一种双电源电压检测电路及系统的制作方法

本申请涉及电源检测技术领域，特别涉及一种双电源电压检测电路；还涉及一种双电源电压检测系统。

背景技术：

双电源包括对称双电源与非对称双电源，所谓对称双电源即正、负电源的绝对值相等，所谓非对称双电源即正、负电源的绝对值不同。双电源在模拟电子电路、互补功放电路等领域广泛应用，双电源的电压正常与否关乎其所在系统的运行有效性以及安全性，因此对双电源的电压进行检测显得尤为必要。目前，针对双电源电压检测的技术方案通常利用两路检测电路分别对正电源与负电源进行检测，这样不仅导致检测繁琐，而且造成检测成本较高。并且现有检测电路采用利用运放直接进行检测的方式，即使运放为轨对轨输出级运放，但是由于运放工作在线性状态具有一定压降，从而导致检测精度不高，无法满足高精度检测的需求。此外，现有检测电路中检测芯片的供电电源通常由被检测电源提供，若被检测电源异常，则会导致检测电路受影响，进而无法保障电源检测的有效实现。

有鉴于此，提供一种双电源电压检测方案以解决上述技术缺陷已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种双电源电压检测电路及系统，能够有效降低检测成本，提高检测精度。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种双电源电压检测电路，包括：

电压采集电路以及比较电路；所述电压采集电路包括第一运算放大器与开关管；所述开关管的第一端连接所述第一运算放大器的输出端，所述开关管的第二端作为所述电压采集电路的第一输入端连接正被测电源，所述开关管的第三端连接所述第一运算放大器的同向输入端并作为所述电压采集电路的输出端，所述第一运算放大器的同向输入端作为所述电压采集电路的第二输入端连接负被测电源，所述第一运算放大器的反向输入端接地；

所述电压采集电路，用于输出所述正被测电源与所述负被测电源中电压绝对值小的一方的电压的绝对值；

所述比较电路，用于将所述电压采集电路输出的所述电压与预设基准电压进行比较得到检测结果。

可选的，所述电压采集电路还包括：

第一电阻、第二电阻以及第三电阻；

所述第一运算放大器的同向输入端串联所述第一电阻后连接所述负被测电源，所述第一运算放大器的同向输入端串联所述第二电阻后连接所述开关管的第三端，所述第一运算放大器的输出端串联所述第三电阻后连接所述开关管的第一端。

可选的，所述开关管具体为pnp型三极管，所述pnp型三极管的基极连接所述第一运算放大器的输出端，所述pnp型三极管的发射极作为所述电压采集电路的第一输入端连接正被测电源，所述pnp型三极管的集电极连接所述第一运算放大器的同向输入端并作为所述电压采集电路的输出端。

可选的，所述比较电路包括：

第四电阻、第五电阻以及第二运算放大器；

所述第四电阻的一端连接所述电压采集电路的输出端，所述第四电阻的另一端连接所述第五电阻的一端与所述第二运算放大器的同向输入端，所述第五电阻的另一端接地，所述第二运算放大器的反向输入端连接所述预设基准电压。

可选的，所述双电源电压检测电路还包括：

电源，用于为所述第一运算放大器与所述第二运算放大器供电。

可选的，所述电压采集电路还包括：

电容，所述电容与所述第二电阻并联。

可选的，所述第一运算放大器与所述第二运算放大器为双运算放大器中的两个运算放大器。

可选的，所述双运算放大器具体为lm393双运算放大器。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种双电源电压检测系统，包括如上所述的双电源电压检测电路以及处理器。

本申请所提供的双电源电压检测电路，包括电压采集电路以及比较电路；所述电压采集电路包括第一运算放大器与开关管；所述开关管的第一端连接所述第一运算放大器的输出端，所述开关管的第二端作为所述电压采集电路的第一输入端连接正被测电源，所述开关管的第三端连接所述第一运算放大器的同向输入端并作为所述电压采集电路的输出端，所述第一运算放大器的同向输入端作为所述电压采集电路的第二输入端连接负被测电源，所述第一运算放大器的反向输入端接地；所述电压采集电路，用于输出所述正被测电源与所述负被测电源中电压绝对值小的一方的电压的绝对值；所述比较电路，用于将所述电压采集电路输出的所述电压与预设基准电压进行比较得到检测结果。

可见，较之通过两路电源检测电路分别对双电源的两路电源进行检测的传统检测方案，本申请所提供的双电源电压检测电路，电压采集电路可同时连接双电源的正被测电源与负被测电源，实现通过一路检测电路检测双电源的两路电源的目的，从而有效降低检测成本。另外，第一运算放大器与开关管相配合使电压采集电路准确输出正被测电源与负被测电源二者中电压绝对值小的一方的电压的绝对值，进而比较电路通过将电压采集电路输出的电压与预设基准电压比较而得到最终的检测结果，能够避免传统电源检测方案中利用运放直接检测电源时存在的电源压降所导致的检测精度低的问题，实现有效提高检测精度的目的。

本申请所提供的双电源电压检测系统同样具有上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种双电源电压检测电路的电路示意图；

图2为本申请实施例所提供的另一种双电源电压检测电路的电路示意图；

图3为本申请实施例所提供的又一种双电源电压检测电路的电路示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种双电源电压检测电路及系统，能够有效降低检测成本，提高检测精度。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种双电源电压检测电路的电路示意图；参考图1所示，该双电源电压检测电路包括：电压采集电路10以及比较电路20；电压采集电路10包括第一运算放大器与开关管；开关管的第一端连接第一运算放大器的输出端，开关管的第二端作为电压采集电路的第一输入端连接正被测电源，开关管的第三端连接第一运算放大器的同向输入端并作为电压采集电路的输出端，第一运算放大器的同向输入端作为电压采集电路的第二输入端连接负被测电源，第一运算放大器的反向输入端接地；电压采集电路，用于输出正被测电源与负被测电源中电压绝对值小的一方的电压的绝对值；比较电路，用于将电压采集电路输出的电压与预设基准电压进行比较得到检测结果。

具体的，电压采集电路10分别连接双电源中的正被测电源与负被测电源，主要用于输出正被测电源与负被测电源二者中电压绝对值小的一方的电压的绝对值至比较电路20，以使比较电路20基于此电压与预设基准电压得到检测结果。具体而言，电压采集电路10中的开关管的第二端作为电压采集电路10的第一输入端连接正被测电源，电压采集电路10中的第一运算放大器的同向输入端作为电压采集电路10的第二输入端连接负被测电源。开关管的第三端连接第一运算放大器的同向输入端，并作为电压采集电路10的输出端，输出正被测电源与负被测电源中电压绝对值小的一方的电压的绝对值。

其中，上述双电源可以为对称式双电源，即正被测电源与负被测电源为正负不同，而电压绝对值相同的电源；或者上述双电源还可以为非对称式双电源，即正被测电源与负被测电源为正负不同且电压绝对值不同的电源。另外，电压采集电路10输出的电压为正电压。

以双电源为对称式双电源为例，若负被测电源异常而导致其电压跌落，则此时负被测电源的电压绝对值小于正被测电源的电压绝对值，从而电压采集电路10输出此时负被测电源的电压的绝对值；同样，若正被测电源异常而导致其电压跌落，则此时正被测电源的电压绝对值小于负被测电源的电压绝对值，于是电压采集电路10输出此时正被测电源的电压的绝对值；若正被测电源与负被测电源均异常发生电压跌落，则此时电压采集电路10输出首先发生电压异常的被测电源的电压；相反，若正被测电源与负被测电源均正常，则电压采集电路10输出的电压与正被测电源及负被测电源的电压绝对值相等。

进一步，参考图2所示，电压采集电路还可以包括：第一电阻r1、第二电阻r2以及第三电阻r3；第一运算放大器的同向输入端串联第一电阻r1后连接负被测电源，第一运算放大器的同向输入端串联第二电阻r2后连接开关管的第三端，第一运算放大器的输出端串联第三电阻r3后连接开关管的第一端。第一电阻r1与第二电阻r2构成反馈回路，且第一电阻r1与第二电阻r2阻值相等，从而使第一运算放大器的增益k为1，以确保电压采集电路10输出的电压为双电源中电压绝对值小的一方的电压的绝对值。另外，对于非对称式双电源，调整第一电阻r1与第二电阻r2的值，使第一运算放大器的增益k满足k*|-vcc|＝+vcc，从而实现对非对称式双电源的检测。其中，-vcc表示负被测电源，+vcc表示正被测电源。

进一步，电压采集电路10还可以包括电容，且电容与第二电阻r2并联。

参考图3所示，在一种具体的实施方式中，开关管具体为pnp型三极管q，pnp型三极管q的基极连接第一运算放大器的输出端，pnp型三极管q的发射极作为电压采集电路的第一输入端连接正被测电源，pnp型三极管q的集电极连接第一运算放大器的同向输入端并作为电压采集电路的输出端。即开关管的第一端为pnp型三极管q的基极，开关管的第二端为pnp型三极管q的发射极，开关管的第三端为pnp型三极管q的集电极。

基于上述电压采集电路10的上述电路结构，针对双电源为对称式双电源的情况，电压采集电路10的工作过程如下：当正被测电源与负被测电源的电压均正常时，在反馈回路的作用下，此时pnp型三极管q运行于导通状态，电压采集电路10的输出端输出的电压与正被测电源与负被测电源的电压绝对值相等。当负被测电源异常、正被测电源正常时，此时pnp型三极管q运行于线性状态，即pnp型三极管q导通，且受反馈回路作用，pnp型三极管q的输出电流与输出电压变小，进而电压采集电路10的输出端输出的电压与负被测电源的电压绝对值相等。例如，负被测电源的电压由-15v跌落至-3v，正被测电源保持其正常的电压+15，则此时电压采集电路10的输出端输出+3v。当负被测电源正常、正被测电源异常时，此时pnp型三极管q运行于导通状态，电压采集电路10的输出端输出的电压与正被测电源的电压绝对值相等。例如，负被测电源保持其正常的电压-15v，正被测电源的电压由+15v跌落至+3v，此时电压采集电路10的输出端输出+3v。当正被测电源与负被测电源均异常时，此时电压采集电路10的输出端输出首先发生电压异常的电源的电压。例如，正被测电源的电压首先由+15v跌落至+3v，则电压采集电路10的输出端输出+3v。

可以明白的是，上述电压采集电路10的结构仅为本申请实施例所提供的一种实施方式，而非唯一限定，在能够实现电压采集电路10的上述功能的基础上，本领域技术人员还可以选择其他的电路结构，例如，将上述第一运算放大器替代的设置为放大器，将上述pnp型三极管q替代的设置为mos管，等。

比较电路20连接电压采集电路10，负责将电压采集电路10输出的电压与预设基准电压进行比较得到检测结果，并可进一步将检测结果输出至处理器，以使处理器执行相应的动作。其中，上述预设基准电压的电压值可根据实际应用需要进行相适应的设置。例如，上述预设基准电压设置为3.3v，比较电路20将电压采集电路10输出的电压与此3.3v的预设基准电压比较，当电压采集电路10输出的电压低于3.3v时，即双电源出现异常时，比较电路20输出相应的检测结果，如低电平信号至处理器，以使处理器执行相应的动作，以保障双电源所在系统的可靠安全运行。

参考图3所示，在一种具体的实施方式中，上述比较电路20可以包括：第四电阻r4、第五电阻r5以及第二运算放大器；第四电阻r4的一端连接电压采集电路10的输出端，第四电阻r4的另一端连接第五电阻r5的一端与第二运算放大器的同向输入端，第五电阻r5的另一端接地，第二运算放大器的反向输入端连接预设基准电压。

基于上述电路结构，当电压采集电路10输出电压至第二运算放大器的同向输入端后，第二运算放大器将同向输入端的电压与其反向输入端的预设基准电压进行比较，若第二运算放大器同向输入端的电压大于其反向输入端的预设基准电压，则第二运算放大器输出高电平，此时表明双电源中正被测电源与负被测电源的电压正常，所谓电压正常包括电压未发生跌落，以及电压即使发生跌落，但跌落后的电压仍可满足系统需要。若第二运算放大器同向输入端的电压小于其反向输入端的预设基准电压，则第二运算放大器输出低电平，此时表明双电源中正被测电源和/或负被测电源的电压异常，所谓电压异常即电压无法满足系统需要。

进一步，为保障双电源电压检测电路的有效运行，在一种具体的实施方式中，双电源电压检测电路还可以包括：电源，用于为第一运算放大器与第二运算放大器供电。

具体的，较之由被检测电源为检测电路供电的传统检测方案，本实施例中，双电源电压检测电路设置有独立的电源，以利用此电源为双电源电压检测电路中第一运算放大器以及第二运算放大器供电，从而避免由于双电源中正被测电源或负被测电源异常而影响双电源电压检测电路自身的工作。此外，双电源电压检测电路的电压可由低电压电源供给，从而实现利用低电压检测高电源。

进一步，为提高双电源电压检测电路测集成化，在一种具体的实施方式中，第一运算放大器与第二运算放大器为双运算放大器中的两个运算放大器。

具体的，本实施例具体利用双运算放大器中集成的两个运算放大器分别作为第一运算放大器与第二运算放大器，并配合电阻、三极管构成一种具体的双电源电压检测电路。其中，可选的，上述双运算放大器可具体为lm393双运算放大器。

综上所述，较之通过两路电源检测电路分别对双电源的两路电源进行检测的传统检测方案，本申请所提供的双电源电压检测电路，电压采集电路可同时连接双电源的正被测电源与负被测电源，实现通过一路检测电路检测双电源的两路电源的目的，从而有效降低检测成本。另外，第一运算放大器与开关管相配合使电压采集电路准确输出正被测电源与负被测电源二者中电压绝对值小的一方的电压的绝对值，进而比较电路通过将电压采集电路输出的电压与预设基准电压比较而得到最终的检测结果，能够避免传统电源检测方案中利用运放直接检测电源时存在的电源压降所导致的检测精度低的问题，实现有效提高检测精度的目的。

本申请还提供了一种双电源电压检测系统，该双电源电压检测系统包括如上述任意实施例所述的双电源电压检测电路以及处理器。对于本申请所提供的双电源电压检测系统的介绍请参照上述双电源电压检测电路的实施例，本申请在此不做赘述。

因为情况复杂，无法一一列举进行阐述，本领域技术人员应能意识到，在本申请提供的实施例的基本原理下结合实际情况可以存在多个例子，在不付出足够的创造性劳动下，应均在本申请的范围内。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本申请所提供的双电源电压检测电路与系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围。

还需要说明的是，在本说明书中，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”或者其任何其它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它要素，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。