專利名稱：一種感煙報警電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于火災(zāi)探測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種感煙報警電路。
背景技術(shù)：
目前，在火災(zāi)探測技術(shù)中，感煙報警器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于公共場所和家庭中，為保護人身財產(chǎn)安全起著重要的作用。感煙報警器的核心功能是利用煙霧探測器檢測空氣中的煙霧的濃度，達到一定煙霧濃度時即啟動喇叭進行報警，根據(jù)感煙方式的不同分為離子式感煙報警器和感煙報警器 傳統(tǒng)的感煙報警電路(如圖1所示)包括閾值信號模塊，輸入信號處理模塊，信號比較模塊，邏輯控制模塊，喇叭驅(qū)動模塊，振蕩器模塊，其他功能模塊等。由外部探測器得到的煙霧探測信號經(jīng)過輸入信號處理模塊處理后，在信號比較模塊中與預(yù)設(shè)的閾值信號進行比較，如果超過閾值則認為是"有煙霧"狀態(tài)，通過邏輯控制模塊啟動喇叭驅(qū)動模塊驅(qū)動外圍喇叭進行報警。 按照安全標(biāo)準(zhǔn)要求，感煙報警器的報警聲應(yīng)該在距離報警器10英寸處的聲音強度要達到85dB以上，這是一個很高的聲響要求，為了達到這樣的要求，電路中的喇叭驅(qū)動模塊需要有較高的輸出功率，一般感煙報警電路都使用三端式壓電喇叭發(fā)聲，并且使用9V的干電池供電以提高輸出功率。 使用9V電池供電的供電方式不僅增加了電路的功耗，而且增加感煙報警器的整機成本。同時因為9V電池在市場中并不非常常見，所以當(dāng)感煙報警器的電池電量耗盡時，電池替換也不方便。

實用新型內(nèi)容本實用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種感煙報警電路，可以用低壓電源進行供電、低功耗、低成本、兼容性好的感煙報警電路。 為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種感煙報警電路，包括信號判斷模塊、邏輯控制模塊、喇叭驅(qū)動模塊、升壓電路模塊；所述信號判斷模塊獲取外部信號并與閾值信號進行比較，所述邏輯控制模塊根據(jù)所述比較的結(jié)果控制所述喇叭驅(qū)動模塊的工作狀態(tài)，所述升壓電路模塊將外部電壓VDD升高后提供給所述喇叭驅(qū)動模塊。 可選的，當(dāng)所述比較的結(jié)果為所述外部信號大于所述閾值信號，電路進入報警狀態(tài)。 可選的，所述邏輯控制模塊根據(jù)所述比較的結(jié)果控制所述升壓電路模塊，使所述升壓電路模塊和所述喇叭驅(qū)動模塊的工作狀態(tài)同步。 可選的，所述信號判斷模塊包括信號處理模塊、閾值信號模塊、信號比較模塊，外部信號經(jīng)過輸入信號處理模塊處理后，在信號比較模塊與閾值信號模塊產(chǎn)生的閾值信號進行比較。其中，所述信號處理模塊對可以外部信號進行增益放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換。述邏輯控制模塊可以采用數(shù)字信號處理模塊。[0011] 可選的，所述升壓電路模塊包括N個電容(C「CN)和電容C，N為大于1的自然數(shù)；所述N個電容(C「CN)并聯(lián)時被外部電壓VDD充電并與電容C斷開，串聯(lián)時與所述外部電壓VDD斷開并對電容C充電。 可選的，所述N個電容(C「Cw)都具有第一端和第二端；所述N個電容串接，相鄰電容的第一端與第二端通過開關(guān)連接并產(chǎn)生空置的第一端和第二端各一個；所述空置的第二端接地，所述空置的第一端通過開關(guān)與所述電容C相連；所述第一端通過開關(guān)連接外部電壓VDD，除所述接地第二端外的其他所述第二端通過開關(guān)接地。其中，所述連接外部電壓VDD的開關(guān)可以為一端具有至少N個獨立接口的開關(guān)電路，其中的N個獨立接口連接所述電容的第一端。所述連接外部電壓VDD的開關(guān)還可以為N個獨立的開關(guān)。[0013] 可選的，所述連接外部電壓VDD的N個獨立的PMOS管，并且所述接地的開關(guān)為N_l個獨立的NMOS管。 可選的，所述接地的開關(guān)為一端具有至少N-l個獨立接口的開關(guān)電路，其中的N-l
個獨立接口連接所述電容的第二端。 可選的，所述接地的開關(guān)為N-l個獨立的開關(guān)。 可選的，所述串接N個電容(C「CN)的開關(guān)和所述連接電容C的開關(guān)為PMOS管。 可選的，所述電容C兩端電壓為所述升壓模塊的輸出電壓VPP， VPP = VDD*N。 可選的，所述N個電容(CrCN)大小相同，取值范圍為10pF至20pF。 可選的，所述電容C大小為10nF至10uF。 可選的，所述外部電壓VDD為1. 5V至4. 5V。 可選的，所述升壓電路模塊將外部電壓VDD升高至6V至12V。 與傳統(tǒng)的高壓電源(9V)供電的感煙報警電路相比，本實用新型提供的感煙報警
電路，通過增加升壓電路模塊，將外部電壓升高后提供給喇叭驅(qū)動模塊，以驅(qū)動喇叭工作。
因此本實用新型可以使用低壓電源(1.5V-4. 5V)供電，有著低功耗和低成本的優(yōu)點，同時
本實用新型提供的報警電路在日常使用中也利于電池的更換。

圖1是傳統(tǒng)的感煙報警電路的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是本實用新型的感煙報警電路的實施例一的結(jié)構(gòu)框圖； 圖3是本實用新型的感煙報警電路的實施例二的結(jié)構(gòu)框圖； 圖4是本實用新型的信號判斷模塊的實施例的結(jié)構(gòu)框圖； 圖5是本實用新型的升壓電路模塊的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明的升壓電路模塊的一種優(yōu)選例的電路圖。
具體實施方式為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。 圖2是本實用新型一種實施例(實施例一 )的結(jié)構(gòu)框圖。從圖2中可以看出，本實施例的報警電路包括信號判斷模塊、邏輯控制模塊、喇叭驅(qū)動模塊。 報警設(shè)備的傳感器探測環(huán)境中的煙霧信號并轉(zhuǎn)換成電信號，這一外部信號被信號判斷模塊獲取并與閾值信號進行比較，邏輯控制模塊根據(jù)所述比較的結(jié)果控制喇叭驅(qū)動模 塊的工作狀態(tài)，當(dāng)外部信號大于閾值信號時，電路判斷為"有煙霧"并進入報警狀態(tài)，喇叭驅(qū) 動模塊啟動并驅(qū)動喇叭報警。喇叭驅(qū)動模塊驅(qū)動喇叭需要相對較高的電壓，標(biāo)準(zhǔn)電壓為9V， 為了降低電路的供電電壓，減少損耗，本實施例中用一個升壓電路模塊將外部電壓VDD升 高后提供給所述喇叭驅(qū)動模塊。 一般可以用1.5V-4. 5V(優(yōu)選3V)的電壓對電路進行供電， 升壓電路模塊將該電壓提高至6V-12V(優(yōu)選9V)，用以對喇叭驅(qū)動模塊進行供電。這樣不僅 整個電路的耗能減少了 ，同時1. 5V-4. 5V的電壓也是目前市場上通用的電池電壓，有利于 電池的更換。 圖3為本實用新型另一種實施例(實施例二)的結(jié)構(gòu)框圖。從圖3中可以看出， 實施例二是在實施例3的基礎(chǔ)上，增加了邏輯控制模塊根據(jù)信號判斷模塊對外部信號與閾 值信號的比較結(jié)果控制升壓電路模塊的工作。當(dāng)比較結(jié)果為"有煙霧"，那么邏輯控制模塊 使升壓電路模塊工作，向喇叭驅(qū)動模塊供電，同時邏輯控制模塊使喇叭驅(qū)動模塊工作，驅(qū)動 喇叭報警；當(dāng)比較結(jié)果為"無煙霧"，那么邏輯控制模塊使升壓電路模塊和喇叭驅(qū)動模塊不 工作，不對外供電，減少了能耗。 實施例一和實施例二中的可以采用的一種信號判斷模塊的結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。
信號判斷模塊包括輸入信號處理模塊、閾值信號模塊和信號比較模塊。 輸入信號處理模塊對輸入的煙霧信號(外部信號)進行增益放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，將
轉(zhuǎn)換而成的數(shù)字信號傳送給信號比較電路；閾值信號模塊產(chǎn)生閾值信號，信號比較電路將
該數(shù)字信號與閾值信號進行比較，當(dāng)數(shù)字信號與閾值信號的比較結(jié)果為"有煙霧"時電路進
入報警狀態(tài)。此時邏輯控制模塊啟動升壓電路模塊將對喇叭驅(qū)動模塊供電，喇叭驅(qū)動模塊
驅(qū)動外圍喇叭進行報警。作為一個優(yōu)選方式，邏輯控制模塊為數(shù)字信號處理模塊。 實施例一和實施例二中可以采用的一種升壓電路模塊的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。
從圖5中可以看出，升壓電路模塊包括N個電容Q、 C2.....CN和另一個電容C， N為大于1
的自然數(shù)。Q、G.....C,并聯(lián)時同時被外部電壓VDD充電并與電容C斷開，Q、G.....CN
串聯(lián)時與外部電壓VDD斷開并對電容C充電。電容C的兩端電壓為輸出電壓VPP。 下面結(jié)合圖5詳細闡述如何實現(xiàn)Q、 C2.....CN并聯(lián)時同時被外部電壓VDD充電
并與電容C斷開，.....CN串聯(lián)時與外部電壓VDD斷開并對電容C充電。具體來講，電
容Q、 C2.....CN的一端Epl、 Ep2.....EpN分別通過開關(guān)電路Kp與外部電壓VDD相連。電容
Q的另一端Enl接地，電容C2.....CN的另一端En2.....E，通過開關(guān)電路Kn接地。電容&
的一端Epi與電容Ci+1的另一端Eni+1通過開關(guān)&相連，1《i < N， i為自然數(shù)。也就是說 Q的Epl端與C2的En2端通過開關(guān)&相連，C2的Ep2端與C3的En3端通過開關(guān)K2相連，以此 類推。CN的EpN端通過開關(guān)KN與電容C 一端相連，電容C另一端接地； 采用時序信號控制電路中的開關(guān)，時序信號由一振蕩器模塊產(chǎn)生。時序信號控制 開關(guān)Kp和開關(guān)Kn同時導(dǎo)通或關(guān)斷。當(dāng)開關(guān)Kp和開關(guān)Kn同時導(dǎo)通時，時序控制開關(guān)K都斷
開，此時Q、 C2.....CN處于并聯(lián)狀態(tài)，外部電壓VDD對Q、 C2.....CN充電。Q、 C2.....CN
的Ep端(包括Ew、Ep2.....EpN)為高電平，Q、C2.....(;的En端(包括Em、En2.....接
地，兩端的電壓為VDD。當(dāng)開關(guān)Kp和開關(guān)Kn同時關(guān)斷時，時序控制開關(guān)K都導(dǎo)通，此時Q、
C2.....C,處于串聯(lián)狀態(tài)。由于電容的特性，當(dāng)開關(guān)Kp和開關(guān)Kn同時關(guān)斷時，Q、G.....CN
兩端的電荷保持不變，因此電壓也為VDD，當(dāng)被串聯(lián)起來時，Q的Enl端接地，Q的Epl端(高電平端)與C2的端(低電平)相連，C2的Ep2端(高電平端)與C3的En3端(低電平)相連，以此類推。因此串聯(lián)后CrC,總的電壓為N個VDD的和。開關(guān)K,的導(dǎo)通使得CrC,對電容C充電，電容C兩端電壓為N個VDD的禾P，即VPP = N*VDD。這里所說的開關(guān)K為開關(guān)&、1(2.....&的總稱。 本實施例中N個電容Q、 C2.....C,可以大小相同，也可以不相同，優(yōu)選為大小相
同。&丄2、... 、Cj勺大小為10pF至20pF，優(yōu)選為15pF。電容C遠大于N個電容Q、C2、...、Q，其大小為10nF至10uF，優(yōu)選為100nF，200nF，500nF，800nF， luF，5uF， 10uF。根據(jù)實際需要，可以選取適當(dāng)?shù)腘，一般市場上的低壓電源(如干電池)具有為1.5V，3V，4. 5V。喇叭驅(qū)動模塊所需要的驅(qū)動電壓為6V至12V，符合標(biāo)準(zhǔn)的為9V(優(yōu)選值)。 需要指出的是，上述開關(guān)Kp、開關(guān)Kn和開關(guān)K指的是具有開關(guān)功能的模塊。Kp可以是一個開關(guān)電路， 一端具有至少N個獨立接口 ，另一端為一個接口與外部電壓VDD相連，
其中的N個獨立接口分別于&、 C2.....CN的一端Epl、 Ep2.....EpN相連。時序控制Kp的開
關(guān)狀態(tài)，開關(guān)Kp斷開時Epl、 Ep2.....EpN彼此不相連，開關(guān)Kp導(dǎo)通時Epl、 Ep2.....EpN同時與
外部電壓VDD相連。Kp還可以是N個獨立的開關(guān)Kpl、 Kp2.....KPN，每個開關(guān)的一端并接到
外部電壓VDD，另一端分別于Q、 C2、. . . CN的一端Epl、 Ep2.....EpN相連。 同樣的，Kn可以是一個開關(guān)電路，一端與外部電壓VDD相連，另一端具有至少N-l
個獨立接口 ，其中的N-l個獨立接口分別于C2.....CN的一端En2.....E通相連。時序控制
Kn的開關(guān)狀態(tài)，開關(guān)Kn斷開時En2.....E，彼此不相連，開關(guān)Kn導(dǎo)通時.....E，同時與
外部電壓VDD相連。Kn還可以是N-l個獨立的開關(guān)U.....每個開關(guān)的一端并連接地，
另一端分別于C2.....CN的另一端En2.....E，相連。 作為一種優(yōu)選的實施方式，開關(guān)Kp為N個獨立的PMOS管，開關(guān)Kn為N_l個獨立的NMOS管，開關(guān)K為N個獨立的PMOS管。N = 3的升壓電路模塊電路圖如圖6所示。[0042] 在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下還可以構(gòu)成許多有很大差別的實施例。應(yīng)當(dāng)理解，除了如所附的權(quán)利要求所限定的，本發(fā)明不限于在說明書中所述的具體實施例。
權(quán)利要求一種感煙報警電路，包括信號判斷模塊、邏輯控制模塊、喇叭驅(qū)動模塊，所述信號判斷模塊獲取外部信號并與閾值信號進行比較，所述邏輯控制模塊根據(jù)所述比較的結(jié)果控制所述喇叭驅(qū)動模塊的工作狀態(tài)，其特征在于，所述感煙報警電路還包括一升壓電路模塊，將外部電壓VDD升高后提供給所述喇叭驅(qū)動模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的感煙報警電路，其特征在于當(dāng)所述比較的結(jié)果為所述外部信號大于所述閾值信號，電路進入報警狀態(tài)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的感煙報警電路，其特征在于所述邏輯控制模塊根據(jù)所述比較的結(jié)果控制所述升壓電路模塊，使所述升壓電路模塊和所述喇叭驅(qū)動模塊的工作狀態(tài)同止少。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的感煙報警電路，其特征在于所述信號判斷模塊包括信號處理模塊、閾值信號模塊、信號比較模塊，外部信號經(jīng)過輸入信號處理模塊處理后，在信號比較模塊與閾值信號模塊產(chǎn)生的閾值信號進行比較。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的感煙報警電路，其特征在于所述信號處理模塊對外部信號進行增益放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的感煙報警電路，其特征在于所述邏輯控制模塊為數(shù)字信號處理模塊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的感煙報警電路，其特征在于所述升壓電路模塊包括N個電容(C「CN)和電容C， N為大于1的自然數(shù)；所述N個電容(C「C,)并聯(lián)時被外部電壓VDD充電并與電容C斷開，串聯(lián)時與所述外部電壓VDD斷開并對電容C充電。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的感煙報警電路，其特征在于所述N個電容(C「C,)都具有第一端和第二端；所述N個電容串接，相鄰電容的第一端與第二端通過開關(guān)連接并產(chǎn)生空置的第一端和第二端各一個；所述空置的第二端接地，所述空置的第一端通過開關(guān)與所述電容C相連；所述第一端通過開關(guān)連接外部電壓VDD，除所述接地第二端外的其他所述第二端通過開關(guān)接地。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的感煙報警電路，其特征在于所述連接外部電壓VDD的開關(guān)為一端具有至少N個獨立接口的開關(guān)電路，其中的N個獨立接口連接所述電容的第一端。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的感煙報警電路，其特征在于所述連接外部電壓VDD的開關(guān)為N個獨立的開關(guān)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的感煙報警電路，其特征在于所述連接外部電壓VDD的N個獨立的PM0S管，并且所述接地的開關(guān)為N-l個獨立的NM0S管。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8或9或10所述的感煙報警電路，其特征在于所述接地的開關(guān)為一端具有至少N-l個獨立接口的開關(guān)電路，其中的N-l個獨立接口連接所述電容的第二端。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8或9或10所述的感煙報警電路，其特征在于所述接地的開關(guān)為N-l個獨立的開關(guān)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的感煙報警電路，其特征在于所述串接N個電容(C「C,)的開關(guān)和所述連接電容C的開關(guān)為PM0S管。
15. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的感煙報警電路，其特征在于所述電容C兩端電壓為所述升壓模塊的輸出電壓VPP。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的感煙報警電路，其特征在于VPP = VDD*N。
17. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的感煙報警電路，其特征在于所述N個電容(C「Cw)大小相同。
18. 根據(jù)權(quán)利要求7或17所述的感煙報警電路，其特征在于所述N個電容(C「C,)大小為10pF至20pF。
19. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的感煙報警電路，其特征在于所述電容C大小為10nF至10uF。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的感煙報警電路，其特征在于所述外部電壓VDD為1. 5V至4. 5V。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1或7或15或16或20所述的感煙報警電路，其特征在于所述升壓電路模塊將外部電壓VDD升高至6V至12V。
專利摘要一種感煙報警電路，包括信號判斷模塊、邏輯控制模塊、喇叭驅(qū)動模塊、升壓電路模塊；信號判斷模塊獲取外部信號并與閾值信號進行比較，邏輯控制模塊根據(jù)所述比較的結(jié)果控制喇叭驅(qū)動模塊的工作狀態(tài)，升壓電路模塊將外部電壓VDD升高后提供給所述喇叭驅(qū)動模塊。本實用新型提供的感煙報警電路，通過增加升壓電路模塊，將外部電壓升高后提供給喇叭驅(qū)動模塊，以驅(qū)動喇叭工作。因此本實用新型可以使用低壓電源(1.5V-4.5V)供電，有著低功耗和低成本的優(yōu)點，同時本實用新型提供的報警電路在日常使用中也利于電池的更換。
文檔編號G08B17/10GK201549047SQ200920213640
公開日2010年8月11日 申請日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者張?zhí)焖? 李俊杰, 沈天平, 羅先才 申請人:無錫華潤矽科微電子有限公司