CN115498598B - 异常检测电路、图像形成设备及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种异常检测电路、图像形成设备及电子设备，通过采集待检测高压电路中设定位置的电信号，并输出采集电压，在采集电压大于第一阈值时，将采集电压处理为不持续超过第一阈值的目标电压，目标电压随采集电压的增大而增大，根据目标电压确定待检测高压电路的输出是否存在异常，并在待检测高压电路的输出存在异常时，输出报警信号和/或控制待检测高压电路断开，信号采集电路包括电流采集电路、电压采集电路、功率采集电路中的至少一种。本申请能够利用异常检测电路实现对待检测高压电路过流、过压、过功率等输出异常的检测，提高了检测的准确性，有效预防硬件电路被异常高压持续损坏的情况。

Description

异常检测电路、图像形成设备及电子设备

技术领域

本申请涉及图像形成技术领域，尤其涉及一种异常检测电路、图像形成设备及电子设备。

背景技术

激光打印机是图像形成设备（包括但不限于打印机、复印机、传真机、扫描仪、以及将打印、复印、传真、扫描等功能集成于一体的多功能一体机等，其功能是在成像介质上印制图像或文字）的一种，其通过粉盒高压（如充电、显影、转印、送粉高压等）将碳粉从粉盒转移到纸张上，进而在成像介质上（如纸张）形成图像或文字。

在使用过程中，在图像形成设备的图像形成过程中粉盒高压可能出现输出异常的情况，这些输出异常会导致打印画像异常。若粉盒高压输出长时间处于异常状态，还可能导致高压硬件电路的损坏，其极大的影响用户体验。因此，需要对粉盒高压输出进行异常检测，并执行对应的处理以预防故障的发生。

然而通过传统的方式来检测图像形成设备中的粉盒高压是否出现异常，准确度不高，存在粉盒高压出现异常还能继续打印画像的情况，由于这一情况的出现，导致出现粉盒高压异常时持续进行打印，极大地影响了画像的质量。

发明内容

本申请提供一种异常检测电路、图像形成设备及电子设备，能够提高检测的准确性和有效性，避免硬件电路损坏。

第一方面，本申请提出一种异常检测电路，包括：信号采集电路、保护电路和控制电路；信号采集电路，与待检测高压电路连接，用于采集待检测高压电路中设定位置的电信号，输出采集电压；保护电路的输入端与信号采集电路的输出端连接，用于在采集电压大于第一阈值时，将采集电压处理为不持续超过第一阈值的目标电压，目标电压随采集电压的增大而增大；控制电路的输入端与保护电路的输出端连接，用于根据目标电压确定待检测高压电路的输出是否存在异常，并在待检测高压电路的输出存在异常时，输出报警信号和/或控制待检测高压电路断开；其中，信号采集电路包括电流采集电路、电压采集电路、功率采集电路中的至少一种，其中，电流采集电路采集的电信号用于反映待检测高压电路中电流检测点的电流大小；电压采集电路采集的电信号用于反映待检测高压电路中电压检测点的电压大小；功率采集电路采集的电信号用于反映待检测高压电路中功率检测点的功率大小。

可选的，电流采集电路包括第一电阻和与第一电阻并联的第一电容，其中，第一电阻的一端与电流检测点连接，第一电阻的另一端接地，电流采集电路输出的采集电压为第一电阻的端电压。

可选的，电压采集电路包括：运算放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻和二极管，其中，运算放大器的同相输入端与电压检测点连接，运算放大器的反相输入端经第二电阻与运算放大器的输出端连接，运算放大器的输出端还与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端分别与第四电阻和二极管的正极连接，第四电阻的另一端接地，二极管的负极与第一电源端连接，电压采集电路输出的采集电压为第四电阻的端电压。

可选的，功率采集电路包括：稳压二极管、第五电阻和第二电容，其中，稳压二极管的负极与功率检测点连接，稳压二极管的正极依次经第五电阻和第二电容接地，功率采集电路输出的采集电压为第二电容的端电压。

可选的，保护电路包括：第一隔离单元、比较单元、第二隔离单元和转换单元，其中：第一隔离单元的输入端为保护电路的输入端，第一隔离单元用于对至少一个采集电压进行隔离处理，得到并输出第一电压；比较单元的输入端与第一隔离单元的输出端连接，比较单元用于在第一电压未超过第二阈值时输出低电平，在第一电压超过第二阈值时输出第一高电平；第二隔离单元的输入端与比较单元的输出端连接，第二隔离单元用于对第一高电平进行隔离处理，得到并输出第二电压；转换单元的输入端与第二隔离单元的输出端连接，转换单元的输出端为保护电路的输出端，转换单元用于将第二电压处理为不持续超过第一阈值的目标电压。

可选的，第一隔离单元，包括：二极管，其中，二极管的正极为保护电路的输入端，二极管的负极为第一隔离单元的输出端。

可选的，比较单元，包括：比较器、第二电源端、第六电阻、第三电容、第七电阻、第四电容、第八电阻、第九电阻，其中：第三电容与第七电阻并联，二者的一并联端接地，二者的另一并联端经第六电阻分别与第二电源端和比较器的反相输入端连接；第八电阻与第四电容并联，二者的一并联端接地，二者的另一并联端作为比较单元的输入端，且另一并联端经第九电阻与比较器的同相输入端连接；比较器的输出端为比较单元的输出端。

可选的，第二隔离单元，包括：二极管、第十电阻、第十一电阻、第五电容，其中，二极管的正极为第二隔离单元的输入端，二极管的负极与第十电阻的一端连接，第十一电阻和第五电容并联，二者的一并联端接地，二者的另一并联端作为第二隔离单元的输出端，并与第十电阻的另一端连接。

可选的，转换单元，包括：NMOS管、PNP三极管、第三电源端、第十二电阻，第十三电阻、第十四电阻、第六电容、第十五电阻，其中：NMOS管的栅极作为转换单元的输入端，NMOS管的源极接地，NMOS管的漏极经第十二电阻与PNP三极管的基极连接，PNP三极管的发射极接第三电源端，第十三电阻并联在发射极和基极之间，PNP三极管的集电极经第十四电阻接地，第六电容与第十四电阻并联，且集电极还与第十五电阻的一端连接，第十五电阻的另一端为转换单元的输出端。

可选的，控制电路具体用于：在多个检测周期中接收由保护电路输出的多个目标电压，并根据多个目标电压判断待检测高压电路的输出是否存在异常。

第二方面，本申请提出一种图像形成设备，包括上述第一方面任一项提供的异常检测电路。

第三方面，本申请提出一种电子设备，包括上述第一方面任一项提供的异常检测电路。

本申请提供的异常检测电路、图像形成设备及电子设备，通过信号采集电路采集待检测高压电路中设定位置的电信号并输出采集电压，保护电路在采集电压大于第一阈值时，将采集电压处理为不持续超过第一阈值的目标电压，目标电压随采集电压的增大而增大，控制电路根据目标电压确定待检测高压电路的输出是否存在异常，并在待检测高压电路的输出存在异常时，输出报警信号和/或控制待检测高压电路断开，其中，信号采集电路包括电流采集电路、电压采集电路、功率采集电路中的至少一种。能够利用异常检测电路实现对待检测高压电路的检测，一旦待检测高压电路出现过流、过压、过功率中的任何一种输出异常，异常检测电路都能及时检测到并做出报警或断电处理，显著提高了检测高压电路输出异常的准确性，有效预防硬件电路被异常高压持续损坏的情况。另外，保护电路的设置还能够避免异常检测电路本身被异常高压损坏的情况，进一步提高异常检测电路对待检测高压电路的检测有效性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的***架构示意图；

图2为本申请实施例提供的异常检测电路的结构示意图一；

图3为本申请实施例提供的电流采集电路的结构示意图一；

图4为本申请实施例提供的功率采集电路的结构示意图一；

图5为本申请实施例提供的电流、功率采集电路的结构示意图二；

图6为本申请实施例提供的电压采集电路的结构示意图一；

图7为本申请实施例提供的电压采集电路的结构示意图二；

图8为本申请实施例提供的保护电路的结构示意图一；

图9为本申请实施例提供的保护电路的结构示意图二；

图10为本申请实施例提供的异常检测电路的检测时序图；

图11为本申请实施例提供的图像形成设备的结构示意图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1为本申请实施例提供的***架构示意图。如图1所示，该***架构涉及高压电路101及粉盒组件102。

高压电路101能够向粉盒组件102提供其所需的高压信号。粉盒组件102通常包括连接电路、充电辊、激光器、磁辊等核心组件（未示出）并通过粉盒存储碳粉，在接通所需的高压信号后，通过充电、曝光、显影、转印、定影等一系列步骤，实现图像或文字印刷。粉盒组件102包括一体式和分体式两种，一体式粉盒组件102是指将上述组件集成于同一装置，分体式粉盒组件102一般是指将存储碳粉的粉盒单独分离出来，以便于碳粉的更换及粉盒组件102的回收利用。

高压电路101通常设置在激光打印机侧的集成电路（例如，高压板）上，可以包括一个或多个高压供电单元。粉盒组件102通常可拆卸地安装于激光打印机，通过连接电路的接触端子与高压电路101连接。当激光打印机接受到印刷指令时，将该印刷内容转换为可印刷信号，并控制高压电路101向粉盒组件102输出其所需的高压信号以完成印刷工作，例如，充电高压、显影高压、转印高压、送粉高压等等，这些高压信号的大小可能不同，可以由高压电路101所包括的一个高压供电单元按需提供，也可以由高压电路101所包括的多个高压供电单元分别提供。而在其他的实施例中，分体式粉盒组件102也可以部分集成在激光打印机侧，在此不作限定。

上述高压信号中的任何一个如果出现异常，都会导致印刷异常，尤其在该异常高压信号持续输出的情况下，很可能导致高压电路101、粉盒组件102连接电路等硬件电路的损坏，使激光打印机陷入功能故障，极大地影响用户体验。因此，本申请旨在提出一种能够及时且全面地发现高压电路101输出异常的技术方案，下面将结合图1的***架构，通过具体实施例介绍本申请实施例提供的异常检测电路。

图2为本申请实施例提供的异常检测电路的结构示意图一。如图1所示，该异常检测电路200包括信号采集电路210、保护电路220和控制电路230。

信号采集电路210，与待检测高压电路连接，用于采集待检测高压电路中设定位置的电信号，输出采集电压。其中，待检测高压电路可以是图1实施例中的高压电路101，用于向粉盒组件102输出高压信号，待检测高压电路也可以是其他图像形成设备中用于输出高压信号的高压电路，在此不做限定。信号采集电路210与待检测高压电路可以被设置为集成在同一电路中，也可以被分体式地设置在不同的电路中，通过接触端子或耦合电路或无线射频等相连接，在此不做限定。

待检测高压电路中的设定位置是指能够检测高压信号输出异常与否的待检测点，即，设定位置检测到的电信号能够反应出待检测高压电路的信号输出情况。示例性的，该设定位置可以设置在待检测高压电路的信号输出端，使信号采集电路210采集待检测高压电路的信号输出端的电信号。另外，该设定位置也可以理解为是设置在粉盒组件102连接电路的信号接收端，使信号采集电路210采集待检测高压电路输出给粉盒组件102的高压信号的电信号。即，电信号能够反应出待检测高压电路的信号输出情况的位置，都可以作为本实施例中的设定位置。

可选的，设定位置可以包括电流检测点、电压检测点、功率检测点，设定位置的电信号可以包括电流信号、电压信号、功率信号。可选的，信号采集电路包括电流采集电路、电压采集电路、功率采集电路中的至少一种，电流采集电路采集的电信号用于反映待检测高压电路中电流检测点的电流大小；电压采集电路采集的电信号用于反映待检测高压电路中电压检测点的电压大小；功率采集电路采集的电信号用于反映待检测高压电路中功率检测点的功率大小。

信号采集电路210根据采集到的电信号输出采集电压，该采集电压可以是原电信号的电压，也可以是原电信号经过电路处理后的电压，该采集电压可以是变化的电压，也可以是固定的电压值，具体将在下文中给出解释。

保护电路220的输入端与信号采集电路210的输出端连接，用于在采集电压大于第一阈值时，将采集电压处理为不持续超过第一阈值的目标电压，目标电压随采集电压的增大而增大。信号采集电路210输出的采集电压输出给保护电路220，保护电路220在采集电压大于第一阈值时将该采集电压拉低为不持续超过第一阈值的目标电压，该第一阈值的设定需参考待检测高压电路和异常检测电路的硬件耐压值，即保护电路220旨在将电压信号处理为待检测高压电路和异常检测电路的硬件耐压值的范围内，同时确保检测结果的正确性，该处理可以是拉低或钳位限定等等。其中，将采集电压处理为不持续超过第一阈值的目标电压，是指将采集电压处理为使其电压超出第一阈值的持续时长小于设定时长的目标电压，旨在减少异常高压的持续时长，该设定时长可参考待检测高压电路和异常检测电路的硬件耐高压程度。优选的，目标电压随采集电压的增大而增大。

控制电路230的输入端与保护电路的输出端连接，用于根据目标电压确定待检测高压电路的输出是否存在异常，并在待检测高压电路的输出存在异常时，输出报警信号和/或控制待检测高压电路断开。控制电路230接收保护电路220输出的目标电压，根据目标电压确定待检测高压电路是否存在输出异常，示例性的，可将上述保护电路220设定不同的区间电压作为参考的方法部分的沿用于控制电路230。具体的，控制电路230判断目标电压处于第一区间电压还是非第一区间电压范围内，若确定该目标电压处于第一区间电压范围内，则确定待检测高压电路输出正常；若确定该目标电压处于非第一区间电压范围内，也即该目标电压大于第一采集电压，则确定待检测高压电路输出异常，输出报警信号和/或控制待检测高压电路断开。示例性的，还可选取高、低电平作为目标电压，具体的，控制电路230判断该目标电压为高电平时确定待检测高压电路输出异常，该目标电压为低电平时确定待检测高压电路输出正常。

本申请实施例中，异常检测电路通过信号采集电路采集待检测高压电路中设定位置的电信号并输出采集电压，保护电路在采集电压大于第一阈值时，将采集电压处理为不持续超过第一阈值的目标电压，目标电压随采集电压的增大而增大，控制电路根据目标电压确定待检测高压电路的输出是否存在异常，并在待检测高压电路的输出存在异常时，输出报警信号和/或控制待检测高压电路断开，其中，信号采集电路包括电流采集电路、电压采集电路、功率采集电路中的至少一种。通过本申请实施例，能够利用异常检测电路实现对待检测高压电路的检测，一旦待检测高压电路出现过流、过压、过功率中的任何一种输出异常，异常检测电路都能及时检测到并做出报警或断电处理，显著提高了检测高压电路输出异常的准确性，有效预防硬件电路被异常高压持续损坏的情况。另外，保护电路的设置还能够避免异常检测电路本身被异常高压损坏的情况，进一步提高异常检测电路对待检测高压电路的检测有效性。

在其中一些实施例中，信号采集电路包括电流采集电路、电压采集电路、功率采集电路，分别采集待检测高压电路的电流检测点、电压检测点及功率检测点的电信号，使控制电路能够综合多种检测电信号进行电路异常判断，当一种方式检测不准确时还可通过其他检测信号来判断异常，准确性更高。

上述实施例介绍了本申请实施例提供的异常检测电路的基本结构组成，下面将结合具体的示例性电路结构对本申请实施例的信号采集电路进行解释。

图3为本申请实施例提供的电流采集电路的结构示意图一。如图3所示，该电流采集电路300包括采样单元301和第一滤波单元302。采样单元301的输入端作为电流采集电路300的输入端连接到待检测高压电路的电流检测点，输出端与第一滤波单元302的输入端连接，第一滤波单元302的输出端作为电流采集电路300的输出端连接到保护电路的输入端。

采样单元301用于采集待检测高压电路电流检测点的电流信号，第一滤波单元302用于对采样单元301采集到的电流信号进行稳压、滤波处理，输出用于反映该电流检测点的电流大小的采集电压。其中，采样单元301可以包括采样电阻，例如，采用单电阻、双电阻或多电阻采样法；第一滤波单元302可以包括电容和/或电阻和/或电感等元器件，例如，并联电容、RC滤波电路、LC滤波电路或电子滤波器电路等等。

图4为本申请实施例提供的功率采集电路的结构示意图一。如图4所示，该功率采集电路400包括稳压单元401、限流单元402和第二滤波单元403。稳压单元401的输入端作为功率采集电路400的输入端连接到待检测高压电路的功率检测点，输出端与限流单元402的输入端连接，限流单元402的输出端与第二滤波单元403的输入端连接，第二滤波单元403的输出端作为功率采集电路400的输出端连接到保护电路的输入端。

稳压单元401用于对采集待检测高压电路功率检测点的功率信号进行稳压处理（例如降压、限压等），限流单元402用于对稳压单元401输出的电信号进行限流处理，第二滤波单元403用于对限流单元402输出的电信号进行稳压、滤波处理，输出用于反映待检测高压电路中功率检测点的功率大小的采集电压。其中，稳压单元401可以包括稳压元器件或稳压电路，例如，稳压二极管、稳压器等等。限流单元402通常采用单个或多个限流电阻。第二滤波单元403与图3所示实施例中的第一滤波单元302相类似，此处不再赘述。

为了便于理解，以充电高压电路为例，下面结合本申请实施例给出的一种充电高压电路以及电流、功率采集电路，示例性地解释本实施例所提出的技术方案。图5为本申请实施例提供的电流、功率采集电路的结构示意图二。首先对该充电高压电路（即待检测高压电路）的基本构成进行简单的介绍，如图5所示，高压电路包括输入滤波模块501、基准电压模块502、输出反馈模块503、振荡模块504、倍压电路505。输入滤波模块501用于将打印机主控板输入的PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）信号即MHV-PWM信号通过电容C1、电阻R1组成的RC滤波电路进行滤波，输出一个稳定的直流电压到运算放大器U2D的反相输入端；基准电压模块502通过R4、R3对VCC进行分压得到基准电压Vref1，输入到运算放大器U2D的同相输入端；输出反馈模块503通过电阻R10将输出充电电压MHV反馈到运算放大器U2D的反相输入端，构成负反馈环节；振荡模块504通过变压器T1、电阻R8、R7、电容C5、C4构成振荡模块电路。运算放大器U2D输出电压驱动振荡模块在变压器初级侧产生交变的正弦波，从而通过电磁感应在次级侧产生一定的感应电动势，达到升压的效果；倍压电路505的变压器T2的次级侧输出交变的高压正弦波，通过电容C6、C7，二极管D1、D2进行整流滤波、倍压叠加，输出一稳定的直流高压信号MHV。

如图5所示，电流采集电路506连接到充电高压电路的倍压电路505的输出端。电流采集电路506包括第一电阻R12和与第一电阻R12并联的第一电容C9，其中，第一电阻R12的一端与电流检测点连接，第一电阻R12的另一端接地，电流采集电路输出的采集电压为第一电阻R12的端电压。也即，在本申请实施例中，电流采集电路506的采样单元包括第一电阻R12，第一滤波单元包括并联的第一电容C9。

当打印机进行打印作业时，充电高压电路输出负高压，其输出的充电电流通过电流采集电路506。其中，第一电阻R12作为输出电流的采样电阻，第一电阻R12用于稳压、滤波。充电高压电路输出的充电电流越高，在第一电阻R12上的压降也就越大，充电电流反馈信号MHV_I_OUT的电压值V1也就越大，也即电流采集电路506输出的采集电压（第一电阻R12的端电压）就越大。由此，电流采集电路506通过采集充电高压电路输出端的电流信号，输出相应的采集电压，从而反映出该充电电流的大小，采集电压越大、反映出该充电电流越大。

如图5所示，功率采集电路507连接到充电高压电路的震荡模块504的输入端。功率采集电路507包括：稳压二极管ZD1、第五电阻R11和第二电容C8，其中，稳压二极管ZD1的负极与功率检测点连接，稳压二极管ZD1的正极依次经第五电阻R11和第二电容C8接地，功率采集电路输出的采集电压为第二电容C8的端电压。也即，在本申请实施例中，功率采集电路507的稳压单元包括稳压二极管ZD1，限流单元包括第五电阻R11，第二滤波单元包括第二电容C8。稳压二极管ZD1用于确定充电高压输出是否超过功率保护点，其稳压值为Vz，第五电阻R11用作限流电阻，第二电容C8用于稳压、滤波。

仍以图5给出的充电高压电路为例，从硬件设计上分析，充电高压电路通过运算放大器U2D将充电高压MHV输出给模块振荡电路504，通过变压器T1产生充电高压MHV，通过输出反馈模块503将充电高压MHV反馈输入到运算放大器U2D形成负反馈环节。因此当充电高压MHV输出功率增大时，运算放大器U2D输出电压也会随之增大。

因此，可通过硬件设计使得：当充电高压电路输出功率正常时，V2＜Vz，当充电高压电路输出过功率时，V2≥Vz。当打印机进行打印作业时，若充电高压电路输出功率正常，运算放大器U2D输出电压V2，则有V2＜Vz，此时稳压二极管ZD1呈现高阻态，使充电高压功率反馈信号MHV_P_OUT的电压值V3≈0，也即功率采集电路507输出的采集电压（第二电容C8的端电压）约为0。

而当充电高压电路发生过功率输出时，则运算放大器U2D输出电压值V2>Vz，此时充电高压功率反馈信号MHV_P_OUT的电压值V3≈V2–Vz，也即功率采集电路507输出的采集电压（第二电容C8的端电压）约为运算放大器U2D输出电压值与稳压二极管ZD1的稳压值的差值，且，充电高压电路输出功率越大、采集电压V3也就越大。

上述实施例结合具体的充电高压电路，对信号采集电路所包括的电流采集电路、功率采集电路的进行了解释说明，可理解地，上述充电高压电路还可以设置电压采集电路，亦可设置电流采样电路，功率采用电路，电压采集电路中的至少一种或者多种，本申请对此不做限制。下面，将示例性的结合具体的转印高压电路，对信号采集电路所包括的电压采集电路进行解释说明。应当明确的是，本申请实施例提供的异常检测电路中的信号采集电路可以包括电流采集电路、功率采集电路及电压采集电路中的至少一种，例如，同一待检测高压电路连接的信号采集电路仅包括功率采集电路，再例如，不同待检测高压电路连接的同一信号采集电路同时包括电流采集电路、功率采集电路及电压采集电路等等，其他组合方式不在此赘述，并且电流采集电路、功率采集电路及电压采集电路中的至少一种可以设置在粉盒高压电路诸如充电高压、显影高压电路、转印高压电路、送粉高压电路中，本申请对此不做限制。

图6为本申请实施例提供的电压采集电路的结构示意图一。如图6所示，该电压采集电路600包括反馈单元601、分压单元602和钳位单元603。反馈单元601的输入端作为电压采集电路600的输入端连接到待检测高压电路的电压检测点，输出端与分压单元602的输入端连接，分压单元602的输出端与钳位单元603的输入端连接，钳位单元603的输出端作为电压采集电路600的输出端连接到保护电路的输入端。

反馈单元601用于采集待检测高压电路电压检测点的电压信号，分压单元602用于对反馈单元601采集到的电压信号进行分压处理，输出用于反映该电压检测点的电压大小的准采集电压。钳位单元603用于在该准采集电压超过设定阈值时输出钳位信号作为采集电压，在该准采集电压未超过设定阈值时输出准采集电压作为采集电压，其中，设定阈值的大小可参考待检测高压电路和异常检测电路的硬件耐压值。

下面结合本申请实施例给出的一种转印高压电路以及电压采集电路，示例性地解释本实施例所提出的技术方案。图7为本申请实施例提供的电压采集电路的结构示意图二，图7示例性地列举了一种电压采集电路的具体实现方式。如图7所示，电压采集电路包括：运算放大器U2A、第二电阻R1、第三电阻R7、第四电阻R8和二极管D3，其中，运算放大器U2A的同相输入端与电压检测点连接，运算放大器U2A的反相输入端经第二电阻R1与运算放大器U2A的输出端连接，运算放大器U2A的输出端还与第三电阻R7的一端连接，第三电阻R7的另一端分别与第四电阻R8和二极管D3的正极连接，第四电阻R8的另一端接地，二极管D3的负极与第一电源端VCC1连接，电压采集电路输出的采集电压为第四电阻R8的端电压THV(V)_READ。也即，在本申请实施例中，电压采集电路的反馈单元包括运算放大器U2A、第二电阻R1，分压单元包括第三电阻R7、第四电阻R8，钳位单元包括二极管D3。

如图7所示，当转印高压电路输出高压信号THV时，高压信号THV经过电阻R6反馈输入运算放大器U2A及运算放大器U2D，运算放大器U2D通过电阻R4构成输出负反馈，使运算放大器U2D的反相输入端电压V4约等于其正向输入端电压Vref2，即V4≈Vref2，则运算放大器U2A的同相输入端电压V5与U2D的反馈电流If（即电阻R5流经的电流）的关系为：

V5=V4+If×R5。因此，转印高压电路输出电压越大，反馈电流If也随之增大。

电压采集电路701的第二电阻R1用于配合运算放大器U2A构成负反馈，第三电阻R7、第四电阻R8构成分压电路，二极管D3用于输出钳位保护。当打印机在打印作业中，转印高压电路输出电压过大时，运算放大器U2A的同相输入端电压V5迅速升高，由于运算放大器U2A的负反馈，使得转印输出电压反馈信号THV(V)_READ也随之升高，也即电压采集电路701输出的采集电压（第四电阻R8的端电压THV(V)_READ）随转印高压电路输出电压升高。由此，电压采集电路701通过采集转印高压电路的电压信号，输出相应的采集电压，从而反映出该输出转印电压的大小，采集电压越大、反映出该转印电压越大。

第一电源端VCC1配合二极管D3形成钳位保护，具体的，当运算放大器U2A输出的电压信号高于二极管D3压降与第一电源端VCC1的电压和值V6时，该输出电压将会被稳定在V6。这一钳位电路的设置，是为了进一步防止过高的电压信号对硬件电路造成损坏，只要设定合适的第一电源和二极管D3，就能够在保证检测结果准确性的同时，确保硬件电路的安全性。

下面对本申请实施例提出的异常检测电路的其他部分进行解释说明。

图8为本申请实施例提供的保护电路的结构示意图一。如图8所示，保护电路800包括：第一隔离单元801、比较单元802、第二隔离单元803和转换单元804，其中：第一隔离单元801的输入端为保护电路的输入端，第一隔离单元801用于对采集电压进行隔离处理，得到并输出第一电压；比较单元802的输入端与第一隔离单元801的输出端连接，比较单元802用于在第一电压未超过第二阈值时输出低电平，在第一电压超过第二阈值时输出第一高电平；第二隔离单元803的输入端与比较单元802的输出端连接，第二隔离单元803用于对第一高电平进行隔离处理，得到并输出第二电压；转换单元804的输入端与第二隔离单元803的输出端连接，转换单元804的输出端为保护电路的输出端，转换单元804用于将第二电压处理为不持续超过第一阈值的目标电压。可选的，保护电路800所包含的第一隔离单元801和第二隔离单元803可以合并为一隔离单元。

图9为本申请实施例提供的保护电路的结构示意图二，图9示例性地列举了一种保护电路的具体实现方式。如图9所示，该保护电路包括第一隔离单元901、比较单元902、第二隔离单元903、转换单元904，分别对应于图8所示实施例中的第一隔离单元801、比较单元802、第二隔离单元803和转换单元804。第一隔离单元901包括：二极管D3、D4和D5，其中，二极管D3、D4和D5的正极为保护电路的输入端，二极管D3、D4和D5的负极为第一隔离单元901的输出端。二极管D3、D4和D5正接，当二极管D3、D4和D5的正向电压小于其导通电压Vf时截止，当正向电压大于等于其导通电压Vf时导通。一方面，二极管D3、D4和D5能够为输入的采集电压提供一个大小为导通电压Vf的压降，另一方面，二极管D3、D4和D5的基本特性还为电路提供了单向导通、反向截止的隔离作用，在信号采集电路包含电流采集电路、电压采集电路、功率采集电路中的至少一种时，一方面保证电信号的单向性，另一方面防止上述各采集电路支路之间电信号的流窜，提高异常检测电路的抗干扰能力。

比较单元902包括：比较器U1B、第二电源端VCC2、第六电阻R13、第三电容C10、第七电阻R14、第四电容C11、第八电阻R15、第九电阻R16，其中：第三电容C10与第七电阻R14并联，二者的一并联端接地，二者的另一并联端经第六电阻R13分别与第二电源端VCC2和比较器U1B的反相输入端连接；第八电阻R15与第四电容C11并联，二者的一并联端接地，二者的另一并联端作为比较单元的输入端，且另一并联端经第九电阻R16与比较器U1B的同相输入端连接；比较器U1B的输出端为比较单元的输出端。如图9所示，比较单元902的第二电电源端VCC2、第六电阻R13、第三电容C10、第七电阻R14在比较器U1B的反相输入端构成参考电路，用于输出参考电压值Vref3（也即第二阈值）。比较器U1B的同相输入端连接的第八电阻R15和第四电容C11、第八电阻R15用于对第一隔离单元901输出的第一电压做进一步的降压和过滤。比较器U1B在其同相输入端电压大于反相输入端电压时输出高电平，在其同相输入端电压不大于反相输入端电压时输出低电平，也即，在第一电压超过第二阈值时输出高电平（第一高电平），在第一电压未超过第二阈值时输出低电平。

具体的，当信号采集电路向保护电路输入的采集电压Vc大于比较器U1B的参考电压值Vref3和二极管D3、D4和D5导通电压Vf的和值时，也即Vc＞Vref3+Vf，比较器U1B输出第一高电平；当Vc≤Vref3+Vf时，比较器U1B输出低电平。其中，采集电压Vc可以示例性的包括上述实施例中列举的电流采集电路、功率采集电路或电压采集电路输出的MHV-I-OUT、MHV-P-OUT或THV(V)-READ采集电压信号。

第二隔离单元903包括：二极管D6、第十电阻R17、第十一电阻R18、第五电容C12，其中，二极管D6的正极为第二隔离单元的输入端，二极管D6的负极与第十电阻R17的一端连接，第十一电阻R18和第五电容C12并联，二者的一并联端接地，二者的另一并联端作为第二隔离单元的输出端，并与第十电阻R17的另一端连接。二极管D6与上述实施例中的二极管D3、D4和D5的工作原理类似，具有一定的降压和正向导通、反向截止的功能，包括对第一高电平进行隔离处理，得到并输出第二电压。二极管D6和第十电阻R17进一步对比较单元902输出的电平信号进行隔离处理，即利用二极管D6的单向导通性，确保电信号的正向输出。

转换单元904包括：NMOS管Q2、PNP三极管Q3、第三电源端VCC3、第十二电阻R19，第十三电阻R20、第十四电阻R21、第六电容C13、第十五电阻R22，其中：NMOS管Q2的栅极作为转换单元的输入端，NMOS管Q2的源极接地，NMOS管Q2的漏极经第十二电阻R19与PNP三极管Q3的基极连接，PNP三极管Q3的发射极接第三电源端VCC3，第十三电阻R20并联在发射极和基极之间，PNP三极管Q3的集电极经第十四电阻R21接地，第六电容C13与第十四电阻R21并联，且集电极还与第十五电阻R22的一端连接，第十五电阻R22的另一端为转换单元的输出端。

NMOS管Q2的在其栅极被施加高电平时导通、低电平截止。PNP三极管Q3在其发射极连接的第三电源端VCC3与其基极的压差大于其导通电压时导通，否则截止。当比较单元902输出高电平时，使得NMOS管Q2导通，PNP三极管Q3导通，转换单元904最终输出目标电压P-OUT为高电平信号；而当比较单元902输出低电平时，NMOS管Q2截止，PNP三极管Q3截止，转换单元904最终输出目标电压P-OUT为低电平信号。利用上述晶体管等元器件组成的转换单元904，将从第二隔离单元903输出的第二电压处理为不持续超过第一阈值的目标电压，其中，由于第二隔离单元903中第五电容C12的储能特性，第二电压可能为逐渐变化并趋于稳定的电压信号，因此本申请实施例旨在将该第二电压处理为不持续超过第一阈值的目标电压，使异常检测电路不会长时间处于异常高压的环境中。

应当理解的是，本申请实施例中的MOS管、三极管器件当然的可以替换为其他类型的晶体管，其连接方式也可以做出相适应的调整，而这些替换和调整都应在本申请实施例的范围内。

下面结合图10对本申请实施例提供的异常检测电路的工作时序进行说明，图10为本申请实施例提供的异常检测电路的检测时序图。如图10所示，+24VS为电源电压图示，P_OUT为异常检测电路输出信号图示（对应于上述实施例中的目标电压），OVP为过压保护参考电压图示。该检测时序包括：

S1001：t0时刻，打印机处于待机状态，未接收到打印命令，+24VS电源信号为0V，转印高压THV输出0V，异常检测电路输出信号为0V；

S1002：t1时刻，打印机接收到打印命令，+24VS电源信号升高至+24V以向高压电路提供输入电压，转印高压THV输出+1000V电压；

S1003：t1~t2时段，打印机作业中，转印高压THV输出正常；

S1004：t2时刻，因固件异常，转印高压THV输出值升高至+5000V，超过硬件设计OVP且超出+4000V，异常检测电路输出信号P_OUT为3.3V，即输出高电平；

S1005：t3~t4时段，重复多个周期检测（比如三次），判断异常检测电路输出信号是否一致：

①如果能连续检测到P_OUT为高电平，则判定高压电路输出异常；

②如果多个周期都未能检测到P_OUT为高电平，则判定高压板输出正常；

③如果未能连续检测到P_OUT为高电平，则重复一次检测步骤①-③；

S1006：t5时刻，因在S1005连续多周期检测到异常检测电路输出信号P_OUT均为高电平，则判定高压电路输出异常，此时将利用控制电路输出报警信号和/或控制待检测高压电路断开，终止打印，或完成当前打印命令后终止打印，或关闭+24VS电源。

在本申请实施例中，控制电路具体用于：在多个检测周期中接收由保护电路输出的多个目标电压，并根据多个目标电压判断待检测高压电路的输出是否存在异常。示例性的，在上述实施例中，若控制电路判断该目标电压为高电平，则认为待检测高压电路的输出存在异常；若控制电路判断该目标电压为低电平，则认为待检测高压电路的输出正常。控制电路判断在多个检测周期里接收到的异常检测电路输出信号是否均为高电平来判断高压电路是否发生异常，提高了异常检测的容错率和准确性，进一步提高了异常检测电路的稳定性。

在本申请实施例中，控制电路除了可以通过检测异常检测电路输出信号是否为高/低电平来判断高压电路是否发生异常外。还可以通过检测异常信号上升沿/下降沿、通过模数转换器（Analog-to-digital converter，简称ADC）单元检测异常信号电压值是否超过设定电压值等手段判断高压电路是否发生异常，本申请对此不做限制。

图11为本申请实施例提供的图像形成设备的结构示意图。该图像形成设备1100包括上述任一实施例提供的异常检测电路。示例性的，在本申请实施例中，异常检测电路的信号采集电路和保护电路部分被设置在布有高压电路的高压板上，而控制电路部分被设置在图像形成设备1100的主控板上。具体的设置方式，可以是信号采集电路和保护电路与高压电路等结构集成于同一高压板、控制电路集成于主控板，也可以是分体式的可拆卸地安装于高压板或主控板，在此不做限定。

通过本申请实施例，图像形成设备1100能够利用异常检测电路实现对待检测高压电路的检测，一旦待检测高压电路出现过流、过压、过功率中的任何一种输出异常，异常检测电路都能及时检测到并做出报警或断电处理，显著提高了检测高压电路输出异常的准确性，有效预防硬件电路被异常高压持续损坏的情况。另外，保护电路的设置还能够避免异常检测电路本身被异常高压损坏的情况，进一步提高异常检测电路对待检测高压电路的检测有效性。

本申请实施例还提供一种电子设备，包括上述任一实施例提供的异常检测电路。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (5)

1.一种异常检测电路，其特征在于，包括：信号采集电路、保护电路和控制电路；

所述信号采集电路，与待检测高压电路连接，用于采集所述待检测高压电路中设定位置的电信号，输出采集电压；

所述保护电路包括：第一隔离单元、比较单元、第二隔离单元和转换单元，所述转换单元，包括：NMOS管、PNP三极管、第三电源端、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第六电容、第十五电阻；所述NMOS管的栅极作为所述转换单元的输入端，所述NMOS管的源极接地，所述NMOS管的漏极经所述第十二电阻与所述PNP三极管的基极连接，所述PNP三极管的发射极接第三电源端，所述第十三电阻并联在所述发射极和所述基极之间，所述PNP三极管的集电极经所述第十四电阻接地，所述第六电容与所述第十四电阻并联，且所述集电极还与所述第十五电阻的一端连接，所述第十五电阻的另一端为所述转换单元的输出端；

所述保护电路的输入端与所述信号采集电路的输出端连接，用于在所述采集电压大于第一阈值时，将所述采集电压处理为不持续超过所述第三电源端对应的电压的目标电压，所述目标电压对应的电压随所述采集电压的增大而增大；

所述控制电路的输入端与所述保护电路的输出端连接，用于根据所述目标电压确定所述待检测高压电路的输出是否存在异常，并在所述待检测高压电路的输出存在异常时，输出报警信号和/或控制所述待检测高压电路断开；其中，所述控制电路在所述目标电压为高电平时确定所述待检测高压电路输出异常，在所述目标电压为低电平时确定所述待检测高压电路输出正常；其中，所述信号采集电路包括功率采集电路，所述功率采集电路用于采集所述待检测高压电路中设定位置的电信号，其中，所述功率采集电路采集的电信号用于反映所述待检测高压电路中功率检测点的功率大小；其中，所述待检测高压电路具体包括输入滤波模块、基准电压模块、输出反馈模块、振荡模块、倍压电路和运算放大器U2D，输入滤波模块的输入连接PWM信号，输出连接运算放大器U2D的反相输入端，输出反馈模块的输入端连接到倍压电路的输出端，输出反馈模块的输出端反馈到运算放大器U2D的反相输入端，基准电压模块的输出端连接到运算放大器U2D的同相输入端，运算放大器U2D的输出端连接振荡模块的输入端以驱动振荡模块，所述倍压电路的输入端连接到所述振荡模块的输出端，其中，所述待检测高压电路还包括电流检测电路，所述倍压电路的输出端连接到所述电流检测电路的输入端，所述功率采集电路连接到所述振荡模块的输入端用于采集所述设定位置的电信号；

所述功率采集电路包括：稳压二极管、第五电阻和第二电容，其中，所述稳压二极管的负极与所述功率检测点连接，所述稳压二极管的正极依次经所述第五电阻和所述第二电容接地，所述功率采集电路输出的采集电压为所述第二电容的端电压；

所述第一隔离单元的输入端为所述保护电路的输入端，所述第一隔离单元用于对至少一个所述采集电压进行隔离处理，得到并输出第一电压；

所述比较单元的输入端与所述第一隔离单元的输出端连接，所述比较单元，包括：比较器、第二电源端、第六电阻、第三电容、第七电阻、第四电容、第八电阻、第九电阻，其中：所述第三电容与所述第七电阻并联，二者的一并联端接地，二者的另一并联端经所述第六电阻分别与所述第二电源端和所述比较器的反相输入端连接；所述第八电阻与所述第四电容并联，二者的一并联端接地，二者的另一并联端作为所述比较单元的输入端，且另一并联端经所述第九电阻与所述比较器的同相输入端连接；所述比较器的输出端为所述比较单元的输出端，所述比较单元用于在所述第一电压未超过第二阈值时输出低电平，在所述第一电压超过第二阈值时输出第一高电平；

所述第二隔离单元的输入端与所述比较单元的输出端连接，所述第二隔离单元用于对所述第一高电平进行隔离处理，得到并输出第二电压；

所述转换单元的输入端与所述第二隔离单元的输出端连接，所述转换单元的输出端为所述保护电路的输出端，所述转换单元用于将所述第二电压处理为不持续超过所述第三电源端对应的电压的目标电压；

所述控制电路具体用于：

在多个检测周期中接收由所述保护电路输出的多个目标电压，并根据所述多个目标电压判断所述待检测高压电路的输出是否存在异常。

2.根据权利要求1所述的异常检测电路，其特征在于，所述第一隔离单元，包括：二极管，其中，所述二极管的正极为所述保护电路的输入端，所述二极管的负极为所述第一隔离单元的输出端。

3.根据权利要求1所述的异常检测电路，其特征在于，所述第二隔离单元，包括：二极管、第十电阻、第十一电阻、第五电容，其中，所述二极管的正极为所述第二隔离单元的输入端，所述二极管的负极与所述第十电阻的一端连接，所述第十一电阻和第五电容并联，二者的一并联端接地，二者的另一并联端作为所述第二隔离单元的输出端，并与所述第十电阻的另一端连接。

4.一种图像形成设备，其特征在于，包括：如权利要求1至3中任一项所述的异常检测电路。

5.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至3中任一项所述的异常检测电路。