CN208589769U - 一种用电设备的电源输入保护电路及供电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电源技术领域，公开了一种用电设备的电源输入保护电路及供电装置。其中，电源输入保护电路包括：与所述用电设备的电源模块连接的检测模块、与所述检测模块及所述电源模块均连接的控制模块，其中：所述检测模块对所述电源模块输出至所述用电设备的电压和电流分别进行检测，当检测到所述电源模块输出的电压与电流的至少其中之一发生异常时向所述控制模块发出警告信号，所述控制模块基于所述警告信号控制所述电源模块停止向所述用电设备供电，从而保证了用电设备能够正常工作，且避免了用电设备的电源模块异常时危险情况的发生。

Description

一种用电设备的电源输入保护电路及供电装置

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，尤其涉及一种用电设备的电源输入保护电路及供电装置。

背景技术

随着科技的不断进步，越来越多的医疗设备得到了飞速发展。目前，医疗领域除了对医疗设备本身性能的要求越来越高之外，也越来越关注医疗设备的安全性，尤其是直接与人体接触的医疗设备，如心脏穿刺监视器、超声波、生命监护仪等。即在保证医疗设备精度的同时，还需保证病人使用医疗设备时不能因为使用医疗设备而对人体造成触电或其他方面的危险。而若要保证医疗设备能够正常工作，避免危险情况的发生，则需保证医疗设备的供电电源能够正常输出医疗设备工作所需的电压和电流。若医疗设备的供电电源输出的电压或电流异常，一方面会影响医疗设备的精度，一方面可能会对人体造成伤害。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种用电设备的电源输入保护电路及供电装置，能够在检测到电源模块输出的电压与电流的至少其中之一发生异常时控制电源模块停止向用电设备供电，保证了用电设备能够正常工作。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种用电设备的电源输入保护电路，包括：

与所述用电设备的电源模块连接的检测模块、与所述检测模块及所述电源模块均连接的控制模块，其中：

所述检测模块对所述电源模块输出至所述用电设备的电压和电流分别进行检测，当检测到所述电源模块输出的电压与电流的至少其中之一发生异常时向所述控制模块发出警告信号，所述控制模块基于所述警告信号控制所述电源模块停止向所述用电设备供电。

进一步的，当所述检测模块检测到所述电源模块输出的电压与电流均处于正常状态时，向所述控制模块发出正常工作信号，所述控制模块基于所述正常工作信号控制所述电源模块向所述用电设备供电。

进一步的，所述电源模块输出的电压与电流的至少其中之一发生异常具体为：所述电压处于非正常电压状态和/或所述电流处于过流状态；所述非正常电压状态为过压状态或欠压状态；

所述检测模块包括：

基准电压生成单元，所述基准电压生成单元的第一输入端和第二输入端分别与所述电源模块的正输出端和负输出端连接，所述基准电压生成单元用于生成并输出基准电压；

过流检测单元，所述过流检测单元的第一检测端和第二检测端分别与所述电源模块的第一电流检测端和第二电流检测端连接，所述过流检测单元的正电源端和负电源端分别与所述电源模块的正输出端和负输出端连接，所述过流检测单元对所述电源模块输出至所述用电设备的电流进行检测，当检测到所述电流处于过流状态时输出第一告警信号；

过压检测单元，所述过压检测单元的第一检测端和第二检测端分别与所述电源模块的正输出端和负输出端连接，所述过压检测单元的基准电压端与所述基准电压生成单元的输出端连接，所述欠压检测单元对所述电源模块输出至所述用电设备的电压进行检测，当检测到所述电压处于过压状态时输出第二告警信号；

欠压检测单元，所述欠压检测单元的第一检测端和第二检测端分别与所述电源模块的正输出端和负输出端连接，所述欠压检测单元的基准电压端与所述基准电压生成单元的输出端连接，所述过压检测单元对所述电源模块输出至所述用电设备的电压进行检测，当检测到所述电压处于欠压状态时输出第三告警信号。

进一步的，所述控制模块包括：

开关控制单元，所述开关控制单元的使能端、第一输入端、第二输入端及第三输入端均与所述检测模块连接，所述开关控制单元在接收到所述告警信号时输出关断控制信号，在接收到所述正常工作信号时输出导通控制信号；

开关单元，所述开关单元的受控端与所述开关控制单元的控制端连接，所述开关单元的第一控制端和第二控制端分别与所述电源模块的第一受控端和第二受控端连接，所述开关单元在接收到所述关断控制信号时断开所述电源模块中的供电通路，在接收到所述导通控制信号时导通所述电源模块中的供电通路。

进一步的，所述基准电压生成单元包括：第十八电阻、第二十二电阻、第二十六电阻及第一稳压管；

所述第十八电阻的第一端为所述基准电压生成单元的第一输入端，所述第十八电阻的第二端、所述第二十二电阻的第一端及所述第一稳压管的阴极共接作为所述基准电压生成单元的输出端，所述第二十二电阻的第二端和所述第二十六电阻的第一端共接于所述第一稳压管的参考极，所述第二十六电阻的第二端和所述第一稳压管的阳极共接作为所述基准电压生成单元的第二输入端。

进一步的，所述过流检测单元包括：第零电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第一比较器、第十五电阻、第十七电阻、第四开关管、第十三电阻、第一光电耦合器；

所述第零电阻的第一端、所述第八电阻的第一端、所述第九电阻的第一端、所述第十电阻的第一端、所述第十一电阻的第一端及所述第一比较器的正电源端共接作为所述过流检测单元的第一检测端，所述第零电阻的第二端、所述第八电阻的第二端、所述第九电阻的第二端、所述第十电阻的第二端及所述第十二电阻的第一端共接作为所述过流检测单元的第二检测端，所述第十一电阻的第二端、所述第十二电阻的第二端及所述第一比较器的负电源端共接作为所述过流检测单元的负电源端，所述第一比较器的反相输入端和同相输入端分别与所述第十一电阻的滑动端和所述第十二电阻的滑动端连接，所述第十五电阻的第一端与所述第四开关管的高电位端共接作为所述过流检测单元的正电源端，所述第十五电阻的第二端与所述第十七电阻的第二端共接于所述第一比较器的输出端，所述第十七电阻的第一端与所述第四开关管的控制端连接，所述第四开关管的低电位端与所述第十三电阻的第二端连接，所述第十三电阻的第一端与所述第一光电耦合器的正输入脚连接，所述第一光电耦合器的负输入脚与所述电源模块的负输出端连接，所述第一光电耦合器的使能脚和输出脚分别为所述过流检测单元的使能端和输出端。

进一步的，所述过压检测单元包括：第十六电阻、第二十五电阻、第二比较器、第二十电阻、第二十一电阻、第五开关管、第十九电阻及第二光电耦合器；

所述第十六电阻的第一端、所述第十六电阻的滑动端、所述第二比较器的正电源端、所述第二十电阻的第一端及所述第五开关管的高电位端共接作为所述过压检测单元的第一检测端，所述第十六电阻的第二端与所述第二十五电阻的第一端共接于所述第二比较器的同相输入端，所述第二比较器的反相输入端为所述过压检测单元的基准电压端，所述第二十五电阻的第二端与所述第二比较器的负电源端共接作为所述过压检测单元的第二检测端，所述第二十电阻的第二端与所述第二比较器的输出端共接于所述第二十一电阻的第二端，所述第二十一电阻的第一端与所述第五开关管的控制端连接，所述第五开关管的低电位端与所述第十九电阻的第二端连接，所述第十九电阻的第一端与所述第二光电耦合器的正输入脚连接，所述第二光电耦合器的负输入脚与所述电源模块的负输出端连接，所述第二光电耦合器的输出脚为所述过压检测单元的输出端。

进一步的，所述欠压检测单元包括：第十四电阻、第二十三电阻、第三比较器、第二十七电阻、第二十八电阻、第六开关管、第二十四电阻及第三光电耦合器；

所述第十四电阻的第一端、所述第十四电阻的滑动端、所述第三比较器的正电源端、所述第二十七电阻的第一端及所述第六开关管的高电位端共接作为所述欠压检测单元的第一检测端，所述第十四电阻的第二端与所述第二十三电阻的第一端共接于所述第三比较器的同相输入端，所述第三比较器的反相输入端为所述欠压检测单元的基准电压端，所述第二十三电阻的第二端与所述第三比较器的负电源端共接作为所述欠压检测单元的第二检测端，所述第二十七电阻的第二端与所述第三比较器的输出端共接于所述第二十八电阻的第二端，所述第二十八电阻的第一端与所述第六开关管的控制端连接，所述第六开关管的低电位端与所述第二十四电阻的第二端连接，所述第二十四电阻的第一端与所述第三光电耦合器的正输入脚连接，所述第三光电耦合器的负输入脚与所述电源模块的负输出端连接，所述第三光电耦合器的输出脚为所述欠压检测单元的输出端。

进一步的，所述开关单元包括：第一电容、第一电阻、第四电阻、第一开关管、第二电阻、第二开关管、第一二极管、电磁继电器；

所述第一电阻的第二端与所述第一电容的第二端共接作为所述开关单元的受控端，所述第一电阻的第一端与所述第一开关管的控制端连接，所述第一开关管的高电位端、所述第一二极管的阴极及所述电磁继电器的第一输入端共接在所述电源模块的正输出端，所述第一开关管的低电位端与所述第二电阻的第二端共接于所述第四电阻的第二端，所述第一电容的第一端、所述第四电阻的第一端及所述第二开关管的低电位端共接于地，所述第二电阻的第一端与所述第二开关管的控制端连接，所述第二开关管的高电位端与所述第一二极管的阳极共接于所述电磁继电器的第二输入端，所述电磁继电器的动触点和第一静触点均与所述电源模块连接，所述电磁继电器的第二静触点悬空。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种供电装置，包括用于为用电设备供电的电源模块，所述供电装置还包括如第一方面所述的电源输入保护电路。

本实用新型实施例通过检测模块对电源模块输出至用电设备的电压和电流进行检测，当检测到所述电源模块输出的电压与电流的至少其中之一发生异常时向所述控制模块发出警告信号，所述控制模块基于所述警告信号控制所述电源模块停止向所述用电设备供电，从而保证了用电设备能够正常工作，且避免了用电设备的电源模块异常时危险情况的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种用电设备的电源输入保护电路的结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供的一种用电设备的电源输入保护电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种用电设备的电源输入保护电路的电路原理图；

图4是本实用新型实施例提供的一种供电装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

请参阅图1，图1是本实用新型实施例提供的一种用电设备的电源输入保护电路的结构示意图。如图1所示，一种用电设备2的电源输入保护电路1，包括：

与用电设备2的电源模块3连接的检测模块11、与检测模块11和电源模块 3均连接的控制模块12。其中：

检测模块11对电源模块3输出至用电设备2的电压和电流进行检测，当检测到电源模块3输出的电压与电流的至少其中之一发生异常时向控制模块12发出告警信，控制模块12基于该告警信号控制电源模块3停止向用电设备2供电。

在本实用新型另一实施例中，当检测模块11检测到电源模块3输出的电压与电流均处于正常状态时，向控制模块12发出正常工作信号，控制模块12基于该正常工作信号控制电源模块3向用电设备2供电。

需要说明的是，在本实施例中，电源模块3的正输出端和负输出端分别与用电设备2的正电源输入端和负电源输入端连接。用电设备2可以是任一需进行供电的电子设备。

以上可以看出，本实施例提供的一种用电设备的电源输入保护电路，通过检测模块对电源模块输出至用电设备的电压和电流进行检测，当检测到所述电源模块输出的电压与电流的至少其中之一发生异常时向所述控制模块发出警告信号，所述控制模块基于所述警告信号控制所述电源模块停止向所述用电设备供电，从而保证了用电设备能够正常工作，且避免了用电设备的电源模块异常时危险情况的发生。

在本实用新型一实施例中，电源模块3输出的电压与电流的至少其中之一发生异常具体为：电源模块3输出的电压处于非正常电压状态和/或电源模块3 输出的电流处于过流传统。其中，非正常电压状态指过压状态或欠压状态。

更具体的，电源模块3输出的电压处于欠压状态指电源模块3输出至用电设备2的电压小于用电设备2正常工作所需的电压；电源模块3输出的电压处于过压状态指电源模块3输出至用电设备2的电压大于用电设备2正常工作所需的电压；电源模块3输出的电流处于过流状态指电源模块3输出至用电设备2 的电流大于用电设备2正常工作所需的电流。当电源模块3输出至用电设备2 的电压处于非正常电压状态，或电源模块3输出至用电设备2的电流处于过流状态时，均会导致用电设备2无法正常工作。当电源模块3输出至用电设备2的电压和电流均处于正常状态，用电设备2才能正常工作。

在本实施例中，告警信号用于标识电源模块3输出的电压与电流的至少其中之一发生异常，例如，告警信号用于标识电源模块3输出的电压处于非正常电压状态，或用于标识电源模块3输出的电流处于过流状态。正常工作信号用于标识电源模块3输出的电压和电流均处于正常状态。

请参阅图2，图2是本实用新型另一实施例提供的一种用电设备的电源输入保护电路的结构示意图。如图2所示，相对于上一实施例，本实施例中的检测模块11包括：基准电压生成单元111、过流检测单元112、过压检测单元113 及欠压检测单元114。

基准电压生成单元111的第一输入端和第二输入端分别与电源模块3的正输出端和负输出端连接，基准电压生成单元111用于生成并输出基准电压。

过流检测单元112的第一检测端和第二检测端分别与电源模块3的第一电流检测端和第二电流检测端连接，过流检测单元112的正电源端和负电源端分别与电源模块3的正输出端和负输出端连接，过流检测单元112对电源模块3 输出至用电设备2的电流进行检测，当检测到电源模块3输出的电流处于过流状态时输出第一告警信号。

过压检测单元113的第一检测端和第二检测端分别与电源模块3的正输出端和负输出端连接，过压检测单元113的基准电压端与基准电压生成单元111 的输出端连接，过压检测单元113对电源模块3输出至用电设备2的电压进行检测，当检测到电源模块3输出的电压处于过压状态时输出第二告警信号。

欠压检测单元114的第一检测端和第二检测端分别与电源模块3的正输出端和负输出端连接，欠压检测单元114的基准电压端与基准电压生成单元111 的输出端连接，欠压检测单元114对电源模块3输出至用电设备2的电压进行检测，当检测到电源模块3输出的电压处于欠压状态时输出第三告警信号。

在本实施例中，第一告警信号用于标识电源模块3输出至用电设备2的电流处于过流状态；第二告警信号用于标识电源模块3输出至用电设备2的电压处于过压状态；第三告警信号用于标识电源模块3输出至用电设备2的电源处于欠压状态。

需要说明的是，在本实施例中，过流检测单元112的使能端、过流检测单元112的输出端、过压检测单元113的输出端及欠压检测单元114的输出端分别为检测模块的使能端、第一输出端、第二输出端及第三输出端。

作为本实用新型一实施例，控制模块12包括：开关控制单元121和开关单元122。

开关控制单元121的使能端、第一输入端、第二输入端及第三输入端均与检测模块11连接，开关控制单元121在接收到检测模块11输出的告警信号时输出关断控制信号，在接收到检测模块11输出的正常工作信号时输出导通控制信号。

开关单元122的受控端与开关控制单元121的控制端连接，开关单元122 的第一控制端和第二控制端与电源模块3连接，开关单元122在接收到开关控制单元121输出的关断控制信号时断开电源模块3中的供电通路，以控制电源模块3停止为用电设备2供电，在接收到开关控制单元121输出的导通控制信号时导通电源模块3中的供电通路，以控制电源模块3为用电设备2供电。

需要说明的是，在本实施例中，开关控制单元121的使能端、第一输入端、第二输入端及第三输入端具体分别与检测模块11的使能端、第一输出端、第二输出端及第三输出端连接。

作为本实用新型一实施例，控制模块12还包括提示单元123。

提示单元123的第一输入端、第二输入端、第三输入端及第四输入端分别与开关控制单元121的第一提示控制端、第二提示控制端、第三提示控制端及第四提示控制端连接。

在本实施例中，提示单元123在电源模块3输出的电压与电流的至少其中之一发生异常时，向用户提示所发生的异常状况的类型。例如，若开关控制单元121接收到第一告警信号，则通过其第一输出端输出第一提示信号，提示单元123根据第一提示信号向用户提示电源模块3输出的电流处于过流状态。若开关控制单元121接收到第二告警信号，则通过其第二输出端输出第二提示信号，提示单元123根据第二提示信号向用户提示电源模块3输出的电压处于过压状态。若开关控制单元121接收到第三告警信号，则通过其第三输出端输出第三提示信号，提示单元123根据第三提示信号向用户提示电源模块3输出的电压处于欠压状态。

作为本实用新型一实施例，电源模块3包括：交流电源AC、变压器T1、瞬态电压抑制单元31、限流单元32、整流滤波单元33、稳压单元34及电压转换单元35。

变压器T1的初级绕组的第一端和第二端分别与交流电源AC的正输出端和负输出端连接，变压器T1的次级绕组的第一端和瞬态电压抑制单元31的第一端共接作为电源模块3的第一受控端，变压器T1的次级绕组的第二端和瞬态电压抑制单元31的第二端共接于整流滤波单元33的第二输入端，限流单元32的输入端为电源模块3的第二受控端，限流单元32的输出端与整流滤波单元33 的第一输入端连接，整流滤波单元33的第一输出端和第二输出端分别与稳压单元34的第一输入端和第二输入端连接，稳压单元34的第一输出端和电压转换单元35的正输入端分别为电源模块3的第一电流检测端和第二电流检测端，稳压单元34的第二输出端与电压转换单元35的负输入端连接，电压转换单元35 的正输出端和负输出端分别为电源模块3的正输出端和负输出端。

在本实施例中，瞬态电压抑制单元31用于稳定交流电源AC输出的电压，避免在交流电源AC输出的电压瞬间增大时对后续电路造成损坏。

限流单元32用于对整个电源电路中的电流进行限制，避免电源电路中的电流过大而对电路造成损坏。

整流滤波单元33用于将交流电源AC输出的交流电整流为直流电，并对直流电中混杂的交流电成分进行滤除。

稳压单元34用于将整流滤波单元33输出的直流电的电压稳定在预设电压。

电压转换单元35用于将稳压单元34输出的电压转换为用电设备2工作时所需的电压。

请参阅图3，图3是本实用新型实施例提供的一种用电设备的电源输入保护电路的电路原理图，如图3所示，在本实施例中，基准电压生成单元111包括：第十八电阻R18、第二十二电阻R22、第二十六电阻R26及第一稳压管U2。

第十八电阻R18的第一端为基准电压生成单元111的第一输入端，第十八电阻R18的第二端、第二十二电阻R22的第一端及第一稳压管U2的阴极共接作为基准电压生成单元111的输出端，第二十二电阻R22的第二端和第二十六电阻R26的第一端共接于第一稳压管U2的参考极，第二十六电阻R26的第二端和第一稳压管U2的阳极共接作为基准电压生成单元111的第二输入端。

在实际应用中，第一稳压管U2的型号可以为TL431C。

作为本实用新型一实施例，过流检测单元112包括：第零电阻R0、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第一比较器U1A、第十五电阻R15、第十七电阻R17、第四开关管Q4、第十三电阻R13、第一光电耦合器UP1。

第零电阻R0的第一端、第八电阻R8的第一端、第九电阻R9的第一端、第十电阻R10的第一端、第十一电阻R11的第一端及第一比较器U1A的正电源端共接作为过流检测单元112的第一检测端，第零电阻R0的第二端、第八电阻 R8的第二端、第九电阻R9的第二端、第十电阻R10的第二端及第十二电阻R12 的第一端共接作为过流检测单元112的第二检测端，第十一电阻R11的第二端、第十二电阻R12的第二端及第一比较器U1A的负电源端共接作为过流检测单元 112的负电源端，第一比较器U1A的反相输入端和同相输入端分别与第十一电阻R11的滑动端和第十二电阻R12的滑动端连接，第十五电阻R15的第一端与第四开关管Q4的高电位端共接作为过流检测单元112的正电源端，第十五电阻 R15的第二端与第十七电阻R17的第二端共接于第一比较器U1A的输出端，第十七电阻R17的第一端与第四开关管Q4的控制端连接，第四开关管Q4的低电位端与第十三电阻R13的第二端连接，第十三电阻R13的第一端与第一光电耦合器UP1的正输入脚VIN+连接，第一光电耦合器UP1的负输入脚VIN-与电源模块3的负输出端连接，第一光电耦合器UP1的使能脚EN和输出脚VOUT分别为过流检测单元112的使能端和输出端。

在实际应用中，第四开关管Q4可以是三极管、场效应管、可控硅等开关管，具体可根据实际需求设置。在本实施例中，第四开关管Q4为NPN型三极管。

作为本实用新型一实施例，过压检测单元113包括：第十六电阻R16、第二十五电阻R25、第二比较器U1B、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第五开关管Q5、第十九电阻R19及第二光电耦合器UP2。

第十六电阻R16的第一端、第十六电阻R16的滑动端、第二比较器U1B的正电源端、第二十电阻R20的第一端及第五开关管Q5的高电位端共接作为过压检测单元113的第一检测端，第十六电阻R16的第二端与第二十五电阻R25的第一端共接于第二比较器U1B的同相输入端，第二比较器U1B的反相输入端为过压检测单元113的基准电压端，第二十五电阻R25的第二端与第二比较器U1B 的负电源端共接作为过压检测单元113的第二检测端，第二十电阻R20的第二端与第二比较器U1B的输出端共接于第二十一电阻R21的第二端，第二十一电阻R21的第一端与第五开关管Q5的控制端连接，第五开关管Q5的低电位端与第十九电阻R19的第二端连接，第十九电阻R19的第一端与第二光电耦合器UP2 的正输入脚VIN+连接，第二光电耦合器UP2的负输入脚VIN-与电源模块3的负输出端连接，第二光电耦合器UP2的输出脚VOUT为过压检测单元113的输出端。

在实际应用中，第五开关管Q5可以是三极管、场效应管、可控硅等开关管，具体可根据实际需求设置。在本实施例中，第五开关管Q5为NPN型三极管。

作为本实用新型一实施例，欠压检测单元114包括：第十四电阻R14、第二十三电阻R23、第三比较器U1C、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第六开关管Q6、第二十四电阻R24及第三光电耦合器UP3。

第十四电阻R14的第一端、第十四电阻R14的滑动端、第三比较器U1C的正电源端、第二十七电阻R27的第一端及第六开关管Q6的高电位端共接作为欠压检测单元114的第一检测端，第十四电阻R14的第二端与第二十三电阻R23 的第一端共接于第三比较器U1C的同相输入端，第三比较器U1C的反相输入端为欠压检测单元114的基准电压端，第二十三电阻R23的第二端与第三比较器 U1C的负电源端共接作为欠压检测单元114的第二检测端，第二十七电阻R27 的第二端与第三比较器U1C的输出端共接于第二十八电阻R28的第二端，第二十八电阻R28的第一端与第六开关管Q6的控制端连接，第六开关管Q6的低电位端与第二十四电阻R24的第二端连接，第二十四电阻R24的第一端与第三光电耦合器UP3的正输入脚VIN+连接，第三光电耦合器UP3的负输入脚VIN-与电源模块3的负输出端连接，第三光电耦合器UP3的输出脚VOUT为欠压检测单元114的输出端。

在实际应用中，第六开关管Q6可以是三极管、场效应管、可控硅等开关管，具体可根据实际需求设置。在本实施例中，第六开关管Q6为NPN型三极管。

需要说明的是，在本实施例中，第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十四电阻R14及第十六电阻R16均为可变电阻，例如均为滑动变阻器。

在实际应用中，为了提高检测模块11的检测精度，检测模块11中的第一比较器U1A、第二比较器U1B及第三比较器U1C均需具有较高的共模干扰、较高的电压抑制比及较高的输入阻抗。

在实际应用中，第一光电耦合器UP1、第二光电耦合器UP1及第三光电耦合器UP3均可以为高速光电耦合器，具体型号可以为6N137，当然也可以采用其他型号的光电耦合器，此处不做限制。

作为本实用新型一实施例，开关控制单元121包括控制芯片U4。控制芯片 U4的使能脚OPT_T、过流检测脚OI、过压检测脚OV及欠压检测脚UV分别为开关控制单元121的使能端、第一输入端、第二输入端及第三输入端，控制芯片U4的控制脚CTL为开关控制单元121的控制端，控制芯片U4的第一提示端 LED_SYS、第二提示端LED_OI、第三提示端LED_OV及第四提示端LED_UV 分别为开关控制单元121第一提示控制端、第二提示控制端、第三提示控制端及第四提示控制端。

作为本实用新型一实施例，开关单元122包括：第一电容C1、第一电阻R1、第四电阻R4、第一开关管Q1、第二电阻R2、第二开关管Q2、第一二极管D1、电磁继电器K1。

第一电阻R1的第二端与第一电容C1的第二端共接作为开关单元122的受控端，第一电阻R1的第一端与第一开关管Q1的控制端连接，第一开关管Q1 的高电位端、第一二极管D1的阴极及电磁继电器K1的第一输入端共接在电源模块3的正输出端，第一开关管Q1的低电位端与第二电阻R2的第二端共接于第四电阻R4的第二端，第一电容C1的第一端、第四电阻R4的第一端及第二开关管Q2的低电位端共接于地，第二电阻R2的第一端与第二开关管Q2的控制端连接，第二开关管Q2的高电位端与第一二极管D1的阳极共接于电磁继电器K1的第二输入端，电磁继电器K1的动触点和第一静触点均与电源模块3连接，电磁继电器K1的第二静触点悬空。

作为本实用新型一实施例，提示单元123包括第一发光二极管D2、第二发光二极管D3、第三发光二极管D4、第四发光二极管D9、第三电阻R3、第五电阻R5、第六电阻R6及第三十一电阻R31。

第一发光二极管D2的阴极、第二发光二极管D3的阴极、第三发光二极管 D4的阴极及第四发光二极管D9的阴极分别为提示单元123的第一输入端、第二输入端、第三输入端及第四输入端，第一发光二极管D2的阳极、第二发光二极管D3的阳极、第三发光二极管D4的阳极及第四发光二极管D9的阳极分别与第三电阻R3的第一端、第五电阻R5的第一端、第六电阻R6的第一端及第三十一电阻R31的第一端连接，第三电阻R3的第二端、第五电阻R5的第二端、第六电阻R6的第二端及第三十一电阻R3的第二端共接于电源模块3的正输出端。

作为本实用新型一实施例，瞬态电压抑制单元31为双向稳压二极管D5，双向稳压二极管D5的第一端和第二端分别为瞬态电压抑制单元31的第一端和第二端。

作为本实用新型一实施例，限流单元32为保险丝F1，保险丝F1的第一端和第二端分别为限流单元32的输入端和输出端。

作为本实用新型一实施例，整流滤波单元33包括：整流桥B1、第二电容 C2、第三电容C3及第四电容C4。

整流桥B1的第一输入端和第二输入端分别为整流滤波单元33的第一输入端和第二输入端，整流桥B1的第一输出端、第二电容C2的正极、第三电容C3 的正极及第四电容C4的第一端共接作为整流滤波单元33的第一输出端，整流桥B1的第二输出端、第二电容C2的负极、第三电容C3的负极及第四电容C4 的第二端共接作为整流滤波单元33的第二输出端。

作为本实用新型一实施例，稳压单元34包括：第七电阻R7、第二稳压管 D6及第三开关管Q3。

第一电阻R7的第一端与第三开关管Q3的高电位端共接作为稳压单元34 的第一输入端，第七电阻R7的第二端与第三开关管Q3的控制端共接于第二稳压管D6的阴极，第二稳压管D6的阳极同时为稳压单元34的第二输入端和第二输出端，第三开关管Q3的低电位端为稳压单元34的第一输出端。

在本实施例中，当有电源输入的情况下，由于第二稳压管D6的存在，第三开关管Q3的控制端的电压是稳定的，第三开关管Q3完全导通，且第三开关管 Q3的高电位端和低电位端之间的电阻很小，使得稳压单元34输出的电压基本维持在第二稳压管D6的钳位电压。

作为本实用新型一实施例，电压转换单元35包括电压转换芯片U3。

电压转换芯片U3的正电源输入端VDD、负电压输入端VSS、正电源输出端VCC_DC及负电源输出端GND_DC分别为电压转换单元35的正输入端、负输入端、正输出端及负输出端。

在实际应用中，可根据实际需求，设置变压器T1包括多个次级绕组，每个次级绕组连接的后续电路与本实施例相同，进而实现多电源输出，以为多个用电设备同时进行供电。

以下结合具体工作原理对本实用新型实施例提供的电源输入保护电路进行详细说明，具体如下：

如图3所示，在本实用新型实施例中，采用第零电阻R0、第八电阻R8、第九电阻R9及第十电阻R10作为过流检测电阻，通过将第零电阻R0、第八电阻 R8、第九电阻R9及第十电阻R10并联，以保障干路的电流承受能力，通过预先对第十一电阻R11的阻值和第十二电阻R12的阻值进行调节，使得在电源模块3输出的电流正常时，第一比较器U1A的反相输入端的电压大于其同相输入端的电压，这样，在电源模3输入的电流处于正常状态时，第一比较器U1A输出低电平，第四开关管Q4关断，第一光电耦合器UP1的正输入脚VIN+为低电平，第一光电耦合器UP1的输出脚VOUT输出高电平至控制芯片U4的过流检测脚OI。在电源模块3输出的电流处于过流状态时，第一比较器U1A同相输入端的电压大于其反相输入端的电压，此时，第一比较器U1A输出高电平，第四开关管Q4导通，第一光电耦合器UP1的正输入脚VIN+为高电平，第一光电耦合器UP1的输出脚VOUT输出低电平至控制芯片U4的过流检测脚OI。

由于基准电压生成单元111输出的基准电压Ura＝2.5*{1+(R22/R26)}，因此，可通过对基准电压生成单元111中的第二十二电阻R22的阻值和第二十六电阻 R26的阻值的调节，使基准电压生成单元111输出预设基准电压至第二比较器 U1B的反相输入端和第三比较器U1C的同相输入端。其中，预设基准电压可根据实际需求设置，此处不做限制。

由于第二比较器U1B的同相输入端的电压为第十六电阻R16和第二十五电阻R25对电源模块3输出的电压的分压，因此，可通过调节第十六电阻R16的阻值，使得在电源模块3输出的电压正常时，第二比较器U1B的同相输入端的电压小于其反相输入端的电压，这样，在电源模块3输出的电压正常时，第二比较器U1B输出低电平，第五开关管Q5关断，第二光电耦合器UP2的正输入脚VIN+为低电平，第二光电耦合器UP2的输出脚VOUT输出高电平至控制芯片U4的过压检测脚OV。在电源模块3输出的电压处于过压状态时，第二比较器U1B的同相输入端的电压大于其反相输入端的电压，第二比较器U1B输出高电平，此时，第五开关管Q5导通，第二光电耦合器UP2的正输入脚VIN+为高电平，第二光电耦合器UP2的输出脚VOUT输出低电平至控制芯片U4的过压检测脚OV。

由于第三比较器U1C的反相输入端的电压为第十四电阻R14和第二十三电阻R23对电源模块3输出的电压的分压，因此，可通过调节第十四电阻R14的阻值，使得在电源模块3输出的电压正常时，第三比较器U1C的反相输入端的电压大于其同相输入端的电压，这样，在电源模块3输出的电压正常时，第三比较器U1C输出低电平，第六开关管Q6关断，第三光电耦合器UP3的正输入脚VIN+为低电平，第三光电耦合器UP3的输出脚VOUT输出高电平至控制芯片U4的欠压检测脚UV。在电源模块3输出的电压处于欠压状态时，第三比较器U1C的反相输入端的电压小于其同相输入端的电压，第三比较器U1C输出高电平，此时，第六开关管Q6导通，第三光电耦合器UP3的正输入脚VIN+为高电平，第三光电耦合器UP3的输出脚VOUT输出低电平至控制芯片U4的欠压检测脚UV。

在本实用新型实施例中，当控制芯片的过流检测脚OI、过压检测脚OV及欠压检测脚UV均为高电平时，说明当前电源模块3处于正常工作状态，此时，控制芯片U4通过其控制脚CTL输出高电平，此时，第一开关管Q1和第二开关管Q2均处于关断状态，电磁继电器K1的动触点与第一静触点接通，从而使得电源模块3正常向用电设备供电。

当控制芯片的过流检测脚OI、过压检测脚OV及欠压检测脚UV中任一引脚为低电平时，说明当前电源模块3处于异常状态，此时，控制芯片U4通过其控制脚CTL输出低电平，此时，第一开关管Q1和第二开关管Q2均处于导通状态，电磁继电器K1的动触点与第二静触点接通，从而断开电源模块3中的供电通路，使得电源模块3停止向用电设备供电。

具体的，当控制芯片的过流检测脚OI为低电平时，控制芯片U4通过其第二提示端LED_OI输出低电平，此时，第一发光二极管D2被点亮，用于向用户提示电源模块3输出的电流处于过流状态；当控制芯片的过压检测脚OV为低电平时，控制芯片U4通过其第三提示端LED_OV输出低电平，此时，第二发光二极管D3被点亮，用于向用户提示电源模块3输出的电压处于过压状态；当控制芯片的欠压检测脚UV为低电平时，控制芯片U4通过其第四提示端LED_UV输出低电平，此时，第三发光二极管D4被点亮，用于向用户提示电源模块3输出的电压处于欠压状态。

以上可以看出，本实施例通过采用基于运放的检测模块，从而使得成本较低，扩展性强，响应速度快，能够在检测到电源模块输出的电压或电流异常时控制电源模块停止向用电设备供电，不仅保证了用电设备能够正常工作，避免了用电设备在其电源模块异常时发生损坏，也避免了用电设备在其电源模块发生异常时对人体造成伤害。同时，通过发光二极管对电源模块所发生的异常状况的类型进行提示，使得用户能够及时获知电源模块的工作状态。

本实用新型还提供了一种供电装置，图4示出了本实用新型实施例提供的一种供电装置的结构示意。如图4所示，一种供电装置100，包括电源模块3，电源模块3用于为用电设备2供电。供电装置100还包括上述实施例中的电源输入保护电路1。

需要说明的是，由于本实施例中的电源输入保护电路1的结构及工作原理与上述实施例中的电源输入保护电路1的结构及工作原理完成相同，因此，具体请参照上述实施例中的相关描述，此处不再赘述。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用电设备的电源输入保护电路，其特征在于，包括：

与所述用电设备的电源模块连接的检测模块、与所述检测模块及所述电源模块均连接的控制模块，其中：

所述检测模块对所述电源模块输出至所述用电设备的电压和电流分别进行检测，当检测到所述电源模块输出的电压与电流的至少其中之一发生异常时向所述控制模块发出警告信号，所述控制模块基于所述警告信号控制所述电源模块停止向所述用电设备供电；

所述电源模块输出的电压与电流的至少其中之一发生异常具体为：所述电压处于非正常电压状态和/或所述电流处于过流状态；所述非正常电压状态为过压状态或欠压状态；

所述检测模块包括：

基准电压生成单元，所述基准电压生成单元的第一输入端和第二输入端分别与所述电源模块的正输出端和负输出端连接，所述基准电压生成单元用于生成并输出基准电压；

欠压检测单元，所述欠压检测单元的第一检测端和第二检测端分别与所述电源模块的正输出端和负输出端连接，所述欠压检测单元的基准电压端与所述基准电压生成单元的输出端连接，所述欠压检测单元对所述电源模块输出至所述用电设备的电压进行检测，当检测到所述电压处于欠压状态时输出第三告警信号。

2.根据权利要求1所述的电源输入保护电路，其特征在于，当所述检测模块检测到所述电源模块输出的电压与电流均处于正常状态时，向所述控制模块发出正常工作信号，所述控制模块基于所述正常工作信号控制所述电源模块向所述用电设备供电。

3.根据权利要求1所述的电源输入保护电路，其特征在于，所述检测模块还包括：

过流检测单元，所述过流检测单元的第一检测端和第二检测端分别与所述电源模块的第一电流检测端和第二电流检测端连接，所述过流检测单元的正电源端和负电源端分别与所述电源模块的正输出端和负输出端连接，所述过流检测单元对所述电源模块输出至所述用电设备的电流进行检测，当检测到所述电流处于过流状态时输出第一告警信号；

过压检测单元，所述过压检测单元的第一检测端和第二检测端分别与所述电源模块的正输出端和负输出端连接，所述过压检测单元的基准电压端与所述基准电压生成单元的输出端连接，所述欠压检测单元对所述电源模块输出至所述用电设备的电压进行检测，当检测到所述电压处于过压状态时输出第二告警信号。

4.根据权利要求2所述的电源输入保护电路，其特征在于，所述控制模块包括：

开关控制单元，所述开关控制单元的使能端、第一输入端、第二输入端及第三输入端均与所述检测模块连接，所述开关控制单元在接收到所述告警信号时输出关断控制信号，在接收到所述正常工作信号时输出导通控制信号；

开关单元，所述开关单元的受控端与所述开关控制单元的控制端连接，所述开关单元的第一控制端和第二控制端分别与所述电源模块的第一受控端和第二受控端连接，所述开关单元在接收到所述关断控制信号时断开所述电源模块中的供电通路，在接收到所述导通控制信号时导通所述电源模块中的供电通路。

5.根据权利要求3所述的电源输入保护电路，其特征在于，所述基准电压生成单元包括：第十八电阻、第二十二电阻、第二十六电阻及第一稳压管；

所述第十八电阻的第一端为所述基准电压生成单元的第一输入端，所述第十八电阻的第二端、所述第二十二电阻的第一端及所述第一稳压管的阴极共接作为所述基准电压生成单元的输出端，所述第二十二电阻的第二端和所述第二十六电阻的第一端共接于所述第一稳压管的参考极，所述第二十六电阻的第二端和所述第一稳压管的阳极共接作为所述基准电压生成单元的第二输入端。

6.根据权利要求3所述的电源输入保护电路，其特征在于，所述过流检测单元包括：第零电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第一比较器、第十五电阻、第十七电阻、第四开关管、第十三电阻、第一光电耦合器；

所述第零电阻的第一端、所述第八电阻的第一端、所述第九电阻的第一端、所述第十电阻的第一端、所述第十一电阻的第一端及所述第一比较器的正电源端共接作为所述过流检测单元的第一检测端，所述第零电阻的第二端、所述第八电阻的第二端、所述第九电阻的第二端、所述第十电阻的第二端及所述第十二电阻的第一端共接作为所述过流检测单元的第二检测端，所述第十一电阻的第二端、所述第十二电阻的第二端及所述第一比较器的负电源端共接作为所述过流检测单元的负电源端，所述第一比较器的反相输入端和同相输入端分别与所述第十一电阻的滑动端和所述第十二电阻的滑动端连接，所述第十五电阻的第一端与所述第四开关管的高电位端共接作为所述过流检测单元的正电源端，所述第十五电阻的第二端与所述第十七电阻的第二端共接于所述第一比较器的输出端，所述第十七电阻的第一端与所述第四开关管的控制端连接，所述第四开关管的低电位端与所述第十三电阻的第二端连接，所述第十三电阻的第一端与所述第一光电耦合器的正输入脚连接，所述第一光电耦合器的负输入脚与所述电源模块的负输出端连接，所述第一光电耦合器的使能脚和输出脚分别为所述过流检测单元的使能端和输出端。

7.根据权利要求3所述的电源输入保护电路，其特征在于，所述过压检测单元包括：第十六电阻、第二十五电阻、第二比较器、第二十电阻、第二十一电阻、第五开关管、第十九电阻及第二光电耦合器；

所述第十六电阻的第一端、所述第十六电阻的滑动端、所述第二比较器的正电源端、所述第二十电阻的第一端及所述第五开关管的高电位端共接作为所述过压检测单元的第一检测端，所述第十六电阻的第二端与所述第二十五电阻的第一端共接于所述第二比较器的同相输入端，所述第二比较器的反相输入端为所述过压检测单元的基准电压端，所述第二十五电阻的第二端与所述第二比较器的负电源端共接作为所述过压检测单元的第二检测端，所述第二十电阻的第二端与所述第二比较器的输出端共接于所述第二十一电阻的第二端，所述第二十一电阻的第一端与所述第五开关管的控制端连接，所述第五开关管的低电位端与所述第十九电阻的第二端连接，所述第十九电阻的第一端与所述第二光电耦合器的正输入脚连接，所述第二光电耦合器的负输入脚与所述电源模块的负输出端连接，所述第二光电耦合器的输出脚为所述过压检测单元的输出端。

8.根据权利要求3所述的电源输入保护电路，其特征在于，所述欠压检测单元包括：第十四电阻、第二十三电阻、第三比较器、第二十七电阻、第二十八电阻、第六开关管、第二十四电阻及第三光电耦合器；

所述第十四电阻的第一端、所述第十四电阻的滑动端、所述第三比较器的正电源端、所述第二十七电阻的第一端及所述第六开关管的高电位端共接作为所述欠压检测单元的第一检测端，所述第十四电阻的第二端与所述第二十三电阻的第一端共接于所述第三比较器的同相输入端，所述第三比较器的反相输入端为所述欠压检测单元的基准电压端，所述第二十三电阻的第二端与所述第三比较器的负电源端共接作为所述欠压检测单元的第二检测端，所述第二十七电阻的第二端与所述第三比较器的输出端共接于所述第二十八电阻的第二端，所述第二十八电阻的第一端与所述第六开关管的控制端连接，所述第六开关管的低电位端与所述第二十四电阻的第二端连接，所述第二十四电阻的第一端与所述第三光电耦合器的正输入脚连接，所述第三光电耦合器的负输入脚与所述电源模块的负输出端连接，所述第三光电耦合器的输出脚为所述欠压检测单元的输出端。

9.根据权利要求4所述的电源输入保护电路，其特征在于，所述开关单元包括：第一电容、第一电阻、第四电阻、第一开关管、第二电阻、第二开关管、第一二极管、电磁继电器；

所述第一电阻的第二端与所述第一电容的第二端共接作为所述开关单元的受控端，所述第一电阻的第一端与所述第一开关管的控制端连接，所述第一开关管的高电位端、所述第一二极管的阴极及所述电磁继电器的第一输入端共接在所述电源模块的正输出端，所述第一开关管的低电位端与所述第二电阻的第二端共接于所述第四电阻的第二端，所述第一电容的第一端、所述第四电阻的第一端及所述第二开关管的低电位端共接于地，所述第二电阻的第一端与所述第二开关管的控制端连接，所述第二开关管的高电位端与所述第一二极管的阳极共接于所述电磁继电器的第二输入端，所述电磁继电器的动触点和第一静触点均与所述电源模块连接，所述电磁继电器的第二静触点悬空。

10.一种供电装置，包括用于为用电设备供电的电源模块，其特征在于，所述供电装置还包括如权利要求1至9任一项所述的电源输入保护电路。