[发明专利]具有故障检测功能的高压带电显示装置及故障检测方法

权利要求书

1.一种具有故障检测功能的高压带电显示装置，包括传感器、信号线及主机；主机包括电路板，电路板上设置具有ADC转换及信号处理功能的MCU电路；传感器包括用于感应高压母线电压信号的感应探头及串接于感应探头与地之间的采样电阻R1，感应探头感应的电压信号通过采样电阻R1采样后、经所述信号线输入给所述电路板；其特征在于：所述电路板上还设置有运算放大器电路，运算放大器电路包括运算放大器、滤波电容C1及电阻R4，运算放大器的基准电源端连接基准电源Vref，运算放大器的输入端连接所述信号线的输出端OPAmp_IN端，滤波电容C1设置于OP Amp_IN端；电阻R4作为反馈电阻，串接于运算放大器的输出端与OP Amp_IN端之间，运算放大器对应传感器正常状态、断线状态、短路状态有三种输出信号OP Amp_out并输入至所述MCU电路的ADC引脚；

其中，传感器正常状态时，传感器断线时，传感器短路时，

2.根据权利要求1所述的高压带电显示装置，其特征在于，所述运算放大器电路还包括电阻R2及电阻R3，运算放大器的基准电源端通过电阻R2连接基准电源Vref，运算放大器的输入端经电阻R3接所述OP Amp_IN端。

3.根据权利要求1所述的高压带电显示装置，其特征在于，所述电阻R4为可调电阻或可调阻值的电阻网络。

4.根据权利要求1所述的高压带电显示装置，其特征在于，所述运算放大器电路还包括TVS二极管，连接于所述OP Amp_IN端与地之间。

5.根据权利要求1所述的高压带电显示装置，其特征在于，所述MCU电路还包括用于驱动蜂鸣器Fault Beep引脚、用于驱动LED指示灯的Fault LED引脚及用于驱动继电器的Fault Relay引脚。

6.一种高压带电显示装置的故障检测方法，基于权利要求1-5任意一项所述的高压带电显示装置；其特征在于，故障检测方法包括以下步骤：

(1)所述感应探头感应高压母线电压信号；

(2)所述运算放大器电路对感应的电压信号与运算放大器的基准电源端接入的基准电源Vref进行比例运放处理；

(3)所述MCU电路对运算放大器电路输出的OP Amp_out信号进行ADC转换及采样；

(4)如果采样信号普遍低于正常工作时OP Amp_out信号的直流工作点电压值，则判断为传感器断线故障；如果采样信号普遍高于一预设的采样基准电压值，则判断为信号线短路。

7.根据权利要求6所述的故障检测方法，其特征在于，所述MCU电路对OP Amp_out信号的某个周期进行等间隔的N点采样，当N点采样值的平均值低于正常工作时OP Amp_out信号的电压值，则判断为传感器断线故障；所述MCU电路对OP Amp_out信号的某个周期进行等间隔的N点采样，当N点采样值中一半以上的采样点的值高于预设的采样基准电压值，则判断为信号线短路。

8.根据权利要求7所述的故障检测方法，其特征在于，所述N点采样的N满足香浓定理的要求。

9.根据权利要求6-8任意一项所述的故障检测方法，其特征在于，所述采样基准电压＝2*Vref＜运算放大器的工作电源VCC。