电源检测电路及显控设备的制作方法

本实用新型实施例涉及电子电路检测技术领域，具体而言，涉及一种电源检测电路及显控设备。

背景技术：

目前，插卡式显控设备中的板卡硬件在进行装机前会进行详细的测试流程，板卡硬件安装完成后，各种测试工装都无法继续使用。在整机测试环节，显控设备在接通220V交流电后，通常测试人员会直接开机进行相关功能的测试工作。另外，用户在实际使用显控设备时，也会在显控设备接通220V交流电后直接开机使用。

但是，在显控设备开机后，可能由于某些物理原因(如装机过程误操作、灰尘异物进入机箱等)导致其工作电源短路，由于显控设备功率较大，有的甚至高达2KW以上，故虽然短路的几率非常小，但是一旦发生将可能导致整机烧毁。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电源检测电路及显控设备，用以改善上述问题。

本实用新型是这样实现的：

一种电源检测电路，应用于显控设备，与所述显控设备的工作电源及常备电源均电连接，所述电源检测电路包括短路检测电路及报警电路，所述短路检测电路与所述工作电源、常备电源及报警电路均电连接，当所述工作电源未短路时，所述短路检测电路输出低电平至所述报警电路，所述报警电路不工作；当所述工作电源短路时，所述短路检测电路输出高电平至所述报警电路，所述报警电路进行报警。

进一步地，所述短路检测电路包括第一电阻、第一分压电路及运算放大器，所述第一电阻的一端电连接到所述常备电源，所述第一分压电路电连接到所述常备电源，所述运算放大器的同相输入端电连接到所述第一分压电路以获取第一分压信号，另一端电连接到所述工作电源且与所述运算放大器的反相输入端电连接，所述运算放大器的输出端与所述报警电路电连接。

进一步地，所述第一分压电路包括第二电阻及可调电阻，所述第二电阻的一端电连接到所述常备电源，另一端串联所述可调电阻接地，所述运算放大器的同相输入端电连接到所述第二电阻与所述可调电阻之间以获取所述第一分压信号。

进一步地，所述可调电阻的阻值小于所述工作电源的阻值。

进一步地，所述报警电路包括第二分压电路、第三分压电路及报警单元，所述第二分压电路和所述第三分压电路均与所述报警单元电连接，所述第二分压电路与所述运算放大器的输出端电连接，所述第三分压电路与所述常备电源电连接。

进一步地，所述报警单元包括第三电阻、三极管及报警器，所述三极管的基极通过所述第三电阻电连接到所述第二分压电路以获取第二分压信号，所述三极管的集电极电连接到所述第三分压电路以获取第三分压信号，所述三极管的发射极串联所述报警器接地。

进一步地，所述第二分压电路包括第一分压电阻及第二分压电阻，所述第一分压电阻一端电连接到所述运算放大器的输出端，另一端串联所述第二分压电阻接地，所述三极管的基极通过所述第三电阻电连接到所述第一分压电阻与所述第二分压电阻之间以获取所述第二分压信号。

进一步地，所述第三分压电路包括第三分压电阻及第四分压电阻，所述第三分压电阻一端电连接到所述常备电源，另一端串联所述第四分压电阻接地，所述三极管的集电极电连接到所述第三分压电阻与所述第四分压电阻之间以获取所述第三分压信号。

进一步地，所述报警器包括蜂鸣器、LED灯中的至少一种。

一种显控设备，包括上述的电源检测电路，所述电源检测电路包括短路检测电路及报警电路，短路检测电路与工作电源、常备电源及报警电路均电连接，当工作电源未短路时，短路检测电路输出低电平至报警电路，报警电路不工作；当工作电源短路时，短路检测电路输出高电平至报警电路，报警电路进行报警。所述显控设备还包括工作电源及常备电源，所述工作电源及所述常备电源均与所述电源检测电路电连接，所述电源检测电路用于在所述显控设备开机前对所述工作电源进行短路检测，所述常备电源用于为所述电源检测电路供电。

相对现有技术，本实用新型实施例提供的一种电源检测电路及显控设备，所述电源检测电路包括短路检测电路及报警电路，在显控设备开机前，通过电源检测电路对显控设备的工作电源进行短路检测，当工作电源未短路时，短路检测电路输出低电平至报警电路，报警电路不工作，用户可以正常启动显控设备；当工作电源短路时，短路检测电路输出高电平至报警电路，报警电路进行报警，以提醒用户在当前情况下开机存在烧坏显控设备的风险，本实用新型实施例提供的电源检测电路可以有效避免用户在实际使用显控设备时由于工作电源短路所引发的严重后果。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

图1示出了本实用新型实施例所提供的显控设备的结构框图。

图2示出了本实用新型实施例所提供的电源检测电路的结构框图。

图3示出了本实用新型实施例所提供的电源检测电路的电路图。

图标：1-显控设备；10-工作电源；20-常备电源；30-电源检测电路；100-短路检测电路；101-第一分压电路；200-报警电路；201-第二分压电路；202-第三分压电路；203-报警单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1，图1示出了本实用新型实施例所提供的显控设备1的结构框图。显控设备1包括工作电源10、常备电源20及电源检测电路30，工作电源10及常备电源20均与电源检测电路30电连接。

在本实施例中，显控设备1包括板卡硬件及机箱，板卡硬件安装于机箱内，工作电源10、常备电源20及电源检测电路30均为板卡硬件。显控设备1可以是，但不限于台式计算机、视频切换矩阵、拼接处理器等等。

在本实施例中，工作电源10和常备电源20构成显控设备1的单电源模块，工作电源10和常备电源20输出不同量级的电压值，工作电源10和常备电源20的输出电压均可以是12V、24V等。工作电源10用于在显控设备1启动后为显控设备1的显示、控制、通信等功能模块供电，以保证显控设备1的显示、控制、通信等功能的正常执行。常备电源20用于在显控设备1开机之前为显控设备1的休眠、唤醒等功能模块供电，显控设备1开机之前指的是显控设备1连通220V交流电，但未按下开机按钮。

在本实施例中，在将显控设备1插上220V插座但未开机时，常备电源20已经供电但是工作电源10没有供电，此时可以使用常备电源20提供的输出电压配合电源检测电路30对工作电源10的正负极阻抗进行检测，以判断工作电源10是否短路。

在本实施例中，电源检测电路30包括短路检测电路100及报警电路200，短路检测电路100与报警电路200电连接，且短路检测电路100与工作电源10及常备电源20均电连接。电源检测电路30用于在显控设备1开机前对工作电源10进行短路检测，常备电源20用于为电源检测电路30供电。当工作电源10未短路时，短路检测电路100输出低电平至报警电路200，报警电路200不工作，用户可以正常启动显控设备1；当工作电源10短路时，短路检测电路100输出高电平至报警电路200，报警电路200进行报警，以提醒用户在当前情况下开机存在烧坏显控设备1的风险。

请参照图2，短路检测电路100包括第一电阻R1、第一分压电路101及运算放大器U1，第一电阻R1的一端电连接到常备电源20，另一端电连接到工作电源10且与运算放大器U1的反相输入端电连接，第一分压电路101电连接到常备电源20，运算放大器U1的同相输入端电连接到所述第一分压电路101以获取第一分压信号，运算放大器U1的输出端与报警电路200电连接。

请参照图3，第一分压电路101包括包括第二电阻R2及可调电阻Rp，第二电阻R2的一端电连接到常备电源20，另一端串联可调电阻Rp接地，运算放大器U1的同相输入端电连接到第二电阻R2与可调电阻Rp之间以获取第一分压信号，第一分压信号可以是常备电源20的电压在可调电阻Rp上的分压。需要指出的是，图3中的VCC表示常备电源20，J1表示工作电源10。

在本实施例中，可调电阻Rp的阻值需小于工作电源10阻值，以实现当工作电源10短路或未短路时，运算放大器U1可以输出不同结果。具体来说，当工作电源10的正负极阻抗正常，即工作电源10未短路时，由于可调电阻Rp的阻值低于工作电源10阻值，根据欧姆定律U＝I×R可知，运算放大器U1的同相输入端接入电压小于反相输入端接入电压，此时运算放大器U1的输出端电压接近0V，即，运算放大器U1输出低电平；当工作电源10的正负极短路时，运算放大器U1的同相输入端接入电压大于反相输入端接入电压，此时运算放大器U1的输出端电压接近常备电源20的电压(例如，12V，24V等)，即，运算放大器U1输出高电平。

可选地，可调电阻Rp的阻值可以预先调节为工作电源10阻值的一半，即，其中RZ为需进行短路测试的工作电源10的正负极阻抗值，选用可调电阻Rp可以对阻值不同的工作电源10进行短路检测，适用性更强。需要指出的是，如果事先知道需进行短路测试的工作电源10的正负极阻抗值，则可调电阻Rp也可以用固定阻值的元器件进行替代。

可选地，运算放大器U1可以是任何型号的运算放大器，例如，型号为CLC2059的运算放大器。

下面介绍短路检测电路100中第一电阻R1、第二电阻R2及可调电阻Rp的阻值选取问题：

为了保证电源检测电路30的安全运行，即，当工作电源10未短路时，运算放大器U1的运算放大器U1的同相输入端接入电压小于反相输入端接入电压，即UIN+<UIN-，的取值范围是1mA～5mA，其中，Rj为工作电源10的正负极阻抗值；当工作电源10的正负极短路时，运算放大器U1的同相输入端接入电压大于反相输入端接入电压，即UIN+>UIN-，此时运算放大器U1的反相输入端接入电压为0V，即UIN-＝0V，的取值范围也是1mA～5mA。

因此，为了确保短路检测电路100正常工作，即当工作电源10未短路时，运算放大器U1输出低电平，当工作电源10短路时，运算放大器U1输出高电平，则需要使运算放大器U1的同相输入端接入电压能够处于(0，)V这一区间，这样才能确保当工作电源10处于未短路或短路状态时，运算放大器U1能够输出不同结果。

由于Rj的阻值是可以通过检测手段得知的，那么由的取值范围，可以得到第一电阻R1的阻值。进一步地，若R1＝R2，则可以根据的取值范围得到可调电阻Rp的阻值；若R1≠R2，可设置Rp<Rj，例如则可以根据的取值范围得到第二电阻R2的阻值。

因此，计算第一电阻R1、第二电阻R2及可调电阻Rp的阻值时，可以先根据已知的Rj和的取值范围，计算出第一电阻R1的阻值；然后，限定R1＝R2，根据的取值范围计算出可调电阻Rp的阻值，或者，限定Rp<Rj，例如根据根据的取值范围计算出第二电阻R2的阻值。

在本实施例中，报警电路200包括第二分压电路201、第三分压电路202及报警单元203，第二分压电路201和第三分压电路202均与报警单元203电连接，第二分压电路201与运算放大器U1的输出端电连接，第三分压电路202与常备电源20电连接。

在本实施例中，报警单元203包括第三电阻R3、三极管Q1及报警器B1，三极管Q1的基极通过第三电阻R3电连接到第二分压电路201以获取第二分压信号，三极管Q1的集电极电连接到第三分压电路202以获取第三分压信号，三极管Q1的发射极串联报警器B1接地。

可选地，报警器B1包括蜂鸣器、LED灯中的至少一种。

在本实施例中，第二分压电路201包括第一分压电阻R1'及第二分压电阻R2'，第一分压电阻R1'一端电连接到运算放大器U1的输出端，另一端串联第二分压电阻R2'接地，三极管Q1的基极通过第三电阻R3电连接到第一分压电阻R1'与第二分压电阻R2'之间以获取第二分压信号，第二分压信号可以是运算放大器U1的输出端电压在第二分压电阻R2'上的分压。

在本实施例中，第三分压电路202包括第三分压电阻R3'及第四分压电阻R4'，第三分压电阻R3'一端电连接到常备电源20，另一端串联第四分压电阻R4'接地，三极管Q1的集电极电连接到第三分压电阻R3'与第四分压电阻R4'之间以获取第三分压信号，第三分压信号可以是常备电源20的电压在第四分压电阻R4'上的分压。

在本实施例中，当工作电源10未短路时，运算放大器U1的输出端电压接近0V，即，运算放大器U1输出低电平，由于运算放大器U1的输出端与三极管Q1的基极电连接，此时三极管Q1关断，报警器B1不工作，用户可以正常启动显控设备1；当工作电源10的正负极短路时，运算放大器U1的输出端电压接近常备电源20的电压(例如，12V，24V等)，即，运算放大器U1输出高电平，三极管Q1导通，报警器B1工作，提醒用户在当前情况下开机可能存在烧坏风险。

本实用新型实施例所提供的电源检测电路30，在显控设备1开机之前，对显控设备1的工作电源10进行短路检测，检测过程在显控设备1的常备电源20上电后自行启动，无需额外的人工操作，检测效率较高，同时也为用户在实际使用显控设备1时增加了一重安全保障，可以有效避免由于工作电源10短路所引发的严重后果。

本实用新型实施例所提供的电源检测电路30的工作原理是：

显控设备1开机之前，即显控设备1插上220V插座但未开机时，常备电源20供电但工作电源10未供电，使用常备电源20提供的输出电压配合电源检测电路30对工作电源10的正负极阻抗进行检测；

当工作电源10未短路时，由于可调电阻Rp的阻值小于工作电源10阻值，运算放大器U1的同相输入端接入电压小于反相输入端接入电压，此时运算放大器U1的输出端电压接近0V，即，运算放大器U1输出低电平，由于运算放大器U1的输出端与三极管Q1的基极电连接，此时三极管Q1关断，报警器B1不工作，用户可以正常启动显控设备1；

当工作电源10的正负极短路时，运算放大器U1的同相输入端接入电压大于反相输入端接入电压，此时运算放大器U1的输出端电压接近常备电源20的电压(例如，12V，24V等)，即，运算放大器U1输出高电平，三极管Q1导通，报警器B1工作，提醒用户在当前情况下开机可能存在烧坏风险。

综上所述，本实用新型实施例提供的一种电源检测电路及显控设备，所述显控设备包括工作电源及常备电源，工作电源及常备电源均与电源检测电路电连接，电源检测电路用于在显控设备开机前对工作电源进行短路检测，常备电源用于为电源检测电路供电。所述电源检测电路包括短路检测电路及报警电路，短路检测电路与工作电源、常备电源及报警电路均电连接，在显控设备开机前，通过电源检测电路对显控设备的工作电源进行短路检测，当工作电源未短路时，短路检测电路输出低电平至报警电路，报警电路不工作，用户可以正常启动显控设备；当工作电源短路时，短路检测电路输出高电平至报警电路，报警电路进行报警，以提醒用户在当前情况下开机存在烧坏显控设备的风险。本实用新型实施例所提供的电源检测电路，在显控设备开机之前，对显控设备的工作电源进行短路检测，检测过程在显控设备的常备电源上电后自行启动，无需额外的人工操作，检测效率较高，同时也为用户在实际使用显控设备时增加了一重安全保障，可以有效避免由于工作电源短路所引发的严重后果。

需要说明的是，在本文中，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。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。