专利名称：一种pcb短路电源的熔断装置及其控制方法
一种PCB短路电源的熔断装置及其控制方法
技术领域：
本发明提供一种PCB输出电源短路的熔断装置，用于解决PCB输出电源短路问题。背景技术：
当今社会，大部分电子产品都涉及到PCB设计，可以说PCB是一个不可或缺的部 分；PCB中的电子器件大部分都需要外部提供电源来实现各种电气器件的功能；而不同的 电子器件所需要的供电电压也各不相同，因此一个PCB上有可能涉及到多组不同电压的电 源，每一组电源有可能是以PCB某一区域来划分，也有可能交杂在一起，还有可能走PCB的 中间层。对于手工焊接的PCB，经常会出现焊完PCB后发现电源短路的问题。当发现PCB电源短路后，通常的做法是1、首先目测检测PCB是否有明显的短路 点；2、对于单双层板，则通过割线，将每部分功能块分别通电，逐级往后排查。3、对于4层或 以上的PCB，如果电源层在PCB中间层，则只能一个个的拆元器件，逐个排除，这种办法对于 电源滤波电容多，电子元器件多的PCB，工程量非常大，且对PCB及元器件都可能产生损坏。 4、可以使用短路定位分析仪，但成本高，很多企业都没有这种设备。针对这种情况，我们需 要一种快速简便的方法来解决PCB输出电源短路问题。
发明内容本发明的目的是解决PCB输出电源短路问题，而提供的一种PCB短路电源的熔断 装置及其控制方法。本技术方案的熔断装置包括控制系统、与该控制系统相连的恒流源系统和显示 系统；所述的控制系统包括控制板，用于控制和调节装置中其他部件的运作；输出电流调节器，连接所述的控制板，用于设定装置的恒定电流值；输出电压调节器，连接所述的控制板，用于设定装置的最大输出电压值；使能控制器，连接所述的控制板，用于控制装置的开启和关闭；熔断指示信号灯、得电指示信号灯，均与所述的控制板连接，分别提示短路电源的 熔断状态和得电状态；所述的恒流源系统包括恒流源，该恒流源系统与所述的控制板连接，根据所述的 输出电流调节器的设定，通过采样后读入所述的控制板，该控制板再通过DA输出来控制恒 流源输出设定的电流值；所述的显示系统包括显示器，该显示系统用于显示设定的电流值、设定的电压值、 采集到的实际输出电流值、采集到的实际输出电压值、短路点熔断状态的提示信息等；该熔断装置还包括与外部电源连接的输入电源接口以及连接于整个装置和负载 之间的输出负载接口。其中，所述的控制板的主控芯片为单片机。
其中，所述的输出电流调节器的调节范围为0 30A，稳定精度为0. 1A。其中，所述的输出电压调节器的调节范围0 12V。其中，所述的使能控制器为一按钮开关。其中，所述的熔断指示信号灯与得电指示信号灯均为发光二极管。为实现上述的PCB短路电源的熔断装置的功能，其控制方法包括以下的步骤(1)目测短路点先目测PCB是否有明显的短路点；(2)连接短路电源熔断装置的正极输出连接到该组短路电源的正极，熔断装置 的负极连接到该组短路电源的负极；(3)设定输出电流值和最大输出电压值，使能装置先通过控制系统来设定电流 值和最大输出电压值，再使能熔断装置；(4)判断是否熔断根据所述的显示系统和熔断指示信号灯、得电指示信号灯判 断是否已经熔断PCB电源短路点，若未提示熔断，继续调节所述的输出电流调节器；若提示 熔断关闭所述的使能控制器。其中，所述的输出电流值的设定、调节方法为先设置一个较小的电流值，使能装 置后，逐步缓慢的往上调。其中，所述的最大电压值的设定方法为根据不同的电源短路电压值，可以设置不 同的最大电压值。本发明所达到的技术效果是利用该装置内部的可调电流和电压的恒流源装置输 出一个恒定电流，流过短路电源组的短路点，使短路点的温度上升，从而实现熔断短路点达 到解决PCB电源短路的问题。
下面参照附图结合实施方式对本发明作进一步的描述。图1为本发明的实施例中熔断装置的原理框图；图2为本发明的实施例中熔断装置的示意图；图3为本发明的实施例中熔断装置的控制方法的流程方框图。
具体实施方式下面结合
及具体实施方式
对本发明进一步说明。如图1所示，本发明的熔断装置，用于解决PCB输出电源短路问题，参看图1，在本 实施例中，该熔断装置1000包括控制系统100、与控制系统100相连的恒流源系统200和 显示系统300。控制系统100包括控制板110以及连接控制板110的输出电流调节器121、 输出电压调节器122和使能控制器123以及通过控制板110输出控制的熔断指示信号灯 131和得电指示信号灯132 ；恒流源系统200包括恒流源210，其根据输出电流调节器121的 设定通过控制板110输出恒定电流值；显示系统300包括显示器310。该熔断装置1000还 包括与外部电源2000连接的输入电源接口 410以及连接于整个熔断装置和负载3000之间 的输出负载接口 420。控制板110，是整个熔断装置1000各主要部件控制连接的中心部件，通过输出电 流调节器121、输出电压调节器122和使能控制器123分别实现输出电流值和输出电压值的设定、以及使能该熔断装置；在工作的过程中，通过实时采样对实际电流值和实际电压值的 采集并通过显示器310显示；熔断指示信号灯131和得电指示信号灯132的控制必须通过 控制板110。在本实施例中，该控制板110上所用的主控芯片为一单片机。恒流源210，整个熔断装置1000对恒流源210的控制是首先通过输出电流调节器 121和输出电压调节器122对输出恒定电流值和最大输出电压值的调节，经过控制板110 读入后通过DA输出向恒流源210输出设定的电流值，而实际输出的电压值随负载变化而变 化。恒流源210的输出电流值可调节，在本实施例中，调节范围为0 30A，稳定精度为 0. 1A，在使能装置前，先设定一个较小的电流值，比如1A，使能装置后，若短路点未能熔断， 则逐步缓慢的往上调，直到装置提示短路点熔断，关闭使能控制器123。恒流源210的输出电压值可调，输出电压为跟随负载而变化，在本实施例中，调节 范围0 12V;根据不同的电源短路电压值，设定不同的输出电压，该输出电压比短路组电 压小，避免损坏PCB电源组中的芯片。在本实施例中，将输出电压设置为比短路组电压小 0. 5V。在本实施例中，该PCB输出电源短路的熔断装置的输出电流调节器121为一调节 旋钮——可以为编码器，也可以电位器，也可采用其他调节形式的输出电流调节器。该输出 电流调节器121用于调节使能装置后的输出电流，该电流为通过短路点的恒定电流。在本实施例中，该PCB输出电源短路的熔断装置1000的输出电压调节器122为一 调节旋钮——可以为编码器、可以为电位器，也可采用其他调节形式的输出电压调节器。该 电压调节旋钮用于调节使用装置后最大输出电压，而实际输出的电压值为一随负载变化而 变化，当负载短路后，输出的电压值基本为0，当负载短路熔断后，输出电压为设置的最大输 出电压。在本实施例中，该PCB输出电源短路的熔断装置1000的使能控制器123为一按钮 开关，该按钮开关为点动按钮开关；当按下该按钮时，熔断装置将输出设定的电流；如果再 按下该使能控制器123，则熔断装置闭锁输出，负载将没有电流；当装置判断已经把短路点 熔断后，则会闭锁输出，不需要再手动闭锁熔断装置。在本实施例中，该PCB输出电源短路的熔断装置的PCB电源短路组熔断指示信号 灯131为一绿色发光二极管，用于指示负载PCB电源短路组短路部分已经熔断；在熔断过程 中，该发光二极管为IHz的频率闪烁；当短路部分熔断后，该指示灯保持常亮；在熔断装置 没有使能的情况下，该指示灯熄灭。在本实施例中，该PCB输出电源短路的熔断装置的得电指示信号灯132为一红色 发光二极管，用于指示熔断装置是否得电。当输入电源接口 410引入外部电源2000后，熔 断装置1000得电的状态下，该指示灯点亮；在没有得电的状态下，该指示灯熄灭。在本实施例中，显示系统300包括显示器310，可以为液晶显示屏，也可以为二极 管段码显示；其作用为显示设定的电流值、设定的电压值、实际输出的电流值、实际输出 的电压值、系统的工作状态、负载的短路点的熔断状态提示等。在本实施例中，PCB电源短路的熔断装置的输入电源接口 410为熔断装置的外部 电源2000输入接口 ；外部电源2000输入的参数为恒压直流输入，电压值为12V，电流最大 为30A;可以为12V开关电源。输入的接口为两脚输入的公插头，承载电流大于30A。
在本实施例中，PCB电源短路的熔断装置的输出负载接口 420为熔断装置的输出 至负载3000的接口 ；输出的电流最大30A，输出的电压值最大为12V ；该接口为两脚输出的 母插头，承载电流大于30A。如图2所示在本实施例中，PCB电源短路的熔断装置的盒体500为熔断装置的机 械外壳，用于把熔断装置组装为一个盒体；便于携带、使用。该熔断装置的工作原理该熔断装置的控制中心为控制板110，用于实现输出电 流的设定、输出电压的设定、使能熔断装置、输出电流及输出电压的采集并显示、指示灯控 制、是否熔断判断等功能。当设定好输出电流值和最大输出电压值，经过控制板110读入后 通过DA输出，经过使能控制器123使能后给负载600提供设定的电流值；在工作过程中，通 过实时采样，判断负载中的短路点是否已经熔断，并通过显示器310和熔断指示信号灯131 给出提示。恒流源210的输出电流可调节，先将电流设置为一个较小的电流值，使能装置后， 若一段时间后，短路电源点仍未熔断，便可逐步缓慢的往上调，待装置提示短路点熔断后， 关闭使能控制器123。恒流源的输出电压可调，根据不同的电源短路电压值，可以设置不同的电压。输出 电压为跟随负载而变化，当负载短路后，输出的电压值基本为0，当负载短路熔断后，输出电 压值为设置的最大输出电压值。熔断装置1000根据设定，恒流源210输出恒定电流流过短路点，使短路点的温度 上升，达到熔断短路点的目的；而其输出的电压则跟随负载的变化而变化。这样可以确保在 熔断短路点的同时，不会出现芯片过压现象，避免引起芯片的损坏。如图3所示，该PCB短路电源的熔断装置的控制方法包括以下的步骤(1)目测短路点先目测PCB是否有明显的短路点；(2)连接短路电源熔断装置1000的正极输出连接到该组短路电源的正极，熔断 装置1000的负极连接到该组短路电源的负极；(3)设定输出电流值和最大输出电压值，再使能装置先通过控制系统100来设定 电流值和最大输出电压值，再使能熔断装置；(4)判断是否熔断根据显示系统和所述熔断指示信号灯131、得电指示信号灯 132判断是否已经熔断PCB电源短路点若未提示熔断，继续调节输出电流调节器121 ；若 提示熔断，关闭使能控制器123。进一步地，在初始设定电流值时，先设定一个较小的电流值，使能装置后，逐步缓 慢的往上调。进一步地，最大输出电压值的调节需要根据不同的电源短路电压来决定设置不同 的最大输出电压。本发明所达到的技术效果是利用该熔断装置内部的可调电流和电压的恒流源 210输出一个恒定电流，流过短路电源组的短路点，使短路点的温度上升，从而实现熔断短 路点，达到解决PCB电源短路的问题。尽管已经参考附图，对本发明的一种PCB短路电源的熔断装置及其控制方法进行 了说明，但是上述公开的内容仅是为了更好地了解本发明，而不是以任何方式限制权利要 求的范围，故凡依本发明专利申请范围所述的结构、特征及原理所做的等化或修饰，均包括于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种PCB短路电源的熔断装置，其特征包括控制系统、与该控制系统相连的恒流源 系统和显示系统；所述的控制系统包括控制板，用于控制和调节装置中其他部件的运作；输出电流调节器，连接所述的控制板，用于设定装置的恒定电流值；输出电压调节器，连接所述的控制板，用于设定装置的最大输出电压值；使能控制器，连接所述的控制板，用于控制装置的开启和关闭；熔断指示信号灯与得电指示信号灯，均与所述的控制板连接，分别提示短路电源的熔 断状态和得电状态；所述的恒流源系统包括恒流源，该恒流源系统与所述的控制板连接，根据所述的输出 电流调节器的设定，通过采样后读入所述的控制板，该控制板再通过DA输出来控制恒流源 输出设定的电流值；所述的显示系统包括显示器，该显示系统用于显示设定的电流值、设定的电压值、采集 到的实际输出电流值、采集到的实际输出电压值、短路点熔断状态的提示信息。
2.根据权利要求1所述的PCB短路电源的熔断装置，其特征在于，该熔断装置还包括与 外部电源连接的输入电源接口以及连接于整个装置和负载之间的输出负载接口。
3.根据权利要求1所述的PCB短路电源的熔断装置，其特征在于，所述的控制板的主控 芯片为单片机。
4.根据权利要求1所述的PCB短路电源的熔断装置，其特征在于，所述的输出电流调节 器的调节范围为0 30A，稳定精度为0. 1A。
5.根据权利要求1所述的PCB短路电源的熔断装置，其特征在于，所述的输出电压调节 器的调节范围0 12V。
6.根据权利要求1所述的PCB短路电源的熔断装置，其特征在于，所述的使能控制器为 一按钮开关。
7.根据权利要求1所述的PCB短路电源的熔断装置，其特征在于，所述的熔断指示信号 灯与得电指示信号灯均为发光二极管。
8.一种根据权利要求1所述的PCB短路电源的熔断装置的控制方法，其特征是包括以 下的步骤(1)目测短路点先目测PCB是否有明显的短路点；(2)连接短路电源熔断装置的正极输出连接到该组短路电源的正极，熔断装置的负 极连接到该组短路电源的负极；(3)设定输出电流值和最大输出电压值，使能装置先通过控制系统来设定电流值和 最大输出电压值，再使能熔断装置；(4)判断是否熔断根据所述的显示系统和所述熔断指示信号灯、得电指示信号灯判 断是否已经熔断PCB电源短路点，若未提示熔断，继续调节所述的输出电流调节器；若提示 熔断，关闭所述的使能控制器。
9.根据权利要求8所述的PCB短路电源的熔断装置的控制方法，其特征在于，所述的输 出电流值的设定、调节方法为先设置一个较小的电流值，使能装置后，逐步缓慢的往上调。
10.根据权利要求8所述的PCB短路电源的熔断装置的控制方法，其特征在于，所述的最大电压值的设定方法为根据不同的电源短路电压值，可以设置不同的最大电压值。
全文摘要
本发明提供一种PCB短路电源的熔断装置及其控制方法，高效解决PCB电源短路的问题，该熔断装置包括控制板、输出电流调节器、输出电压调节器、使能控制器、熔断指示信号灯、得电指示信号灯、恒流源、显示器、以及输入电源接口和输出负载接口；该装置的控制方法包括以下步骤(1)目测短路点；(2)连接短路电源；(3)设定输出电流值和最大输出电压值，使能装置；(4)判断是否熔断。本发明所达到的技术效果是利用该装置内部的可调电流和电压的恒流源装置输出一个恒定电流，流过短路电源组的短路点，使短路点的温度上升，从而实现熔断短路点，达到解决PCB电源短路的问题。
文档编号H02H3/08GK102148487SQ20111003212
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者眭肇鹏, 赵恒 , 钟木荣, 高云峰 申请人:深圳市大族激光科技股份有限公司