专利摘要

本实用新型公开了一种安全性高、能有效预防发生短路的基于环境因素的印制电路板防短路预警保护装置。本实用新型包括电源、中央处理模块（1）、传感器系统（2）、报警系统（3）和功能扩展外围接口（4），传感器系统、报警系统和功能扩展外围接口均与中央处理模块相电信 号连接，中央处理模块包括IC芯片，用于对传感器系统上传的数据进行处理并向报警系统发送信号，并存储数据；传感器系统用于检测印制电路板周围的环境参数，并将检测到的数据上传中央处理模块；报警系统用于接收来自中央处理模块的信号，并发出警报信号；电源分别对中央处理模块、传感器系统、报警系统和功能扩展外围接口供电。本实用新型可应用于电路保护领域。

权利要求

1.一种基于环境因素的印制电路板防短路预警保护装置，其特征在于：它包括电源、中央处理模块（1）、传感器系统（2）、报警系统（3）和功能扩展外围接口（4），所述传感器系统（2）、所述报警系统（3）和所述功能扩展外围接口（4）均与所述中央处理模块（1）相电信号连接，

所述中央处理模块（1）包括IC芯片，用于对所述传感器系统（2）上传的数据进行处理并向所述报警系统（3）发送信号，并存储数据；

所述传感器系统（2）用于检测印制电路板周围的环境参数，并将检测到的数据上传所述中央处理模块（1）；

所述报警系统（3）用于接收来自所述中央处理模块（1）的信号，并发出警报信号；

所述电源分别对所述中央处理模块（1）、传感器系统（2）、报警系统（3）和功能扩展外围接口（4）供电；

它还包括显示模块（5），所述显示模块（5）与所述中央处理模块（1）电信号连接，所述显示模块（5）用于对所述传感器系统（2）检测到的环境参数和报警系统（3）信息进行显示。

2.根据权利要求1所述的一种基于环境因素的印制电路板防短路预警保护装置，其特征在于：所述传感器系统（2）包括但不限于温度传感器、湿度传感器、粉尘传感器或气体传感器。

3.根据权利要求1所述的一种基于环境因素的印制电路板防短路预警保护装置，其特征在于：它还包括WiFi模块，所述WiFi模块与所述中央处理模块（1）电信号连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于环境因素的印制电路板防短路预警保护装置，其特征在于：所述中央处理模块（1）包含的IC芯片的型号为STM32F103XC_LQFP100。

说明书

技术领域

本实用新型涉及电路保护领域，尤其涉及一种基于环境因素的印制电路板防短路预警保护装置。

背景技术

家用电器是人们的日常生活中必备的工具，极大地方便了人们的生活。而几乎所有的家用电器中都含有印制电路板（PCB）,并且是作为主控部分，相当于家用电器的“大脑”，直接决定着家用电器主体功能的发挥，因此印制电路板可以说是家用电器的最核心部件。

家用电器的生产厂家在完成印制电路板的制造时，为了防止印制电路板背面的元器件引脚之间发生短路，特别是芯片（IC）的引脚，往往在其背面采取一定的防护措施，例如防潮油、防护漆等，这些涂料可形成一个绝缘的保护层，保护电路免受化学物质、湿气、和其他污染物等环境因素的影响，从而提高印刷电路板的可靠性和安全性，延长印刷电路板的使用寿命。

家用电器的印制电路板虽然是封装在其外壳内，但是家用电器的外壳一般都是非完全封闭的，因此印制电路板相当于是暴露在空气中的，印制电路板的背面的防护层（防潮油、保护漆等）很容易受到环境因素（温度、湿度、酸碱度等）的影响而发生老化。其防护层一旦发生变质或老化，元器件引脚就暴露出来了，受环境因素变化（例如温度升高，湿度增加）的影响在上电时就很容易发生短路，一旦发生短路，轻则冒烟损坏器件，重则发生起火，是很大的安全隐患。

家用电器一般都不会标定“使用年限”，所以很多消费者一般都是会一直使用，直到不能工作为止。实际上家用电器使用一段时间后，印制电路板背面的防护层都会老化，特备是在厨房、厂房、KTV、网吧、酒吧等这些场合，往往温度高、湿度大、粉尘多，其防护层老化得更快，一旦老化，元件引脚就会暴露出来，引脚之间的“爬电距离和电气间隙”会由于高湿度和多粉尘等环境因素的影响而“变小”，极容易发生短路，从而产生冒烟或者起火，发生安全危险。

因此开发一种基于环境因素（温度、湿度、酸碱性气体等等）的印制电路板防短路预警保护装置，是十分必要的，特别是对于家用电器的整个生命周期的中后阶段，对于保护人们的生命财产安全具有重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种安全性高、能有效预防发生短路的基于环境因素的印制电路板防短路预警保护装置。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括电源、中央处理模块、传感器系统、报警系统和功能扩展外围接口，所述传感器系统、所述报警系统和所述功能扩展外围接口均与所述中央处理模块相电信号连接，所述中央处理模块包括IC芯片，用于对所述传感器系统上传的数据进行处理并向所述报警系统发送信号，并存储数据；所述传感器系统用于检测印制电路板周围的环境参数，并将检测到的数据上传所述中央处理模块；所述报警系统用于接收来自所述中央处理模块的信号，并发出警报信号；所述电源分别对所述中央处理模块、传感器系统、报警系统和功能扩展外围接口供电。

上述方案可见，本装置在上电后及进入工作状态，相应的传感器系统会同步检测当前环境中的温度、湿度、粉尘浓度、气体成分等参数，并将相应采集到的数据不断的传送到中央处理模块进行存储，然后中央处理模块判断采集到的环境数据达到的风险等级是否超过设定风险等级值，当超过设定的风险等级值时，报警系统发出警报信号，该装置将警报信号发送至家电的主控板上，当检测到的风险等级值超过设定的最高风险等级值时，报警系统发出切断家电的主电源，避免短路风险的发生，有效地预防了短路的发生，大大地提升了安全性。

进一步地，它还包括显示模块，所述显示模块与所述中央处理模块电信号连接，所述显示模块用于对所述传感器系统检测到的环境参数和报警系统信息进行显示。由此可见，通过显示模块可以提供直观的结果显示，为操作者给出有利的情况判断，提升决策效率，进一步提升安全性和预见性。

再进一步地，所述传感器系统包括但不限于温度传感器、湿度传感器、粉尘传器或气体传感器。由此可见，传感器系统的多样性，能够更加准确地采集到环境的各种参数，进而对本装置发出警报信号具有更加精确的指引。

又进一步地，它还包括WiFi模块，所述WiFi模块与所述中央处理模块电信号连接。由此可见，通过WiFi模块可以将整个装置的状态及采集到的数据等数据向手机等设备发送，实现远程监测和控制，提高检测效率。

更进一步地，所述中央处理模块包含的IC芯片的型号为STM32F103XC_LQFP100。由此可见，这一型号的单片机可实现对采集的数据进行存储和处理，无需对装置进行二次开发，只需要调整好相应的数据即可应用，通过物理连接及实现整个装置的设置，降低了设计难度和成本。

附图说明

图1是本实用新型的简易结构连接框图；

图2是所述中央处理模块的部分的电路原理图；

图3是所述传感器系统的电路原理图；

图4是所述报警系统的电路原理图；

图5是所述功能扩展外围接口部分的电路原理图；

图6是所述显示模块的电路原理图；

图7是所述WiFi模块的电路原理图；

图8是所述电源的软起动电路的原理图；

图9是所述5V输出电路的原理图；

图10是所述3.3V输出电路的原理图；

图11是所述5V滤波电路的原理图；

图12是所述3.3V滤波电路的原理图；

图13是所述IC启动电路的原理图；

图14是所述复位电路的原理图。

具体实施方式

如图1至图14所示，本实用新型包括电源、中央处理模块1、传感器系统2、报警系统3和功能扩展外围接口4。所述电源包括软起动电路和输出电路，输出包括3.3V和5V两种输出电压，相应地设置有3.3V输出电路、3.3V滤波电路和5V输出电路以及5V滤波电路。所述传感器系统2、所述报警系统3和所述功能扩展外围接口4均与所述中央处理模块1相电信号连接，所述中央处理模块1包括IC芯片，用于对所述传感器系统2上传的数据进行处理并向所述报警系统3发送信号，并存储数据。IC芯片上还连接有IC启动电路和复位电路。所述传感器系统2用于检测印制电路板周围的环境参数，并将检测到的数据上传所述中央处理模块1；所述报警系统3用于接收来自所述中央处理模块1的信号，并发出警报信号；所述电源分别对所述中央处理模块1、传感器系统2、报警系统3和功能扩展外围接口4供电。所述中央处理模块1包含的IC芯片的型号为STM32F103XC_LQFP100。所述传感器系统2包括但不限于温度传感器、湿度传感器、粉尘传器或气体传感器。它还包括WiFi模块，所述WiFi模块与所述中央处理模块1电信号连接。

它还包括显示模块5，所述显示模块5与所述中央处理模块1电信号连接，所述显示模块5用于对所述传感器系统2检测到的环境参数和报警系统3信息进行显示。在本实用新型中，显示模块5主要用于显示各类环境因素参数值和报警信息，该部分可以选配，如果是单独作为一个装置，则需要配置该模块。如果是作为主电路PCB的一个搭配模块嵌入到家用电器中，则可以利用家用电器本身的显示装置，无需单独配置。

下面以更加具体的实施例对本实用新型作更进一步的说明。

实施例一：本实用新型作为一个小模块与家用电器的主控板连接配合使用

此时该装置无需配置所述显示模块，但是所述功能扩展外围接口需要跟家用电器主控板的显示电路和主电源控制电路连接。

当使用者使用家用电器的时候，在上电时，本实用新型装置立即进入工作状态，相应的温度传感器、湿度传感器、粉尘传感器、气体传感器等会同步检测当前环境中的温度、湿度、粉尘浓度、气体成分，并将相应采集到的数据不断的传送到中央处理模块的数据存储单元。然后中央处理模块根据各环境因素对短路的影响程度综合处理后给出相应的风险等级判定，当达到一定的风险时，报警系统会根据风险等级的不同发出不同的警报信号，当达到最高风险等级时，还会同步切断家用电器的主电源，避免短路危险的发生。整个工作工程中，家用电器的显示部分会同步显示时时采集到的环境因素参数值及当前风险等级（也可不显示，根据需要选择）。

另外，功能扩展外围接口还可以连接家用电器主控板的“定时电路”，生产商可以根据需要选择在什么时候将该装置的“功能”投入使用（注意：只要上电该装置就一直采集环境因素数据），比如说在家用电器的生命周期的后期（此时主控板背面防护层一般都有损坏，短路风险更大）。

需要说明的是，本实用新型的中央处理模块采用的是型号为STM32F103XC_LQFP100的单片机，在完成整个装置的连接设置后，只需要对参数进行设置，即可利用单片机本身的功能完成相应的功能，无需对程序进行二次开发，大大地节约了前期的成本和人工，简化了整个装置的设置。对于家庭来说，只需与家电连接并上电即可进入工作状态。

实施例二：本实用新型作为一个单独的装置使用

其工作原理与实施例一相同，只是此时需要配备单独的显示模块，而且此时不具有切断某种家用电器主电源的功能，只具有报警功能。此时针对的是使用者家中所有的家用电器的使用，时刻监视相应的环境因素参数，提醒使用者目前存在家用电器印制电路板短路风险，应谨慎使用家用电器。

本实用新型专门针对家用电器的印制电路板(PCB)防护层老化或者损坏后，元器件引脚之间可能存在的短路风险，基于起主要影响作用的环境因素进行检测并提供预警和保护功能，有效地预防了短路的发生，大大地提升了安全性。

一种基于环境因素的印制电路板防短路预警保护装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。