CN113448360B - 具温控开关、加热器、锁存器及电源供应电路的网通装置 - Google Patents

具温控开关、加热器、锁存器及电源供应电路的网通装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种网通装置。网通装置包括温控开关、加热器、锁存器、通讯电路及电源供应电路。温控开关用以检测温度，并依据温度传送第一控制信号。第一控制信号为第一信号第一状态及第一信号第二状态中的一个。加热器耦接温控开关，用以依据第一信号第二状态而启动，并依据第一信号第一状态而关闭。锁存器耦接温控开关，依据第一信号第一状态而传送启动信号。通讯电路用以与外部装置收发信号。电源供应电路耦接锁存器及通讯电路，依据启动信号而提供电源至通讯电路。

Description

具温控开关、加热器、锁存器及电源供应电路的网通装置
技术领域
本发明涉及一种供电控制技术，尤其涉及一种具温控开关、加热器、锁存器及电源供应电路的网通装置在极端温度下的供电控制。
背景技术
设于室外环境的电子装置无可避免地会遭受到风、雨、低温、高温、高湿度等外在因素的影响，故此类电子装置通常会额外提供功能或具有特殊规格，以防止异常运作。例如，针对低温情况，可额外提供恒温控制功能，使系统可在适当温度下运作。然而，若此类装置在过低的温度开机，仍可能损坏或异常运作。
发明内容
本发明是针对一种网通装置，可避免系统受异常温度影响运作。
根据本发明的实施例，网通装置包括(但不仅限于)温控开关、加热器(heater)、锁存器(latch)、通讯电路及偏电源供应电路。温控开关用以检测温度，并依据温度传送第一控制信号。第一控制信号为第一信号第一状态及第一信号第二状态中的一个。加热器耦接温控开关，用以依据第一信号第二状态而启动，并依据第一信号第一状态而关闭。锁存器耦接温控开关，依据第一信号第一状态而传送启动信号，并反应于接收到第一信号第一状态之后接收到第一信号第二状态而维持传送启动信号。通讯电路用以与外部装置收发信号。电源供应电路耦接锁存器及通讯电路，依据启动信号而提供电源至通讯电路。
基于上述，温控开关基于温度发送控制信号，可避免装置在过低的温度开机，也使加热器可启动或关闭，以维持适当温度。此外，当外界温度过低时，会重新启动加热器，但是系统电源不受影响，因为锁存器可维持电源供应电路持续提供电源而不中断，使通讯电路的系统电源自供应后不受温度影响。藉此，本发明实施例可适用于户外极为寒冷严酷环境，非常适合户外摄像机的应用。
附图说明
包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
图1为依据本发明一实施例的电源控制电路的组件方块图；
图2为依据本发明一实施例的温控开关的电路示意图；
图3为依据本发明一实施例的锁存器的电路示意图；
图4为依据本发明一实施例的温度与控制信号的关系图；
图5为依据本发明另一实施例的电源控制电路的组件方块图；
图6为依据本发明一实施例的温度与第二控制信号的关系图。
附图标号说明
10、10-1：网通装置
50：通讯电路；
100、500：电源控制电路；
110、110-1：温控开关；
111：温度传感器；
113：信号产生器；
130：加热器；
150、150-1：锁存器；
170：电源供应电路；
190：迟滞调整器；
CS：第一控制信号；
CS2：第二控制信号；
AS：第一信号第一状态；
AS2：启动信号；
DS：第一信号第二状态；
DS2：关闭信号；
P：电源；
RS：迟滞调整信号；
T：温度信号；
R1、R2、R3：电阻；
C：电容；
PSA、PSB：输入脚位；
PP、P5：电源脚位；
PO、P4：输出脚位；
VCC：运作电压；
P1：第一输入脚位；
P2：第二输入脚位；
P3：接地脚位；
TH：高温阀值；
TL：低温阀值。
具体实施方式
图1为依据本发明一实施例的网通装置10的组件方块图。网通装置10包括(但不仅限于)通讯电路50及电源控制电路100。网通装置10例如是网络摄影机(IP Camera)、GPON/EPON家庭网关、无线接入点、WiFi路由器、宽带接入设备等装置。
通讯电路50是例如支持移动网络、以太网络、或Wi-Fi等通讯技术的收发器。通讯电路50用以与外部装置(例如，远程服务器、无线基地台等)收发信号。
电源控制电路100包括(但不仅限于)温控开关110、加热器130、锁存器150、及电源供应电路170。在一实施例中，电源控制电路100可与诸如通讯电路50耦接。在另一实施例中，电源控制电路100也可耦接图像传感器、信号处理器、传感器等电子芯片、组件、或装置。在一些实施例中，电源控制电路100还可能外接于其他外部装置，并作为恒温电源供应装置。
温控开关110可由特殊应用集成电路(Application-Specific IntegratedCircuit，ASIC)、场可程序化逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)等可程序化单元来实施。在本实施例中，温控开关110用以检测温度，并依据温度传送第一控制信号CS。
图2为依据本发明一实施例的温控开关110-1的电路示意图。温控开关110-1包括温度传感器111、及信号产生器113。此外，温控开关110-1具有输入脚位PSA(图中以接地为例，但也可能连接电阻、可变电阻、或电阻选择器)、输入脚位PSB(图中以连接电阻R2为例，但也可能连接可变电阻、电阻选择器或接地)、电源脚位PP(用以连接运作电压VCC)、及输出脚位PO(图中以单一输出脚位为例，但于其他实施例的数量可能多于一个)。
温度传感器111可能通过热敏电阻、半导体温度传感器、晶体振荡器、热电偶等材质或组件感测温度并据以产生指示此温度的温度信号T，并传送温度信号T给信号产生器113。而信号产生器113可基于温度信号T及温控机制，产生并通过输出脚位PO输出第一信号第一状态AS(例如，高电平、或其他特定电压)或第一信号第二状态DS(例如，低电平、或其他特定电压)的第一控制信号CS。
此外，电源脚位PP可连接接地的电容C，以减少噪声。输出脚位PO可连接电阻R1，以确保输出未致能前，电平不会乱飘，可以锁定电平在高电平。
加热器130耦接温控开关110。加热器130可以是将电能转换成热能的加热线圈(coil)或加热组件(例如，电磁式的电子线路板、电阻、红外线发射器等)。加热器130接收温控开关110所传送的第一控制信号CS，依据第一信号第二状态DS而启动，并依据第一信号第一状态AS而关闭。
在一实施例中，电源控制电路100中的所有或部分组件可容置于网通装置10的壳体内。此壳体或额外的壳体可容置通讯电路50。此外，加热器130可对这些壳体执行加热，以提升壳体内或壳壁上的温度。在一些户外网通装置的实施例中，壳体的固态微粒防护等级至少为五，和/或壳体的液体渗透防护等级至少为四，从而适于设于户外环境。例如，异物防护(Ingress Protection，IP)等级65、IP68等。小于1毫米(mm)的外部物体无法进入壳体，或从具有6.3毫米的孔径的喷嘴射出的水柱从任意角度喷射到壳体上应无负面效果。
锁存器150耦接温控开关110。图3为依据本发明一实施例的锁存器150-1的电路示意图。锁存器150-1具有第一输入脚位P1(用以耦接温控开关110的输出端，以接收第一控制信号CS)、第二输入脚位P2(经由电阻R3接地且连接输出脚位P4，以接收输出脚位P4的输出信号)、接地脚位P3(用以接地)、输出脚位P4(图中以单一输出脚位为例，但于其他实施例的数量可能多于一个)、及电源脚位P5(用以连接运作电压VCC)。其中，输出脚位P4的输出信号为第二控制信号CS2，其可为启动信号AS2(例如，高电平、或其他特定电压)或关闭信号DS2(例如，低电平、或其他特定电压)。
电源供应电路170耦接锁存器150。电源供应电路170可以是配电板(power board)或其他用于提供电源P的电路。在本实施例中，电源供应电路170接收锁存器150所传送的第二控制信号CS2，依据启动信号AS2而提供电源P，并依据关闭信号DS2而关闭提供电源P。
电源供应电路170耦接通讯电路50，并用以提供电源P至通讯电路50。在其他实施例中，电源供应电路170也可能提供电源P给其他电路或装置。
图4为依据本发明一实施例的温度与控制信号的关系图。若温控开关110感测的温度高于高温阈值TH(例如，摄氏0、5、或15度等)，则温控开关110传送第一信号第一状态AS，使加热器130关闭，代表系统温度原本就超过到高温阀值TH，或加热器130已把系统温度提升到高温阀值TH以上。
若温度由高温阀值TH以上降低至高温阀值TH与低温阀值TL(例如，摄氏-5、-10、或-15度等)之间，温控开关110维持传送第一信号第一状态AS。高温阀值TH与低温阀值TL之间的温度区间称为迟滞(Hysteresis)区间。
此外，若温度由迟滞区间降低至低于低温阀值TL(超出迟滞区间)，则温控开关110传送第一信号第二状态DS，使加热器130启动(即，开始或重新开始加热)。之后，温度得提升到高温阀值TH后，温控开关110才会传送第一信号第一状态AS以避免系统过热。
在一实施例中，前述温控机制相关于温控开关的输入端所连接的电阻。以图2的实施例为例，温控开关110-1是电阻可程序温度开关。温控开关110-1可依据输入脚位PSB所连接的电阻R2的阻抗值改变迟滞曲线，例如确定高温阀值TH和/或高温阀值TH与低温阀值TL之间的迟滞区间。例如，表(1)是一范例说明阻抗值与高温阀值及迟滞区间的对应关系：
表(1)
Figure BDA0002426964880000061
图5为依据本发明另一实施例的网通装置10-1的组件方块图。与图1的电源控制电路100不同处在于，网通装置10-1的电源控制电路500还包括迟滞调整器190。迟滞调整器190耦接温控开关110。迟滞调整器190可以是数字电位器(Potentiometer)，并依据迟滞调整信号RS改变阻抗值。迟滞调整器190可提供通用型输入输出(General-purpose input/output，GPIO)或其他输入接口，以接收迟滞调整信号RS。而迟滞调整信号RS即相关于可提供的数个阻抗值。例如，迟滞调整器190提供GPIO连接通讯电路50，以接收来自外部装置的指示(例如，增大迟滞区间、或高温阀值为特定值等)而改变阻抗值。又例如，迟滞调整器190可提供接口连接输入设备(例如，触控面板、按键等)，并反应于输入设备接收的输入操作而改变阻抗值。此外，温控开关110-1可依据迟滞调整器190所选择的电阻的阻抗值改变迟滞曲线，例如确定高温阀值TH和/或高温阀值TH与低温阀值TL之间的迟滞区间。
需说明的是，在其他实施例中，温控开关110也可能是直接依据特定信号或指令改变前述温控机制。
图6为依据本发明一实施例的温度与第二控制信号的关系图。锁存器150依据第一信号第一状态AS传送启动信号AS2，使电源供应电路170提供电源P。藉此，通讯电路50或受电源控制电路100供电的其他电路在温度未达高温阀值TH前将不会启动，在温度超过高温阀值TH后将会启动，后续不论温度如何变化都会持续运作。
在一实施例中，锁存器150提供一个输入端。若输入端接收到第一信号第一状态AS，则锁存器150提供启动信号AS2。以逻辑运算观点而言，本实施例的锁存器150执行exclusive-OR运算。例如，一输入端为高电平，则输出高电平，且将输出锁存在高电平，纵使后续输入端由高电平转为低电平，也不会影响输出高电平的状态。
以图3的锁存器150-1为例，假设第一信号第一状态AS及启动信号AS2的电压皆为运作电压VCC，且假设第一信号第二状态DS及关闭信号DS2的电压皆为零。尚未启动前，若第一输入端P1接收第一信号第二状态DS且第二输入端P2透过大电阻R3接地，则输出端P4输出关闭信号DS2。若第一输入端P1接收到第一信号第一状态AS，则输出端P4输出启动信号AS2，且第二输入端P2接收到输出端P4回馈的启动信号AS2。接着，即使第一输入端P1接收到第一信号第二状态DS，锁存器150-1仍因第二输入端P2接收到启动信号AS2而维持输出启动信号AS2，使电源供应电路170持续提供电源P，从而维持系统(例如，通讯电路50)的电源供应。
需说明的是，在其他实施例中，锁存器150也可能是直接依据特定信号或指令而维持传送启动信号AS2。
综上所述，本发明实施例的电源控制电路，提供温度基础的加热及供电功能。其中，加热器可在温度降低至TL以下重新启动加热。此外，电源供应电路的启动状态可受锁存器锁住而维持供电。藉此，处于低温或温度降低差异过大的外界环境，电子装置也能正常运作。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种网通装置，其特征在于，包括：
温控开关，用以检测温度，并依据所述温度传送第一控制信号，其中所述第一控制信号为第一信号第一状态及第一信号第二状态中的一个，反应于所述温度高于所述高温阀值，所述温控开关传送所述第一信号第一状态，反应于所述温度由所述高温阀值降低至所述高温阀值与低温阀值之间，所述温控开关维持传送所述第一信号第一状态；
加热器，耦接所述温控开关，用以依据所述第一信号第二状态而启动，并依据所述第一信号第一状态而关闭；
锁存器，耦接所述温控开关，用以依据所述第一信号第一状态而维持传送启动信号；
通讯电路，用以与外部装置收发信号；以及
电源供应电路，耦接所述锁存器及所述通讯电路，用以依据所述启动信号而提供电源至所述通讯电路。
2.根据权利要求1所述的网通装置，其特征在于，所述温控开关耦接电阻，所述温控开关并依据所述电阻的阻抗值改变迟滞曲线。
3.根据权利要求1所述的网通装置，其特征在于，还包括：
迟滞调整器，耦接所述温控开关，并依据迟滞调整信号改变阻抗值，其中所述温控开关依据所述阻抗值改变高低温阀值。
4.根据权利要求1所述的网通装置，其特征在于，所述锁存器具有输出脚位输出第二控制信号、第一输入脚位接收所述第一控制信号、以及第二输入脚位接收所述输出脚位所输出的所述第二控制信号。
5.根据权利要求1所述的网通装置，其特征在于，所述网通装置的壳体容置所述通讯电路，所述壳体的固态微粒防护等级至少为五。
6.根据权利要求1所述的网通装置，其特征在于，所述网通装置的壳体容置所述通讯电路，所述壳体的液体渗透防护等级至少为四。
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