

在第i个编号大于预定值时，则表明所有电源模块均已经检测完毕，此时结束检测流程。

步骤607，电源选择电路选通第i个编号对应的电源模块；

步骤608，采样电路对选通的电源模块进行电压采样；

步骤609，控制芯片判断采样的电压值是否超出选定编号所对应的电压范围；

步骤610，控制芯片判定采样的电压值超出选定编号所对应的电压范围时，提示电路进行报警提示；

控制芯片判定采样的电压值超出选定编号所对应的电压范围时，表明该编号对应的电源模块输出的电压值存在异常，此时则控制提示电路进行报警提示。

控制芯片判定采样的电压值未超出选定编号所对应的电压范围时，则表明该编号对应的电源模块输出的电压值未存在异常，此时则执行步骤612。

步骤611，控制芯片将i+1，继续执行步骤605；

步骤612，控制芯片进入调试状态；

步骤613，控制芯片根据选择开关的开闭状态确定编号；

步骤614，控制芯片向电源选择电路发送该编号；

步骤615，电源选择电路选通该编号对应的电源模块；

步骤616，采样电路对选通的电源模块进行电压采样；

步骤617，控制芯片判断采样的电压值是否超出选定编号所对应的电压范围；

步骤618，控制芯片判断采样的电压值超出选定编号所对应的电压范围时，提示电路进行报警提示。

很显然，上述流程中，如果存在若干个不需要检测的电源模块，还可以对i的取值进行控制，以排除不需要检测的电源模块的编号，这是本领域技术人员均可以实现的编程算法，这里就不再赘述。

为了实现对多路电源模块的报警提示，当报警提示方式为通过提示灯进行提示时，本实施例中，控制芯片的p0.0、p0.1、p0.2、p0.3、p0.4分别通过d4sn54ls05反相器驱动h1、h2、h3、h4、h5五个led指示灯，根据p0口电平的高低，便可驱动p0口上5只led灯的亮灭，根据5只led灯的亮灭状态，便可知道知道电源的故障位置。显然，如果是16路电源模块时，上述指示灯也可以仅选用4个。实际应用中，指示灯数量的选择根据需要检测的电源模块的数量来确定。同时通过d5方向器将编号的反码送给其他外部模块，对照关系见表1。

表1

以被检测的输出电压值为±5v、±9v、±12v和3.3v的七种电源模块为例，故障报警电压(即电压取值范围)设为标称值u的(1±10％)，当电路电源发生故障时，led指示灯即进行指示，电源模块对应的编号以及发光二极管的关系如下表2所示。

表2

综上所述，本发明实施例提供的对多路电源模块的输出电压进行检测的检测电路，除了可以同时对多路电源模块输出电压进行检测报警外，电路设置了工作和调试模式，工作模式下，电路通过单片实现对多路通道机循环检测，调试模式下可以通过拨位开关手动选择相应检测通道，不需要借用仪器仪表就可以直接读出所选检测通道对应电源模块输出电压的具体数值。调试方便，减少了工作量，且电路结构简单，降低了制造成本。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。