CN212459832U - 电压告警装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电压告警装置及系统，涉及电压告警技术领域，该装置包括依次相连的电压转换单元、电压比较单元和告警单元；电压转换单元对输入电压进行降压处理得到工作电压，并将工作电压输出给电压比较单元；电压比较单元对输入电压和预设基准电压进行比较，并将比较结果输出给告警单元；告警单元根据比较结果发出报警信号。本实用新型可以有效降低能耗，节省空间，提高电子元器件使用率。

Description

电压告警装置及系统

技术领域

本实用新型涉及电压告警技术领域，尤其是涉及一种电压告警装置及系统。

背景技术

当前，在通讯系统设备中，对设备的输入电压有严格的要求，当输入的电压高于或者低于规定的正常工作电压范围时，设备中的CPU会发出一个报警信号给报警装置，以提示输入电压不正常。但是现有技术中，通讯系统设备中的掉电告警电路通常使用多个比较器进行比较来实现报警，造成了掉电告警电路的体积大、能耗大，且电子元器件使用率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种电压告警装置及系统，可以有效降低能耗，节省空间，提高电子元器件使用率。

第一方面，本实用新型提供了一种电压告警装置，其中，该装置包括依次相连的电压转换单元、电压比较单元和告警单元；

所述电压转换单元对输入电压进行降压处理得到工作电压，并将所述工作电压输出给所述电压比较单元；

所述电压比较单元对所述输入电压和预设基准电压进行比较，并将所述比较结果输出给所述告警单元；

所述告警单元根据所述比较结果发出报警信号。

进一步的，所述电压转换单元包括降压稳压器和降压转换器；

所述降压稳压器对所述输入电压进行第一次降压处理得到降压电压；

所述降压转换器对所述降压电压进行第二次降压处理得到所述工作电压。

进一步的，所述电压比较单元在所述输入电压在第一预设电压范围内的情况下，输出的比较结果为所述输入电压正常。

进一步的，所述电压比较单元在所述输入电压在第二预设电压范围内的情况下，输出的比较结果为所述输入电压过压。

进一步的，所述电压比较单元在所述输入电压在第三预设电压范围内的情况下，输出的比较结果为所述输入电压欠压。

进一步的，所述电压比较单元包括比较器LM393、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8；

所述比较器LM393的VCC端子输入所述工作电压，所述比较器LM393的同相端A分别与所述第一电阻R1的一端和所述第二电阻R2的一端相连，所述第一电阻R1的另一端输入所述输入电压，所述第二电阻R2的另一端接地，所述比较器LM393的反相端A分别与所述第三电阻R3的一端和所述第四电阻R4的一端相连，所述第三电阻R3的另一端输入所述预设基准电压，所述第四电阻R4的另一端接地，所述比较器LM393的同相端B分别与所述第七电阻R7的一端和所述第八电阻R8的一端相连，所述第七电阻R7的另一端输入所述预设基准电压，所述第八电阻R8的另一端接地，所述比较器LM393的反相端B分别与所述第五电阻R5的一端和所述第六电阻R6的一端相连，所述第五电阻R5的另一端输入所述输入电压，所述第六电阻R6的另一端接地，所述比较器LM393的输出端A和输出端B均与所述告警单元相连。

进一步的，所述告警单元包括CPLD可编程逻辑器件，以及与所述CPLD可编程逻辑器件相连的第一LED指示灯和第二LED指示灯；

所述CPLD可编程逻辑器件输入所述比较结果，并根据所述比较结果控制所述第一LED指示灯和所述第二LED指示灯点亮或熄灭。

进一步的，所述告警单元在所述输入电压过压的情况下，控制所述第一LED指示灯熄灭并灯按照第一预设周期控制所述第二LED指示灯闪烁。

进一步的，所述告警单元在所述输入电压欠压的情况下，控制所述第一LED指示灯熄灭并按照第二预设周期控制所述第二LED指示灯闪烁。

第二方面，本实用新型提供了一种电压告警系统，其中，包括第一方面所述的电压告警装置，还包括与所述电压告警装置相连的控制服务器，所述控制服务器连接有终端设备；

所述电压告警装置用于向所述控制服务器发送告警信号；

所述控制服务器用于根据所述告警信号控制实施终端设备停止工作。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型提供了一种电压告警装置及系统，该装置包括依次相连的电压转换单元、电压比较单元和告警单元；首先通过电压转换单元对输入电压进行降压处理得到工作电压，并将工作电压输出给电压比较单元；然后电压比较单元对输入电压和预设基准电压进行比较，并将比较结果输出给告警单元；最终由告警单元根据比较结果发出报警信号。在本实施例提供的上述装置中，通过电压转换单元将输入电压经过降压处理得到工作电压，再由一个电压比较单元对输入电压和预设基准电压进行比较进而由告警单元发出报警信号，与现有技术掉电告警电路通常使用多个比较器进行比较来实现报警相比，可以有效降低能耗，节省空间，提高电子元器件使用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的一种电压告警装置示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的一种电压告警装置原理图；

图3为本实用新型实施例一提供的告警单元示意图；

图4为本实用新型实施例二提供的一种电压告警系统示意图。

图标：101-电压转换单元；102-电压比较单元；103-告警单元；301-CPLD可编程逻辑器件；302-第一LED指示灯；303-第二LED指示灯；401-电压告警装置；402-控制服务器；403-终端设备。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了改善现有技术中通讯系统设备中的掉电告警电路通常使用多个比较器进行比较来实现报警，造成了掉电告警电路的体积大、能耗大，且电子元器件使用率低的问题。本实用新型实施例提供了一种电压告警装置及系统，通过电压转换单元对输入电压进行降压处理得到工作电压，并将工作电压输出给电压比较单元；然后电压比较单元对输入电压和预设基准电压进行比较，并将比较结果输出给告警单元；最终由告警单元根据比较结果发出报警信号，可以有效降低能耗，节省空间，提高电子元器件使用率。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种电压告警装置进行详细介绍。

实施例一：

参照图1所示的一种电压告警装置示意图，该装置包括依次相连的电压转换单元101、电压比较单元102和告警单元103。

参照图2所示的一种电压告警装置原理图，电压转换单元101对输入电压进行降压处理得到工作电压，并将工作电压输出给电压比较单元102。

在一种具体的实施方式中，输入电压包括但不限于12V-58V的直流电压，工作电压包括但不限于3.3V的直流电压。

电压比较单元102对输入电压和预设基准电压进行比较，并将比较结果输出给告警单元103。

在一种具体的实施方式中，图2中VMINA为输入电压，VDD3.3V为预设基准电压，其中预设基准电压包括但不限于3.3V直流电压。

告警单元103根据比较结果发出报警信号。

在本实施例提供的上述装置中，通过电压转换单元101将输入电压经过降压处理得到工作电压，再由一个电压比较单元102对输入电压和预设基准电压进行比较进而由告警单元103发出报警信号，与现有技术掉电告警电路通常使用多个比较器进行比较来实现报警相比，可以有效降低能耗，节省空间，提高电子元器件使用率。

在具体实施时，电压转换单元101包括降压稳压器和降压转换器。

其中，降压稳压器对输入电压进行第一次降压处理得到降压电压；降压转换器对降压电压进行第二次降压处理得到工作电压。

在一种具体的实施方式中，降压电压包括但不限于图2中的7V直流电压。电压转换单元101部分设计采用两级设计，通过宽电压输入降压稳压器LMR16020将电压降到7V，再通过MP1471同步降压转换器将电压降压到3.3V提供后端电路工作电压。

在具体实施时，电压比较单元102在输入电压在第一预设电压范围内的情况下，输出的比较结果为输入电压正常。

电压比较单元102在输入电压在第二预设电压范围内的情况下，输出的比较结果为输入电压过压。

电压比较单元102在输入电压在第三预设电压范围内的情况下，输出的比较结果为输入电压欠压。

在一种具体的实施方式中，第一预设电压范围可以包括[12V，58V]的电压取值范围，第二预设电压范围可以包括(58V，60V]的电压取值范围，第三预设电压范围可以包括[4.3V，12V)的电压取值范围。

在具体实施时，电压比较单元102包括比较器LM393、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8。

其中，比较器LM393的VCC端子输入工作电压，比较器LM393的同相端A分别与第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端相连，第一电阻R1的另一端输入输入电压，第二电阻R2的另一端接地，比较器LM393的反相端A分别与第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端相连，第三电阻R3的另一端输入预设基准电压，第四电阻R4的另一端接地，比较器LM393的同相端B分别与第七电阻R7的一端和第八电阻R8的一端相连，第七电阻R7的另一端输入预设基准电压，第八电阻R8的另一端接地，比较器LM393的反相端B分别与第五电阻R5的一端和第六电阻R6的一端相连，第五电阻R5的另一端输入输入电压，第六电阻R6的另一端接地，比较器LM393的输出端A和输出端B均与告警单元103相连。

在一种具体的实施方式中，比较器采用的是LM393双电压比较器集成电路。输出负载电阻能衔接在可允许电源电压范围内的任何电源电压上，不受Vcc端电压值的限制。每个比较器有两个输入端和一个输出端，两个输入端一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入端，用“-”表示。用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压(也称为门限电平，它可选择LM393输入共模范围的任何一点)，另一端加一个待比较的信号电压。当“+”端电压高于“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。两个输入端电压差别大于一定值就能确保输出从一种状态可靠地转换到另一种状态。

本设计过压告警选用了B比较器，VMAIN从电源电路A点取值，同相端B:R8/(R7+R8)*VDD3.3与反相端B:R6/(R5+R6)*VAMIN比较判断初输入电压与标准电压的关系。同相端B的值是恒定值。

在具体实施时，参照图3所示的告警单元示意图，告警单元103包括CPLD可编程逻辑器件301，以及与CPLD可编程逻辑器件301相连的第一LED指示灯302和第二LED指示灯303。

CPLD可编程逻辑器件301输入比较结果，并根据比较结果控制第一LED指示灯302和第二LED指示灯303点亮或熄灭。

告警单元103在所述输入电压过压的情况下，控制所述第一LED指示灯302熄灭并灯按照第一预设周期控制所述第二LED指示灯303闪烁。

告警单元103在所述输入电压欠压的情况下，控制所述第一LED指示灯302熄灭并按照第二预设周期控制所述第二LED指示灯303闪烁。

在一种具体的实施方式中，第一预设周期包括但不限于0.5秒，当58V≥VMAIN点取值电压≥12V，R8/(R7+R8)*VDD3.3V＞R6/(R5+R6)*VAMIN，输出高电平1，第一LED指示灯302常亮，无过压告警。

当60V≥VMAIN点取值电压＞58V，R8/(R7+R8)*VDD3.3V＜R6/(R5+R6)*VAMIN，输出低电平0，第一LED指示灯302熄灭，第二LED指示灯303以0.5秒为周期均匀闪烁提示过压告警。

欠压告警选用了A比较器，VMAIN从电源电路A点取值，同相端A:R2/(R1+R2)*VAMIN与反相端A:R4/(R3+R4)*VDD3.3V比较判断初输入电压与标准电压的关系。反相端A的值是恒定值。

当58V≥VMAIN点取值电压≥4.3V，R2/(R1+R2)*VAMIN＞R4/(R3+R4)*VDD3.3V，输出高电平1，第一LED指示灯302常亮，无欠压告警。

第二预设周期包括但不限于1秒，当12＞VMAIN点取值电压≥4.3V，R2/(R1+R2)*VAMIN＜R4/(R3+R4)*VDD3.3V，输出低电平0，第一LED指示灯302熄灭，第二LED指示灯303以1秒为周期均匀闪烁提示欠压告警。

实施例二：

参照图4所示的一种电压告警系统示意图，包括实施例一中的电压告警装置401，还包括与电压告警装置401相连的控制服务器402，控制服务器402连接有终端设备403。

电压告警装置401用于向控制服务器402发送告警信号；控制服务器402用于根据告警信号控制实施终端设备403停止工作。

在本实施例提供的上述系统中，通过电压转换单元101将输入电压经过降压处理得到工作电压，再由一个电压比较单元102对输入电压和预设基准电压进行比较进而由告警单元103发出报警信号，与现有技术掉电告警电路通常使用多个比较器进行比较来实现报警相比，可以有效降低能耗，节省空间，提高电子元器件使用率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电压告警装置，其特征在于，该装置包括依次相连的电压转换单元、电压比较单元和告警单元；

所述电压转换单元对输入电压进行降压处理得到工作电压，并将所述工作电压输出给所述电压比较单元；

所述电压比较单元对所述输入电压和预设基准电压进行比较，并将比较结果输出给所述告警单元；

所述告警单元根据所述比较结果发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压转换单元包括降压稳压器和降压转换器；

所述降压稳压器对所述输入电压进行第一次降压处理得到降压电压；

所述降压转换器对所述降压电压进行第二次降压处理得到所述工作电压。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压比较单元在所述输入电压在第一预设电压范围内的情况下，输出的比较结果为所述输入电压正常。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压比较单元在所述输入电压在第二预设电压范围内的情况下，输出的比较结果为所述输入电压过压。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压比较单元在所述输入电压在第三预设电压范围内的情况下，输出的比较结果为所述输入电压欠压。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压比较单元包括比较器LM393、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8；

所述比较器LM393的VCC端子输入所述工作电压，所述比较器LM393的同相端A分别与所述第一电阻R1的一端和所述第二电阻R2的一端相连，所述第一电阻R1的另一端输入所述输入电压，所述第二电阻R2的另一端接地，所述比较器LM393的反相端A分别与所述第三电阻R3的一端和所述第四电阻R4的一端相连，所述第三电阻R3的另一端输入所述预设基准电压，所述第四电阻R4的另一端接地，所述比较器LM393的同相端B分别与所述第七电阻R7的一端和所述第八电阻R8的一端相连，所述第七电阻R7的另一端输入所述预设基准电压，所述第八电阻R8的另一端接地，所述比较器LM393的反相端B分别与所述第五电阻R5的一端和所述第六电阻R6的一端相连，所述第五电阻R5的另一端输入所述输入电压，所述第六电阻R6的另一端接地，所述比较器LM393的输出端A和输出端B均与所述告警单元相连。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述告警单元包括CPLD可编程逻辑器件，以及与所述CPLD可编程逻辑器件相连的第一LED指示灯和第二LED指示灯；

所述CPLD可编程逻辑器件输入所述比较结果，并根据所述比较结果控制所述第一LED指示灯和所述第二LED指示灯点亮或熄灭。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述告警单元在所述输入电压过压的情况下，控制所述第一LED指示灯熄灭并灯按照第一预设周期控制所述第二LED指示灯闪烁。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述告警单元在所述输入电压欠压的情况下，控制所述第一LED指示灯熄灭并按照第二预设周期控制所述第二LED指示灯闪烁。

10.一种电压告警系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的电压告警装置，还包括与所述电压告警装置相连的控制服务器，所述控制服务器连接有终端设备；

所述电压告警装置用于向所述控制服务器发送告警信号；

所述控制服务器用于根据所述告警信号控制实施终端设备停止工作。

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