一种数字电源输出电压过压自测试电路的制作方法

本实用新型涉及数字电源检测领域，特别涉及一种数字电源输出电压过压自测试电路。

背景技术：

现有技术中为增加电源在使用过程中的可靠性，电源会进行各项指标测试，而输出过压保护是重要的测试指标之一。

现有的电源输出电压过压自测试电路如图1所示，包括电源模块1与测试模块2，电源模块1包括数字电源控制芯片11、过压保护电路12以及第一状态显示电路13，测试模块2包括测试使能电路21、第二状态显示电路22，数字电源控制芯片11的AN0脚上连接有电阻R1、R2，AN1脚上连接有电阻R5、R6，RB0脚上连接有电阻R3、电阻R4以及三极管Q1，其中电阻R1、R2，电阻R5、R6均串联连接到输出电压Vout和GND之间；RB1脚上连接过压保护电路12，RB2脚上先连接第一状态显示电路13，第一状态显示电路13再连接测试模块2上的第二状态显示电路22，INT0脚上连接测试使能电路21。

上述的电路开始检测工作时，测试模块2上的测试使能电路21输出过压保护测试信号，数字电源控制芯片11接收测试信号后，RB0输出高电平，使Q1进入饱和状态，拉低电阻R2两端的反馈电压，使数字电源输出电压逐渐升高，当RB1检测到输出电压输入过压保护电路12工作后，关断变换器，同时通过AN1读取输出电压的值，这个值就是输出电压过压保护值，输出电压的值通过RB2发送工作状态至第二状态显示电路22进行显示；这种测试电路只有在输出电压的值达到过压保护值时才能在第二状态显示电路22中进行简单显示，且在低于过压保护值不会进行显示，导致工作人员无法准确得知电源的工作情况。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种数字电源输出电压过压自测试电路,使得数字电源的输出电压无论有无达到过压保护值，均能够明确地进行提示，有利于工作人员准确得知数字电源的工作情况。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种数字电源输出电压过压自测试电路，包括：

电压采集单元，耦接于数字电源以接收输出电压并转换为电压信号；

电压检测单元，耦接于电压采集单元以接收电压信号并输出比较信号；

所述电压检测单元包括比较电路、基准电路；

所述比较电路耦接于电压采集单元以接收电压信号并输出比较信号，所述基准电路用于给比较电路提供电压上限信号，即过压保护值；

状态显示单元，耦接于所述比较电路以接收比较信号并响应于比较信号以实现提醒显示；

所述状态显示单元包括：

频闪模块，用于接收低电平的比较信号并响应于低电平的比较信号以实现频闪提示；

发光模块，用于接收高电平的比较信号并响应于高电平的比较信号以实现发光提示。

当电压信号小于电压上限信号时，比较电路输出低电平的比较信号，触发频闪模块 实现频闪提示；当电压信号大于电压上限信号时，比较电路输出高电平的比较信号，触发发光模块 实现发光提示。

通过上述技术方案，在对数字电源的输出电压进行过压测试时，可通过基准电路对过压保护值进行设定,电压采集单元将数字电源的输出电压转化为电压信号，电压检测单元会接收电压信号，并根据基准电路设定的过压保护值进行检测判断输出高电平的比较信号，还是低电平的检测信号，若输出低电平的比较信号表示数字电源的输出电压未达到过压保护值，若输出高电平的比较信号表示数字电源的输出电压达到甚至超过过压保护值；此时状态显示单元若接收低电平的比较信号，触发频闪模块进行间断式频闪提示，若接收高电平的比较信号，触发发光模块进行持续性发光提示；上述的这种状态提示单元通过频闪模块与发光模块，分别对数字电源低于过压保护值与到达或高于过压保护值都可以进行明确提示的方式，有利于更加方便地提醒工作人员数字电源的输出电压情况，进而可对数字电源进行及时地控制。

优选的，所述频闪模块包括逻辑电路、RC振荡电路以及第一发光二极管；

所述逻辑电路耦接于比较电路并接收比较信号，仅当比较信号为低电平时，逻辑电路输出振荡信号，所述RC振荡电路接收振荡信号并转换为启动信号，所述第一发光二极管接收启动信号并响应于启动信号进行间断式发光。

通过上述技术方案，当逻辑电路接收到低电平的比较信号后，逻辑电路会输出振荡信号，此时RC振荡电路接收到振荡信号后，可通过第一发光二极管进行间断式发光，以提醒工作人员数字电源未达到过压保护值。

优选的，所述逻辑电路为非门电路。

通过上述技术方案，当接收到低电平的比较信号，非门电路可将低电平的比较信号转化为高电平的振荡信号输出，反之接收到高电平的比较信号，会转化为低电平的振荡信号输出。

优选的，所述非门电路与RC振荡电路之间设有用于放大振荡信号的放大电路。

通过上述技术方案，当低电平的比较信号经过非门电路输出高电平的振荡信号时，放大电路可将振荡信号放大以更容易驱动RC振荡电路。

优选的，所述放大电路与RC振荡电路之间设有用于去除放大振荡信号中干扰信号的滤波电路。

通过上述技术方案，当高电平的振荡信号输出后，滤波电路可去除振荡信号中的干扰信号以得到更稳定的信号，以免干扰信号影响正常信号的传递。

优选的，所述发光模块包括耦接于所述比较电路以接收比较信号并响应于比较信号以发光提示的发光提示电路；仅当比较信号为高电平时，发光提示电路开始发光提示。

通过上述技术方案，当电压检测单元检测到电压信号已经达到过压保护值时，比较电路输出高电平的比较信号，使得发光提示电路工作，以进行发光显示，提示工作人员数字电源已经达到过压保护范围。

优选的，所述状态显示单元还包括耦接于所述比较电路以接收比较信号并响应于比较信号以发声提示的发声提示电路；仅当比较信号为高电平时，发声提示电路开始发声提示。

通过上述技术方案，在发光提示的基础上增加发声提示，更容易引起工作人员的注意。

优选的，还包括关断单元，耦接于电压检测单元以接收比较信号并响应于比较信号以实现变换器的关断。

通过上述技术方案，当电压检测单元检测到电压信号已经达到过压保护值时，关断单元接收高电平的比较信号以及时对变换器的线路进行切断。

优选的，所述关断单元包括耦接于电压检测单元以接收比较信号并输出开关信号的自动开关电路、耦接于所述自动开关电路以接收开关信号并响应于开关信号以关断变换器的控制电路；仅当输出的比较信号为高电平时，所述控制电路断开电源与变换器的线路。

通过上述技术方案，当关断单元接收高电平的比较信号后，自动开关电路闭合，进而使得控制电路切断电源与变换器的电路连接，避免变换器承受电压过高而受到破坏。

综上所述，本实用新型对比于现有技术的有益效果为：

通过设置对数字电源低于过压保护值进行明确提示的频闪模块、以及设置对数字电源到达或高于过压保护值进行明确提示的发光模块，有利于更加方便、准确地提醒工作人员数字电源的输出电压情况，进而可对数字电源进行及时地控制。

附图说明

图1为现有电源输出电压过压自测试电路的电路结构图，用于重点展示有电源输出电压过压自测试电路的电路结构；

图2为实施例的电路原理图，用于重点展示实施例的电路原理；

图3为实施例的电路结构图，用于重点展示实施例的电路结构；

图4为频闪模块的电路结构图，用于重点展示频闪模块的电路结构。

附图标记：1、电源模块；11、数字电源控制芯片；12、过压保护电路；13、第一状态显示电路；2、测试模块；21、测试使能电路；22、第二状态显示电路；3、电压采集单元；31、霍尔电压传感器；4、电压检测单元；41、比较电路；42、基准电路；5、状态显示单元；51、频闪模块；511、逻辑电路；512、RC振荡电路；52、发光模块；521、发光提示电路；53、发声提示电路；6、放大电路；7、滤波电路；8、关断单元；81、自动开关电路；82、控制电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参见图2、图3，一种数字电源输出电压过压自测试电路，包括电压采集单元3、电压检测单元4、状态显示单元5。

电压采集单元3包括霍尔电压传感器31，霍尔电压传感器31型号为CHVS-AS3.3-05，霍尔电压传感器31耦接于数字电源以接收物理量的输出电压并转换为电压信号v0。

电压检测单元4包括比较电路41、基准电路42，比较电路41耦接于霍尔电压传感器31以接收电压信号v0并输出比较信号v1，基准电路42用于给比较电路41提供电压上限信号，电压上限信号即为过压保护值。

比较电路41包括电阻R7、比较器A1，比较器A1的型号为LM311，比较器A1的同相端通过电阻R7耦接于霍尔电压传感器31以接收电压信号v0，比较器A1的反相端耦接于基准电路42；基准电路42包括电阻R8和电位器Rp1，电位器Rp1的型号为3296X-502，电阻R8 的一端耦接于Vcc电压，另一端耦接于比较器A1的反相端以及电位器Rp1，电位器Rp1的另一端接地；电阻R8和电位器Rp1之间的连接点提供上限信号Vref1，通过调节电位器Rp1可以调节上限信号Vref1的大小。当霍尔电压传感器31输出的电压信号v0达到过压保护值时，比较器A1的输出端输出高电平的比较信号v1 ，反之，则输出低电平的比较信号v1。

参见图3、图4，状态显示单元5耦接于电压检测单元4以接收比较信号v1 并响应于比较信号v1 以实现提醒显示；状态显示单元5包括频闪模块51、发光模块52，频闪模块51用于接收低电平比较信号v1 并响应于低电平比较信号v1 以实现频闪提示，发光模块52用于接收高电平比较信号v1 并响应于高电平比较信号v1 以实现发光提示。

频闪模块51包括逻辑电路511、放大电路6、滤波电路7、RC振荡电路512以及第一发光二极管D1；逻辑电路511为非门电路，非门电路包括反相器IC1，反相器IC1用于切换比较信v1的高低电平，反相器IC1的型号为SN74LVC1G04；反相器IC1的输入端耦接于比较电路41并接收比较信号v1，输出端耦接于放大电路6。

放大电路6用于将经过反相器IC1切换后的比较信号v1放大以更容易驱动后续电路，放大电路6包括放大器IC2、电阻R10、R11，放大器IC2的型号为LM324，放大器IC2的同相端耦接于反相器IC1的输出端，反相端耦接于电阻R10的一端，电阻R10的另一端接地，放大器IC2的反相端与输出端之间串联电阻R11，放大器IC2的输出端还耦接于滤波电路7。

滤波电路7用于将比较信号v1中的干扰信号去除得到更平稳的比较信号v1，滤波电路7采用RC滤波，包括电阻R12、电容C3，电容C3的一端耦接于放大器IC2的输出端，另一端接地，电阻R12的一端同样耦接于放大器IC2的输出端，另一端耦接于RC振荡电路512。

RC振荡电路512包括电阻R13、14、15、16、电容C1、C2以及比较器A2，比较器A2的型号为LM311，电阻R13和R15的一端电连接于比较器A1的输出端，电阻R13的另一端电连接于电容C1的第一端，电容C1的第二端电连接于电阻R14的一端、电容C2的第一端，电阻R14的另一端与电容C2的第二端接地，电容C1的第二端、电阻R15的另一端还电连接于比较器A2的同向端，比较器A2的反向端通过电阻R16接地，比较器A2的输出端电连接于第一发光二极管D1的阳极端，第一发光二极管D1的阴极端通过电阻R17接地。

当比较电路41输出低电平的比较信号v1时，反相器IC1将低电平的比较信号v1切换为高电平的比较信号v1，并经过放大器IC2的放大，滤波电路7的滤波后转换为振荡信号v2，RC振荡电路512接收振荡信号v2并转换为启动信号v3，第一发光二极管D1接收启动信号v3并响应于启动信号v3进行间断式发光；当比较电路41输出高电平的比较信号v1 时，反相器IC1将高电平的比较信号v1切换为低电平的比较信号v1，第一发光二极管D1不工作。

发光模块52包括发光提示电路521、发声提示电路53，发光提示电路521耦接于比较电路41以接收比较信号v1并响应于比较信号v1以进行发光提示，发声提示电路53同样耦接于比较电路41以接收比较信号v1并响应于比较信号v1以进行发声提示。

发光提示电路521包括第二发光二极管D2、电阻R9，第二发光二极管D2的阳极端耦接于比较器A1的输出端以接收比较信号v1，第二发光二极管D2的阴极端耦接于电阻R9的一端，电阻R9的另一端接地；当比较信号v1为高电平时，第二发光二极管D2开始长时间持续发光。

发声提示电路53包括发声器SP，发声器SP的一端耦接于比较器A1的输出端以接收比较信号v1，另一端接地；当比较信号v1为高电平时，发声器SP开始发声。

测试电路还包括关断单元8，关断单元8包括耦接于比较电路41以接收比较信号v1并输出开关信号v4的自动开关电路81、耦接于自动开关电路81以接收开关信号v4并响应于开关信号v4以关断变换器的控制电路82。

自动开关电路81响应于比较信号v1以实现开闭，包括三极管Q1、电阻R18，型号为NPN9013，三极管Q1的基极通过电阻R18耦接于比较器A1的输出端，发射极接地，集电极耦接于控制电路82并输出开关信号v4。

控制电路82包括继电器K、受控于继电器K的常闭触点K-1；继电器K的一端耦接于三极管Q1的集电极，另一端连接电压Vcc，常闭触点K-1的一端连接外接电源，另一端连接变换器，继电器K的型号为BRT2-SS-212DM。

当输出的比较信号v1为高电平时，三极管Q1导通，继电器K通电，使得常闭触点K-1断开，切断变换器的电路，以保护变换器。

本实施例的工作原理：

当需要对数字电源的输出电压进行过压测试时，在基准电路42上先设置好为该数字电源过压保护值的电压上限信号；霍尔电压传感器31采集数字电源的输出电压后，将输出电压转换为电压信号v0，比较电路41接收电压信号v0将电压信号v0与电压上限信号进行比较；

若电压信号v0低于电压上限信号，比较器A1输出低电平的比较信号v1 ，自动开关电路81、发光提示电路521以及发声提示电路53接收低电平的比较信号v1均不工作，而反相器IC1接收低电平的比较信号v1后切换至高电平的比较信号v1，高电平的比较信号v1经过放大电路6、滤波电路7后得到高电平的振荡信号v2，RC振荡电路512接收高电平的振荡信号v2后输出启动信号v3至第一发光二极管D1，第一发光二极管D1进行间断式频闪发光，以提示工作人员该数字电源的输出电压未达到过压状态；

若电压信号v0高于电压上限信号，反相器IC1接收高电平的比较信号v1后切换至低电平的比较信号v1，低电平的比较信号v1经过放大电路6、滤波电路7后得到低电平的振荡信号v2，RC振荡电路512不工作，第一发光二极管D1不发光；而比较器A1输出高电平的比较信号v1，第二发光二极管D2接收高电平的比较信号v1，并开始长时间持续性发光提示，同时发声器SP同样会接收高电平的比较信号v1，并进行发声提示，以便于更加容易地提醒工作人员该数字电源的输出电压已达到过压状态。

以上所述仅是本实用新型的示范性实施方式，而非用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。