CN113964787B - 一种传感器的保护电路 - Google Patents

一种传感器的保护电路 Download PDF

Info

Publication number
CN113964787B
CN113964787B CN202111299776.4A CN202111299776A CN113964787B CN 113964787 B CN113964787 B CN 113964787B CN 202111299776 A CN202111299776 A CN 202111299776A CN 113964787 B CN113964787 B CN 113964787B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrically connected
resistor
module
sensor
short
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111299776.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113964787A (zh
Inventor
姚宗旺
欧善斌
宋德华
冯鸣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Yuanyuan Technology Co ltd
Shenzhen Yixin Semiconductor Co ltd
Guangdong Yuantong Industrial Technology Co ltd
Original Assignee
Guangdong Yuanyuan Technology Co ltd
Shenzhen Yixin Semiconductor Co ltd
Guangdong Yuantong Industrial Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Yuanyuan Technology Co ltd, Shenzhen Yixin Semiconductor Co ltd, Guangdong Yuantong Industrial Technology Co ltd filed Critical Guangdong Yuanyuan Technology Co ltd
Priority to CN202111299776.4A priority Critical patent/CN113964787B/zh
Publication of CN113964787A publication Critical patent/CN113964787A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113964787B publication Critical patent/CN113964787B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current

Abstract

本发明提供一种传感器的保护电路，包括：供电控制模块、短路监测模块、短路保护模块、接入检测模块；所述供电控制模块与上级设备信号连接，且与所述短路保护模块电连接；所述短路保护模块与所述接入检测模块电连接；所述接入检测模块与所述传感器电连接；所述短路监测模块与所述上级设备信号连接，且与所述接入检测模块电连接；所述供电控制模块与所述短路监测模块以及所述短路保护模块形成闭环控制系统。本发明能够降低传感器功耗、提高传感器的使用寿命以及提高传感器灵敏度。

Description

一种传感器的保护电路
技术领域
本发明属于传感器技术领域，尤其涉及一种传感器的保护电路。
背景技术
在飞速发展的智能时代，传感器越来越多的应用于各个行业的自动化设备之中，组成了智能设备的感知系统，成为了智能设备必不可少的部分。现有的、大多的传感器系统都是需要实时使用，那必然是传感器供电、通讯都是实时的。如此一来，那么必将会面临一些常见问题：1、传感器长期供电使用，会产生节能问题。例如：智能热力系统中，每天只对水温的采集一次，一次采集的时间是毫秒级，那么除开采集周期外的供电都是浪费的；2、长期供电使用的传感器，在使用寿命上是有限。3、长期供电使用的传感器，在随时间的漂移而产生传感器采集数据的漂移，导致测量不准。可见，现有传感器存在功耗大、使用寿命短以及灵敏度低的问题。
发明内容
本发明提供一种传感器的保护电路，旨在解决现有传感器功耗大、寿命短以及灵敏度低的问题。
本发明是这样实现的，提供一种传感器的保护电路，包括：供电控制模块、短路监测模块、短路保护模块、接入检测模块；
所述供电控制模块与上级设备信号连接，且与所述短路保护模块电连接；
所述短路保护模块与所述接入检测模块电连接；
所述接入检测模块与所述传感器电连接；
所述短路监测模块与所述上级设备信号连接，且与所述接入检测模块电连接；
所述供电控制模块与所述短路监测模块以及所述短路保护模块形成闭环控制系统。
更进一步地，所述供电控制模块包括三极管Q4、分压单元、开关单元；
所述三极管Q4的基极与所述上级设备信号连接，所述三极管Q4的集电极与所述分压单元电连接，所述三极管Q4的发射极与接地端电连接；
所述分压单元与所述开关单元的第一端口、所述开关单元的第二端口、以及第一电源输入端电连接；
所述开关单元的第三端口与所述短路保护模块电连接。
更进一步地，所述开关单元为MOS管、电源IC或继电器。
更进一步地，所述分压单元包括分压电阻R9以及分压电阻R22；
所述分压电阻R9的一端分别与所述第一电源输入端以及所述开关单元的第一端口电连接，所述分压电阻R9的另一端分别与所述开关单元的第二端口以及所述分压电阻R22的一端电连接；
所述分压电阻R22的另一端与所述三极管Q4的集电极电连接。
更进一步地，所述供电控制模块还包括电阻R23以及电阻R10；
所述电阻R23的一端与所述上级设备电连接，所述电阻R23的另一端分别与所述电阻R10的一端以及所述三极管Q4的基极电连接；
所述电阻R10的另一端分别与所述三极管Q4的发射极以及接地端电连接。
更进一步地，所述短路保护模块为稳压二极管或自恢复保险丝。
更进一步地，所述短路监测模块包括：光耦元件U3以及电阻R20；
所述光耦元件U3的第一端口与所述电阻R20的一端电连接；
所述光耦元件U3的第二端口以及所述光耦元件U3的第三端口分别与接地端电连接；
所述光耦元件U3的第四端口分别与所述上级设备以及第二电源输入端电连接；
所述电阻R20的另一端与所述接入检测模块的输出端电连接。
更进一步地，所述短路监测模块还包括电阻R19；所述电阻R19的一端与所述光耦元件U3的第四端口电连接，所述电阻R19的另一端与所述第二电源输入端电连接。
更进一步地，所述接入检测模块包括自带插入识别的连接座，所述自带插入识别的连接座的输出端分别与所述电阻R20、所述短路保护模块以及所述传感器电连接。
更进一步地，所述自带插入识别的连接座为耳机座。
本发明所达到的有益效果：通过供电控制模块、短路保护模块、短路监测模块以及接入检测模块之间的相互关系，形成闭环保护逻辑。对上级设备的输出电源进行监测，并反馈到闭环控制系统，从而实现对传感器电源进行监测、保护、控制。传感器的电源短路监测和短路保护灵敏、电源通断控制正常。在低功耗场景中，传感器节能效果显著。同时，传感器的使用寿命也有显著提升。
附图说明
图1是本发明提供的一种传感器的保护电路的模块示意图；
图2是图1实施例中供电控制模块和短路保护模块提供的一种电路图；
图3是图1实施例中短路监测模块提供的一种电路图；
图4是图1实施例中接入检测模块提供的一种电路图。
其中，1、上级设备；2、供电控制模块；3、短路保护模块；4、接入检测模块；5、短路监测模块；6、传感器；7、第一电源；8、分压单元；9、开关单元；10、第二电源；11、输出端。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参考图1所示，图1为本发明提供的一种传感器的保护电路的模块示意图。
该传感器的保护电路包括供电控制模块2、短路监测模块5、短路保护模块3、接入检测模块4；所述供电控制模块2与上级设备1信号连接，且与所述短路保护模块3电连接；所述短路保护模块3与所述接入检测模块4电连接；所述接入检测模块4与所述传感器6电连接；所述短路监测模块5与所述上级设备1信号连接，且与所述接入检测模块4电连接；所述供电控制模块2与所述短路监测模块5以及所述短路保护模块3形成闭环控制系统。
其中，上述供电控制模块2作为闭环控制系统的控制部分，短路监测模块5作为闭环控制系统的信号反馈部分，短路保护模块3作为闭环控制系统的保护部分。
上述供电控制模块2用于将上级设备1供给到传感器6的电源进行通断控制。
上述短路监测模块5用于对输出到传感器6的电源进行信号监测。
上述短路保护模块3用于保护接入传感器6。短路保护模块3包括但不限于使用一些保护器件、例如稳压二极管、自恢复保险丝等。
上述接入检测模块4作为传感器6是否接入系统的判断依据。
具体的，通过供电控制模块2、短路监测模块5、短路保护模块3、接入检测模块4来对传感器6进行控制、保护和监测。
在本发明实施例中，通过供电控制模块2、短路保护模块3、短路监测模块5以及接入检测模块4之间的相互关系，形成闭环保护逻辑。对上级设备1的输出电源进行监测，并反馈到闭环控制系统，从而实现对传感器6电源进行监测、保护、控制。传感器6的电源短路监测和短路保护灵敏、电源通断控制正常。在低功耗场景中，传感器6节能效果显著。同时，传感器6的使用寿命也有显著提升。
在本发明实施例中，如图2所示，所述供电控制模块2包括三极管Q4、分压单元8、开关单元9；所述三极管Q4的基极与所述上级设备1信号连接，所述三极管Q4的集电极与所述分压单元8电连接，所述三极管Q4的发射极与接地端电连接；所述分压单元8与所述开关单元9的第一端口、所述开关单元9的第二端口、以及第一电源7输入端电连接；所述开关单元9的第三端口与所述短路保护模块3电连接。
可选的，所述开关单元9包括但不限于MOS管、电源IC或继电器。
可选的，如图2所示，所述分压单元8包括分压电阻R9以及分压电阻R22；所述分压电阻R9的一端分别与所述第一电源7输入端以及所述开关单元9的第一端口电连接，所述分压电阻R9的另一端分别与所述开关单元9的第二端口以及所述分压电阻R22的一端电连接；所述分压电阻R22的另一端与所述三极管Q4的集电极电连接。其中，分压电阻R9以及分压电阻R22用于对第一电源7进行分压，避免电压过大损坏开关单元9以及三极管Q4，以提高电路的稳定性。
具体的，该供电控制模块2是通过开关单元9(以MOS管Q3为例)来进行控制的，当上级设备1想要打开供电时，可以通过控制引脚Power输出高电平，此时三极管Q4导通。从而实现分压单元8(电阻R9与电阻R22)对第一电源7(Vin)进行分压，此时MOS管Q3的Vgs大于MOS管Q3导通电压，MOS管Q3的电源开关被打开，MOS管Q3导通。进而控制上级设备1给传感器6进行供电，以对传感器6进行供电控制。
需要说明的是，当供电控制模块2控制电源从MOS管Q3出来后，并没有对传感器6直接进行供电，而是经过一个短路保护模块3(稳压二极管或自恢复保险丝)后，再接入传感器6。当传感器6电源短路，流过短路保护模块3(稳压二极管或自恢复保险丝)的电流迅速增大，短路保护模块3(稳压二极管或自恢复保险丝)毫秒级响应，快速熔断，并及时断电，以保护电路，从而保护传感器6。
在本发明实施例中，如图2所示，所述供电控制模块2还包括电阻R23以及电阻R10；所述电阻R23的一端与所述上级设备1电连接，所述电阻R23的另一端分别与所述电阻R10的一端以及所述三极管Q4的基极电连接；所述电阻R10的另一端分别与所述三极管Q4的发射极以及接地端电连接。
具体的，电阻R23以及电阻R10均为限流电阻，用于对上级设备1输出的电源进行限流，避免电流过大损坏三极管Q4，以提高电路的稳定性。
在本发明实施例中，如图3所示，所述短路监测模块5包括：光耦元件U3以及电阻R20；所述光耦元件U3的第一端口与所述电阻R20的一端电连接；所述光耦元件U3的第二端口以及所述光耦元件U3的第三端口分别与接地端电连接；所述光耦元件U3的第四端口分别与所述上级设备1以及第二电源10输入端电连接；所述电阻R20的另一端与所述接入检测模块4的输出端11电连接。
其中，实时电阻R20为限流电阻，用于对第一电源7(Vin)进行限流，避免损坏光耦元件U3。
具体的，该短路监测模块5通过光耦元件U3来进行高低压信号隔离。上级设备1对传感器6进行供电时，Vout输出电压，通过电阻R20进行限流，光耦元件U3内部发光元件工作，光耦元件U3内部另一侧的感光元件此时接收到光感信号，光耦元件U3的第四端口(4脚)和第三端口(3脚)被打通，此时Red_s信号检测出低电平信号，代表上级设备1打开电源成功。反之，如果上级设备1对传感器6进行供电控制已经打开，而Red_s没有检测出低电平，而是高电平。那么代表上级设备1线路短路，打开电源失败。上级设备1可以检测这个信号，当发生短路时，将电源控制里面的控制信号Power输出低电平，停止给传感器6的供电。这样可以有效避免上级设备1短路损坏传感器6。
可选的，如图3所示，所述短路监测模块5还包括电阻R19；所述电阻R19的一端与所述光耦元件U3的第四端口电连接，所述电阻R19的另一端与所述第二电源10输入端电连接。具体的，电阻R19用于限流，避免第二电源10(1V8)过大损坏光耦元件U3。
在本发明实施例中，所述接入检测模块4包括自带插入识别的连接座，所述自带插入识别的连接座的输出端11分别与所述电阻R20、所述短路保护模块3以及所述传感器6电连接。可选的，所述自带插入识别的连接座为耳机座或其它带有插入识别的连接器。
具体的，上述自带插入识别的连接座以耳机接口为例，如图4，该器件具有4Pin接口，其中脚1(输出端11)、脚3为电源，脚4、脚2为传感器6的通讯信号传输端。在传感器6没有接入时，脚6和脚3连接在一起，接入信号RIN识别到的信号是低电平。当传感器6设备接入，因为机械结构，脚6被弹起，此时RIN识别的信号为外部上拉电阻的高电平信号。由此上级设备1便可对传感器6是否接入进行判断。若传感器6接入，则为传感器6提供电源，若传感器6没有接入，则断开传感器6电源。这样可以实时根据传感器6的使用情况进行供电，避免传感器6长期供电，导致传感器6的使用寿命短的问题，从而提高传感器6的使用寿命。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种传感器的保护电路，其特征在于，包括：供电控制模块、短路监测模块、短路保护模块、接入检测模块；
所述供电控制模块与上级设备信号连接，且与所述短路保护模块电连接；
所述短路保护模块与所述接入检测模块电连接；
所述接入检测模块与所述传感器电连接；
所述短路监测模块与所述上级设备信号连接，且与所述接入检测模块电连接；
所述供电控制模块与所述短路监测模块以及所述短路保护模块形成闭环控制系统；
所述供电控制模块包括三极管Q4、分压单元、开关单元；
所述三极管Q4的基极与所述上级设备信号连接，所述三极管Q4的集电极与所述分压单元电连接，所述三极管Q4的发射极与接地端电连接；
所述分压单元与所述开关单元的第一端口、所述开关单元的第二端口、以及第一电源输入端电连接；
所述开关单元的第三端口与所述短路保护模块电连接；
所述短路监测模块包括：光耦元件U3以及电阻R20；
所述光耦元件U3的第一端口与所述电阻R20的一端电连接；
所述光耦元件U3的第二端口以及所述光耦元件U3的第三端口分别与接地端电连接；
所述光耦元件U3的第四端口分别与所述上级设备以及第二电源输入端电连接；
所述电阻R20的另一端与所述接入检测模块的输出端电连接；
所述接入检测模块包括自带插入识别的连接座，所述自带插入识别的连接座的输出端分别与所述电阻R20、所述短路保护模块以及所述传感器电连接。
2.根据权利要求1所述的传感器的保护电路，其特征在于，所述开关单元为MOS管、电源IC或继电器。
3.根据权利要求2所述的传感器的保护电路，其特征在于，所述分压单元包括分压电阻R9以及分压电阻R22；
所述分压电阻R9的一端分别与所述第一电源输入端以及所述开关单元的第一端口电连接，所述分压电阻R9的另一端分别与所述开关单元的第二端口以及所述分压电阻R22的一端电连接；
所述分压电阻R22的另一端与所述三极管Q4的集电极电连接。
4.根据权利要求1所述的传感器的保护电路，其特征在于，所述供电控制模块还包括电阻R23以及电阻R10；
所述电阻R23的一端与所述上级设备电连接，所述电阻R23的另一端分别与所述电阻R10的一端以及所述三极管Q4的基极电连接；
所述电阻R10的另一端分别与所述三极管Q4的发射极以及接地端电连接。
5.根据权利要求1所述的传感器的保护电路，其特征在于，所述短路保护模块为稳压二极管或自恢复保险丝。
6.根据权利要求1所述的传感器的保护电路，其特征在于，所述短路监测模块还包括电阻R19；所述电阻R19的一端与所述光耦元件U3的第四端口电连接，所述电阻R19的另一端与所述第二电源输入端电连接。
7.根据权利要求1所述的传感器的保护电路，其特征在于，所述自带插入识别的连接座为耳机座。
CN202111299776.4A 2021-11-04 2021-11-04 一种传感器的保护电路 Active CN113964787B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111299776.4A CN113964787B (zh) 2021-11-04 2021-11-04 一种传感器的保护电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111299776.4A CN113964787B (zh) 2021-11-04 2021-11-04 一种传感器的保护电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113964787A CN113964787A (zh) 2022-01-21
CN113964787B true CN113964787B (zh) 2023-08-04

Family

ID=79469241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111299776.4A Active CN113964787B (zh) 2021-11-04 2021-11-04 一种传感器的保护电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113964787B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014134781A1 (zh) * 2013-03-05 2014-09-12 Xiang Zhiyong 一种用于电子烟的过流或短路保护的控制装置及方法
WO2018019213A1 (zh) * 2016-07-24 2018-02-01 郭振华 智能控制电路、充电器、漏电保护器及智能插座
CN207677423U (zh) * 2017-11-21 2018-07-31 普联技术有限公司 一种usb端口输出保护电路及电子设备
CN208707289U (zh) * 2018-10-17 2019-04-05 湖北亿咖通科技有限公司 一种电源保护电路及车载电源保护装置
CN111009878A (zh) * 2019-12-26 2020-04-14 上海派能能源科技股份有限公司 一种多路输出短路保护电路
CN213093855U (zh) * 2020-08-04 2021-04-30 宁波柯力传感科技股份有限公司 一种具有短路保护及监测功能的供电电路
CN213484505U (zh) * 2020-11-27 2021-06-18 上海柏楚数控科技有限公司 短路保护电路

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014134781A1 (zh) * 2013-03-05 2014-09-12 Xiang Zhiyong 一种用于电子烟的过流或短路保护的控制装置及方法
WO2018019213A1 (zh) * 2016-07-24 2018-02-01 郭振华 智能控制电路、充电器、漏电保护器及智能插座
CN207677423U (zh) * 2017-11-21 2018-07-31 普联技术有限公司 一种usb端口输出保护电路及电子设备
CN208707289U (zh) * 2018-10-17 2019-04-05 湖北亿咖通科技有限公司 一种电源保护电路及车载电源保护装置
CN111009878A (zh) * 2019-12-26 2020-04-14 上海派能能源科技股份有限公司 一种多路输出短路保护电路
CN213093855U (zh) * 2020-08-04 2021-04-30 宁波柯力传感科技股份有限公司 一种具有短路保护及监测功能的供电电路
CN213484505U (zh) * 2020-11-27 2021-06-18 上海柏楚数控科技有限公司 短路保护电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN113964787A (zh) 2022-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100563080C (zh) 主备电源切换控制的方法及装置
CN116749811B (zh) 一种新能源汽车用智能充电器
CN113964787B (zh) 一种传感器的保护电路
CN209046247U (zh) 总线电源故障监测保护电路
CN110011403A (zh) 电源自动切换系统及电子设备
CN211826308U (zh) 一种电缆监测系统
CN208112210U (zh) 一种短路保护电路
CN207652017U (zh) 一种输入欠压掉电保护电路
CN109193571A (zh) 总线电源故障监测保护电路
CN217156768U (zh) 一种负载短路状态监测的电路
CN104660247A (zh) 一种双向接口电路
CN209913703U (zh) 一种智能电箱用的控制电路
CN208092205U (zh) 一种用于检测继电器输出状态的闭环检测电路
CN207472952U (zh) 一种掉电检测电路及保护电路
CN207650947U (zh) 一种防入侵报警装置及系统
CN212063619U (zh) 基于光电耦合继电供电切换电路
CN216116135U (zh) 一种带省电管理电路的温湿度传感器
CN201489317U (zh) 一种多通道光收发一体模块电源管理装置
CN219843595U (zh) 一种隔离型数字输入检测电路
CN219715994U (zh) 一种温控器的控制电路
CN213544711U (zh) 一种故障电弧传感器
CN218958547U (zh) 一种防反接电路、智能网关及远传水表系统
CN215114769U (zh) 一种液体流量标准装置换向器检定系统
CN212323730U (zh) 一种总线型信号传输模块电路
CN220190460U (zh) 一种接口保护电路、接口保护装置以及电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant