CN217883244U - 一种设备供电控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种设备供电控制电路。该电路包括：整流滤波模块，整流滤波模块的第一端和第二端分别与交流电源的正端和负端电连接，整流滤波模块的第三端接地，整流滤波模块的第四端输出直流电；比较模块，比较模块的第一输入端与整流滤波模块的第四端电连接，比较模块的第二输入端接地，比较模块的输出端输出高电平或低电平；开关模块，开关模块的控制端与比较模块的输出端电连接，开关模块的第一端与整流滤波模块的第四端电连接，开关模块的第二端与目标设备电连接，为目标设备供电。本实用新型实施例提供的设备供电控制电路，能够保证在电网波动时仍能够对设备供电进行可靠地控制，并且无需MCU，有效降低成本。

Description

一种设备供电控制电路

技术领域

本实用新型实施例涉及供电技术，尤其涉及一种设备供电控制电路。

背景技术

对于需要供电的设备，如大功率IPC(IP Camera，网络摄像机)，一般通过交流适配器供电。由于交流适配器是通过匝数比来实现电网的交流电压的变换，在电网波动较大的局点，适配器会将电网的波动按比例同步到IPC设备的电源输入端，会影响设备的正常启动。

目前，现有的设备供电控制电路，通常需要MCU或数模转换芯片等配合使用避免电网波动促使设备断电，但现有的设备供电控制电路占用MCU资源，需要对应的软件方案配合，不适用于低成本方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种设备供电控制电路，以保证在电网波动时仍能够对设备供电进行可靠地控制，并且无需MCU，有效降低成本。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种设备供电控制电路，包括：

整流滤波模块，整流滤波模块的第一端和第二端分别与交流电源的正端和负端电连接，整流滤波模块的第三端接地，整流滤波模块的第四端输出直流电；

比较模块，比较模块的第一输入端与整流滤波模块的第四端电连接，比较模块的第二输入端接地，比较模块的输出端输出高电平或低电平；

开关模块，开关模块的控制端与比较模块的输出端电连接，开关模块的第一端与整流滤波模块的第四端电连接，开关模块的第二端与目标设备电连接，为目标设备供电。

可选的，比较模块包括比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第一钳位二极管；

比较器的第一电源端与第一电阻的第一端电连接，第一电阻的第二端作为比较模块的第一输入端，比较器的第一电源端与第一钳位二极管的负极电连接，第一钳位二极管的正极接地，比较器的第二电源端接地，比较器的第一输入端通过第二电阻与第一电阻的第二端电连接，比较器的第一输入端通过第三电阻接地，比较器的第二输入端通过第四电阻与第一电阻的第二端电连接，比较器的第二输入端通过第五电阻接地。

可选的，比较模块还包括第二钳位二极管和第一电容，比较器的第一电源端通过第一电容接地，比较器的第一输入端与第二钳位二极管的负极电连接，第二钳位二极管的正极接地。

可选的，比较器的第一输入端输入的电压为比较器的基准电压，比较器的第二输入端输入的电压为比较器的比较电压，比较电压小于或者大于基准电压。

可选的，开关模块包括MOS管和第六电阻，MOS管的栅极作为开关模块的控制端，MOS管的第一极与第六电阻的一端电连接，第六电阻的另一端作为开关模块的第一端，MOS管的第二极作为开关模块的第二端。

可选的，开关模块还包括施密特触发器，MOS管的第二极与施密特触发器的输入端电连接，施密特触发器的输出端作为开关模块的第二端。

可选的，开关模块还包括并联连接的第七电阻和第二电容，MOS管的第二极通过第七电阻接地。

可选的，整流滤波模块包括变压器和整流单元，变压器的一次侧的一端和二次侧的一端分别作为整流滤波模块的第一端和第二端，变压器的一次侧的另一端和二次侧的另一端分别与整流单元的第一端和第二端电连接，整流单元的第三端和第四端分别作为整流滤波模块的第三端和第四端。

可选的，整流单元包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，第一二极管的正极和负极分别作为整流单元的第一端和第三端，第二二极管的负极与第一二极管的负极电连接，第二二极管的正极与第三二极管的负极电连接，第三二极管的正极和负极分别作为整流单元的第四端和第二端，第四二极管的正极与第三二极管的正极电连接，第四二极管的负极与第一二极管的正极电连接。

可选的，整流滤波模块还包括稳压单元和电容，稳压单元和电容均设置在整流单元的第一端和第二端之间。

本实用新型实施例提供的设备供电控制电路，包括：整流滤波模块、比较模块和开关模块，整流滤波模块的第一端和第二端分别与交流电源的正端和负端电连接，整流滤波模块的第三端接地，整流滤波模块的第四端输出直流电；比较模块的第一输入端与整流滤波模块的第四端电连接，比较模块的第二输入端接地，比较模块的输出端输出高电平或低电平；开关模块的控制端与比较模块的输出端电连接，开关模块的第一端与整流滤波模块的第四端电连接，开关模块的第二端与目标设备电连接，为目标设备供电。本实用新型实施例提供的设备供电控制电路，比较模块根据整流滤波模块传输的直流电输出高电平或低电平，从而控制开关模块的通断，保证了在电网波动时仍能够对设备供电进行可靠地控制，并且无需MCU，有效降低成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种设备供电控制电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种开关模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1是本实用新型实施例提供的一种设备供电控制电路的结构示意图。参考图1，设备供电控制电路包括：整流滤波模块10、比较模块20和开关模块30。

其中，整流滤波模块10的第一端和第二端分别与交流电源的正端AC+和负端AC-电连接，整流滤波模块10的第三端接地，整流滤波模块10的第四端输出直流电；比较模块20的第一输入端与整流滤波模块10的第四端电连接，比较模块20的第二输入端接地，比较模块20的输出端输出高电平或低电平；开关模块30的控制端与比较模块20的输出端电连接，开关模块30的第一端与整流滤波模块10的第四端电连接，开关模块30的第二端与目标设备电连接，为目标设备供电。

示例性地，目标设备可以是IPC设备，也可以是路灯。整流滤波模块10对交流电源输出的交流电进行整流滤波，得到稳定的直流电VIN，比较模块20根据直流电VIN输出低电平或者高电平。比较模块20输出的电平传输至开关模块30的控制端，以此控制开关模块30的第一端与第二端所在通路的通断状态。例如，比较模块20根据直流电VIN输出高电平时，开关模块30的第一端与第二端所在通路为导通状态，直流电VIN通过开关模块30的第一端和第二端传输至目标设备的电源芯片，可以使得电源芯片为目标设备供电。其中，电网波动即交流电源输出的交流电波动时，直流电VIN也会波动，如交流电上升或下降，直流电VIN也随之上升或下降，比较模块20可在直流电VIN大于预设值时，控制开关模块30导通，开关模块30可以传输直流电至电源芯片，使得电源芯片为目标设备供电，从而在电网波动时仍能够对设备供电进行可靠地控制。

本实施例提供的设备供电控制电路，包括：整流滤波模块、比较模块和开关模块，整流滤波模块的第一端和第二端分别与交流电源的正端和负端电连接，整流滤波模块的第三端接地，整流滤波模块的第四端输出直流电；比较模块的第一输入端与整流滤波模块的第四端电连接，比较模块的第二输入端接地，比较模块的输出端输出高电平或低电平；开关模块的控制端与比较模块的输出端电连接，开关模块的第一端与整流滤波模块的第四端电连接，开关模块的第二端与目标设备电连接，为目标设备供电。本实施例提供的设备供电控制电路，比较模块根据整流滤波模块传输的直流电输出高电平或低电平，从而控制开关模块的通断，保证了在电网波动时仍能够对设备供电进行可靠地控制，并且无需MCU，有效降低成本。

参考图1，可选的，比较模块20包括比较器U1、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和第一钳位二极管Z1；比较器U1的第一电源端与第一电阻R1的第一端电连接，第一电阻R1的第二端作为比较模块20的第一输入端，比较器U1的第一电源端与第一钳位二极管Z1的负极电连接，第一钳位二极管Z1的正极接地，比较器U1的第二电源端接地，比较器U1的第一输入端通过第二电阻R2与第一电阻R1的第二端电连接，比较器U1的第一输入端通过第三电阻R3接地，比较器U1的第二输入端通过第四电阻R4与第一电阻R1的第二端电连接，比较器U1的第二输入端通过第五电阻R5接地。

具体的，直流电VIN通过第一电阻R1传输至比较器U1的第一电源端，为比较器U1供电，第一钳位二极管Z1对传输至比较器U1的第一电源端的电压进行钳位。直流电VIN由第二电阻R2和第三电阻R3分压，分压后的电压传输至比较器U1的第一端；直流电VIN由第四电阻R4和第五电阻R5分压，分压后的电压传输至比较器U1的第二端。比较器U1根据第一端和第二端的电压确定输出端输出高电平或低电平，以控制开关模块30的通断。

可选的，比较模块20还包括第二钳位二极管Z2和第一电容C1，比较器U1的第一电源端通过第一电容C1接地，比较器U1的第一输入端与第二钳位二极管Z2的负极电连接，第二钳位二极管Z2的正极接地。其中，直流电VIN由第二电阻R2和第三电阻R3分压，第二钳位二极管Z2对分压后的电压进行钳位得到钳位电压VDD1。

可选的，比较器U1的第一输入端输入的电压为比较器U1的基准电压，比较器U1的第二输入端输入的电压为比较器U1的比较电压，比较电压小于或者大于基准电压。

其中，钳位电压VDD1即比较器U1的第一端的电压作为基准电压，比较器U1的第二端的电压VDD2作为比较电压，比较电压VDD2通过设置可小于第二电阻R2和第三电阻R3分压后的电压值。比较器U1通过基准电压VDD1和比较电压VDD2确定直流电VIN的当前幅值，当交流电稳定后，直流电VIN恒定大于IPC允许的启动电压。示例性地，当交流电的电压小于第一钳位二极管Z1的钳位电压时，比较器U1不会启动工作；当交流电的电压大于第一钳位二极管Z1的电压值，小于第二钳位二极管Z2的电压值时，由于比较电压VDD2通过设置小于第二电阻R2和第三电阻R3分压后的电压值，比较器U1的输出端输出低电平；当交流电的电压大于第二钳位二极管Z2的电压时，如果比较电压VDD2小于基准电压VDD1，则比较器U1的输出端输出低电平，开关模块30断开，设备的电源芯片或各负载模块不会工作；当交流电的电压大于第二钳位二极管Z2的电压时，如果比较电压VDD2大于基准电压VDD1，比较器U1的输出端输出高电平，开关模块30导通，开关模块30输出的电压EN可使能设备的电源芯片，从而为设备供电。

示例性地，交流电为AC24V，设备需求的供电范围为AC18V-AC30V，直流电VIN的电压工作范围为DC25V-43V，第一钳位二极管Z1和第二钳位二极管Z2的钳位电压均为5V，直流电VIN的电压上升超过5V时，通过得到钳位电压为5V，此时比较器U1工作。预设R2＝2*R3，当直流电VIN的电压超过15V时，得到钳位电压为5V，即比较器U1的第一端的基准电压为5V；预设R4＝4*R5，当直流电VIN的电压超过25V时，得到比较器U1的第二端的比较电压超过5V，此时比较器U1的输出端输出高电平。比较器U1的供电电压、比较器U1的基准电压均可以通过设备的电源芯片输出后通过二极管隔离供电，避免钳位二极管长时间工作。

可选的，开关模块30包括MOS管M1和第六电阻R6，MOS管的栅极作为开关模块30的控制端，MOS管M1的第一极与第六电阻R6的一端电连接，第六电阻R6的另一端作为开关模块30的第一端，MOS管M1的第二极作为开关模块30的第二端。

示例性地，MOS管M1为PMOS，比较器U1的输出端输出高电平，MOS管M1的栅极为高电平，MOS管M1导通，比较器U1的输出端输出低电平时MOS管M1断开。当MOS管M1导通时，直流电VIN通过第六电阻R6以及MOS管M1的第一极和第二极传输至设备的电源芯片，为设备供电。

可选的，开关模块30还包括并联连接的第七电阻R7和第二电容C2，MOS管的第二极通过第七电阻R7接地。其中，开关模块30导通时，直流电VIN通过第六电阻R6和第七电阻R7分压输出的电压值使能设备的电源芯片。

可选的，开关模块30还包括施密特触发器K1，MOS管M1的第二极与施密特触发器K1的输入端电连接，施密特触发器K1的输出端作为开关模块30的第二端。

示例性地，图2是本实用新型实施例提供的一种开关模块的结构示意图。参考图2，当外接电网波动即交流电波动导致交流电的电压跌落时，为了保证设备在电压跌落时仍能以低功耗状态工作，设置施密特触发器来控制设备的电源芯片的使能端ENP，MOS管M1的第二极控制负载模块的使能端ENM。这样设置，在交流电的电压跌落时，首先通过MOS管M1的第二极可控制各负载模块的使能端，使各负载模块关闭供电，减少功耗损失，交流电的电压持续跌落到施密特触发器K1触发后，电压长时间跌落未上升，则可通过施密特触发器K1控制电源芯片的使能端ENP，关闭电源芯片的使能。

继续参考图1，可选的，整流滤波模块10包括变压器11和整流单元12，变压器11的一次侧的一端和二次侧的一端分别作为整流滤波模块10的第一端和第二端，变压器11的一次侧的另一端和二次侧的另一端分别与整流单元12的第一端和第二端电连接，整流单元12的第三端和第四端分别作为整流滤波模块10的第三端和第四端。其中，变压器11可对交流电进行电压转换，整流单元12可对变压器进行电压转换后的交流电进行整流，得到直流电，以将直流电传输至比较模块20以及开关模块30。

可选的，整流单元12包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4，第一二极管D1的正极和负极分别作为整流单元的第一端和第三端，第二二极管D2的负极与第一二极管的负极电连接，第二二极管D2的正极与第三二极管D3的负极电连接，第三二极管D3的正极和负极分别作为整流单元的第四端和第二端，第四二极管D4的正极与第三二极管D3的正极电连接，第四二极管D4的负极与第一二极管D1的正极电连接。其中，各二极管的连接目的是将交流电整流为直流电，各二极管的连接电路为常用整流电路，整流过程可参考现有技术，在此不做赘述。

可选的，整流滤波模块10还包括稳压单元13和电容，稳压单元13和电容均设置在整流单元12的第一端和第二端之间。其中，稳压单元13可对交流电以及直流电进行稳压，电容可对交流电以及直流电进行滤波，防止噪声干扰。

本实施例提供的设备供电控制电路，比较模块根据整流滤波模块传输的直流电输出高电平或低电平，从而控制开关模块的通断，保证了在电网波动时仍能够对设备供电进行可靠地控制，并且无需MCU，有效降低成本。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种设备供电控制电路，其特征在于，包括：

整流滤波模块，所述整流滤波模块的第一端和第二端分别与交流电源的正端和负端电连接，所述整流滤波模块的第三端接地，所述整流滤波模块的第四端输出直流电；

比较模块，所述比较模块的第一输入端与所述整流滤波模块的第四端电连接，所述比较模块的第二输入端接地，所述比较模块的输出端输出高电平或低电平；

开关模块，所述开关模块的控制端与所述比较模块的输出端电连接，所述开关模块的第一端与所述整流滤波模块的第四端电连接，所述开关模块的第二端与目标设备电连接，为所述目标设备供电。

2.根据权利要求1所述的设备供电控制电路，其特征在于，所述比较模块包括比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第一钳位二极管；

所述比较器的第一电源端与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端作为所述比较模块的第一输入端，所述比较器的第一电源端与所述第一钳位二极管的负极电连接，所述第一钳位二极管的正极接地，所述比较器的第二电源端接地，所述比较器的第一输入端通过所述第二电阻与所述第一电阻的第二端电连接，所述比较器的第一输入端通过所述第三电阻接地，所述比较器的第二输入端通过所述第四电阻与所述第一电阻的第二端电连接，所述比较器的第二输入端通过所述第五电阻接地。

3.根据权利要求2所述的设备供电控制电路，其特征在于，所述比较模块还包括第二钳位二极管和第一电容，所述比较器的第一电源端通过所述第一电容接地，所述比较器的第一输入端与所述第二钳位二极管的负极电连接，所述第二钳位二极管的正极接地。

4.根据权利要求2所述的设备供电控制电路，其特征在于，所述比较器的第一输入端输入的电压为所述比较器的基准电压，所述比较器的第二输入端输入的电压为所述比较器的比较电压，所述比较电压小于或者大于所述基准电压。

5.根据权利要求1所述的设备供电控制电路，其特征在于，所述开关模块包括MOS管和第六电阻，所述MOS管的栅极作为所述开关模块的控制端，所述MOS管的第一极与所述第六电阻的一端电连接，所述第六电阻的另一端作为所述开关模块的第一端，所述MOS管的第二极作为所述开关模块的第二端。

6.根据权利要求5所述的设备供电控制电路，其特征在于，所述开关模块还包括施密特触发器，所述MOS管的第二极与所述施密特触发器的输入端电连接，所述施密特触发器的输出端作为所述开关模块的第二端。

7.根据权利要求5所述的设备供电控制电路，其特征在于，所述开关模块还包括并联连接的第七电阻和第二电容，所述MOS管的第二极通过所述第七电阻接地。

8.根据权利要求1所述的设备供电控制电路，其特征在于，所述整流滤波模块包括变压器和整流单元，所述变压器的一次侧的一端和二次侧的一端分别作为所述整流滤波模块的第一端和第二端，所述变压器的一次侧的另一端和二次侧的另一端分别与所述整流单元的第一端和第二端电连接，所述整流单元的第三端和第四端分别作为所述整流滤波模块的第三端和第四端。

9.根据权利要求8所述的设备供电控制电路，其特征在于，所述整流单元包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，所述第一二极管的正极和负极分别作为所述整流单元的第一端和第三端，所述第二二极管的负极与所述第一二极管的负极电连接，所述第二二极管的正极与所述第三二极管的负极电连接，所述第三二极管的正极和负极分别作为所述整流单元的第四端和第二端，所述第四二极管的正极与所述第三二极管的正极电连接，所述第四二极管的负极与所述第一二极管的正极电连接。

10.根据权利要求8所述的设备供电控制电路，其特征在于，所述整流滤波模块还包括稳压单元和电容，所述稳压单元和所述电容均设置在所述整流单元的第一端和第二端之间。

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