CN207166121U - 一种电源模块的湿度保护电路 - Google Patents

Abstract

一种电源模块的湿度保护电路，包括PCB板以及包覆PCB板的壳体，还包括采样单元，用于采集所述壳体内部的湿度，并输出采样电压；比较单元，耦接于所述采样单元，用于依据一基准电压和采样电压比较，当采样电压小于基准电压时输出高电平信号；多谐振荡单元，耦接于比较单元，用于把所述高电平信号转换为方波信号；继电器，耦接于所述比较单元且与所述多谐振荡单元并联设置，所述继电器包括继电器线圈和继电器常闭触点，所述继电器线圈响应于所述高电平信号工作，所述继电器常闭触点串接于该电源模块的电源输入端，起到当电源模块内部湿度过高时，通过继电器控制电源模块的电源输入端断电，起到保护电源模块的作用。

Description

一种电源模块的湿度保护电路

技术领域

本实用新型涉及模块电源领域，特别涉及一种电源模块的湿度保护电路。

背景技术

电源模块是可以直接贴装在印刷电路板（PCB）上的电源供应器，其特点是可为专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器 (DSP)、微处理器、存储器、现场可编程门阵列 (FPGA)及其他数字或模拟负载提供供电。一般来说，这类模块称为负载点 (POL) 电源供应系统或使用点电源供应系统 (PUPS)。由于模块式结构的优点甚多，因此模块电源广泛用于交换设备、接入设备、移动通讯、微波通讯以及光传输、路由器等通信领域和汽车电子、航空航天等。

为了方便，现在人们用电源模块替换开关电源的人越来越多，其受到湿度的影响较大，由于电源模块内部集成有精密元器件，潮湿能渗入多孔性材料内，造成导电体之间漏电通路，产生氧气，零部件吸潮使绝缘电阻降低，隔离耐压能力下降，如果空气中的水分凝结到PCB板及元件上，在电源模块使用时，其内部温度升高，PCB板及元器件上的水分膨胀，导致电源模块出现裂痕，拉断内部的变压器，腐蚀电源模块内部的元件，造成模块内部的电路短路或微短路。对于隔离电压要求较高的场合，PCB板及元器件上的水分也会降低电源模块的隔离能力，甚至造成初次级间的击穿，出现严重后果。

公开号为CN101662221A的一篇中国专利公开了一种“高效率线性电源模块”中，它提出通过线性电源的电源调整管的输入端直接连接高压隔离开关电源变压器的次级电压，在电源调整管的输入和输出端取出采样电压，分别送到集成运算发达器的同向和反向输入端的做减法运算，将运算处的差值电压和设定压差比较后，用其误差电压和对高压隔离开关电源的输出电压进行控制，在所有不同段的输出电压和输出功率范围内，以及供电电压变化，电源调整管输出输入两端的压差始终能精确控制在其临界饱和的线性区，其功率消耗限制到最低，从而使线性电源的效率得到最大限度的提升；但是这么设置当电源模块内湿度较高时，使用者在不知情的情况下会继续使用，会导致电源模块乃至用电设备损坏，造成了经济损失使用者才反应过来。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电源模块的湿度保护电路，具有当电源模块的内部湿度较大时，具有保护电源模块的作用。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种电源模块的湿度保护电路，包括PCB板以及包覆PCB板的壳体，还包括

采样单元，用于采集所述壳体内部的湿度，并输出采样电压；

比较单元，耦接于所述采样单元，用于依据一基准电压和采样电压比较，当采样电压小于基准电压时输出高电平信号；

多谐振荡单元，耦接于比较单元，用于把所述高电平信号转换为方波信号；

报警单元，耦接于所述多谐振荡单元，用于依据所述方波信号的高电位得电工作。

继电器，耦接于所述比较单元且与所述多谐振荡单元并联设置，所述继电器包括继电器线圈和继电器常闭触点，所述继电器线圈响应于所述高电平信号工作，所述继电器常闭触点串接于该电源模块的电源输入端。

通过采用上述技术方案，该电源模块包括PCB板、壳体、采样单元、比较单元、多谐振荡单元以及报警单元，其中，PCB板固定设置在壳体内，采样单元用于实时采集壳体内部的湿度，并把当前的湿度信号转换为电压信号（及采样电压）输出，通过比较单元与一基准电压比较，当采样电压小于基准电压时输出高电平信号，多谐振荡单元耦接于比较单元，当接收到高电平信号时，该单元把上述的高电平信号转化为方波信号进行输出，报警单元响应于方波信号的高电位得点工作，以起到当电源模块内部湿度过高时，报警单元工作以提醒工作人员，同时与多谐振荡单元并联设置的继电器线圈得电工作，使与电源模块串接的继电器常闭触点断开，使电源模块断电，起到保护电源模块的效果。

作为本实用新型的改进，所述采样单元包括串联设置的湿敏电阻和采样电阻，所述湿敏电阻和采样电阻耦接的节点输出采样电压，所述湿敏电阻固定设置在所述壳体的内部。

通过采用上述技术方案，采样单元包括串联设置的湿敏电阻和采样电阻，湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的，作为优选的采样电阻和湿敏电阻依次串联在电源和地之间，且湿敏电阻为半导体陶瓷湿敏元件，且为正系数湿敏电阻，此处的电源为市电，把湿敏电阻固定设置在壳体内部，使对壳体内的湿度检测的检测结果更为准确，同时，起到还具有保护湿敏电阻的效果。

作为本实用新型的改进，所述采样电阻为可调电阻。

通过采用上述技术方案，在安装调试中，可以通过调节可调电阻的阻值，使采样单元的准确度更高，同时，湿敏电阻和电源模块长时间使用中，受到湿度影响增大，可以通过调节可调电阻，进一步增加采样单元的准确度，从而使电源模块的使用寿命增加。

作为本实用新型的改进，所述比较单元设置为非门逻辑电路，所述非门逻辑电路的输入端耦接所述采样单元，所述非门逻辑电路的输出端耦接所述多谐振荡单元。

通过采用上述技术方案，比较单元设置为非门逻辑电路，该非门逻辑电路的输入端耦接采样单元，且输入端耦接多谐振荡单元，由于非门的逻辑单元在其输入端预设有一基准电压，当输入的采样电压大于该基准电压时则判断为输入高电平信号，输出为低电平，反之则判定输入为低电平信号，输出为高电平信号，多谐振荡单元的作用是将接收到的高电平信号转换为方波信号。

作为本实用新型的改进，所述多谐振荡单元为单稳态多谐振荡器，所述单稳态多谐振荡器的输入端耦接所述比较单元，所述单稳态多谐振荡器的输出端耦接所述报警单元。

通过采用上述技术方案，我们只需要当采样电压高于预设值时，多谐振荡电路才可以工作，且采样电压小于预设值时，多谐振荡电路不工作，所以只需要单稳态振荡器即可。

作为本实用新型的改进，所述多谐振荡单元与所述报警单元之间还耦接有一场效应管，所述场效应管的栅极耦接所述多谐振荡单元用于接收方波信号，所述场效应管的漏极耦接报警单元，所述场效应管的源极接地。

通过采用上述技术方案，场效应管由多数载流子参与导电，也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件。具有输入电阻高（107～1015Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，所以采用场效应管连接多谐振荡单元和报警单元，一方面起到控制开关的作用，另一方面起到放大方波信号的作用，使方波信号在传输过程更为精准。

作为本实用新型的改进，所述多谐振荡单元(2)与所述报警单元之间还耦接有稳压单元。

通过采用上述技术方案，稳压单元具有使方波信号更为稳定的特点。

作为本实用新型的改进，所述稳压单元设置为稳压管二极管。

通过采用上述技术方案，稳压二极管，英文名称Zener diode，又叫齐纳二极管；利用pn结反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象，制成的起稳压作用的二极管。

作为本实用新型的改进，所述报警单元为电动扬声器。

通过采用上述技术方案，报警单元为电动扬声器，当接收到方波脉冲时，具有阶段性发出声音的效果，使提醒功能更佳。

作为本实用新型的改进，所述继电器线圈还并联设置有一续流二极管。

通过采用上述技术方案，续流二极管都是并联在继电器线圈线圈的两端，线圈在通过电流时，会在其两端产生感应电动势，当电流消失时，其感应电动势会对电路中的元件产生反向电压；当反向电压高于元件的反向击穿电压时，会使元件如三极管、晶闸管等造成损坏，续流二极管并联在线两端，当流过线圈中的电流消失时，线圈产生的感应电动势通过二极管和线圈构成的回路做功而消耗掉，从而保护了电路中的其它原件的安全。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：该电源模块包括PCB板、壳体、采样单元、比较单元、多谐振荡单元以及报警单元，其中，PCB板固定设置在壳体内，采样单元用于实时采集壳体内部的湿度，并把当前的湿度信号转换为电压信号（及采样电压）输出，通过比较单元与一基准电压比较，当采样电压小于基准电压时输出高电平信号，多谐振荡单元耦接于比较单元，当接收到高电平信号时，该单元把上述的高电平信号转化为方波信号进行输出，报警单元响应于方波信号的高电位得点工作，以起到当电源模块内部湿度过高时，报警单元工作以提醒工作人员，同时与多谐振荡单元并联设置的继电器线圈得电工作，使与电源模块串接的继电器常闭触点断开，使电源模块断电，起到保护电源模块的效果。

附图说明

图1是实施例1的电源模块接线电路图;

图2是实施例2的电源模块接线电路图；

图3是电源模块结构示意图。

图中，1、采样单元；2、多谐振荡单元；3、壳体；4、PCB板;5、电路板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1，

参照图1所示，一种电源模块的湿度保护电路，该电源模块包括PCB板4、壳体3、采样单元1、比较单元、多谐振荡单元2、稳压单元、放大单元、报警单元以及继电器K，其中，PCB板固定设置在壳体内；采样单元1用于实时采集壳体内部的湿度，包括依次串联设置在电源和地之间的的电阻R2、采样电阻R1以及湿敏电阻RS，该采样电阻R1为可调电阻，湿敏电阻RS是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的，且湿敏电阻为半导体陶瓷湿敏元件，且为正系数湿敏电阻，此处的电源为市电，在安装时，可以通过调节可调电阻的阻值，使采样单元1的准确度更高，同时，湿敏电阻RS和电源模块长时间使用中，受到湿度影响增大，也可以通过调节可调电阻，进一步增加采样单元1的准确度，从而使电源模块的使用寿命增加，该湿敏电阻设置在壳体内部；比较单元设置为非门，由于湿敏电阻在潮湿的环境中，其阻值变大，所以湿敏电阻RS和采样电阻R1耦接的节点处的电压变低，当低于非门中预设的基准电压时，非门的输出端为高电平，当三极管VT1接收到高电平信号时，三极管VT1导通，及多谐振荡单元2得电，该多谐振荡单元2设置为单稳态多谐振荡器，此为现有技术，在此不做赘述，当单稳态多谐振荡器得电时，该装置起振，把上述的高电平信号转化为方波信号进行输出，使电动扬声器发出警笛声；在单稳态多谐振荡器的信号输出端耦接有稳压单元和放大单元，该稳压单元设置为稳压管D1，起到稳定电压的作用，放大单元设置为场效应管VT2，场效应管VT2由多数载流子参与导电，也称为单极型晶体管；它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高（107～1015Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，所以采用场效应管VT2作为放大单元，同时，此处的场相应管VT2也做开关元器件用，在非门的输出端与单稳态多谐振荡器2并联设置一继电器K，该继电器K同于一NPN三极管KT3与非门的输出端连接，该NPN三极管KT3的基极耦接非门的输出端，集电极耦接继电器K，发射集接地，此处NPN三极管KT3作为开关元器件用，非门输出高电平时，NPN三极管KT3导通，使继电器得电，该继电器包括继电器线圈和继电器常闭触点K-1，该继电器常闭触点K-1串接在电源模块的电源输入端，当继电器线圈得电工作时，继电器常闭触点K-1断开，使电源模块掉电，且在继电器线圈处并联设置一续流二极管D2，续流二极管D2都是并联在继电器线圈的两端，线圈在通过电流时，会在其两端产生感应电动势，当电流消失时，其感应电动势会对电路中的元件产生反向电压；当反向电压高于元件的反向击穿电压时，会使元件如三极管、晶闸管等造成损坏，续流二极管D2并联在线两端，当流过线圈中的电流消失时，线圈产生的感应电动势通过二极管和线圈构成的回路做功而消耗掉，从而保护了电路中的其它原件的安全；上述的采样单元1、比较单元、多谐振荡单元2、稳压单元以及放大单元均集成在电源壳体内，通过在电源壳体上开设一端子用于输出方波信号，该端子用于连接外部的报警单元。

具体使用方式，先通过调节可调电阻R1的阻值使采样单元1的使电压和非门电路的基准电压达到一致，当壳体的湿度发生变换时，设置在壳体内部的湿敏电阻的阻值随之发生变化，不考虑成本和空间的话，此处的湿敏电阻也可替换成湿度传感器，当壳体的湿度较大时，湿敏电阻的阻值变大，其节点处的电压变低，当低于预设值时，非门的输出高电平信号使三极管VT1和三极管VT3均导通，单稳态触发器和继电器线圈同时得电，单稳态触发器输出方波，经过稳压管D1稳压后，场效应管VT2导通，使电动扬声器得电，且场效应管VT2放大该方波使报警音更响，继电器线圈得电，使继电器常闭触点K-1断开，电源模块断电，起到保护电源模块的作用。

参照图3所示，上述的采样单元1、比较单元、多谐振荡单元2、稳压单元、放大单元、报警单元以及继电器K，均可集成在一电路板5上，并设置在壳体3内，从而使检测结构更为精准。

实施例2，

参照图2所示，一种电源模块的湿度保护电路，与实施例1不同的是，本实施例的报警单元用发光二极管替换上述的电动扬声器，在一些空间较小的地方，发光二极管相比较蜂鸣器便于安装，当发光二极管得电时，会发出闪烁的光线，起到警示作用。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种电源模块的湿度保护电路，包括PCB板（4）以及包覆PCB板（4）的壳体（3），其特征在于：还包括

采样单元(1)，用于采集所述壳体内部的湿度，并输出采样电压；

比较单元，耦接于所述采样单元(1)，用于依据一基准电压和采样电压比较，当采样电压小于基准电压时输出高电平信号；

多谐振荡单元(2)，耦接于比较单元，用于把所述高电平信号转换为方波信号；

报警单元，耦接于所述多谐振荡单元(2)，用于依据所述方波信号的高电位得电工作；

继电器，耦接于所述比较单元且与所述多谐振荡单元(2)并联设置，所述继电器包括继电器线圈和继电器常闭触点，所述继电器线圈响应于所述高电平信号工作，所述继电器常闭触点串接于该电源模块的电源输入端；

所述比较单元设置为非门逻辑电路，所述非门逻辑电路的输入端耦接所述采样单元(1)，所述非门逻辑电路的输出端耦接所述多谐振荡单元(2)，所述多谐振荡单元(2)为单稳态多谐振荡器，所述单稳态多谐振荡器的输入端耦接所述比较单元，所述单稳态多谐振荡器的输出端耦接所述报警单元。

2.根据权利要求1所述的一种电源模块的湿度保护电路，其特征在于：所述采样单元(1)包括串联设置的湿敏电阻和采样电阻，所述湿敏电阻和采样电阻耦接的节点输出采样电压，所述湿敏电阻固定设置在所述壳体的内部。

3.根据权利要求2所述的一种电源模块的湿度保护电路，其特征在于：所述采样电阻为可调电阻。

4.根据权利要求1所述的一种电源模块的湿度保护电路，其特征在于：所述多谐振荡单元(2)与所述报警单元之间还耦接有一场效应管，所述场效应管的栅极耦接所述多谐振荡单元(2)用于接收方波信号，所述场效应管的漏极耦接报警单元，所述场效应管的源极接地。

5.根据权利要求1所述的一种电源模块的湿度保护电路，其特征在于：所述多谐振荡单元(2)与所述报警单元之间还耦接有稳压单元。

6.根据权利要求5所述的一种电源模块的湿度保护电路，其特征在于：所述稳压单元设置为稳压管二极管。

7.根据权利要求1所述的一种电源模块的湿度保护电路，其特征在于：所述报警单元为电动扬声器。

8.根据权利要求1所述的一种电源模块的湿度保护电路，其特征在于：所述继电器线圈还并联设置有一续流二极管。