CN219503947U - 激光切割监控系统以及激光切割设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种激光切割监控系统以及激光切割设备，通过在端子板内集成有电源监控电路，该端子板耦接控制卡与负载，控制卡还耦接上位机；该电源监控电路通过将电压输入端通过一开关分别耦接至电压转换模块以及采样模块，电压转换模块以及采样模块分别耦接至比较模块，比较模块分别耦接至报警模块以及锁存模块，锁存模块耦接至开关的方式，从而利用该电源监控电路在激光切割设备中实现进行过压、欠压、过流的监控，当设备出现过流的现象时，锁存模块控制开关断开，保证设备不因过流而损坏，且在过流故障排除后，设备自动恢复工作。

Description

激光切割监控系统以及激光切割设备

技术领域

本实用新型涉及激光切割领域，特别是涉及一种激光切割监控系统以及激光切割设备。

背景技术

近些年来，激光切割技术在热切割领域，尤其是在精密加工领域、非金属材料加工领域中被广泛使用。

目前常用的对激光切割设备的保护方式是：对开关电源电压进行监测，在电压出现超限波动时给出预警，或针对激光器进行过压和/或过流的检测。

然而，在实际使用过程中，激光切割设备使用现场环境复杂，元器件老化、人为供电错误等原因都会造成线路板的损害，仅对开关电源电压或激光器进行监测无法满足对激光切割设备的保护。因而，如何在激光切割设备中实现进行过压、欠压、过流的监控的情况下，还保证设备不因过流而损坏，且在过流故障排除后设备自动恢复工作，已成为业界目前亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种激光切割监控系统以及激光切割设备，以解决在激光切割设备中实现进行过压、欠压、过流的监控的情况下，还保证设备不因过流而损坏，且在过流故障排除后设备自动恢复工作的实现的技术问题。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种激光切割监控系统，包括上位机、控制卡、端子板以及负载，所述上位机与所述控制卡耦接，所述控制卡通过端子板与所述负载耦接，所述端子板内集成有电源监控电路；其中，所述电源监控电路包括：电压输入端、电压转换模块、采样模块、比较模块、锁存模块以及报警模块；其中：

所述电压输入端通过一开关分别耦接至所述电压转换模块的第一端以及所述采样模块的第一端，所述电压转换模块的第二端耦接至所述比较模块的第一端，所述采样模块的第二端和第三端分别耦接至所述比较模块的第二端和第三端，所述比较模块的第四端耦接至所述报警模块，其第五端耦接至所述锁存模块的第一端，所述锁存模块的第二端耦接至所述开关。

可选的，所述采样模块包括电流采样单元以及电压采样单元；

所述电压输入端分别耦接至所述电流采样单元的第一端以及所述电压采样单元的第一端，所述电压采样单元的第二端以及所述电流采样单元的第二端分别耦接至所述比较模块的第二端和第三端；其中，所述电压采样单元用于实时检测所述负载的负载电压，所述电流采样单元用于实时检测所述负载的负载电流。

可选的，所述电压采样单元包括第一电阻和第二电阻；

所述电压输入端耦接至所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端耦接至所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第一端耦接至所述比较模块的第二端，所述第二电阻的第二端接地。

可选的，还包括阻抗匹配单元；

所述电压采样单元的第二端与所述阻抗匹配单元的第一端耦接，所述阻抗匹配单元的第二端耦接至所述比较模块的第二端，其第三端接地。

可选的，所述阻抗匹配单元包括第三电阻和第四电阻；

所述电压采样单元的第二端耦接至所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端分别耦接至所述第四电阻的第一端以及所述比较模块的第二端，所述第四电阻的第二端接地。

可选的，所述电流采样单元包括第一比较器、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻；

所述电压输入端分别耦接至所述第五电阻的第一端以及所述第六电阻的第一端，所述第五电阻的第二端与所述第七电阻的第一端耦接，所述第七电阻的第二端与所述第八电阻的第一端耦接，所述第八电阻的第二端与所述第九电阻的第一端耦接，所述第六电阻的第二端、所述第七电阻的第二端以及所述第九电阻的第二端分别接地；

所述第一比较器的第一输入端与所述第六电阻的第一端耦接，其第二输入端与所述第八电阻的第二端耦接，其输出端分别与所述比较模块的第三端以及所述第九电阻的第二端耦接；所述第一比较器用于测量并放大所述第七电阻的第一端与第二端间电压的差值，并输出至所述比较模块的第三端。

可选的，所述锁存模块包括锁存器以及滤波电容；

所述比较模块的第五端耦接至所述锁存器的第一端，用于输出第一信号至所述锁存器的第一端；所述锁存器的第二端接收一使能信号；所述锁存器的电压输入端与所述滤波电容的第一端耦接，所述滤波电容的第二端接地；所述锁存器的第三端耦接至所述开关，所述锁存器的接地端以及第四端分别接地；其中，所述第一信号用于表征检测到的所述负载电流的大小；

所述锁存模块被配置为：当所述第一信号表征的电流高于预设电流值，则控制所述开关断开；否则，控制所述开关闭合。

可选的，所述开关包括PMOS开关管，其中，所述PMOS开关管的漏极与所述电压输入端耦接，所述PMOS开关管的源极分别与所述电压转换模块的第一端以及所述采样模块的第一端耦接，所述锁存模块的第二端耦接所述PMOS开关管的栅极。

可选的，所述锁存模块被具体配置为：当所述第一信号表征的电流高于预设电流值，则通过其第三端输出高电平至所述PMOS开关管的栅极，控制所述PMOS开关管断开；否则，通过其第三端输出低电平至所述PMOS开关管的栅极，控制所述PMOS开关管导通。

可选的，所述比较模块包括第二比较器、第三比较器以及第四比较器；

所述采样模块的第二端分别耦接至所述第二比较器的第一输入端和所述第三比较器的第一输入端，所述第一比较器的输出端耦接至所述第四比较器的第一输入端，所述电压转换模块的第二端分别耦接至所述第二比较器的第二输入端、所述第三比较器的第二输入端以及所述第四比较器的第二输入端，所述第二比较器的输出端、所述第三比较器的输出端以及所述第四比较器的输出端分别耦接至所述报警模块，所述第四比较器的输出端还耦接至所述锁存模块的第一端；

所述第二比较器和所述第三比较器用于比较所述第二电阻的第一端处的电压与参考电压的大小，并分别输出第二信号和第三信号至所述报警模块；所述第四比较器用于比较所述第七电阻的第一端与第二端间电压的差值与所述参考电压的大小，并输出所述第一信号至所述报警模块以及所述锁存模块；其中，所述第二信号、所述第三信号用于表征检测到的所述负载电压的大小；

所述报警模块被配置为：当所述第二信号所表征的电压高于第一预设电压值，或所述第三信号所表征的第二电压值所表征的电压低于第二预设电压值，和/或所述第一信号表征的电流高于预设电流值，则发出报警信号。

可选的，所述比较模块还包括限流电阻；

所述电压转换模块的第二端分别通过一所述限流电阻耦接至所述第二比较器的第二输入端、所述第三比较器的第二输入端以及所述第四比较器的第二输入端。

可选的，所述电压转换模块包括可控精密稳压单元；

所述电压输入端分别与所述可控精密稳压单元的第一端和第二端耦接，所述可控精密稳压单元的第一端分别耦接至所述第二比较器的第二输入端、所述第三比较器的第二输入端以及所述第四比较器的第二输入端，所述可控精密稳压单元的第三端接地；其中，所述可控精密稳压单元用于输出所述参考电压。

可选的，所述电压转换模块还包括电平转换单元；

所述电压输入端与所述电平转换单元的第一端耦接，所述电平转换单元的第二端分别耦接至所述可控精密稳压单元的第一端、所述第一比较器的正电源端、所述第二比较器的正电源端、所述第三比较器的正电源端、所述第四比较器的正电源端以及所述锁存器的电压输入端，所述第一比较器的负电源端、所述第二比较器的负电源端、所述第三比较器的负电源端、所述第四比较器的负电源端分别接地，所述可控精密稳压单元的第一端与其第二端耦接，所述电平转换单元的第三端接地。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种激光切割设备，包括本实用新型第一方面任一项提供的激光切割监控系统。

本实用新型提供的激光切割监控系统以及激光切割设备中，通过在端子板内集成有电源监控电路，该端子板耦接控制卡与负载，控制卡还耦接上位机；该电源监控电路通过将电压输入端通过一开关分别耦接至电压转换模块以及采样模块，电压转换模块以及采样模块分别耦接至比较模块，比较模块分别耦接至报警模块以及锁存模块，锁存模块耦接至开关的方式，从而利用该电源监控电路在激光切割设备中实现进行过压、欠压、过流的监控，当设备出现过流的现象时，锁存模块控制开关断开，保证设备不因过流而损坏，且在过流故障排除后，设备自动恢复工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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的介绍，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中激光切割监控系统的构造示意图；

图2是本实用新型实施例中电源监控电路的构造示意图；

图3是本实用新型一实施例中电源监控电路的构造示意图一；

图4是本实用新型一实施例中电源监控电路的构造示意图二；

图5是本实用新型一实施例中电源监控电路的构造示意图三；

图6是本实用新型一实施例中电源监控电路的构造示意图四；

图7是本实用新型一实施例中电源监控电路的构造示意图五；

图8是本实用新型一实施例中电源监控电路的构造示意图六；

图9是本实用新型一实施例中电源监控电路的构造示意图七；

图10是本实用新型一实施例中电源监控电路的构造示意图八；

图11是本实用新型一实施例中电源监控电路的构造示意图九。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面以具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

鉴于现有技术中，存在很难何在激光切割设备中实现进行过压、欠压、过流的监控的情况下，还保证设备不因过流而损坏的问题，本实用新型提供了一种激光切割监控系统以及激光切割设备，通过在端子板内集成有电源监控电路，该端子板耦接控制卡与负载，控制卡还耦接上位机；该电源监控电路通过将电压输入端通过一开关分别耦接至电压转换模块以及采样模块，电压转换模块以及采样模块分别耦接至比较模块，比较模块分别耦接至报警模块以及锁存模块，锁存模块耦接至开关的方式，从而利用该电源监控电路在激光切割设备中实现进行过压、欠压、过流的监控，当设备出现过流的现象时，锁存模块控制开关断开，保证设备不因过流而损坏，且在过流故障排除后，设备自动恢复工作。

请参考图1，本实用新型实施例提供了一种激光切割监控系统，包括上位机1、控制卡2、端子板3以及负载4，所述上位机与所述控制卡耦接，所述控制卡通过端子板与所述负载耦接，所述端子板内集成有电源监控电路30；其中，请参考图2，所述电源监控电路包括：电压输入端Vin、采样模块301、比较模块302、锁存模块303、报警模块304以及电压转换模块305；其中：

所述电压输入端Vin通过一开关分别耦接至所述电压转换模块305的第一端以及所述采样模块301的第一端，所述电压转换模块305的第二端耦接至所述比较模块302的第一端，所述采样模块301的第二端和第三端分别耦接至所述比较模块302的第二端和第三端，所述比较模块302的第四端耦接至所述报警模块304，其第五端耦接至所述锁存模块303的第一端，所述锁存模块303的第二端耦接至所述开关。

一种实施方式中，请参考图3，所述采样模块301包括电压采样单元3011以及电流采样单元3012；

所述电压输入端Vin分别耦接至所述电流采样单元3012的第一端以及所述电压采样单元3011的第一端，所述电压采样单元3011的第二端以及所述电流采样单元3012的第二端分别耦接至所述比较模块302的第二端和第三端；其中，所述电压采样单元3011用于实时检测所述负载的负载电压，所述电流采样单元3012用于实时检测所述负载的负载电流。

一种举例中，所述采样模块301可以监测开关电源的电压和电流，或可以针对激光切割设备的激光器，对其电压和电流进行实时的检测。

作为一种具体实施方式，请参考图4，所述电压采样单元3011包括第一电阻R₁和第二电阻R₂；

所述电压输入端Vin耦接至所述第一电阻R₁的第一端，所述第一电阻R₁的第二端耦接至所述第二电阻R₂的第一端，所述第二电阻R₂的第一端耦接至所述比较模块302的第二端，所述第二电阻R₂的第二端接地。

其中，所述第二电阻R₂的第一端还用于输出分压后的电压值V₁至所述比较模块302的第二端。

由于在激光切割设备中增加电压采样单元3011会增加其负载，其功耗会有损，为实现信号的无反射传输或最大功率传输，需要相应的阻抗匹配设计使得整个激光切割设备的性能达到最优；

故一种优选实施方式中，所述电压采样单元3011还包括阻抗匹配单元3013；

所述电压采样单元3011的第二端与所述阻抗匹配单元3013的第一端耦接，所述阻抗匹配单元3013的第二端耦接至所述比较模块302的第二端，其第三端接地。

一种举例中，请参考图5，所述阻抗匹配单元3013包括第三电阻R₃和第四电阻R₄；

所述电压采样单元3011的第二端耦接至所述第三电阻R₃的第一端，所述第三电阻R₃的第二端分别耦接至所述第四电阻R₄的第一端以及所述比较模块302的第二端，所述第四电阻R₄的第二端接地。

而在电路中，很难对电流进行直接的采样，常采用一采样电阻，该采样电阻与负载串联，若对其电压进行检测，即可使得流过采样电阻的电流转换电压进行进一步的处理，又由于采样电阻的电阻值较小，所以采样电阻上的压降较小，不利于直接采样，需要放大后再采样。

作为一种具体实施方式，请参考图6，所述电流采样单元3012包括第一比较器30121、第五电阻R₅、第六电阻R₆、第七电阻R₇、第八电阻R₈、第九电阻R₉；

所述电压输入端Vin分别耦接至所述第五电阻R₅的第一端以及所述第六电阻R₆的第一端，所述第五电阻R₅的第二端与所述第七电阻R₇的第一端耦接，所述第七电阻R₇的第二端与所述第八电阻R₈的第一端耦接，所述第八电阻R₈的第二端与所述第九电阻R₉的第一端耦接，所述第六电阻R₆的第二端、所述第七电阻R₇的第二端以及所述第九电阻R₉的第二端分别接地；

所述第一比较器30121的第一输入端与所述第六电阻R₆的第一端耦接，其第二输入端与所述第八电阻R₈的第二端耦接，其输出端分别与所述比较模块302的第三端以及所述第九电阻R₉的第二端耦接；所述第一比较器30121用于测量并放大所述第七电阻R₇的第一端与第二端间电压的差值，并输出至所述比较模块302的第三端。

其中，所述第七电阻R₇作为采样电阻，所述第一比较器30121作为差分放大器，且输出放大后的所述第七电阻R₇的第一端与第二端间电压的差值V₂至所述比较模块302的第三端。

当然，应当意识到，上述电压采样单元3011以及电流采样单元3012的具体结构仅为举例，本实用新型中的电压采样单元3011还可以采用差分电路将所述电压输入端Vin的电压按比例缩小至ADC能够采样的范围，再使用ADC采样，本实用新型中的电流采样单元3012还可以采用电流互感器对电流进行采样，本领域的技术人员可以依据实际情况选择其它的电路结构对设备进行电压和电流的采样。

在实际的工作中，激光切割设备在电压出现超限波动时将影响激光切割效果，如造成各个比例阀等计算失误，甚至造成切割攻件报废等危害，在这种情况下，可以从外部将其开关电源断开，进而对设备进行保护；而在流过负载的电流出现过流时，负载内的器件(如马达电机)容易因电性原因造成损坏，此时采用从外部将设备的开关电源断开的方法是不合适的，这是因为激光切割设备在工作时才会存在电流信号，直接断开开关电源不能保证再通电时流过负载的电流的电流值在过流阈值以下，一种更佳的方式是，使得激光切割设备其它部分仍正常工作，单独将负载断电，当将流过负载的电流的电流值在阈值以下时，再使负载正常工作。

一种实施方式中，请参考图7，所述锁存模块303包括锁存器以及滤波电容C1；

所述比较模块302的第五端耦接至所述锁存器的第一端，用于输出第一信号至所述锁存器的第一端；所述锁存器的第二端接收一使能信号；所述锁存器的电压输入端与所述滤波电容C₁的第一端耦接，所述滤波电容C₁的第二端接地；所述锁存器的第三端耦接至所述开关，所述锁存器的接地端以及第四端分别接地；其中，所述第一信号用于表征检测到的所述负载电流的大小；

所述锁存模块303被配置为：当所述第一信号表征的电流高于预设电流值，则控制所述开关断开；否则，控制所述开关闭合。

其中，所述锁存器的第三端还输出控制信号至所述开关。

一种举例中，请参考图3，所述开关包括PMOS开关管，其中，所述PMOS开关管的漏极与所述电压输入端Vin耦接，所述PMOS开关管的源极分别与所述电压转换模块305的第一端以及所述采样模块301的第一端耦接，所述锁存模块303的第二端耦接所述PMOS开关管的栅极。

一种举例中，请参考图7，所述锁存器为74HC573锁存器，所述锁存器的第一端为D端，其第二端为LE端，其第三端为Q端，第四端为端，其电压输入端为Vcc端，其接地端为GND端；只有当所述锁存器的/>端输入为低电平、其LE端输入的所述使能信号为高电平时，其Q端的输出的所述控制信号才会和D端输入的所述第一信号的电平保持一致；当所述锁存器的LE端输入的所述使能信号为低电平时，其Q端的输出的所述控制信号锁存在当前电平；

在该情况下，作为一种优选实施方式，所述锁存模块303被具体配置为：当所述第一信号表征的电流高于预设电流值，则通过其第三端输出高电平至所述PMOS开关管的栅极，控制所述PMOS开关管断开；否则，通过其第三端输出低电平至所述PMOS开关管的栅极，控制所述PMOS开关管导通。

作为进一步优选实施方式，所述锁存模块303还可以被具体配置为：当所述锁存器的第二端输入的所述使能信号为低电平时，或通过其第二端输出高电平至所述PMOS开关管的栅极，控制所述PMOS开关管断开，通过其第二端输出低电平至所述PMOS开关管的栅极，控制所述PMOS开关管导通。

当然，上述锁存器以及开关的具体类型仅为举例，本实用新型中的锁存器并不限于74HC573锁存器，本领域的技术人员可以依据实际情况选择不同的锁存器，例如74LS373锁存器。应当理解的是，所述开关采用PMOS开关管控制开关电源的路径，是因为在一些锁存器中，其Q端的输出的所述控制信号和D端输入的所述第一信号的电平保持一致，且所述第一信号为高电平时表征所述负载电流过大，本实用新型并不以此为限，在其它举例中，所述开关也可以依据实际情况选择RGPT开关或NMOS开关管等等。

所述比较模块302依据所述采样模块301实时检测的负载电压以及负载电流分别输出相应的信号至所述报警模块303以及所述锁存模块304，作为一种具体实施方式，请参考图8，所述比较模块302包括第二比较器3021、第三比较器3022以及第四比较器3023；

所述采样模块301的第二端分别耦接至所述第二比较器3021的第一输入端和所述第三比较器3022的第一输入端，所述第一比较器30121的输出端耦接至所述第四比较器3023的第一输入端，所述电压转换模块305的第二端分别耦接至所述第二比较器3021的第二输入端、所述第三比较器3022的第二输入端以及所述第四比较器3023的第二输入端，所述第二比较器3021的输出端、所述第三比较器3022的输出端以及所述第四比较器3023的输出端分别耦接至所述报警模块304，所述第四比较器3023的输出端还耦接至所述锁存模块303的第一端；

所述第二比较器3021和所述第三比较器3022用于比较所述第二电阻R₂的第一端处的电压与参考电压Vref的大小，并分别输出第二信号和第三信号至所述报警模块304；所述第四比较器3023用于比较所述第七电阻R₇的第一端与第二端间电压的差值与所述参考电压Vref的大小，并输出所述第一信号至所述报警模块304以及所述锁存模块303；其中，所述第二信号、所述第三信号用于表征检测到的所述负载电压的大小；

所述报警模块304被配置为：当所述第二信号所表征的电压高于第一预设电压值，或所述第三信号所表征的第二电压值所表征的电压低于第二预设电压值，和/或所述第一信号表征的电流高于预设电流值，则发出报警信号。

一种举例中，请参考图8，所述采样模块301的第二端分别耦接至所述第二比较器3021的正输入端和所述第三比较器3022的负输入端，所述第一比较器30121的输出端耦接至所述第四比较器3023的正输入端，所述电压转换模块305的第二端分别耦接至所述第二比较器3021的负输入端、所述第三比较器3022的正输入端以及所述第四比较器3023的负输入端；其中，所述第二比较器用于判断所述负载的过压，所述第三比较器用于判断所述负载的欠压，所述第四比较器用于判断所述负载的过流。在该情况下，当所述第一信号为高电平，或所述第二信号为高电平，和/或所述第三信号为高电平时，所述报警模块304发出相应的报警信号。

当然，所述报警信号可以为声光报警，也可以是远程向用户报警，本实用新型并不做限制。

为限制接入所述第二比较器3021、所述第三比较器3022以及所述第四比较器3023输入端所在支路电流过大烧坏所串联的元器件，作为优选的一种实施方式，请参考图9，所述比较模块302还包括限流电阻；

所述电压转换模块305的第二端分别通过一所述限流电阻耦接至所述第二比较器3021的第二输入端、所述第三比较器3022的第二输入端以及所述第四比较器3023的第二输入端。

一种实施方式中，所述参考电压Vref由负载连接的电源电压提供，即所述电压输入端Vin提供，如图10所示，所述电压转换模块305包括可控精密稳压单元3051；

所述电压输入端Vin分别与所述可控精密稳压单元3051的第一端和第二端耦接，所述可控精密稳压单元3051的第一端分别耦接至所述第二比较器3021的第二输入端、所述第三比较器3022的第二输入端以及所述第四比较器3023的第二输入端，所述可控精密稳压单元3051的第三端接地；其中，所述可控精密稳压单元3051用于输出所述参考电压Vref。

一种举例中，所述可控精密稳压单元3051为TL431芯片，它可以作为一精密稳压源，使所述参考电压Vref基本不变。当然，本实用新型并不以此为限，任何可以产生稳定参考电压的可控精密稳压单元均在本实用新型的保护范围之内，例如MCP1525/41芯片等等。

作为优选的一种实施方式，所述电压转换模块305还可以提供比较器正电源端使用的电压，请参考图6、图8以及图11，所述电压转换模块305还包括电平转换单元3052；

所述电压输入端Vin与所述电平转换单元3052的第一端耦接，所述电平转换单元3052的第二端分别耦接至所述可控精密稳压单元3051的第一端、所述第一比较器30121的正电源端、所述第二比较器3021的正电源端、所述第三比较器3022的正电源端、所述第四比较器3023的正电源端以及所述锁存器的电压输入端Vin，所述第一比较器30121的负电源端、所述第二比较器3021的负电源端、所述第三比较器3022的负电源端、所述第四比较器3023的负电源端分别接地，所述可控精密稳压单元3051的第一端与其第二端耦接，所述电平转换单元3052的第三端接地。

其中，所述电平转换单元3052可以采用2个NPN三极管转换电平，或使用电阻分压转换电平等方式，将电压输入端Vin的电压和转换为电平电压Vcc，本实用新型并不以此为限，在其它举例中，所述开关也可以依据实际情况选择MCP2551/3221等电平转换芯片等等。

此外，本实用新型实施例还提供了一种电子设备，包括上述的激光切割监控系统。作为举例，该设备可以为激光切割设备，当然也可以为激光切割设备中其他需要进行电源监控的设备。

综上所述，本实用新型提供的激光切割监控系统以及激光切割设备中，通过在端子板内集成有电源监控电路，该端子板耦接控制卡与负载，控制卡还耦接上位机；该电源监控电路通过将电压输入端通过一开关分别耦接至电压转换模块以及采样模块，电压转换模块以及采样模块分别耦接至比较模块，比较模块分别耦接至报警模块以及锁存模块，锁存模块耦接至开关的方式，从而利用该电源监控电路在激光切割设备中实现进行过压、欠压、过流的监控，当设备出现过流的现象时，锁存模块控制开关断开，保证设备不因过流而损坏，且在过流故障排除后，设备自动恢复工作。

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 (14)

1.一种激光切割监控系统，其特征在于，包括上位机、控制卡、端子板以及负载，所述上位机与所述控制卡耦接，所述控制卡通过端子板与所述负载耦接，所述端子板内集成有电源监控电路；其中，所述电源监控电路包括：电压输入端、电压转换模块、采样模块、比较模块、锁存模块以及报警模块；其中：

所述电压输入端通过一开关分别耦接至所述电压转换模块的第一端以及所述采样模块的第一端，所述电压转换模块的第二端耦接至所述比较模块的第一端，所述采样模块的第二端和第三端分别耦接至所述比较模块的第二端和第三端，所述比较模块的第四端耦接至所述报警模块，其第五端耦接至所述锁存模块的第一端，所述锁存模块的第二端耦接至所述开关。

2.根据权利要求1所述的激光切割监控系统，其特征在于，所述采样模块包括电流采样单元以及电压采样单元；

所述电压输入端分别耦接至所述电流采样单元的第一端以及所述电压采样单元的第一端，所述电压采样单元的第二端以及所述电流采样单元的第二端分别耦接至所述比较模块的第二端和第三端；其中，所述电压采样单元用于实时检测所述负载的负载电压，所述电流采样单元用于实时检测所述负载的负载电流。

3.根据权利要求2所述的激光切割监控系统，其特征在于，所述电压采样单元包括第一电阻和第二电阻；

所述电压输入端耦接至所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端耦接至所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第一端耦接至所述比较模块的第二端，所述第二电阻的第二端接地。

4.根据权利要求2所述的激光切割监控系统，其特征在于，还包括阻抗匹配单元；

所述电压采样单元的第二端与所述阻抗匹配单元的第一端耦接，所述阻抗匹配单元的第二端耦接至所述比较模块的第二端，其第三端接地。

5.根据权利要求4所述的激光切割监控系统，其特征在于，所述阻抗匹配单元包括第三电阻和第四电阻；

所述电压采样单元的第二端耦接至所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端分别耦接至所述第四电阻的第一端以及所述比较模块的第二端，所述第四电阻的第二端接地。

6.根据权利要求3所述的激光切割监控系统，其特征在于，所述电流采样单元包括第一比较器、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻；

所述电压输入端分别耦接至所述第五电阻的第一端以及所述第六电阻的第一端，所述第五电阻的第二端与所述第七电阻的第一端耦接，所述第七电阻的第二端与所述第八电阻的第一端耦接，所述第八电阻的第二端与所述第九电阻的第一端耦接，所述第六电阻的第二端、所述第七电阻的第二端以及所述第九电阻的第二端分别接地；

所述第一比较器的第一输入端与所述第六电阻的第一端耦接，其第二输入端与所述第八电阻的第二端耦接，其输出端分别与所述比较模块的第三端以及所述第九电阻的第二端耦接；所述第一比较器用于测量并放大所述第七电阻的第一端与第二端间电压的差值，并输出至所述比较模块的第三端。

7.根据权利要求6所述的激光切割监控系统，其特征在于，所述锁存模块包括锁存器以及滤波电容；

所述比较模块的第五端耦接至所述锁存器的第一端，用于输出第一信号至所述锁存器的第一端；所述锁存器的第二端接收一使能信号；所述锁存器的电压输入端与所述滤波电容的第一端耦接，所述滤波电容的第二端接地；所述锁存器的第三端耦接至所述开关，所述锁存器的接地端以及第四端分别接地；其中，所述第一信号用于表征检测到的所述负载电流的大小；

所述锁存模块被配置为：当所述第一信号表征的电流高于预设电流值，则控制所述开关断开；否则，控制所述开关闭合。

8.根据权利要求7所述的激光切割监控系统，其特征在于，所述开关包括PMOS开关管，其中，所述PMOS开关管的漏极与所述电压输入端耦接，所述PMOS开关管的源极分别与所述电压转换模块的第一端以及所述采样模块的第一端耦接，所述锁存模块的第二端耦接所述PMOS开关管的栅极。

9.根据权利要求8所述的激光切割监控系统，其特征在于，所述锁存模块被具体配置为：当所述第一信号表征的电流高于预设电流值，则通过其第三端输出高电平至所述PMOS开关管的栅极，控制所述PMOS开关管断开；否则，通过其第三端输出低电平至所述PMOS开关管的栅极，控制所述PMOS开关管导通。

10.根据权利要求7所述的激光切割监控系统，其特征在于，所述比较模块包括第二比较器、第三比较器以及第四比较器；

所述采样模块的第二端分别耦接至所述第二比较器的第一输入端和所述第三比较器的第一输入端，所述第一比较器的输出端耦接至所述第四比较器的第一输入端，所述电压转换模块的第二端分别耦接至所述第二比较器的第二输入端、所述第三比较器的第二输入端以及所述第四比较器的第二输入端，所述第二比较器的输出端、所述第三比较器的输出端以及所述第四比较器的输出端分别耦接至所述报警模块，所述第四比较器的输出端还耦接至所述锁存模块的第一端；

所述第二比较器和所述第三比较器用于比较所述第二电阻的第一端处的电压与参考电压的大小，并分别输出第二信号和第三信号至所述报警模块；所述第四比较器用于比较所述第七电阻的第一端与第二端间电压的差值与所述参考电压的大小，并输出所述第一信号至所述报警模块以及所述锁存模块；其中，所述第二信号、所述第三信号用于表征检测到的所述负载电压的大小；

所述报警模块被配置为：当所述第二信号所表征的电压高于第一预设电压值，或所述第三信号所表征的第二电压值所表征的电压低于第二预设电压值，和/或所述第一信号表征的电流高于预设电流值，则发出报警信号。

11.根据权利要求10所述的激光切割监控系统，其特征在于，所述比较模块还包括限流电阻；

所述电压转换模块的第二端分别通过一所述限流电阻耦接至所述第二比较器的第二输入端、所述第三比较器的第二输入端以及所述第四比较器的第二输入端。

12.根据权利要求10所述的激光切割监控系统，其特征在于，所述电压转换模块包括可控精密稳压单元；

所述电压输入端分别与所述可控精密稳压单元的第一端和第二端耦接，所述可控精密稳压单元的第一端分别耦接至所述第二比较器的第二输入端、所述第三比较器的第二输入端以及所述第四比较器的第二输入端，所述可控精密稳压单元的第三端接地；其中，所述可控精密稳压单元用于输出所述参考电压。

13.根据权利要求12所述的激光切割监控系统，其特征在于，所述电压转换模块还包括电平转换单元；

所述电压输入端与所述电平转换单元的第一端耦接，所述电平转换单元的第二端分别耦接至所述可控精密稳压单元的第一端、所述第一比较器的正电源端、所述第二比较器的正电源端、所述第三比较器的正电源端、所述第四比较器的正电源端以及所述锁存器的电压输入端，所述第一比较器的负电源端、所述第二比较器的负电源端、所述第三比较器的负电源端、所述第四比较器的负电源端分别接地，所述可控精密稳压单元的第一端与其第二端耦接，所述电平转换单元的第三端接地。

14.一种激光切割设备，其特征在于，包括如权利要求1-13任一项所述的激光切割监控系统。