CN105610126B - 网络设备过热保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种网络设备过热保护电路，连接于网络设备与电源适配器之间，该网络设备过热保护电路包括：温度采样触发模块、自锁模块、电源开关模块；温度采样触发模块用于采集网络设备的温度信号，并根据温度信号输出与温度信号变化一致的数字控制信号；自锁模块用于在数字控制信号升高至临界值后且在数字控制信号从临界值开始下降后输出导通电压；电源开关模块，用于根据上述导通电压切断电源适配器向网络设备提供的供电电路。该网络设备过热保护电路能自动控制网络设备停止运行，同时在温度下降后，仍然能使网络设备保持停止运行的状态，以避免因热量累积而发生危险的情况。因此，能够对网络设备进行过热保护，从而延长了网络设备的使用寿命。

Description

网络设备过热保护电路

技术领域

本发明涉及网络设备技术领域，特别是涉及一种网络设备过热保护电路。

背景技术

随着移动互联网技术的发展，人们对网络的需求越来越强。为了便于人们使用，加入各种智能化技术的网络设备得到了越来越广泛的应用。例如：无线AP(Access Point，访问节点)设备，可以将使用无线设备(手机、笔记本电脑等)的用户进入有线网络的接入点，主要用于宽带家庭、大楼内部、校园内部、园区内部以及仓库、工厂等需要无线监控的地方；ONU(Optical Network Unit，光网络单元)设备，是GEPON(千兆无源光网络)系统的用户侧设备，通过PON(无源光纤网络)用于终结从OLT(光线路终端)传送来的业务，与OLT配合，ONU可向相连的用户提供各种宽带服务；PLC(Power Line Communication，电力线通信)设备，通过利用传输电流的电力线作为通信载体，使得PLC设备具有极大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方，不用拨号，就立即可享受4.5～45Mbps的高速网络接入，来浏览网页﹑拨打电话，和观看在线电影，从而实现集数据﹑语音﹑视频，以及电力于一体的“四网合一”。

然而，随着网络使用人数的日益增加、附加于网络设备上的功能日益多样化，使得网络设备通常在大电流或大功耗的环境下长期超负荷工作，导致发热量的大幅上升，因此网络设备的工作温度会逐渐升高。当工作温度过高或热量累积过多时，则会烧坏网络设备，从而缩短了网络设备的使用寿命，严重的话甚至会出现火灾等安全隐患。因此，网络设备的过热保护措施成为可靠性设计的一个主要关注点。

发明内容

基于此，针对如何对网络设备进行过热保护的问题，本发明提供一种网络设备过热保护电路，能够对网络设备进行过热保护，从而延长网络设备的使用寿命。

一种网络设备过热保护电路，应用于网络设备中，且所述网络设备通过电源适配器连接交流电，所述网络设备过热保护电路连接于所述网络设备与所述电源适配器之间，且所述网络设备过热保护电路包括：温度采样触发模块、自锁模块、电源开关模块；

所述温度采样触发模块用于采集所述网络设备的温度信号，并根据所述温度信号输出与所述温度信号变化一致的数字控制信号；所述自锁模块用于在所述数字控制信号升高至临界值后输出导通电压，所述导通电压的值与所述电源适配器的输出电压相同，且所述自锁模块还用于在所述数字控制信号从所述临界值开始下降后仍然输出所述导通电压；所述电源开关模块，用于根据所述导通电压切断所述电源适配器向所述网络设备提供的供电电路。

在其中一个实施例中，所述网络设备过热保护电路还包括状态提示模块，且所述状态提示模块用于根据所述导通电压提示用户出现故障状态。

在其中一个实施例中，所述温度采样触发模块包括温度采样单元和数字转换单元；所述温度采样单元，用于采集所述网络设备的温度信号；所述数字转换单元，用于根据所述温度信号输出与所述温度信号变化一致的数字控制信号。

在其中一个实施例中，所述温度采样单元包括：电阻R11、热敏电阻R8、电阻R10和电阻R9；

所述电阻R11的一端与所述电源适配器的输出端连接，所述电阻R11的另一端分别与所述数字转换单元的第一输入端、所述电阻R10的一端连接；所述电阻R10的另一端接地；所述热敏电阻R8的一端与所述电源适配器的输出端连接，所述热敏电阻R8的另一端分别与所述数字转换单元的第二输入端、所述电阻R9的一端连接；所述电阻R9的另一端接地。

在其中一个实施例中，所述数字转换单元包括：电阻R18、比较器U4、电阻R19和电容C7；

所述比较器U4的正相输入端分别与所述电阻R18的一端、所述电阻R19的一端连接，所述电阻R18的另一端连接于所述热敏电阻R8与所述电阻R9之间；所述比较器U4的反相输入端连接于所述电阻R11与电阻R10之间；所述比较器U4的第一电源端分别与所述电源适配器的输出端、电容C7的一端连接，所述电容C7的另一端接地；所述比较器U4的第二电源端接地，所述比较器U4的输出端分别与所述电阻R19的另一端、所述自锁模块的输入端连接。

在其中一个实施例中，所述热敏电阻R8为负温度系数热敏电阻。

在其中一个实施例中，所述自锁模块包括：二极管D6、电阻R12、单向可控硅D4和电容C8；

所述二极管D6的正极与所述温度采样触发模块的输出端连接，所述二极管D6的负极与所述电阻R12的一端连接；所述单向可控硅D4的阳极与所述电源适配器的输出端连接，所述单向可控硅D4的阴极分别与所述电源开关模块的输入端、所述状态提示模块的输入端及所述电容C8的一端连接或所述单向可控硅D4的阴极分别与所述电源开关模块的输入端、所述电容C8的一端连接，所述单向可控硅D4的控制极与所述电阻R12的另一端连接；所述电容C8的另一端接地。

在其中一个实施例中，所述电源开关模块包括：MOS管Q14、电阻R22、电阻R14及电容C131；

所述MOS管Q14的漏极分别与所述网络设备的电源输入端、所述电容C131的一端连接，所述电容C131的另一端接地；所述MOS管Q14的源极与所述电源适配器的输出端连接；所述MOS管Q14的栅极分别与所述电阻R22的一端、所述电阻R14的一端连接，所述电阻R14的另一端接地，所述电阻R22的另一端与所述自锁模块的输出端连接。

在其中一个实施例中，所述MOS管Q14为P沟道增强型MOS管。

在其中一个实施例中，所述状态提示模块包括发光二级管LED2和电阻R956；所述发光二极管LED2的正极与所述自锁模块的输出端连接，所述发光二极管LED2的负极与所述电阻R956的一端连接，所述电阻R956的另一端接

上述的网络设备过热保护电路具有的有益效果为：在该网络设备过热保护电路中，通过温度采样触发模块来采集网络设备的温度信号，并根据该温度信号输出与该温度信号变化一致的数字控制信号。当数字控制信号升高至临界值时(也就相当于上述温度信号升高到相应临界值)，自锁模块导通电源开关模块，之后即能通过电源开关模块来切断电源适配器与网络设备之间的电路，从而使得网络设备停止运行。同时，自锁模块在数字控制信号从上述临界值开始下降后仍然导通电源开关模块，从而保证网络设备即使在温度下降后仍然保持停止运行状态，从而避免了因热量累积而发生危险的情况。因此，该网络设备过热保护电路能够对网络设备进行过热保护，从而延长网络设备的使用寿命。

附图说明

图1为一实施例的网络设备过热保护电路的组成结构图。

图2为图1所示实施例的网络设备过热保护电路的电路原理图。

具体实施方式

为了更清楚的解释本发明提供的网络设备过热保护电路，以下结合实施例作具体的说明。图1为一实施例的网络设备过热保护电路的组成结构图。图2为图1所示实施例的网络设备过热保护电路的电路原理图。

如图1所示，在通常情况下，网络设备300通过电源适配器200连接交流电，即网络设备300的电源输入端与电源适配器200的输出端连接，其中，电源适配器200用于将交流电转换为12V的直流电。在本实施例中，为了对网络设备300进行过热保护，在网络设备300与电源适配器200之间设置了网络设备过热保护电路100。其中，网络设备过热保护电路100中需要的直流电源同样由电源适配器200输出的直流电提供。

网络设备过热保护电路100包括：温度采样触发模块110、自锁模块120、电源开关模块130及状态提示模块140。

温度采样触发模块110，用于采集网络设备300的温度信号，并根据该温度信号输出与温度信号变化一致的数字控制信号，最后将该数字控制信号传送至自锁模块120中。具体的，温度采样触发模块110包括温度采样单元111和数字转换单元112。

温度采样单元111，用于采集网络设备300的温度信号，并将该温度信号传送至数字转换单元112中。具体的，如图2所示，温度采样单元111包括：电阻R11、热敏电阻R8、电阻R10和电阻R9。

其中，电阻R11的一端与电源适配器200的输出端连接，电阻R11的另一端分别与数字转换单元112的第一输入端、电阻R10的一端连接；电阻R10的另一端接地；热敏电阻R8的一端与电源适配器200的输出端连接，热敏电阻R8的另一端分别与数字转换单元112的第二输入端、电阻R9的一端连接；电阻R9的另一端接地。

该温度采样单元111通过热敏电阻R8来检测网络设备300的温度，且温度采样单元111分别向数字转换单元112的第一输入端及第二输入端输出两路电压信号。

具体的，热敏电阻R8为负温度系数热敏电阻。

其中，温度采样单元111向数字转换单元112的第二输入端输入的电压为电阻R9的分压，由于负温度系数热敏电阻在温度越高时，电阻值越低，因此当网络设备300的温度升高，热敏电阻R8的阻值即会逐渐下降，那么与热敏电阻R8串联的电阻R9的电压即会逐渐升高，数字转换单元112的第二输入端的输入电压即相应升高；而温度采样单元111向数字转换单元112的第一输入端输入的电压为电阻R10的电压，由于电阻R11和电阻R10是恒定电阻，因此数字转换单元112的第一输入端的输入电压将保持不变。其中，由于数字转换单元112的第二输入端的输入电压与网络设备300的温度变化成正比，因此即可数字转换单元112的第二输入端的输入电压认为是温度信号。

数字转换单元112，用于根据上述温度信号输出与该温度信号变化一致的数字控制信号，并将该数字控制信号传送至自锁模块120中。具体的，数字转换单元112电阻R18、比较器U4、电阻R19和电容C7。

其中，比较器U4的正相输入端分别与电阻R18的一端、电阻R19的一端连接，电阻R18的另一端连接于热敏电阻R8与电阻R9之间；比较器U4的反相输入端连接于电阻R11与电阻R10之间；比较器U4的第一电源端分别与电源适配器200的输出端、电容C7的一端连接，电容C7的另一端接地；比较器U4的第二电源端接地，比较器U4的输出端分别与电阻R19的另一端、自锁模块120的输入端连接。

上述数字转换单元112具有两个输入端，分别为电阻R18的另一端、比较器U4的反相输入端。其中，电阻R18的另一端即为上述数字转换单元112的第二输入端，而比较器U4的反相输入端即为上述数字转换单元112的第一输入端。若比较器U4的正相输入端的输入电压大于反相输入端的输入电压，则数字转换单元112输出高电平，反之，则输出低电平。同时，由于比较器U4的正相输入端的输入电压与温度信号的变化一致，因此，数字转换单元112通过设置比较器U4，即可将温度采样单元111采集的温度信号转换为与该温度信号变化一致的数字控制信号。

可以理解的是，温度采样单元111和数字转换单元112不限于上述情况，只要使得温度采样触发模块110能够采集网络设备300的温度信号，并根据该温度信号输出与温度信号变化一致的数字控制信号即可。例如，若将热敏电阻R8替换为正温度系数热敏电阻，那么电阻R18的另一端则需连接于电阻R10与电阻R11之间，而比较器U4的反相输入端则需连接于正温度系数热敏电阻与电阻R9之间。

自锁模块120，用于在上述数字控制信号升高至临界值后输出导通电压，该导通电压的值与电源适配器200的输出电压相同(在本实施例中导通电压值为12V)，且自锁模块120用于在上述数字控制信号从该临界值开始下降后仍然输出上述导通电压。在本实施例中，临界值为高电平与低电平的分界电压，当数字控制信号升高至临界值后即数字控制信号为高电平，反之，数字控制信号即为低电平。具体的，自锁模块120包括二极管D6、电阻R12、单向可控硅D4和电容C8。

其中，二极管D6的正极与温度采样触发模块110的输出端(即比较器U4的输出端)连接，二极管D6的负极与电阻R12的一端连接；单向可控硅D4的阳极与电源适配器200的输出端连接，单向可控硅D4的阴极分别与电源开关模块130的输入端、状态提示模块140的输入端及电容C8的一端连接，单向可控硅D4的控制极与电阻R12的另一端连接；电容C8的另一端接地。

需要说明的是，当网络设备过热保护电路100中省去状态提示模块140时，单向可控硅D4的阴极则分别与电源开关模块130的输入端、电容C8的一端连接。

在上述自锁模块120中，当二极管D6的正极输入高电平后，二极管D6导通，这时单向可控硅D4的控制极与阴极之间输入了一个触发电流信号，使得单向可控硅D4导通，且单向可控硅D4的阴极输出12V的电压，即自锁模块120输出12V的导通电压。

另外，由于单向可控硅一旦被触发信号导通，则只要在阳极和阴极之间保持一定幅度流通电流的话，则单向可控硅将一直保持导通状态，除非去除负载或降低其两端电压，才能使单向可控硅关断。在本实施例中，由于单向可控硅D4的阳极与电源适配器200的输出端连接，阴极分别与电源开关模块130的输入端、状态提示模块140的输入端及电容C8的一端连接，因此，当单向可控硅D4导通后，单向可控硅D4的阳极和阴极之间保持流通电流。那么在电源适配器200仍然保持向网络设备过热保护电路100供电的情况下，即使二极管D6断开，单向可控硅D4仍然处于导通状态，进而使得电源开关模块130和状态提示模块140的输入电压仍然保持12V。

可以理解的是，自锁模块120并不限于上述一种情况，只要能够实现在上述数字控制信号升高至临界值后输出导通电压，且在上述数字控制信号从该临界值开始下降后仍然输出上述导通电压的功能即可。例如，将单向可控硅D4替换为可关断可控硅同样能够实现上述功能。

电源开关模块130，用于根据上述自锁模块120输出的导通电压切断电源适配器200向网络设备300提供的供电电路，以使得网络设备300停止工作。具体的，电源开关模块130包括MOS管Q14、电阻R22、电阻R14及电容C131。

其中，MOS管Q14的漏极分别与网络设备300的电源输入端VSYS、电容C131的一端连接，电容C131的另一端接地；MOS管Q14的源极与电源适配器200的输出端连接；MOS管Q14的栅极分别与电阻R22的一端、电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端接地，电阻R22的另一端与自锁模块120的输出端连接(在本实施例中电阻R22的另一端与单向可控硅D4的阴极连接)。

在上述电源开关模块130中，由于MOS管能够承受较大的电流，因此选用MOS管Q14作为开关元件。若电阻R22的另一端的输入电压为导通电压(即12V)，则MOS管Q14断开，这时网络设备300的电源输入端VSYS与电源适配器200的输出端即断开连接，从而达到了切断电源适配器200向网络设备300提供的供电电路的目的。

具体的，MOS管Q14为P沟道增强型MOS管。

可以理解的是，电源开关模块130的具体构成电路并不限于上述一种情况，只要能够实现根据上述自锁模块120输出的导通电压切断电源适配器200向网络设备300提供的供电电路的功能即可，例如可以将MOS管Q14替换为P沟道耗尽型MOS管。

状态提示模块140，用于根据上述自锁模块120输出的导通电压提示用户出现故障状态，即当自锁模块120输出导通电压后，在电源开关模块130切断电源适配器200向网络设备300提供的供电电路的同时，还通过状态提示模块140提示用户出现故障状态，以使得用户及时知晓网络设备300发生故障的信息，从而尽快排除故障。

具体的，状态提示模块140包括发光二级管LED2和电阻R956。其中，发光二极管LED2的正极与自锁模块120的输出端连接(在本实施例中发光二极管LED2的正极与单向可控硅D4的阴极连接)，发光二极管LED2的负极与电阻R956的一端连接，电阻R956的另一端接地。

在上述状态提示模块140中，当单向可控硅D4的阴极输出导通电压(即12V)后，发光二级管LED2导通，从而能够以发光的形式向用户提示出现故障状态。因此，该状态提示模块140实现起来简单，且具有较高的辨识度，便于用户识别。

可以理解的是，状态提示模块140的具体组成电路不限于上述一种情况，只要能够实现根据上述导通电压提示用户出现故障状态的功能即可，例如选用三极管放大电路和喇叭，当单向可控硅D4输出的电流经过三极管放大电路进入喇叭后，即可通过喇叭提示报警状态。

如图2所示，在本实施例中，网络设备过热保护电路100的工作原理为：当网络设备300的温度升高后，热敏电阻R8的阻值不断降低，那么比较器U4正相输入端的输入电压逐渐升高，由于比较器U4负相输入端的输入电压不变，因此当比较器U4的正相输入端的输入电压大于负相输入端的输入电压后，比较器U4的输出端输出高电平。之后二极管D6导通，单向可控硅D4进而导通，且单向可控硅D4的阴极输出12V电压。最终，MOS管Q14断开，进而断开了网络设备300与电源适配器200之间的电路，网络设备300停止工作；同时发光二级管LED2导通，从而向用户提示出现故障状态。

而当网络设备300的温度下降后，虽然比较器U4输出低电平，二极管D6断开，但由于单向可控硅D4的阳极和阴极之间存在导通电流，因此单向可控硅D4依然保持导通状态，那么电源开关模块130、状态提示模块140的状态依然不变，从而能够保证网络设备300即使在温度下降后仍然保持停止运行状态，避免了因热量累积而发生危险的情况。

另外，当网络设备300的故障解除后，若想恢复电源适配器200对网络设备300的正常供电，则可以先控制电源适配器200停止接入交流电，之后再重新将电源适配器200接入交流电，即可恢复电源适配器200对网络设备300的正常供电。

可以理解的是，网络设备过热保护电路100中的状态提示模块140在其他情况下也可省略，例如若网络设备300停止工作后的状态与其处于工作的状态相比有明显的差别，这时则无需设置状态提示模块140，而只需通过电源开关模块130断开网络设备300与电源适配器200之间的电路，用户即可通过网络设备300状态的变化得知故障状态。

综上所述，本实施例提供的网络设备过热保护电路100，在网络设备300的温度升高后，能自动断开网络设备300与电源适配器200之间的电路，使得网络设备300停止运行。同时该网络设备过热保护电路100在网络设备300的温度下降后，仍然能够使网络设备300保持停止运行的状态，以避免因热量累积而发生危险的情况。因此，该网络设备过热保护电路100能够对网络设备300进行过热保护，从而延长了网络设备300的使用寿命。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种网络设备过热保护电路，应用于网络设备中，且所述网络设备通过电源适配器连接交流电，其特征在于，所述网络设备过热保护电路连接于所述网络设备与所述电源适配器之间，所述网络设备的电源输入端与所述电源适配器的输出端连接，且所述网络设备过热保护电路包括：温度采样触发模块、自锁模块、电源开关模块；

所述温度采样触发模块用于采集所述网络设备的温度信号，并根据所述温度信号输出与所述温度信号变化一致的数字控制信号；所述自锁模块用于在所述数字控制信号升高至临界值后输出导通电压，所述导通电压的值与所述电源适配器的输出电压相同，且所述自锁模块还用于在所述数字控制信号从所述临界值开始下降后仍然输出所述导通电压；所述电源开关模块，用于根据所述导通电压切断所述电源适配器向所述网络设备提供的供电电路；

所述网络设备过热保护电路还包括状态提示模块，且所述状态提示模块用于根据所述导通电压提示用户出现故障状态；

所述状态提示模块包括三极管放大电路和喇叭；所述喇叭与所述三极管放大电路连接，所述三极管放大电路与所述自锁模块的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的网络设备过热保护电路，其特征在于，所述温度采样触发模块包括温度采样单元和数字转换单元；所述温度采样单元，用于采集所述网络设备的温度信号；所述数字转换单元，用于根据所述温度信号输出与所述温度信号变化一致的数字控制信号。

3.根据权利要求2所述的网络设备过热保护电路，其特征在于，所述温度采样单元包括：电阻R11、热敏电阻R8、电阻R10和电阻R9；

所述电阻R11的一端与所述电源适配器的输出端连接，所述电阻R11的另一端分别与所述数字转换单元的第一输入端、所述电阻R10的一端连接；所述电阻R10的另一端接地；所述热敏电阻R8的一端与所述电源适配器的输出端连接，所述热敏电阻R8的另一端分别与所述数字转换单元的第二输入端、所述电阻R9的一端连接；所述电阻R9的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的网络设备过热保护电路，其特征在于，所述数字转换单元包括：电阻R18、比较器U4、电阻R19和电容C7；

所述比较器U4的正相输入端分别与所述电阻R18的一端、所述电阻R19的一端连接，所述电阻R18的另一端连接于所述热敏电阻R8与所述电阻R9之间；所述比较器U4的反相输入端连接于所述电阻R11与电阻R10之间；所述比较器U4的第一电源端分别与所述电源适配器的输出端、电容C7的一端连接，所述电容C7的另一端接地；所述比较器U4的第二电源端接地，所述比较器U4的输出端分别与所述电阻R19的另一端、所述自锁模块的输入端连接。

5.根据权利要求3或4所述的网络设备过热保护电路，其特征在于，所述热敏电阻R8为负温度系数热敏电阻。

6.根据权利要求1所述的网络设备过热保护电路，其特征在于，所述自锁模块包括：二极管D6、电阻R12、单向可控硅D4和电容C8；

所述二极管D6的正极与所述温度采样触发模块的输出端连接，所述二极管D6的负极与所述电阻R12的一端连接；所述单向可控硅D4的阳极与所述电源适配器的输出端连接，所述单向可控硅D4的阴极分别与所述电源开关模块的输入端、所述状态提示模块的输入端及所述电容C8的一端连接或所述单向可控硅D4的阴极分别与所述电源开关模块的输入端、所述电容C8的一端连接，所述单向可控硅D4的控制极与所述电阻R12的另一端连接；所述电容C8的另一端接地。

7.根据权利要求1所述的网络设备过热保护电路，其特征在于，所述电源开关模块包括：MOS管Q14、电阻R22、电阻R14及电容C131；

所述MOS管Q14的漏极分别与所述网络设备的电源输入端、所述电容C131的一端连接，所述电容C131的另一端接地；所述MOS管Q14的源极与所述电源适配器的输出端连接；所述MOS管Q14的栅极分别与所述电阻R22的一端、所述电阻R14的一端连接，所述电阻R14的另一端接地，所述电阻R22的另一端与所述自锁模块的输出端连接。

8.根据权利要求7所述的网络设备过热保护电路，其特征在于，所述MOS管Q14为P沟道增强型MOS管。