CN111665391A - 功率等级检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种功率等级检测装置。功率等级检测装置包括：电压调节电路、电压供电电路、功率等级检测模块；电压调节电路，连接电压供电电路，用于调整所述电压供电电路输出的电压V1；电压供电电路，一端与电压调节电路连接，另一端与待检测对象的输出端连接，用于向所述待检测对象输出电压V1；功率等级检测模块，连接所述待检测对象的输出端，用于检测所述待检测对象输出端的电压V2，根据所述电压V2确定所述待检测对象的功率等级。

Description

功率等级检测装置

技术领域

本申请涉及网络设备供电检测技术领域，具体而言，涉及一种功率等级检测装置。

背景技术

目前，检测网络供电摄像机功率等级的方案，都是给网络供电摄像机的两端加上电压，通过检测摄像机的电流来确定摄像机的功率等级。常用的一种方案是，给摄像机加不同的电压，利用MOS管(metal oxide semiconductor，场效应晶体管)的变阻区特性实现检测。也就是说，MOS的Vgs(栅极相对于源极的电压)小于一定的值时，MOS管显示出电阻特性，不同的Vgs会显示出不同的阻值特性。但是，当利用MOS管的这一特性来改变Vgs时，MOS管发热严重，并且Vgs的可调节范围很小，因此，难以准确检测网络供电摄像机的功率等级。当然，也可以采用集成电路确定摄像机的功率等级，但成本高，经济性差。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种功率等级检测装置，能够准确检测网络供电设备的功率等级，且成本低。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

一种功率等级检测装置，包括：电压调节电路、电压供电电路、功率等级检测模块；

电压调节电路，连接电压供电电路，用于调整所述电压供电电路输出的电压V1；

电压供电电路，一端与电压调节电路连接，另一端与待检测对象的输出端连接，用于向所述待检测对象输出电压V1；

功率等级检测模块，连接所述待检测对象的输出端，用于检测所述待检测对象输出端的电压V2，根据所述电压V2确定所述待检测对象的功率等级。

可选的，所述电压供电电路由供电模块、以及至少两个电阻串接组成。

可选的，所述供电模块为稳压电源；

所述至少两个电阻串接在所述稳压电源的正负极之间；

所述稳压电源的参考极与所述电压调节电路连接，所述稳压电源的正极与待检测对象的输出端连接。可选的，所述电压调节电路至少包括电容；

所述电压调节电路利用所述电容的充电时间，调整所述电压供电电路输出的电压V1。

可选的，所述功率等级检测模块包括信号输出端，所述信号输出端与所述电压调节电路的电容连接，用于根据外部控制输出信号，以为所述电容充电，其中，信号的参数不同，则为所述电容充电的充电时间不同。

可选的，所述信号输出端为脉冲信号输出端，所述信号的参数至少包括占空比和/或频率。

可选的，所述电压调节电路还包括三极管，所述三极管的基极与所述脉冲信号输出端连接，所述电容连接于所述三极管的集电极与发射极之间，所述电容的负极与所述电压供电电路连接。

可选的，该装置进一步包括：开关模块；

所述开关模块的一端连接所述待检测对象的输出端，另一端连接所述功率等级检测模块的I/O端，当所述I/O端控制所述开关模块处于打开状态时，所述功率等级检测模块形成回路，当所述I/O端控制所述开关模块处于关闭状态时，所述功率等级检测模块断路。

可选的，所述功率等级检测模块通过单片机实现。

可选的，所述待检测对象的输入电压为指定电压V0，所述待检测对象两端的电压为指定电压V0与电压V1之差。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供了一种功率等级检测装置，其中，电压供电电路输出的电压V1可以通过电压调节电路调整，且调整后向待检测对象输出，功率等级检测模块检测待检测对象输出端的电压V2，并根据电压V2确定待检测对象的功率等级。该方案中，不再利用MOS管变阻区这一特性来调整待检测对象输出端的电压，克服了采用MOS管时导致的发热和Vgs可调范围小的缺陷，由此可以提高对待检测对象功率等级检测的准确性，相比采用集成电路的方案而言，本方案成本较低，经济性好。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例示出的电压供电电路的接线图；

图2是本申请一示例性实施例示出的电压调节电路的接线图；

图3是本申请一示例性实施例示出的功率等级检测模块的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”、“顶部”、“底部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

本申请提供了一种功率等级检测装置(以下简称检测装置)，该检测装置可以检测网络供电系统中待检测对象的功率等级，以便可以对各个待检测对象的功率等级进行总体管控。待检测对象可以是网络摄像机或网络照相机，但不仅限于此。

请参考图1至图3，图1示出了本申请一示例性实施例示出的电压供电电路的接线图，图2示出了本申请一示例性实施例示出的电压调节电路的接线图；图3示出了本申请一示例性实施例示出的功率等级检测模块的示意图。

该检测装置包括电压调节电路10、电压供电电路12和功率等级检测模块14。其中，电压供电电路12包括接线端REF和接线端COM，接线端REF与电压调节电路10连接，接线端COM与待检测对象16的输出端连接。

电压调节电路10用于调整电压供电电路12输出的电压V1，即接线端COM输出的电压，电压V1向待检测对象16输出，使得待检测对象16输出端的电压为电压V1。

功率等级检测模块14连接待检测对象16的输出端，用于检测待检测对象16输出端的电压V2，并根据电压V2确定待检测对象16的功率等级。

根据以上的描述，该方案不再利用MOS管的变阻区特性来调整待检测对象16输出端的电压，克服了采用MOS管而导致的发热和Vgs可调范围小的缺陷，提高了对待检测对象16的功率等级检测的准确性。另一方面，相比采用集成电路的方案而言，本方案成本较低，经济性较好。

电压供电电路12可以由供电模块以及至少两个电阻串接组成。一种可选择的实施例中，供电模块可以是稳压电源U1，至少两个电阻串接在稳压电源U1的正负极之间。其中，稳压电源U1可以采用可控精密稳压源，该稳压电源U1的动态阻抗较小，约为0.2Ω，由此可以保证电压V1的稳定输出。

具体的，稳压电源U1包括正极端子、负极端子和参考极端子REF，其中，参考极端子REF与接线端REF连接，进而与电压调节电路10连接；正极端子与接线端COM连接，进而与待检测对象16的输出端连接；负极端子接地。电阻R2、R3连接于正极端子与负极端子之间。

上述方案中，当电阻R2、R3的阻值确定后，电压供电电路12输出的电压V1可以通过调节参考极端子REF处的输入电压Vref获得，即，输出电压V1＝Vref×(1+R2/R3)。采用稳压电源U1，输出电压V1可以获得某一区间范围内的任意值，例如2.5V～40V，但不仅限于此。

需要说明的是，与稳压电源U1连接的电阻不仅限于电阻R2、R3，还可以包括更多个的电阻，例如，与电阻R2、R3串联的电阻R1、R4，电阻R1、R4可以用作提高电压V1的上拉电阻。

当然，供电模块不仅限于稳压电源U1，其它一些实施例中，可以采用其它可替代方案。

请参考图2，图2示出了本申请一示例性实施例示出的电压调节电路的接线图。电压调节电路10包括电容C1，电压调节电路10利用电容C1的充电时间来调整电压供电电路12输出的电压V1。该方案利用电容C1可充电这一固有属性，通过改变电容C1的充电时间，最终实现调整电压供电电路12输出的电压V1这一目的，工作原理简单且实现方便。

改变电容C1的充电时间可以通过改变输入信号的参数的方式实现，一种实施例，功率等级检测模块14包括信号输出端，该信号输出端与电压调节电路10的电容C1连接，且根据外部控制输出信号，以为电容C1充电。由于信号输出端输出的信号的参数不同，则为电容C1充电的充电时间不同。

一种具体的实施例中，如图2和图3所示，信号输出端可以是脉冲信号输出端PWM，脉冲信号输出端PWM可以输出脉冲信号，此时，脉冲信号的参数为占空比和频率，通过改变占空比和频率中的至少一者，就可以改变电容C1的充电时间。脉冲信号使得控制方式相对简单，灵活和动态响应好。

具体而言，电压调节电路10还包括三极管Q2，三极管Q2的基极与脉冲信号输出端PWM连接，以控制三极管Q2打开或关闭。电容C1连接于三极管Q2的集电极和发射极之间，电容C1的负极引出一端口REF，该端口REF与电压供电电路12的接线端REF电连接，三极管Q2的集电极与直流电源连接，发射极接地。当脉冲信号输出端PWM控制三极管Q2打开时，电压调节电路10形成回路，此时电容C1充电，当脉冲信号输出端PWM控制三极管Q2关闭时，电压调节电路10断开，电容C1停止充电，改变脉冲信号输出端PWM输出的脉冲信号的占空比和频率，即可改变三极管Q2打开的时间，从而改变电容C1的充电时间。

当然，电压调节电路10的具体实施方式不仅限于图2中所示出的方案，在其它一些实施例中，还可以采用数字模拟转换电路，以实现对电压供电电路12输出的电压V1的调整。

请继续参考图1，该检测装置进一步包括开关模块Q1，开关模块Q1可以采用继电器或三极管等。本实施例中，开关模块Q1采用MOS管。MOS管的栅极与功率等级检测模块14的I/O端连接，当I/O端控制开关模块Q1处于打开状态时，功率等级检测模块14形成回路，此时，功率等级检测模块14可以检测待检测对象16输出端的电压V2，并根据电压V2确定待检测对象16的功率等级，当I/O端控制开关模块Q1处于关闭状态时，功率等级检测模块14断路。

MOS管的漏极连接待检测对象16的输出端，源极接地，源极与接地点之间连接有采用电阻RL1。功率等级检测模块14的AD端连接于采样电阻RL1与开关模块Q1之间，用于检测待检测对象16输出端的电压V2。

本实施例中，待检测对象16的输入电压为指定电压V0，待检测对象16输出端的电压V2为指定电压V0与输出电压V1之差。其中，指定电压V0通过直流电源提供。由此可知，指定电压V0为固定电压，其在功率等级检测过程中不会发生变化，因此，可以使得功率等级检测装置的结构得到简化。

指定电压V0的电压值可以根据供电距离的长短选择设置。指定电压V0可以在0～100V之间的范围内选取。一种实施例，在不需要长距离供电的场景中，指定电压V0可以选择额定电压值为12V的直流电源。另一种实施例，在长距离供电的场景中，指定电压V0还可以选择额定电压的范围值在46V～57V之间的直流电源。

待检测对象16两端的电压可以设置为15.5V～20V，在此范围内，可以对待检测对象16例如网络摄像机、网络照相机等进行功率等级检测。当然，在其它一些实施例中，根据待检测对象16的不同，待检测对象16两端的电压可以不同。

当待检测对象16两端的电压满足标准设定的功率等级检测的电压值时，功率等级检测模块14的AD端根据电压V2计算电流I，I＝V2/RL1。按表1可以区分出待检测对象16属于哪一电流等级，这样就可以对待检测对象16的功率等级进行总体管控。

表1

由表1可知，电流等级有5级，其中每一电流等级包括电流的最小值、标准值和最大值，如果功率等级检测模块14计算得到的I值位于其中某一电流值的区间内，则可以得出与该I值相对应的电流等级，从而得出待检测对象16的功率等级。

请参考图3，图3示出了本申请一示例性实施例示出的功率等级检测模块的示意图。在图3所示的实施例中，功率等级检测模块14通过单片机实现，单片机可以通过3.3V直流电源供电。功率等级检测模块14包括AD端、I/O端以及脉冲信号输出端PWM。其中，I/O端与MOS管的栅极GATE连接，AD端与待检测对象16的输出端连接，脉冲信号输出端PWM与三极管Q2的基极连接。但是，应当指出的是，功率等级检测模块14不仅限于通过单片机实现。

对于一个待检测对象16而言，本申请提供的功率等级检测装置仅占用单片机一个数模转换引脚、一个I/O控制引脚和一个PWM输出引脚。

此外，功率等级检测装置还可以对待检测对象16是否支持网络供电进行检测。一种实施例，电压调节电路10可以通过调整电压供电电路12输出的电压V1，使得待检测对象16两端的电压达到第一预设值，例如4V～9V，此时，功率等级检测模块14可以根据待检测对象16输出端的电压V2判断待检测对象16是否支持网络供电，如果不支持，则控制开关模块Q1断开，反之，开关模块Q1处于接通状态。

进一步，当检测到待检测对象16支持网络供电后，电压调节电路10可以进一步调整电压供电电路12输出的电压V1，使得待检测对象16两端的电压达到第二预设值，例如46V～57V，在该电压下，通过网线或信号线即可以为待检测对象16供电。供电过程中，功率等级检测模块14还可以根据待检测对象12输出端的电压V2判断是否存在过流，以确保供电过程的安全性。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请防护的范围之内。

Claims (10)

1.一种功率等级检测装置，其特征在于，包括：电压调节电路(10)、电压供电电路(12)、功率等级检测模块(14)；

电压调节电路(10)，连接电压供电电路(12)，用于调整所述电压供电电路(12)输出的电压V1；

电压供电电路(12)，一端与电压调节电路(10)连接，另一端与待检测对象(16)的输出端连接，用于向所述待检测对象(16)输出电压V1；

功率等级检测模块(14)，连接所述待检测对象(16)的输出端，用于检测所述待检测对象(16)输出端的电压V2，根据所述电压V2确定所述待检测对象(16)的功率等级。

2.根据权利要求1所述的功率等级检测装置，其特征在于，所述电压供电电路(12)由供电模块、以及至少两个电阻串接组成。

3.根据权利要求2所述的功率等级检测装置，其特征在于，所述供电模块为稳压电源(U1)；

所述至少两个电阻串接在所述稳压电源(U1)的正负极之间；

所述稳压电源(U1)的参考极与所述电压调节电路(10)连接，所述稳压电源(U1)的正极与待检测对象(16)的输出端连接。

4.根据权利要求1所述的功率等级检测装置，其特征在于，所述电压调节电路(10)至少包括电容(C1)；

所述电压调节电路(10)利用所述电容(C1)的充电时间，调整所述电压供电电路(12)输出的电压V1。

5.根据权利要求4所述的功率等级检测装置，其特征在于，所述功率等级检测模块(14)包括信号输出端，所述信号输出端与所述电压调节电路(10)的电容(C1)连接，用于根据外部控制输出信号，以为所述电容(C1)充电，其中，信号的参数不同，则为所述电容(C1)充电的充电时间不同。

6.根据权利要求5所述的功率等级检测装置，其特征在于，所述信号输出端为脉冲信号输出端(PWM)，所述信号的参数至少包括占空比和/或频率。

7.根据权利要求6所述的功率等级检测装置，其特征在于，所述电压调节电路(10)还包括三极管(Q2)，所述三极管(Q2)的基极与所述脉冲信号输出端(PWM)连接，所述电容(C1)连接于所述三极管(Q2)的集电极与发射极之间，所述电容(C1)的负极与所述电压供电电路(12)连接。

8.根据权利要求1所述的功率等级检测装置，其特征在于，该装置进一步包括：开关模块(Q1)；

所述开关模块(Q1)的一端连接所述待检测对象(16)的输出端，另一端连接所述功率等级检测模块(14)的I/O端，当所述I/O端控制所述开关模块(Q1)处于打开状态时，所述功率等级检测模块(14)形成回路，当所述I/O端控制所述开关模块(Q1)处于关闭状态时，所述功率等级检测模块(14)断路。

9.根据权利要求1所述的功率等级检测装置，其特征在于，所述功率等级检测模块(14)通过单片机实现。

10.根据权利要求1所述的功率等级检测装置，其特征在于，所述待检测对象(16)的输入电压为指定电压V0，所述待检测对象(16)两端的电压为指定电压V0与电压V1之差。

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