CN222127705U - 负载保护电路、负载供电电路和监控设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了负载保护电路、负载供电电路和监控设备，负载保护电路包括：耦接于第一电源输入端和第一节点之间并并联连接的第一分压电路和二极管，二极管的正极接第一节点且负极接第一电源输入端；耦接于第一节点的储能电路，设置为通过第一分压电路充电储能并在第一电源输入端下电时向二极管释放电量；耦接于第一节点和第二节点之间的第二分压电路和耦接于第二节点与接地端之间的第三分压电路，第二节点设置为接监控设备。与相关技术相比，本实施例的负载保护电路不需要对电源转换模块进行改进，也无需使用UPS，而是使用二极管和储能电路等低成本元件解决相关技术中监控设备反复瞬间上下电导致的工作异常及寿命较短的技术问题。

Description

负载保护电路、负载供电电路和监控设备

技术领域

本实用新型涉及负载供电技术领域，尤其涉及负载保护电路、负载供电电路和监控设备。

背景技术

在一种相关技术中，监控设备使用市电转低压交流电(如交流电AC24V)集中供电。当市电交流电因受到干扰出现波动导致低压交流电也随之波动，当低压交流电跌落至超过一定阈值时会出现监控设备内部的二次电源关闭输出，进而导致监控设备下电。此刻，如果市电又迅速回升，监控设备内部的二次电源会再次打开电源输出，使得监控设备上电，如此反复。

在相关实践中，这种反复会引起监控设备反复瞬间上下电，导致监控设备可能出现工作异常，甚至影响监控设备的实际使用寿命。

需要说明的是，上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

针对现有技术中的问题，本实用新型的目的在于提供负载保护电路、负载供电电路和监控设备，克服了相关技术中监控设备反复瞬间上下电的技术问题。

本公开实施例提供一种负载保护电路，其包括：

耦接于第一电源输入端和第一节点之间并并联连接的第一分压电路和二极管，二极管的正极接第一节点且负极接第一电源输入端；

耦接于第一节点的储能电路，设置为通过第一分压电路充电储能并在第一电源输入端下电时向二极管释放电量；

耦接于第一节点和第二节点之间的第二分压电路，第二节点设置为接监控设备；

耦接于第二节点与接地端之间的第三分压电路。

在一些实施例中，第一分压电路包括第一电阻。

在一些实施例中，第二分压电路包括第二电阻。

在一些实施例中，储能电路包括耦接于第一节点与节点端之间的第一电容。

在一些实施例中，第三分压电路包括第三电阻。

在一些实施例中，负载保护电路还包括：

耦接于第二节点与接地端之间的第二电容。

本公开实施例还提供一种负载供电电路，其包括：

电源转换模块，设置为将市电交流电低压转换成负载交流电；

上述实施例的负载保护电路，通过第一电源输入端耦接于电源转换模块的输出端，设置为通过第二节点耦接于监控设备。

在一些实施例中，监控设备包括具有第二电源输入端和使能端的二次电源时，电源转换模块的输出端分别设置有第一支路和第二支路，第一支路设置为耦接于第二电源输入端，负载保护电路通过第一电源输入端耦接于第二支路且设置为通过第二节点耦接于监控设备。

本公开实施例还提供一种监控设备，其包括：

上述实施例的负载保护电路；

二次电源，耦接于负载保护电路的第二节点。

在一些实施例中，二次电源具有第二电源输入端和使能端，第二节点耦接于使能端，第二电源输入端设置为接第一电源输入端。

本实用新型的负载保护电路、负载供电电路和监控设备具有如下优点：

负载保护电路包括：耦接于第一电源输入端和第一节点之间并并联连接的第一分压电路和二极管，二极管的正极接第一节点且负极接第一电源输入端；耦接于第一节点的储能电路，设置为通过第一分压电路充电储能并在第一电源输入端下电时向二极管释放电量；耦接于第一节点和第二节点之间的第二分压电路及耦接于第二节点与接地端之间的第三分压电路，第二节点设置为接监控设备。在相应实施例中，在市电交流电上电时，电源转换模块通过其输出端提供负载交流电，一方面通过第二节点向监控设备进行电源输出使其上电，另一方面还对储能电路充电使其储存电能。当市电交流电因波动下电时，引发负载保护电路的第一电源输入端的电压下降，此时储能电路通过二极管快速泄放所存储电能。当第一电源输入端的电压跌落到阈值点(即第一节点电压与二极管的正向导通压降之差)以下时，第一节点电压通过二极管向第一电源输入端快速泄放，使得第二节点的电压迅速下电，监控设备迅速关闭。与相关技术相比，本实施例的负载保护电路不需要对电源转换模块进行改进，也无需使用UPS，而是使用二极管和储能电路等低成本元件解决相关技术中监控设备反复瞬间上下电导致的工作异常及寿命较短的技术问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1展示本公开实施例的负载保护电路的电路结构图。

图2为使用图1所示负载保护电路的监控设备的电路图。

图3为图1所示负载保护电路的具体电路图。

具体实施方式

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

应当理解，当一个部件被称为“在另一个部件上”、“连接到另一个部件”、“耦合于另一个部件”或“接触另一个部件”时，它可以直接在该另一个部件之上、连接于或耦合于、或接触该另一个部件，或者可以存在插入部件。相比之下，当一个部件被称为“直接在另一个部件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个部件时，不存在插入部件。

此外，附图仅为本实用新型的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

在相关技术中，使用更大宽压输入的市电转低压交流电的电源转换模块，结合增加一套不间断电源UPS(Uninterruptible Power Supply)设备来解决相关技术中监控设备反复瞬间上下电的问题，但这极大增加了系统成本。

如图1所示，本公开实施例提供一种负载保护电路10，其包括：

耦接于第一电源输入端IN1和第一节点a之间并并联连接的第一分压电路11和二极管D，二极管D的正极P接第一节点a且负极N接第一电源输入端IN1；

耦接于第一节点a的储能电路12，设置为通过第一分压电路11充电储能并在第一电源输入端IN1下电时向二极管D释放电量；

耦接于第一节点a和第二节点b之间的第二分压电路13，第二节点b设置为接监控设备100；

耦接于第二节点b和接地端GND的第三分压电路14。

如图2所示，图2展示使用图1所示的负载保护电路10的负载供电电路的电路图，结合图1和图2，该负载供电电路包括：

电源转换模块2，设置为将市电交流电低压转换成负载交流电；

上述实施例的负载保护电路10，通过第一电源输入端IN1耦接于电源转换模块2的输出端，具体设置为通过第二节点b耦接于监控设备3。在本实施方式中，负载保护电路10集成于监控设备3中。

在相应实施例中，在市电交流电上电时，电源转换模块2通过其输出端提供负载交流电，一方面通过第二节点b向监控设备3进行电源输出使其上电，另一方面还对储能电路12充电使其储存电能。当市电交流电因波动下电时，引发负载保护电路10的第一电源输入端IN1的电压下降，此时储能电路12通过二极管D快速泄放所存储电能。当第一电源输入端IN1的电压跌落到阈值点(Va-Vf(Va为第一节点a电压，Vf表征二极管D的正向导通压降))以下时，Va通过二极管D向第一电源输入端IN1快速泄放，使得第二节点b的电压Vb迅速下电，监控设备3迅速关闭。

当市电电网反复波动，只要波动周期小于充电周期(又叫时间常数)τa，使得储能电路12充分储能以在泄放时使监控设备3迅速下电，那么之后就不会二次上电。当市网电网恢复后，经过充电周期τa后，监控设备3再次上电。

与相关技术相比，本实施例的负载保护电路10不需要对电源转换模块2进行改进，也无需使用UPS，而是使用二极管D和储能电路等低成本元件解决相关技术中监控设备3反复瞬间上下电导致的工作异常及寿命较短的技术问题。

在本实施例中，电源转换模块2通过第一分压电路11对储能电路12进行充电，本实施例的负载保护电路10应用了储能电路12的充电速度由时间常数τ决定的原理来延缓监控设备3上电，从而达到滤除电网波动的作用。

在一种实现方式中，如图3所示，第一分压电路11包含第一电阻R1，电源转换模块2通过第一电阻R1对储能电路12进行充电。其中，衡量充电速度的时间常数τ＝RC，从公式可以看出，第一电阻R1的阻值越大，充电周期τa越长。因此，可以通过选择第一电阻R1的阻值调整第一节点a的充电周期τa，进而提升本负载保护电路10的可靠性。

在另一种实现方式中，第一分压电路11可以包含一个或多个第一电阻。在一种实施例中，第一电阻R1可以使用固定电阻或者滑动电阻，通过使用后者，可以根据具体的应用环境调节第一电阻R1的阻值，以确保负载保护电路10能够应对市电电网的反复波动导致的监控设备频繁上下电问题，增强负载保护电路10的适用范围。

在本公开实现方式中，储能电路12包括第一电容C1，电源转换模块2在上电时对第一电容C1充电使其存储电能，第一电容C1在电源转换模块2下电过程中泄放。在另一实施方式中，储能电路12中可以包含一个或多个第一电容C1。

诚如上，第一电容C1的容值也影响第一节点a的充电周期τa，因此可结合考虑第一电阻R1的阻值和第一电容C1的容值，以调整充电周期τa。

在另一实施方式中，储能电路可以包含耦接的RC电路、或者耦接的LC电路。

在本公开实施例中，第二分压电路13用来降低第二节点b的电压Vb，还实现第一电容C1的稳定充电。第二分压电路13包括第二电阻R2。在进一步实现方式中，第二分压电路13包括一个或多个第二电阻。

在本公开实施例中，如图2所示，监控设备3包括：

图3所示的负载保护电路10；

二次电源30，耦接于负载保护电路10的第二节点b。

在该实施方式中，负载保护电路10集成于监控设备3中，用于防止二次电源30出现欠压和震荡，使得监控设备3快速关闭。

在本公开实现方式中，二次电源30具有第二电源输入端IN2和使能端POWEN，第二节点b耦接于使能端POWEN。在相应实施例中，第二电源输入端IN2设置为接第一电源输入端IN1，两者同接电源转换模块2的输出端。使能端POWEN是控制信号输入端，又叫使能输入端(enable)，也叫片选端，它是芯片的一个输入引脚，或者电路的一个输入端口，只有该引脚激活，芯片才能工作。例如使能端POWEN为高电平有效。

这样，当市电交流电上电，第二电压输入端POWEN为高电平，控制二次电源30上电，使得监控设备3工作。当市电电网波动并下电时，第二电压输入端POWEN转为低电平，二次电源30下电，监控设备3关闭。

本实施方式的监控设备3为监控设备或其他监控设备。

在本公开实施例中，第三分压电路14也起到分压作用，以降低第二节点b点电压Vb。如图3所示，第三分压电路14包括第三电阻R3。

本实施例的负载保护电路10通过第一分压电路11、第二分压电路13和第三电阻R3降低第二节点b点的电压Vb，同时也影响第一电容C1的充电周期τa。

具体地，衡量第一电容C1充电速度的时间常数τa＝(R1//(R2+R3))*C1，通过将τa配置为几百ms级别，可以进一步防止频繁上下电。此时，以电源转换模块2转换后的负载交流电为AC24V为例，第一节点a的电压为Va＝24*1.414*K1，K1＝(R2+R3)/(R1+R2+R3)，第二节点b的电压为Vb＝Va*K2，K2＝R3/(R2+R3)。

其中，K1用于设定AC24V下电时第一电容C1快速泄放电荷时的阈值点(Va–Vf)，前面提到Va＝24*1.414*K1，因此Va-Vf＝34K1-Vf，该阈值点可以取较大值，如AC24V的75％，这可以使这个阈值点先于监控设备3的二次电源30(如图2所示)进入欠压保护之前关断二次电源30的使能，即使得监控设备3快速关闭，防止二次电源30出现欠压和震荡。

因此，通过定义上述阈值点一个合适值，可以反过来推导K1，并根据K1调整R1、R2和R3的值。

其中，K2用于设定Vb与Va的比例关系，而Vb与监控设备的二次电源30的使能阈值有关，二次电源30的使能阈值决定了Vb(POWEN)的数值。因此，根据二次电源30的使能阈值可以推导出K2，从而可以通过K2调整R2和R3的值。由此可知，R2设定一个较小值，否则流入二次电源POWEN的电流无法保证。

本实施方式通过第一电阻R1和第二电阻R2进行次分压，兼顾了第一电容C1的泄放阈值和监控设备3的二次电源30的使能阈值。

如图3所示，本公开实施例的负载保护电路10还包括：

耦接于第二节点b与接地端GND的第二电容C2。

此时，第二电容C2在电源转换模块2上电时，第二电容C2被充电，从而避免第二节点b瞬间上电而起到稳压作用。其中，第二电容C2的容值是nf级别，主要是进行毛刺滤除，时间常数τb是μs级别，相对于τa来说可以忽略不计，使得Vb的上电时间几乎等同于Va的上电时间，由于第一节点a的充电周期τa和第二节点b的充电周期τb相同，那么在第一电容C1泄放的时候Vb基本同步于Va，因此第二节点b电压Vb也快速下电，使得监控设备3迅速关闭。

在本公开其他实现方式中，负载保护电路10不设置于监控设备。可选地，如图2所示，电源转换模块2的输出端分别设置有第一支路21和第二支路22，第一支路21设置为耦接于第二电源输入端IN2，负载保护电路10通过第一电源输入端IN1耦接于第二支路22且设置为通过第二节点b耦接于监控设备3。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种负载保护电路，其特征在于，包括：

耦接于第一电源输入端和第一节点之间并并联连接的第一分压电路和二极管，所述二极管的正极接所述第一节点且负极接所述第一电源输入端；

耦接于所述第一节点的储能电路，设置为通过所述第一分压电路充电储能并在所述第一电源输入端下电时向所述二极管释放电量；

耦接于所述第一节点和第二节点之间的第二分压电路，所述第二节点设置为接监控设备；

耦接于所述第二节点与接地端之间的第三分压电路。

2.根据权利要求1所述的负载保护电路，其特征在于，所述第一分压电路包括第一电阻。

3.根据权利要求1所述的负载保护电路，其特征在于，所述第二分压电路包括第二电阻。

4.根据权利要求1所述的负载保护电路，其特征在于，所述储能电路包括耦接于所述第一节点与节点端之间的第一电容。

5.根据权利要求1所述的负载保护电路，其特征在于，所述第三分压电路包括第三电阻。

6.根据权利要求1所述的负载保护电路，其特征在于，所述负载保护电路还包括：

耦接于所述第二节点与所述接地端之间的第二电容。

7.一种负载供电电路，其特征在于，包括：

电源转换模块，设置为将市电交流电低压转换成负载交流电；

权利要求1-6中任一项所述的负载保护电路，通过所述第一电源输入端耦接于所述电源转换模块的输出端，设置为通过所述第二节点耦接于所述监控设备。

8.根据权利要求7所述的负载供电电路，其特征在于，所述监控设备包括具有第二电源输入端和使能端的二次电源时，所述电源转换模块的输出端分别设置有第一支路和第二支路，所述第一支路设置为耦接于所述第二电源输入端，所述负载保护电路通过所述第一电源输入端耦接于所述第二支路且设置为通过所述第二节点耦接于所述监控设备。

9.一种监控设备，其特征在于，包括：

权利要求1-6中任一项所述的负载保护电路；

二次电源，耦接于所述负载保护电路的第二节点。

10.根据权利要求9所述的监控设备，其特征在于，所述二次电源具有第二电源输入端和使能端，所述第二节点耦接于所述使能端，所述第二电源输入端设置为接所述第一电源输入端。