CN120214646A 一种焊接异常检测的气流传感器芯片及其检测方法

(72)发明人李云陈轶杜鹏王浩宇(普通合伙)33548一种焊接异常检测的气流传感器芯片及其一种焊接异常检测的气流传感器芯片及其检测至驱动控制；虚焊判定电路，嵌入核心逻辑电酸染207核心逻指电路辑电路212电路201r2基本全局电路，为芯片各模块提供基准电压、偏置电流及时钟信号；电容频率转换电路，输入端连接SE端，输出端连接核心逻辑电路及选择器，将电容变化转换为频率信号；核心逻辑电路，用于比较频率与阈值，输出控制信号至驱动控制；虚焊判定电路，嵌入核心逻辑电路，周期性记录并比较初始频率与实时频率，累计异模式判定逻辑电路，响应LED端输入的特定波形，控制选择器将频率信号直通至LED2.根据权利要求1所述的一种焊接异常检测的气流传感器芯片，其特征在于，还包括：LORA模块，用于将频率值及异常次数传输至远程终端。3.根据权利要求1所述的一种焊接异常检测的气流传感器芯片，其特征在于，虚焊判定电路通过累加器记录频率异常次数，当累计次数超过设定阈值时，触发LED端闪烁报警，并区分引脚断裂或接触不良类型。4.根据权利要求1所述的一种焊接异常检测的气流传感器芯片，其特征在于，LED驱动模块与模式判定逻辑电路协同工作，在SE端漏电时，根据预设经验阈值筛选频率偏移异常。5.根据权利要求1所述的一种焊接异常检测的气流传感器芯片，其特征在于，保护电路集成过流、过温及短路检测功能，通过电源采样反馈模块和输出采样反馈模块实时监测异常状态。6.根据权利要求1所述的一种焊接异常检测的气流传感器芯片，其特征在于，电容频率转换电路输出的方波信号经分频处理后输出至LED端。7.根据权利要求1所述的一种焊接异常检测的气流传感器芯片，其特征在于，充电管理模块在VCC端电压高于设定阈值时启动电池充电，并与核心逻辑电路联动控制充电状态。8.一种焊接异常检测的气流传感器芯片的检测方法，适用于权利要求1-7任一项所述的一种焊接异常检测的气流传感器芯片，其特征在于，包括以下步骤：S1、完成咪头装配及芯片焊接至电路板，或将电路板嵌入咪头结构；S4、虚焊判定电路周期性比较初始频率与实时频率，累计超阈值次数触发LED端报警。9.根据权利要求8所述的一种焊接异常检测的气流传感器芯片的检测方法，其特征在静置监测阶段，通过LED快闪n次或慢闪n-1次区分虚焊类型。10.根据权利要求8所述的一种焊接异常检测的气流传感器芯片的检测方法，其特征在于，S3中，采用互信息特征构造算法提取传感器信号的时序相关性特征，构建动态频率阈值模型，当频率偏差超过±10%且持续若干个更新周期时判定异常。3一种焊接异常检测的气流传感器芯片及其检测方法技术领域[0001]本发明涉及气流传感器技术领域，具体涉及一种焊接异常检测的气流传感器芯片及其检测方法。背景技术[0002]气流传感器芯片通常嵌入咪头中使用，在装配完成之后，芯片的信号输入脚被包裹在咪头内部，焊接异常难以通过简单测试轻易判定，可能导致咪头误启动，且发生时间不[0003]现有技术中，焊接异常导致的功能问题不能通过简单的测试判定和检测，焊接异常导致的咪头误启动的发生时间是不定的，而咪头成品的测试时间又很有限，这对异常排查带来的相当的难度。发明内容[0004]针对现有技术的不足，本申请提出了一种焊接异常检测的气流传感器芯片及其检测方法，能够在不增加成本、不改变现有芯片引脚分布和咪头电路板布局的情况下更容易检测到焊接异常。基本全局电路，为芯片各模块提供基准电压、偏置电流及时钟信号；电容频率转换电路，输入端连接SE端，输出端连接核心逻辑电路及选择器，将电容变化转换为频率信号；核心逻辑电路，用于比较频率与阈值，输出控制信号至驱动控制；虚焊判定电路，嵌入核心逻辑电路，周期性记录并比较初始频率与实时频率，累模式判定逻辑电路，响应LED端输入的特定波形，控制选择器将频率信号直通至[0006]作为本发明优选的方案，还包括：LORA模块，用于将频率值及异常次数传输至远程终端。[0007]作为本发明优选的方案，虚焊判定电路通过累加器记录频率异常次数，当累计次[0008]作为本发明优选的方案，LED驱动模块与模式判定逻辑电路协同工作，在SE端漏电时，根据预设经验阈值筛选频率偏移异常。[0009]作为本发明优选的方案，保护电路集成过流、过温及短路检测功能，通过电源采样反馈模块和输出采样反馈模块实时监测异常状态。[0010]作为本发明优选的方案，电容频率转换电路输出的方波信号经分频处理后输出至[0011]作为本发明优选的方案，充电管理模块在VCC端电压高于设定阈值时启动电池充4电，并与核心逻辑电路联动控制充电状态。[0012]一种焊接异常检测的气流传感器芯片的检测方法，包括以下步骤：S1、完成咪头装配及芯片焊接至电路板，或将电路板嵌入咪头结构；S4、虚焊判定电路周期性比较初始频率与实时频率，累计超阈值次数触发LED端报静置监测阶段，通过LED快闪n次或慢闪n-1次区分虚焊类型。[0014]作为本发明优选的方案，S3中，采用互信息特征构造算法提取传感器信号的时序相关性特征，构建动态频率阈值模型，当频率偏差超过±10%且持续若干个更新周期时判定异常。本发明中，芯片放置于咪头中，通过芯片引脚复用技术，将芯片输入端电容转换成的频率方波信号直接从LED端口输出；本发明中，芯片内置输入脚虚焊判定电路，上电后记录输入引脚转换成的频率初始值，并周期性地将现有频率值与初始值进行比较；当频率值变化超过设定的阈值且持续初始值更新时长时，记录异常发生次数，累计异常次数超过设定阈值时触发警报；本发明中，能够在不改变现有芯片引脚分布和咪头电路板布局的情况下更容易检测到焊接异常，从而在不增加成本的的情况下很好的排除咪头出厂异常。附图说明[0016]图1为本发明芯片以及外围应用电路结构示意图；图2为本发明芯片示意图；图3为本发明芯片中虚焊检测功能的状态图；图4为本发明芯片检测方法的流程图；图5为本发明芯片检测方法的状态图；具体实施方式[0017]为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。5实施例VDD端104与GND端106之间连接电容103,用于减小工作过程中电池电压的SE端与GND端106之间连接气流传感器101,将气流变化转变为电容103容值变化并输入芯片100。端、LED端和GND端106.VCC端105为用于连接充电接口。SE端与GND端106之间跨接有气流传[0021]在本实施例中，芯片100置于咪头中，咪头中的金属膜片相当于电容103传感器，气压引起的电容103变化使得SE端的振荡器的频率也发生相应的变化。若SE端连接异常，那么SE端的频率也会偏离正常范围，甚至偏离幅度很大。SE端口被包裹，无法通过仪器测试到该处的频率。即使SE端口暴露在咪头外面，测试仪器的探针接触到SE端焊点时也会因为引入了额外的电容103导致频率的变化。通过芯片100内部电路将该处信号放大成方波信号，或直通或经过分频处理，然后输出到LED端，测试LED端的方波信号即测试到SE端口的频率。[0022]气流传感器101芯片100的核心模块包括：基本全局电路201、核心逻辑电路204、充焊判定电路205。[0023]基本全局电路201与芯片100中的每个模块均有相连，为芯片100各个模块提供基[0024]电容频率转换电路202,用于将气流传感器101电特性转变为频率，输入端连接芯片100的SEN端，输出端连接核心逻辑电路204和选择器211。[0025]核心逻辑电路204,连接电容频率转换电路202、充电管理模块203、保护电路206、驱动控制208和选择器211,核心逻辑电路204功能主要包括：将频率变化与阈值频率进行比较，从而判断是否为开启开关管213;将各个单元电路输入的信号进行综合判断后输出控制信号到驱动控制208。[0026]驱动控制208,连接MOS开关的输入端和核心逻辑电路204的输出端，MOS开关的源极和漏极分别连接VDD端104和OUT端，核心逻辑电路204的处理结果输出到驱动控制208,驱动控制208输出端连接到开关管213的栅极，即开关管213的输入端，从而实现对开关管213的控制。[0027]充电管理模块203,用于检测判断当VCC端105电压高于设定阈值时，实现对电池的[0028]保护电路206,用于将检测的过流信号、过温信号、短路状态输出到核心逻辑电路204,输入端连接电源采样反馈模块207和输出采样反馈模块209,输出端连接核心逻辑电路6[0029]LED驱动模块210,用于对LED端的开闭以及亮度状态进行控制，连接LED端、选择器211和模式判定逻辑电路212。[0032]如图4和图5所示，一种焊接异常检测的气流传感器101芯片的检测方法，包括以下步骤：S1、咪头装配和芯片100焊接；S2、端口自检与功能验证；S4、虚焊动态判定与报警。[0033]步骤S1中，咪头装配和芯片100焊接。具体的，咪头装配和芯片100焊接至电路板，或将电路板嵌入咪头结构中。步骤S3中，检测SE端连接状态。具体的，通过LED端输入特定方波信号，例如周期10μS的连续10个波形，触发频率直通模式，即芯片100内部模式判定逻辑电路212,使电容频率转换电路202的输出直通至LED端。测试LED端输出的频率，若SE端断路或短路，频率显著偏离正常范围，定位问题来源于SE端；若存在漏电，例如助焊剂残留，频率轻微偏移，通过预设阈值判断是否异常。若芯片100SE端连接异常，如断路或断路，那么输出的频率将会远远偏离正常值，则可清晰地定位问题来源于SE端口；若芯片100出现了助焊剂使用过量导致的SE端漏电，那么从LED端输出的频率也会在一定程度上便宜正常值，可通过经验来设定阈值来筛选此类异常。[0034]步骤S4中，虚焊动态判定与报警。具体的，咪头上电静置后，虚焊判定电路205周期性比较实时频率与初始记录值，当累计超出阈值次数时触发LED端闪烁报警。虚焊判定电路7205嵌入核心逻辑模块，通过累加异常事件次数实现动态监测，有效识别运输或使用后出现的间歇性虚焊问题。在上电后即记录频率的初始值，并周期性地将实时的频率与初始值做比较，当频率变化大于设定的阈值时且超过初始值更新时长时，则记录虚焊导致的断开动作发生了1次。通过累加器记录该事件发生的次数，当大于设定的次数时，即认为咪头发生了虚焊导致的时而断开时而连接异常，并触发LED端报警。[0035]在可能的实施例中，进行动态频率阈值判定。采用互信息特征构造算法，提取传感器输出信号的时序相关性特征，构建动态频率阈值模型，提升虚焊检测精度；周期性比较实时频率与初始频率值，当偏差超过阈值±10%且持续3个更新周期时，触发异常记录。[0036]在可能的实施例中，执行多模态检测机制。在上电自检阶段，通过LED端输入高低电平波形(频率1kHz),测试输出波形完整性，判定SE端焊接状态；在静置监测阶段，咪头上电后静置30秒，通过LED端闪烁模式，例如快闪3次或慢闪2次区分虚焊类型引脚断裂或接触不良。[0037]在可能的实施例中，集成LORA模块，将检测数据传输至远程终端，支持实时监控焊接状态，检测数据包括频率值和异常次数。本发明中，芯片100放置于咪头中，通过芯片100引脚复用技术，将芯片100输入端电容103转换成的频率方波信号直接从LED端口输出。芯片100内置输入脚虚焊判定电路205,上电后记录输入引脚转换成的频率初始值，并周期性地将现有频率值与初始值进行比较；当频率值变化超过设定的阈值且持续初始值更新时长时，记录异常发生次数，累计异常次数超过设定阈值时触发警报。[0038]尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。1/4页1/