专利名称：防止线路板上的元器件造成短路的检测及保护装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种线路板的短路检测与保护装置，特别涉及一种防止计算机主机板上的元器件造成短路的检测及保护装置。
背景技术：
随着计算机技术的飞速发展，计算机的性能和集成度越来越高，中央处理器(CPU)、内存等关键部件的管脚数也更加密集，相应的，主机板上的插座也变得相当精密。在系统组装或运输过程中，由于主机板上插孔的排列十分紧密，很容易因使用者操作不规范或磕碰而使CPU和内存的管脚发生错位、倾斜，导致CPU和内存安装后发生短路，一开机便会烧毁CPU和内存及主机板。为防止短路发生，目前很多厂家都在CPU供电电路控制芯片上集成了过流保护功能，当工作过程中有短路发生时，供电电路的输出电流瞬间大幅度增加，如超过芯片设定的阈值，则供电电路控制芯片会自动切断供电输出，从而起到保护作用。
然而，上述短路保护方法仍有以下不足1.上述方法主要是从产品设计角度避免短路考虑的，对于实际应用中需要用户(包括组装生产和最终用户)操作的环节却不能有效控制和保护。
2.上述方法只在保护电路处于正常工作状态时才能起到检测和保护作用，而通常从系统上电到供电电路控制芯片复位初始化结束，进入正常工作状态，最少也要上百毫秒时间。如果上电前已经发生短路，那么从系统上电到保护电流功能生效的这段时间，因短路产生的强大电流足以使得工作电压只有1点几伏特的CPU等精密部件烧毁。
3.上述方法通常属于供电电路控制芯片的附加功能，其具体功能、实现方法、可靠性等都因不同厂家的不同设计而存在差异，不能移植到多种不同的电子设备。
发明内容
为克服现有短路保护方法的不足，本发明的目的在于提供一种新的防止线路板上的元器件造成短路的检测及保护装置，对具有依靠接插件与线路板相连接的复杂元器件(如CPU和内存)的计算机，在上电开机前的意外短路进行检测，从而起到保护CPU、内存等昂贵接插部件的作用。
本发明解决的主要技术问题是采用以下技术方案来实现的一种防止线路板上的元器件造成短路的保护装置，在电子设备线路板上安装包括固定参数检测电路和待定参数检测电路的专用检测电路，并与待测电源连接，专用检测电路由电子设备线路板本身所需要的具有Standby供电的标准ATX电源供电；固定参数检测电路将被测电源的对地阻抗值转换成电压值1，与由待定参数检测电路输出的参考电压值2比较，该待定参数检测电路输出的参考电压值2代表待测电源对地阻抗的正常值；当电压值1大于参考电压值2时，专用检测电路输出目标元器件的供电电源正常信号；当电压值1小于参考电压值2时，专用检测电路输出报警信号，并通过保护电路产生电源管理控制信号，阻止所述的ATX电源上电。
所述的固定参数检测电路由触动开关、阻抗-电压转换器、电压比较器、显示控制电路、报警电路和保护电路顺序连接组成阻抗-电压转换器的输出端连接电压比较器的一个输入端，电压比较器的另一个输入端连接待定参数电路，触动开关的一端连接阻抗-电压转换器，其另一端与待测电源连接。
所述的阻抗-电压转换器是通过将被测电源的对地直流阻抗与一电阻分压网络并联，将被测电源的对地直流阻抗值转换成电压值1。电阻分压网络由两只电阻串联组成，其阻值根据被测电源的负载类型确定，两只电阻的连接点即是触动开关与阻抗-电压转换器的连接点。该电阻分压网络由ATX电源的5V Standby转化而来的V_STB电源供电。
所述的待定参数检测电路是一参考电压分压网络，其输出参考电压值2。参考电压分压网络由第一电阻与滤波电容并联后，再与第二电阻串联组成。其中滤波电容可根据实际情况增减。各分压元器件的参数值，仅根据被测电源上的负载类型选定。
所述的显示控制电路的输入端口由TTL电路和/或逻辑“门”电路构成，可以允许与若干路检测电路的电压比较器的输出端连接。
所述的保护电路是一个以D型触发器为核心的控制电路，检测电路显示控制部分的输出经由一只电阻连接D触发器的时钟信号端，其上升沿可令D触发器翻转；D触发器的正输出端连接到线路板上的电源管理控制信号，以控制线路板电源的开关。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明能对设备组装和搬运等造成的线路板元器件短路进行检测，当发生短路时，能及时切断电源，避免上电开机时烧毁CPU、内存等昂贵接插部件。当电路按实际需要复制扩展后，可实现对电子设备的更多路电源进行检测保护。本发明应用于主机板制造或系统生产测试时，可以取代部分测试设备，从而节省成本。
本发明的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
图1是本发明的主机板检测电路框图。
图2是电阻分压网络3是参考电压分压网络4是保护电路中
1---触动开关2---阻抗-电压转换器3---电压比较器 4---显示控制电路5---报警电路6、7---参考电压分压网络8、9---待测电源 10---保护电路具体实施方式
本发明特别适用于通过接插件与电子线路板连接的复杂元器件的短路检测与保护，下面将以计算机主机板上的CPU、内存等元器件为例，对本发明的短路检测及保护装置作详细说明。
请参阅图1，本发明防止线路板上元器件造成短路的检测及保护装置，在主机板上安装包括固定参数检测电路和待定参数检测电路构成的专用检测电路，其中固定参数检测电路包括触动开关(1)、阻抗电压转换电路(2)、电压比较器(3)、控制电路(4)、报警电路(5)和保护电路(10)；其中的待定参数检测电路就是图中所示的参考电压分压网络(6)。固定参数检测电路主要组成为触动开关(1)的一端连接待测电源，另一端连接阻抗电压转换电路(2)；阻抗电压转换电路(2)的输出端连接电压比较器(3)的“+”输入端、电压比较器(3)的“-”输入端连接参考电压分压网络(6)；电压比较器(3)的输出端连接显示控制电路(4)的输入端；控制电路(4)的输出端连接报警电路(5)；报警电路(5)的输出端连接保护电路(10)。
请结合图2，阻抗-电压转换器(2)是通过将被测电源对地直流阻抗并联到一个电阻分压网络中而构成的。电阻分压网络由电阻R3、R4串联组成，由来自ATX电源的5V Standby转化而来的V_STB供电。触动开关(SW1)的一端连接R3、R4的连接点，另一端连接被测电源VCC_CPU。SW1接通时，连接负载的被测电源与电阻分压网络接通，其直流阻抗并联到分压网络的下端电阻R4，使电阻分压网络的分压比发生改变，且该分压比会随着接在被测电源上负载的直流阻抗的变化而不同，从而将已接上负载的被测电源的直流阻抗，用电阻分压网络输出电压值的变化表示出来。该电阻分压网络的分压器件值根据被测电源上负载类型确定，考虑到测量精度，分压器件阻值应尽量大，并且尽量接近加有负载的被测电源上正常直流阻抗，还要考虑分压器件的误差分布参数的影响。该电阻分压网络的V_STB供电电压值根据被测电源标称电压和分压网络电阻取值而确定。
如图3所示，参考电压分压网络(6)由电容C1与电阻R2并联后，再与电阻R1串联构成。各分压器件值的选取非常关键，需要根据被测电源上负载类型也就是主机板支持的CPU类型确定，分压网络所提供的参考电压值，需要尽量大，但必需小于该设备(如主机板)所有能支持CPU的电源引脚正常对地直流阻抗的下限值通过前述电阻分压网络输出的电压值，且要考虑分压器件的精度影响。元器件值选定后在主机板设计时即被固定。该参考电压分压网络(6)由V_STB供电。
电压比较器(3)采用低偏离输入电压的双电压比较器(如LM393)。
代表被测电源直流阻抗的电阻分压网络输出的电压值与参考电压分压网络(6)输出的参考电压值通过电压比较器(3)相比较，当代表被测电源阻抗的“+”输入端电压值高于参考电压值时，电压比较器(3)输出高电平，表示接上负载的被测电源对地直流阻抗大于预设的正常阻抗，未有短路发生；而当代表被测电源阻抗的“+”输入端电压值低于参考电压值时，电压比较器(3)输出低电平，表示接上负载的被测电源对地直流阻抗小于预设的正常阻抗，认为发生短路。
显示控制电路(4)由TTL电路和/或逻辑“门”电路组成。当需要同时检测多路电源时，可以将各路检测结果分别输出，独立驱动后面的报警电路以便尽快实现故障定位，也可以将检测结果进行逻辑运算，共同驱动一个报警电路。
报警电路(5)采用LED显示，也可以选用其他方式显示。
保护电路(10)是一个以触发器为核心的控制电路，以D触发器为例，参见图4，保护电路的输入信号是显示控制部分(直接或经过逻辑运算后)的输出即检测结果，它经由电阻R8连接D触发器的时钟信号端，其上升沿可以给D触发器以触发令触发器翻转；D触发器的清除端经过电阻R9连接V_STB；D触发器的预置端经过由电容CE1与电阻R10组成的延迟网络连接到D触发器的电源管脚和V_STB；D触发器的数据端经过一个限流电阻接地；D触发器的接地端接地；D触发器的负输出端空置；D触发器的正输出端连接到主板芯片组发给Super I/O或ATX电源的电源管理控制信号(如主板芯片组发给Super I/O的SLPS4#或PWRCTRL#等)，从而控制ATX电源的开关。
当电压比较器(3)输出高电平，则驱动绿色指示灯亮，表示一切正常，未有短路发生，可以松开触动开关，被测电源与检测电路断开，检测完成，可以正常开机；如果电压比较器(3)输出低电平，则驱动当前被测这一路电源的红色指示灯报警，提醒用户当前被测电源发生短路，同时将结果输出给保护电路(10)，使得保护电路(10)的D型触发器发生翻转，输出电源管理控制信号，并一直保持，此时用户需要松开触动开关使被测电源与检测电路断开，拔除ATX电源插头以彻底切断电源，进一步检查短路起因。即使用户未看到或不理会报警电路(5)的LED显示报警强行按开机按钮，由于有保护电路控制电源管理信号，也无法启动ATX电源，从根本上保护了主板和CPU，避免了损失。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，特别是在集成电路工业高速发展的当今，将几种功能的电路集成在一块集成电路中已经成为很平常的事，能实现同一种功能的集成电路也有多种型号，但凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改(例如使用主要功能相同而型号不同的集成电路)、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种防止线路板上的元器件造成短路的检测及保护装置，其特征在于在电子设备线路板上安装包括固定参数检测电路和待定参数检测电路的专用检测电路，并与待测电源连接，专用检测电路由电子设备线路板本身所需要的具有Standby供电的标准ATX电源供电；固定参数检测电路将被测电源的对地阻抗值转换成电压值1，与由待定参数检测电路输出的参考电压值2比较，该待定参数检测电路输出的参考电压值2代表待测电源对地阻抗的正常值的下限值；当电压值1大于参考电压值2时，专用检测电路输出目标元器件的供电电源正常信号，当电压值1小于参考电压值2时，专用检测电路输出报警信号，并通过保护电路产生电源管理控制信号，阻止所述的ATX电源上电。
2.根据权利要求1所述的防止线路板上的元器件造成短路的检测及保护装置，其特征在于所述的固定参数检测电路由触动开关、阻抗-电压转换器、电压比较器、显示控制电路、报警电路和保护电路顺序连接组成阻抗-电压转换器的输出端连接电压比较器的一个输入端，电压比较器的另一个输入端连接待定参数电路，触动开关的一端连接阻抗-电压转换器，其另一端与待测电源连接。
3.根据权利要求2所述的防止线路板上的元器件造成短路的检测及保护装置，其特征在于所述的阻抗-电压转换器是通过将被测电源的对地直流阻抗与一电阻分压网络并联，将被测电源的对地直流阻抗值转换成电压值1。
4.根据权利要求1所述的防止线路板上的元器件造成短路的检测及保护装置，其特征在于所述的待定参数检测电路是一参考电压分压网络，其输出参考电压值2。
5.根据权利要求3所述的防止线路板上的元器件造成短路的检测及保护装置，其特征在于所述的电阻分压网络由两只电阻串联组成，其阻值根据被测电源的负载类型确定，两只电阻的连接点即是触动开关与阻抗-电压转换器的连接点。该电阻分压网络由ATX电源的5V Standby转化而来的V_STB电源供电。
6.根据权利要求4所述的防止线路板上的元器件造成短路的检测及保护装置，其特征在于所述的参考电压分压网络由第一电阻与电容并联后，再与第二电阻串联组成。
7.根据权利要求6所述的防止线路板上的元器件造成短路的检测及保护装置，其特征在于所述参考电压分压网络中的电容用于消除噪声，可根据实际情况增减。
8.根据权利要求4或6所述的防止线路板上的元器件造成短路的检测及保护装置，其特征在于所述参考电压分压网络中分压元器件的参数值，仅根据被测电源上的负载类型选定。
9.根据权利要求2所述的防止线路板上的元器件造成短路的检测及保护装置，其特征在于所述的显示控制电路的输入端口由TTL电路或逻辑“门”电路构成，可以允许与若干路检测电路的电压比较器的输出端连接，以进行若干路检测结果的综合逻辑运算的结果来控制报警显示。
10.根据权利要求2所述的防止线路板上的元器件造成短路的检测及保护装置，其特征在于所述的保护电路是以触发器为核心的控制电路，检测电路显示控制部分的输出经由一电阻连接触发器的信号端，可令触发器翻转；触发器的输出端连接到线路板上的电源管理控制信号，以控制线路板电源的开关。
全文摘要
一种防止线路板上的元器件产生电源短路的检测及保护装置，利用安装在电子设备线路板上的专用检测电路和电子设备线路板本身所需要的具有Standby供电的标准ATX电源，实现对上电开机前的意外短路进行检测、报警和保护。专用检测电路由触动开关、阻抗－电压转换器、电压比较器、报警控制电路、报警显示电路和保护电路顺序连接组成。需要时，利用触动开关使被测电源和检测电路接通。将被测电源的对地阻抗值转换成电压值后，与预设的代表正常阻抗的参考电压值比较并产生正常或报警信号。触动开关断开后，检测电路与被测电源断开，供使用者正常开机或排除故障；发生短路故障时，专用检测电路中的保护电路阻止ATX电源上电。
文档编号H02H11/00GK1512641SQ0215946
公开日2004年7月14日 申请日期2002年12月31日 优先权日2002年12月31日
发明者陈恒, 刘永华, 陈 恒 申请人:联想(北京)有限公司