一種斷電保護電路及傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種斷電保護電路，包括電池、繼電器、第一晶體管、第二晶體管、比較器；繼電器的兩個靜觸點分別連接外接電源和電池，繼電器的動觸點通過電源轉(zhuǎn)換模塊連接電源輸出端；外接電源通過第一晶體管的開關(guān)通路與電池連接，電池通過第二晶體管的開關(guān)通路、分壓電路連接比較器的一個輸入端，比較器的另一輸入端連接基準電壓，比較器的輸出端連接兩個晶體管的控制端。本實用新型的斷電保護電路在外接電源斷開時，可以切換到由電池為用電負載繼續(xù)供電。同時，在外接電源導(dǎo)通時，通過比較器控制兩個晶體管的通斷，從而控制對電池是否充電，控制方式簡單靈活。將斷電保護電路應(yīng)用在傳感器中，保證了傳感器在外接電源斷開時也可以繼續(xù)運行。
【專利說明】一種斷電保護電路及傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于保護電路【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，是涉及一種斷電保護電路以及采用所述斷電保護電路設(shè)計的傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]揮發(fā)性有機化合物(Volatile Organic Compounds, V0C)是指在常溫下，沸點50°C?260°C的各種有機化合物，VOC的主要成分有烴類、鹵代烴、氧烴和氮烴。VOC的危害很明顯，能夠傷害人的肝臟、腎臟、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)。
[0003]VOC傳感器能夠檢測空氣中的VOC的含量，在VOC含量超過設(shè)定值時，向用戶發(fā)出警示。但是由于VOC傳感器開機有個預(yù)熱過程，即上電后需要等待15分鐘才能正常工作，這樣就使得VOC傳感器在意外斷電再開啟時，需要等待15分鐘才能正常工作，如果在這段時間內(nèi)發(fā)生意外情況，將導(dǎo)致嚴重后果。因此，需要一種斷電保護電路，在外接電源斷開時，可以切換到備用電源為傳感器供電。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型提供了一種斷電保護電路，解決了在外接電源斷開時，用電負載掉電的問題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0006]一種斷電保護電路，包括電池、繼電器、第一晶體管、第二晶體管、比較器；所述繼電器的兩個靜觸點分別連接外接電源和所述電池，所述繼電器的動觸點通過電源轉(zhuǎn)換模塊連接電源輸出端；外接電源通過所述第一晶體管的開關(guān)通路與所述電池連接，所述電池通過所述第二晶體管的開關(guān)通路、分壓電路連接所述比較器的一個輸入端，所述比較器的另一輸入端連接基準電壓，所述比較器的輸出端連接兩個晶體管的控制端。
[0007]進一步的，所述第一晶體管和第二晶體管均是PMOS管；所述第一晶體管的源極連接所述外接電源，漏極連接所述電池的正極；所述第二晶體管的源極連接所述電池的正極，漏極通過所述分壓電路連接所述比較器的同相輸入端，所述比較器的反相輸入端連接所述基準電壓，所述比較器的輸出端分別連接第一晶體管和第二晶體管的柵極。
[0008]又進一步的，所述分壓電路包括串聯(lián)的兩個分壓電阻，第一分壓電阻的一端連接所述第二晶體管的漏極，第一分壓電阻的另一端連接第二分壓電阻的一端，第二分壓電阻的另一端接地；兩個分壓電阻的中間節(jié)點連接所述比較器的同相輸入端。
[0009]更進一步的，所述外接電源通過電阻連接穩(wěn)壓管的陰極，所述穩(wěn)壓管的陽極接地，所述電阻和穩(wěn)壓管的連接節(jié)點提供所述的基準電壓。
[0010]進一步的，所述外接電源為所述繼電器供電，與所述外接電源連接的繼電器的靜觸點為常開靜觸點，與所述電池連接的繼電器的靜觸點為常閉靜觸點。
[0011]優(yōu)選的，所述電源轉(zhuǎn)換模塊為D⑶C轉(zhuǎn)換器。
[0012]基于上述的斷電保護電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計，本實用新型還提出了一種采用所述斷電保護電路設(shè)計的傳感器，所述傳感器包括電池、繼電器、第一晶體管、第二晶體管、比較器；所述繼電器的兩個靜觸點分別連接外接電源和所述電池，所述繼電器的動觸點通過電源轉(zhuǎn)換模塊連接電源輸出端；外接電源通過所述第一晶體管的開關(guān)通路與所述電池連接，所述電池通過所述第二晶體管的開關(guān)通路、分壓電路連接所述比較器的一個輸入端，所述比較器的另一輸入端連接基準電壓，所述比較器的輸出端連接兩個晶體管的控制端。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是:本實用新型的斷電保護電路在外接電源斷開時，可以切換到由電池為用電負載繼續(xù)供電，解決了因外接電源斷開而導(dǎo)致用電負載掉電的問題。同時，在外接電源導(dǎo)通時，通過比較器控制兩個晶體管的通斷，從而控制對電池是否充電，控制方式簡單靈活。將斷電保護電路應(yīng)用在傳感器中，在外接電源斷開時，切換到由電池為傳感器的用電負載供電，解決了因外接電源斷開而導(dǎo)致傳感器的用電負載掉電的問題，保證了傳感器在外接電源斷開時也可以繼續(xù)運行。
[0014]結(jié)合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細描述后，本實用新型的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型所提出的斷電保護電路的原理圖。

【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細地說明。
[0017]實施例一、在本實施例中，所述斷電保護電路主要由電池BAT、繼電器JDQ、第一晶體管Q1、第二晶體管Q2和比較器Ul等構(gòu)成，參見圖1所示，繼電器JDQ的靜觸點a、靜觸點b分別連接外接電源Jl、電池BAT，繼電器JDQ的動觸點c通過開關(guān)K連接電源轉(zhuǎn)換模塊U2，電源轉(zhuǎn)換模塊U2連接電源輸出端J2，電源輸出端J2與用電負載連接。
[0018]繼電器的靜觸點a為常開靜觸點，連接外接電源Jl ;靜觸點b為常閉靜觸點，連接電池BAT的正極。由外接電源Jl為繼電器JDQ供電。
[0019]當外接電源Jl導(dǎo)通時，繼電器JDQ得電，動觸點c與靜觸點a連接，由外接電源Jl提供的電流依次通過靜觸點a、動觸點C、開關(guān)K、電源轉(zhuǎn)換電路U2傳輸至電源輸出端J2，并通過電源輸出端J2為用電負載供電。當外接電源Jl斷開時，繼電器JDQ斷電，動觸點c與靜觸點b連接，由電池BAT提供的電流依次通過靜觸點b、動觸點C、開關(guān)K、電源轉(zhuǎn)換電路U2傳輸至電源輸出端J2，并通過電源輸出端J2為用電負載供電。
[0020]在外接電源Jl斷開時，通過繼電器JDQ切換成由電池BAT為用電負載供電，避免了因外接電源Jl的斷開導(dǎo)致用電負載掉電。
[0021]外接電源Jl通過第一晶體管Ql的開關(guān)通路連接電池BAT的正極，電池BAT通過第二晶體管Q2的開關(guān)通路、分壓電路連接比較器Ul的一個輸入端，比較器Ul的另一輸入端連接基準電壓V0，比較器Ul的輸出端分別連接第一晶體管Q1、第二晶體管Q2的控制端。由外接電源Jl為比較器Ul供電。
[0022]在本實施例中，第一晶體管Ql優(yōu)選為PMOS管，第二晶體管Q2優(yōu)選為PMOS管，第一晶體管Ql的源極連接外接電源Jl，第一晶體管Ql的漏極連接電池BAT的正極，第二晶體管Q2的源極連接電池BAT的正極，第二晶體管Q2的漏極通過分壓電路連接比較器Ul的同相輸入端，比較器Ul的反相輸入端連接基準電壓V0，比較器Ul的輸出端分別連接第一晶體管Ql、第二晶體管Q2的柵極。
[0023]分壓電路包括串聯(lián)的兩個分壓電阻R1、R2，第一分壓電阻Rl的一端連接第二晶體管Q2的漏極，第一分壓電阻Rl的另一端連接第二分壓電阻R2的一端，第二分壓電阻R2的另一端接地。兩個分壓電阻R1、R2的中間節(jié)點連接比較器Ul的同相輸入端。外接電源Jl通過電阻RO連接穩(wěn)壓管DO的陰極，穩(wěn)壓管DO的陽極接地，電阻RO和穩(wěn)壓管DO的連接節(jié)點處提供所述的基準電壓W，也就是說，電阻RO和穩(wěn)壓管DO的連接節(jié)點與比較器Ul的反相輸入端連接。
[0024]在本實施例中，外接電源Jl的電壓為5V，電池BAT充滿電后的電壓為5V，第一分壓電阻Rl和第二分壓電阻R2的阻值相同，穩(wěn)壓管DO的穩(wěn)壓值是2.5V。
[0025]斷電保護電路的工作過程是:
[0026](I)在外接電源Jl導(dǎo)通時，繼電器JDQ得電，繼電器JDQ的動觸點c與靜觸點a連接，由外接電源Jl為用電負載供電。同時，穩(wěn)壓管DO反向擊穿導(dǎo)通，穩(wěn)壓管DO兩端的電壓值維持在穩(wěn)壓值2.5V，基準電壓VO為2.5V，從而比較器Ul的反相輸入端的電壓值為2.5V,由于此時第一晶體管Q1、第二晶體管Q2均關(guān)斷，Rl和R2的中間節(jié)點處的電壓值為0V，比較器Ul的同相輸入端的電壓值為0V，比較器Ul的反相輸入端的電壓值大于同相輸入端的電壓值，比較器Ul的輸出端輸出低電平，拉低了第一晶體管Q1、第二晶體管Q2的柵極電壓，第一晶體管Q1、第二晶體管Q2均導(dǎo)通。由于第一晶體管Q1、第二晶體管Q2的導(dǎo)通壓降很小，可以忽略。
[0027]如果此時電池BAT的電壓值大于5V，由于Rl和R2的中間節(jié)點處的電壓值為電池電壓值的一半，Rl和R2的中間節(jié)點處的電壓值大于2.5V，從而比較器Ul的同相輸入端的電壓值大于2.5V,比較器Ul同相輸入端的電壓值大于反相輸入端的電壓值，比較器Ul的輸出端輸出高電平，第一晶體管Q1、第二晶體管Q2的柵極電壓均為高電平，第一晶體管Q1、第二晶體管Q2均關(guān)斷，外接電源Jl不為電池BAT充電。
[0028]如果此時電池BAT的電壓值小于5V，Rl和R2的中間節(jié)點處的電壓值小于2.5V,從而比較器Ul的同相輸入端的電壓值小于2.5V,比較器Ul同相輸入端的電壓值小于反相輸入端的電壓值，比較器Ul的輸出端輸出低電平,第一晶體管Q1、第二晶體管Q2的柵極電壓均為低電平，第一晶體管Q1、第二晶體管Q2均導(dǎo)通；外接電源Jl通過第一晶體管Ql的開關(guān)通路為電池BAT充電，當電池BAT的電壓值大于5V時，Rl和R2的中間節(jié)點處的電壓值大于2.5V,從而比較器Ul的同相輸入端的電壓值大于2.5V,比較器Ul同相輸入端的電壓值大于反相輸入端的電壓值，比較器Ul的輸出端輸出高電平,第一晶體管Q1、第二晶體管Q2的柵極電壓均為高電平，第一晶體管Ql、第二晶體管Q2均關(guān)斷，外接電源Jl停止為電池BAT充電。
[0029](2)在外接電源Jl斷開時，繼電器JDQ斷電，繼電器JDQ的動觸點c與靜觸點b連接，由電池BAT為用電負載供電。同時，比較器Ul不工作，第一晶體管Ql和第二晶體管Q2均斷開。
[0030]在本實施例中，當電池電壓小于5V時，兩個晶體管均導(dǎo)通，外接電源JI為電池BAT充電；當電池電壓大于5V時，兩個晶體管均關(guān)斷，外接電源Jl停止為電池BAT充電。通過比較器Ul比較電池電壓值的一半與基準電壓的大小，從而控制兩個晶體管的導(dǎo)通和關(guān)斷，繼而控制對電池BAT是否充電，控制方式簡單靈活，既實現(xiàn)可以把電池BAT充滿，又避免了對電池BAT充得過滿，影響電池BAT的使用壽命。
[0031]在本實施例中，所述電源轉(zhuǎn)換模塊優(yōu)選為DCDC轉(zhuǎn)換器，DCDC轉(zhuǎn)換器接收外接電源Jl或電池BAT的電壓，并輸出穩(wěn)定的5V電壓，通過電源輸出端J2提供給用電負載使用。
[0032]將所述的斷電保護電路應(yīng)用在傳感器中，斷電保護電路的電源輸出端J2連接傳感器的用電負載，外接電源Jl或電池BAT的電壓通過DCDC轉(zhuǎn)換器傳輸至電源輸出端J2，并通過電源輸出端J2傳輸至傳感器的用電負載，供用電負載使用。
[0033]在外接電源Jl導(dǎo)通時，由外接電源Jl為傳感器的用電負載供電；當外接電源Jl斷開時，切換為由電池BAT為傳感器的用電負載供電，保證了在外接電源Jl斷開時，傳感器的用電負載不掉電，可以繼續(xù)工作。
[0034]通過在傳感器中設(shè)置所述斷電保護電路，為傳感器的用電負載提供穩(wěn)定的電壓，使傳感器穩(wěn)定運行，提高了傳感器的性能。
[0035]當然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種斷電保護電路，其特征在于:包括電池、繼電器、第一晶體管、第二晶體管、比較器；所述繼電器的兩個靜觸點分別連接外接電源和所述電池，所述繼電器的動觸點通過電源轉(zhuǎn)換模塊連接電源輸出端；外接電源通過所述第一晶體管的開關(guān)通路與所述電池連接，所述電池通過所述第二晶體管的開關(guān)通路、分壓電路連接所述比較器的一個輸入端，所述比較器的另一輸入端連接基準電壓，所述比較器的輸出端連接兩個晶體管的控制端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷電保護電路，其特征在于:所述第一晶體管和第二晶體管均是PMOS管；所述第一晶體管的源極連接所述外接電源，漏極連接所述電池的正極；所述第二晶體管的源極連接所述電池的正極，漏極通過所述分壓電路連接所述比較器的同相輸入端，所述比較器的反相輸入端連接所述基準電壓，所述比較器的輸出端分別連接第一晶體管和第二晶體管的柵極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的斷電保護電路，其特征在于:所述分壓電路包括串聯(lián)的兩個分壓電阻，第一分壓電阻的一端連接所述第二晶體管的漏極，第一分壓電阻的另一端連接第二分壓電阻的一端，第二分壓電阻的另一端接地；兩個分壓電阻的中間節(jié)點連接所述比較器的同相輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的斷電保護電路，其特征在于:所述外接電源通過電阻連接穩(wěn)壓管的陰極，所述穩(wěn)壓管的陽極接地，所述電阻和穩(wěn)壓管的連接節(jié)點提供所述的基準電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的斷電保護電路，其特征在于:所述外接電源為所述繼電器供電，與所述外接電源連接的繼電器的靜觸點為常開靜觸點，與所述電池連接的繼電器的靜觸點為常閉靜觸點。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的斷電保護電路，其特征在于:所述電源轉(zhuǎn)換模塊為DCDC轉(zhuǎn)換器。
7.—種傳感器，其特征在于:包括如權(quán)利要求1至6中任一項權(quán)利要求所述的斷電保護電路。
【文檔編號】H02J9/04GK204216655SQ201420637259
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】劉杰, 王定遠, 孫珺超, 高希成 申請人:青島海爾智能技術(shù)研發(fā)有限公司