CN107425594B - 一种门禁系统专用电源及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种门禁系统专用电源及控制方法，该专用电源包括两路独立的第一输入输出支路以及第二输入输出支路、切换模块和电池管理模块，其中每一路输入输出支路均具有独立的保护电路，当其中一路出现异常而关闭输出时，不影响其他正常输出，而当异常解除后可自动恢复至正常，并且每一路输入输出支路均具有独立的异常情况计数器，当规定时间内存在一路输出发生异常而关闭输出的次数大于指定值时，则不会尝试进行自动恢复至正常状态，只能通过手动恢复。本发明公开的专用电源支持备用电池供电，当市电停电时，则通过备用电池对两路输出进行无间断切换供应，当市电恢复的时候可自动切换到市电供应输出并且对电池进行充电。

Description

一种门禁系统专用电源及控制方法
技术领域
本发明涉及电源控制技术领域，具体涉及一种门禁系统专用电源及控制方法。
背景技术
当前市场中门禁系统中用到的双路12V电源为并联输出，两路的输出的保护采用同一保护电路，因此，现有技术方案无法针对高安全性要求的门禁系统，当其中一路发生短路或过载等异常时，保护电路会自动关闭输出，由于双路输出采用的是同一保护电路，因此导致两路输出会同时关闭输出。当前设计人员对门禁系统专用电源的安全性没有引起足够的重视或对门禁系统专用电源的安全要求不了解，因此造成对多路电源单独设计输出保护技术空缺。同时，当前市场中门禁系统中，电源模块也不会针对负载发生多次异常，而自动关闭电源停用输出。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种门禁系统专用电源及控制方法，通过在电源上集成计数电路、定时电路以及切换电路，解决门禁系统电源在负载发生异常时的不安全与不稳定问题。
根据公开的实施例，本发明的第一方面公开了一种门禁系统专用电源，所述专用电源包括两路独立的第一输入输出支路以及第二输入输出支路、切换模块和电池管理模块，其中，所述第一输入输出支路包括依次连接的输入模块1、整流模块1、滤波模块1、稳压模块1、短路保护模块1、过流保护模块1、反馈模块1和输出模块1，所述第一输入输出支路还包括启动模块1和计数模块1，所述启动模块1分别与所述稳压模块1和所述短路保护模块1相连，所述计数模块1分别与所述短路保护模块1和所述反馈模块1相连；
所述第二输入输出支路包括依次连接的输入模块2、整流模块2、滤波模块2、稳压模块2、短路保护模块2、过流保护模块2、反馈模块2和输出模块2，所述第二输入输出支路还包括启动模块2和计数模块2，所述启动模块2分别与所述稳压模块2和所述短路保护模块2相连，所述计数模块2分别与所述短路保护模块2和所述反馈模块2相连；
所述切换模块分别与所述滤波模块1、所述滤波模块2以及所述电池管理模块相连，所述切换模块当市电停电且备用电池可正常供电时，两支路输入切换为合并状态，否则两支路输入总是切换为分离状态；
所述电池管理模块分别与所述稳压模块1、所述稳压模块2相连；
其中，所述电池管理模块当市电停电且备用电池剩余电量高于供电阈值时，将所述专用电源自动切换到备用电池进行供电，当市电停电且备用电池剩余电量低于供电阈值时，切断备用电池电源，直到市电恢复。
进一步地，所述短路保护模块1以及所述短路保护模块2用于专用电源给负载供电的过程中，监测各自支路的负载是否短路，当支路对应的负载规定时间内连续短路次数不超出设定值时，自动恢复供电；当支路对应的负载规定时间内连续短路次数超出设定值时，切断该支路的负载供电。
进一步地，所述反馈模块1以及所述反馈模块2分别用于把所述输出模块1以及所述输出模块2的输出端电压的状态反馈到所述计数模块1以及所述计数模块2。
进一步地，所述计数模块1以及所述计数模块2分别用于记录所述输出模块1以及所述输出模块2的输出端规定时间内短路次数，若规定时间内连续短路次数超过设定值，则关闭输出模块对应支路的输出，直到手动重新启动专用电源。
进一步地，所述启动模块1以及所述启动模块2用于手动重新启动专用电源发出恢复供电的启动信号，分别控制对应的所述短路保护模块1或所述短路保护模块2恢复各自对应支路的输出。
进一步地，所述过流保护模块1以及过流保护模块2用于专用电源给负载供电的过程中，监测各自支路的总输出电流是否大于专用电源的电流峰值，当大于电流峰值时，切断该支路的负载供电。
进一步地，所述电池管理模块当市电正常供电且检测到备用电池电量低于充电阈值时，对备用电池进行充电，直到电池电量充满。
根据公开的实施例，本发明的第二方面公开了一种门禁系统专用电源的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
市电正常供电，输入交流分别至相互独立的第一输入输出支路以及第二输入输出支路，分别经输入模块1、整流模块1、滤波模块1、稳压模块1以及输入模块2、整流模块2、滤波模块2、稳压模块2，将交流电整流、滤波后转换成直流电，获得波形平直且电压稳定的直流电；
电池管理模块当市电停电且备用电池剩余电量高于供电阈值时，控制切换模块将专用电源切换到备用电池进行供电，并将两路输入切换为合并状态；当市电停电且备用电池剩余电量低于供电阈值时，控制切换模块切断备用电池电源，直到市电正常供电恢复，并将两路输入切换为分离状态；
短路保护模块1以及短路保护模块2在电源给负载供电的过程中，分别监测对应支路的负载是否短路，当负载连续短路次数不超出设定值时，专用电源会自动恢复供电；当负载连续短路次数超出设定值时，专用电源不再给该支路的负载供电；
过流保护模块1以及过流保护模块2在专用电源给负载供电的过程中，分别监测对应支路的总输出电流是否大于专用电源的电流峰值，当大于专用电源的电流峰值时将断开对应支路并停止供电；
反馈模块1以及反馈模块2分别监测输出模块1以及输出模块2的输出端电压的状态并分别通过计数模块1以及计数模块2反馈到对应的短路保护模块1以及短路保护模块2；
计数模块1以及计数模块2记录规定时间内短路次数，并限制对应的输出模块1以及输出模块2的输出端连续短路次数，若连续短路次数超过设定值，则分别控制对应的短路保护模块1以及短路保护模块2切断该支路的输出。
进一步地，所述对应的短路保护模块1以及短路保护模块2切断该支路的输出之后，还包括以下步骤：
通过启动模块1以及启动模块2发出恢复供电的启动信号，控制短路保护模块1或短路保护模块2恢复各自对应支路的输出。
进一步地，所述电池管理模块当市电正常供电且检测到备用电池电量低于充电阈值时，对备用电池进行充电，直到电池电量充满。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1)本发明中每一路输出具有独立的保护电路，当其中一路出现异常而关闭输出时，不影响其他正常输出，而当异常解除后可自动恢复至正常。
2)本发明中每一路具有独立的异常情况计数器，当24小时内存在一路输出发生异常而关闭输出的次数大于设定值时，则不会尝试进行自动恢复至正常状态，只能通过手动恢复。
3)本发明公开的专用电源支持备用电池供电，当市电停电时，则通过电池管理模块对两路输出进行无间断切换至备用电池供应，同时由切换模块将两路输入合并为一路接入到电池管理模块中，当市电恢复的时候可自动切换到市电供应输出并且对电池进行充电，同时切换模块将两路输入由合并状态切换为分离状态。
附图说明
图1是本发明公开的一种门禁系统专用电源的组成结构图；
图2是本发明公开的一种门禁系统专用电源的工作流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通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。
实施例一
如图1所示，门禁系统专用电源输入交流12V，两路分别进行整流、滤波、稳压以及相关保护，在市电正常供电情况下，两路输出互相独立，当市电停电时，则自动将两路输入合并，同时将输入切换至电池供电。
该门禁系统专用电源包括两路独立的第一输入输出支路以及第二输入输出支路、切换模块和电池管理模块，其中所述第一输入输出支路包括依次连接的输入模块1、整流模块1、滤波模块1、稳压模块1、短路保护模块1、过流保护模块1、反馈模块1和输出模块1，所述第一输入输出支路还包括启动模块1和计数模块1，所述启动模块1分别与所述稳压模块1和所述短路保护模块1相连，所述计数模块1分别与所述短路保护模块1和所述反馈模块1相连；所述第二输入输出支路包括依次连接的输入模块2、整流模块2、滤波模块2、稳压模块2、短路保护模块2、过流保护模块2、反馈模块2和输出模块2，所述第二输入输出支路还包括启动模块2和计数模块2，所述启动模块2分别与所述稳压模块2和所述短路保护模块2相连，所述计数模块2分别与所述短路保护模块2和所述反馈模块2相连；
所述切换模块分别与所述滤波模块1、所述滤波模块2以及所述电池管理模块相连；所述切换模块当市电停电且备用电池可正常供电时，两路输入切换为合并状态，否则两路输入总是切换为分离状态。
所述电池管理模块分别与所述稳压模块1、所述稳压模块2相连。
其中，输入模块1、整流模块1、滤波模块1、稳压模块1以及输入模块2、整流模块2、滤波模块2、稳压模块2用于将交流电经整流、滤波后转换成直流电，获得波形平直且电压稳定的直流电。
其中，电池管理模块当市电正常供电且检测到备用电池电量低于充电阈值(本实施例中充电阈值示例性地取为备用电池电量的95％，但该取值并不构成对技术方案的限制)时，电池管理模块将对备用电池进行充电，直到电池电量充满，当市电停电且备用电池剩余电量高于供电阈值(本实施例中供电阈值示例性地取为备用电池电量的15％，但该取值并不构成对技术方案的限制)时，电池管理模块将自动切换到备用电池进行供电；当市电停电且备用电池剩余电量低于供电阈值时，电池管理模块将切断备用电池电源，直到市电恢复。
其中，短路保护模块1以及短路保护模块2的作用：
短路保护功能是防止由于负载短路而造成电源的损坏，在电源给负载供电的过程中，根据负载是否短路，而做出是否给负载供电，当负载连续短路次数不超出设定值时，电源会自动恢复供电；当负载连续短路次数超出设定值时，即使负载不再短路，电源不再给负载供电。
过流保护模块1以及过流保护模块2的作用：
在电源给负载供电的过程中，当总输出电流大于电源的电流峰值时，过流保护模块将停止供电，避免电源因电流过大而损坏，起到保护电源设备的作用。
反馈模块1以及反馈模块2的作用：
反馈模块1用于把输出模块1的输出端电压的状态反馈到短路保护模块1以及计数模块1。
反馈模块2用于把输出模块2的输出端电压的状态反馈到短路保护模块2以及计数模块2。
启动模块1以及启动模块2的作用：
短路保护关闭输出之后再恢复供电的启动信号。
计数模块1以及计数模块2的作用：
限制输出模块输出端连续短路次数，若连续短路次数超过设定值，则关闭该输出端，直到手动重新启动本专用电源产品。
综上所述，本发明采用了更加先进的输出控制电路。通过继电器实现对每一路的输出接通与断开，与现有技术相比，本发明可控制更大范围功率的输出；
自动切换电路可合多路输出点到同一电池供应接口。当市电正常时，每一路的输出的输入源均为独立，同时可对备用电池充电，而当市电停电时，则自动将多路输出的输入源集中到备用电池，此时一个备用电池同时对多路输出进行同时供电，若备用电池电量不足时将自动关闭输出，若此时市电恢复供电，则将输出的输入源切换回市电供应并且对备用电池进行充电，直至备用电池充满电时，自动切断充电回路。
每一路输出具有独立的保护电路。当其中一路发生短路或过载等异常时，该路的保护电路会自动关闭输出，由于双路采用的是相互独立的保护电路，因此导致两路输出不会同时关闭输出。因此，当其中一路出现异常而关闭输出时，不影响其他正常输出，而当异常解除后可自动恢复至正常；
每一路具有独立的异常情况计数器。当24小时内存在一路输出发生异常而关闭输出的次数大于n次时，则不会尝试进行自动恢复至正常状态，只能通过手动恢复。
实施例二
本实施例公开了一种门禁系统专用电源的控制方法，其工作流程如附图2所示，该控制方法基于实施例中公开的一种门禁系统专用电源，具体包括以下步骤：
市电正常供电，输入交流分别至相互独立的第一输入输出支路以及第二输入输出支路，分别经输入模块1、整流模块1、滤波模块1、稳压模块1以及输入模块2、整流模块2、滤波模块2、稳压模块2，将交流电整流、滤波后转换成直流电，获得波形平直且电压稳定的直流电；
电池管理模块当市电停电且备用电池剩余电量高于供电阈值时，控制切换模块将专用电源切换到备用电池进行供电，并将两路输入切换为合并状态；当市电停电且备用电池剩余电量低于供电阈值时，控制切换模块切断备用电池电源，直到市电正常供电恢复，并将两路输入切换为分离状态；
本实施例中供电阈值示例性地取为备用电池电量的15％，但该取值并不构成对技术方案的限制。
短路保护模块1以及短路保护模块2在电源给负载供电的过程中，分别监测对应支路的负载是否短路，而做出是否给负载供电，当负载连续短路次数不超出设定值时，电源会自动恢复供电；当负载连续短路次数超出设定值时，即使负载不再短路，电源不再给负载供电；
过流保护模块1以及过流保护模块2在电源给负载供电的过程中，分别监测对应支路的总输出电流是否大于电源的电流峰值，当大于电源的电流峰值时将断开对应支路并停止供电，避免电源因电流过大而损坏，起到保护电源设备的作用；
反馈模块1以及反馈模块2分别监测输出模块1以及输出模块2的输出端电压的状态并分别通过计数模块1以及计数模块2反馈到对应的短路保护模块1以及短路保护模块2；
计数模块1以及计数模块2记录规定时间内短路次数，并限制对应的输出模块1以及输出模块2的输出端连续短路次数，若连续短路次数超过设定值，则分别控制对应的短路保护模块1以及短路保护模块2关闭该支路的输出。
本实施例中计数模块1以及计数模块2示例性地将限定24小时(规定每日的0时至24时为周期记录时间)之内连续短路次数不能超过3次，超过该限制阈值，则控制对应的短路保护模块1以及短路保护模块2关闭该支路的输出，但该取值并不构成对技术方案的限制。
本实施例公开的一种门禁系统专用电源的控制方法，还包括下列步骤：在短路保护模块1或短路保护模块2关闭各自对应支路的输出之后，通过启动模块1以及启动模块2发出恢复供电的启动信号，控制短路保护模块1或短路保护模块2恢复各自对应支路的输出。
电池管理模块当市电正常供电且检测到备用电池电量低于充电阈值时，电池管理模块将对备用电池进行充电，直到电池电量充满。
本实施例中充电阈值示例性地取为备用电池电量的95％，但该取值并不构成对技术方案的限制。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种门禁系统专用电源，其特征在于，所述专用电源包括两路独立的第一输入输出支路以及第二输入输出支路、切换模块和电池管理模块，其中，所述第一输入输出支路包括依次连接的输入模块1、整流模块1、滤波模块1、稳压模块1、短路保护模块1、过流保护模块1、反馈模块1和输出模块1，所述第一输入输出支路还包括启动模块1和计数模块1，所述启动模块1分别与所述稳压模块1和所述短路保护模块1相连，所述计数模块1分别与所述短路保护模块1和所述反馈模块1相连；
所述第二输入输出支路包括依次连接的输入模块2、整流模块2、滤波模块2、稳压模块2、短路保护模块2、过流保护模块2、反馈模块2和输出模块2，所述第二输入输出支路还包括启动模块2和计数模块2，所述启动模块2分别与所述稳压模块2和所述短路保护模块2相连，所述计数模块2分别与所述短路保护模块2和所述反馈模块2相连；
所述切换模块分别与所述滤波模块1、所述滤波模块2以及所述电池管理模块相连，所述切换模块当市电停电且备用电池可正常供电时，两支路输入切换为合并状态，否则两支路输入总是切换为分离状态；
所述电池管理模块分别与所述稳压模块1、所述稳压模块2相连；
其中，所述电池管理模块当市电停电且备用电池剩余电量高于供电阈值时，将所述专用电源自动切换到备用电池进行供电，当市电停电且备用电池剩余电量低于供电阈值时，切断备用电池电源，直到市电恢复。
2.根据权利要求1所述的一种门禁系统专用电源，其特征在于，所述短路保护模块1以及所述短路保护模块2用于专用电源给负载供电的过程中，监测各自支路的负载是否短路，当支路对应的负载规定时间内连续短路次数不超出设定值时，自动恢复供电；当支路对应的负载规定时间内连续短路次数超出设定值时，切断该支路的负载供电。
3.根据权利要求1所述的一种门禁系统专用电源，其特征在于，所述反馈模块1以及所述反馈模块2分别用于把所述输出模块1以及所述输出模块2的输出端电压的状态反馈到所述计数模块1以及所述计数模块2。
4.根据权利要求3所述的一种门禁系统专用电源，其特征在于，所述计数模块1以及所述计数模块2分别用于记录所述输出模块1以及所述输出模块2的输出端规定时间内短路次数，若规定时间内连续短路次数超过设定值，则关闭输出模块对应支路的输出，直到手动重新启动专用电源。
5.根据权利要求4所述的一种门禁系统专用电源，其特征在于，所述启动模块1以及所述启动模块2用于手动重新启动专用电源发出恢复供电的启动信号，分别控制对应的所述短路保护模块1或所述短路保护模块2恢复各自对应支路的输出。
6.根据权利要求1所述的一种门禁系统专用电源，其特征在于，所述过流保护模块1以及过流保护模块2用于专用电源给负载供电的过程中，监测各自支路的总输出电流是否大于专用电源的电流峰值，当大于电流峰值时，切断该支路的负载供电。
7.根据权利要求1所述的一种门禁系统专用电源，其特征在于，所述电池管理模块当市电正常供电且检测到备用电池电量低于充电阈值时，对备用电池进行充电，直到电池电量充满。
8.一种门禁系统专用电源的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：
市电正常供电，输入交流分别至相互独立的第一输入输出支路以及第二输入输出支路，分别经输入模块1、整流模块1、滤波模块1、稳压模块1以及输入模块2、整流模块2、滤波模块2、稳压模块2，将交流电整流、滤波后转换成直流电，获得波形平直且电压稳定的直流电；
电池管理模块当市电停电且备用电池剩余电量高于供电阈值时，控制切换模块将专用电源切换到备用电池进行供电，并将两路输入切换为合并状态；当市电停电且备用电池剩余电量低于供电阈值时，控制切换模块切断备用电池电源，直到市电正常供电恢复，并将两路输入切换为分离状态；
短路保护模块1以及短路保护模块2在电源给负载供电的过程中，分别监测对应支路的负载是否短路，当负载连续短路次数不超出设定值时，专用电源会自动尝试恢复供电；当负载连续短路次数超出设定值时，专用电源不再给该支路的负载供电；
过流保护模块1以及过流保护模块2在专用电源给负载供电的过程中，分别监测对应支路的总输出电流是否大于专用电源的电流峰值，当大于专用电源的电流峰值时将断开对应支路并停止供电；
反馈模块1以及反馈模块2分别监测输出模块1以及输出模块2的输出端电压的状态并分别通过计数模块1以及计数模块2反馈到对应的短路保护模块1以及短路保护模块2；
计数模块1以及计数模块2记录规定时间内短路次数，并限制对应的输出模块1以及输出模块2的输出端连续短路次数，若连续短路次数超过设定值，则分别控制对应的短路保护模块1以及短路保护模块2切断该支路的输出。
9.根据权利要求8所述的一种门禁系统专用电源的控制方法，其特征在于，所述对应的短路保护模块1以及短路保护模块2切断该支路的输出之后，还包括以下步骤：
通过启动模块1以及启动模块2发出恢复供电的启动信号，控制短路保护模块1或短路保护模块2恢复各自对应支路的输出。
10.根据权利要求8所述的一种门禁系统专用电源的控制方法，其特征在于，所述电池管理模块当市电正常供电且检测到备用电池电量低于充电阈值时，对备用电池进行充电，直到电池电量充满。
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