CN102687358A - 供电电路及电气设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种供电电路及电气设备。其中，供电电路包括：适配器、主板电路和电压检测电路；适配器用以给主板电路供电；电压检测电路用于向主板电路提供交流电压并接收主板电路的关闭指令，根据关闭指令控制适配器停止向主板电路供电；主板电路用于在交流电压采样值大于预警上限值或小于预警下限值时，保存当前数据，并向电压检测电路输出关闭指令。本发明技术方案解决了主板因突然断电造成数据丢失的问题。

Description

供电电路及电气设备

技术领域

本发明涉及电路技术，尤其涉及一种供电电路及电气设备。

背景技术

许多电子产品会直接用市电或工业电网供电，并通过适配器为电子产品的主板供电。由于电网的电压经常不稳定，所以经常会出现因电压波动造成主板损坏或数据丢失的情况。一般的电子产品会设计过压保护电路，如图1所示。当AC输入电压超过危险门槛，例如大于交流(AC)380V(可记为380AC)后，过压保护电路会阻断高压，此时主板就会因断电而立即停止工作。而对于电压过低，例如小于90VAC，或停电的情况，主板也会因断电而停止工作。

无论是电压过低或停电还是由过压保护电路阻断高压，主板都会突然断电而来不及保护数据，从而导致数据丢失。

发明内容

本发明提供一种供电电路及电气设备，用以解决主板因突然断电造成数据丢失的问题。

本发明实施例提供一种供电电路，包括：适配器、主板电路和电压检测电路；

所述适配器的输入端与交流电源输出端连接，所述适配器的输出端与所述主板电路连接，所述适配器，用于对输入的交流电压进行处理并输出直流电以给所述主板电路供电；

所述电压检测电路的输入端与所述交流电源输出端连接，所述电压检测电路的第一输出端与所述主板电路连接，所述电压检测电路的第二输出端与所述适配器连接，所述电压检测电路，用于对输入的交流电压进行采样，根据交流电压采样值计算出交流电压，将所述交流电压提供给所述主板电路，并接收所述主板电路发送的关闭指令，根据所述关闭指令通过所述第二输出端控制所述适配器，以使所述适配器停止向所述主板电路供电；

所述主板电路，用于将所述电压检测电路提供的交流电压与预设预警上限值或预设预警下限值进行比较，在所述交流电压大于所述预警上限值或小于所述预警下限值时，保存当前数据，并通过所述电压检测电路的第一输出端向所述电压检测电路输出所述关闭指令。

本发明实施例提供一种电气设备，包括：供电电路；

所述供电电路包括；适配器、主板电路和电压检测电路；

所述适配器的输入端与交流电源输出端连接，所述适配器的输出端与所述主板电路连接，所述适配器，用于对输入的交流电压进行处理并输出直流电以给所述主板电路供电；

所述电压检测电路的输入端与所述交流电源输出端连接，所述电压检测电路的第一输出端与所述主板电路连接，所述电压检测电路的第二输出端与所述适配器连接，所述电压检测电路，用于对输入的交流电压进行采样，根据交流电压采样值计算出交流电压，将所述交流电压提供给所述主板电路，并接收所述主板电路发送的关闭指令，根据所述关闭指令通过所述第二输出端控制所述适配器，以使所述适配器停止向所述主板电路供电；

所述主板电路，用于将所述电压检测电路提供的交流电压与预设预警上限值或预设预警下限值进行比较，在所述交流电压大于所述预警上限值或小于所述预警下限值时，保存当前数据，并通过所述电压检测电路的第一输出端向所述电压检测电路输出所述关闭指令。

本发明实施例提供的供电电路及电气设备，供电电路中的电压检测电路通过对交流电源输出端输出的交流电压进行采样，根据交流电压采样值计算出交流电压，然后将交流电压提供给供电电路中的主板电路，主板电路将交流电压与预警上限值或预警下限值进行比较，根据比较结果判断是否会发生使主板电路突然断电的情况，并在判断出可能会出现使主板电路突然断电的情况时，预先保存当前数据，并向电压检测电路发送关闭指令，从而通过电压检测电路关闭适配器的输出，防止突然断电对主板电路造成损伤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中使用市电或工业电网进行供电的电路结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的供电电路的结构示意图；

图3A为本发明另一实施例提供的供电电路的结构示意图；

图3B为本发明另一实施例提供的电压过压波动示意图；

图3C为本发明另一实施例提供电压欠压波动示意图；

图4为本发明一实施例提供的交流采样电路的实现结构示意图；

图5为本发明一实施例提供的控制单元的实现结构示意图；

图6为本发明一实施例提供的备用电源电路的实现结构示意图；

图7为本发明一实施例提供的光耦电路的实现结构示意图；

图8为本发明一实施例提供的供电方法的流程图；

图9为本发明另一实施例提供的供电方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2为本发明一实施例提供的供电电路的结构示意图。如图2所示，本实施例的供电电路包括：适配器10、主板电路20和电压检测电路30。

其中，适配器10的输入端与交流电源输出端连接，适配器10的输出端与主板电路20连接。适配器10，用于对输入的交流电压进行处理并输出直流电以给主板电路20供电。

其中，适配器10对输入的交流电压进行处理主要是指对输入的交流电压进行整流，将交流电变为直流电的过程。适配器10的输出端与主板电路20连接具体来说是指适配器10的输出端与主板电路20上的电源管理电路连接，用于在电源管理电路的控制下向主板电路20供电。

电压检测电路30的输入端与交流电源输出端连接，电压检测电路30的第一输出端与主板电路20连接，电压检测电路30的第二输出端与适配器10连接。电压检测电路30，用于对输入的交流电压进行采样，根据交流电压采样值计算出交流电压，将交流电压提供给主板电路20，并接收主板电路20发送的关闭指令，根据关闭指令通过电压检测电路30的第二输出端控制适配器10，以使适配器10停止向主板电路20供电。其中，电压检测电路30的第一输出端主要是指电压检测电路30和主板电路20进行通信的通信接口，例如，第一输出端可以是串行接口，例如可以是2线的通用异步收发器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)接口或3线的串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)。电压检测电路30的第二输出端实际上是一个用于控制适配器10开启与关闭其直流输出的控制接口，例如可以是一个输入输出(Input/Output，I/O)接口。其中，电压检测电路30的第二输出端具体可以通过与适配器10的输出使能端连接，通过向适配器10的输出使能端输出关断电平或使能电平实现对适配器10的输出的控制。主板电路20，用于将电压检测电路30提供的交流电压与预设预警上限值或预设预警下限值进行比较，在交流电压大于预警上限值或小于预警下限值时，保存当前数据，并通过电压检测电路30的第一输出端向电压检测电路30输出关闭指令，以控制电压检测电路30控制适配器10关闭其直流输出以停止向主板电路20供电。

其中，当前数据主要是指CPU正在处理、运行、收发、保存的一切数据，比如个人信息、传输的文档、无线接收和发送的数据等等。

其中，预警上限值和预警下限值预先设置在主板电路20的存储空间中，例如可以设置在主板电路20的闪存(Flash)中。预警上限值和预警下限值可以根据实际交流电源的输出能力以及主板电路20所支持的电压范围等进行适应性配置。举例说明，对于输出能力较弱的交流电源，预警上限值和预警下限值可分别设置为320VAC和90VAC，对于输出能力较强的交流电源，预警上限值和预警下限值可分别设置为400VAC和90VAC。

如果交流电压采样值大于预警上限值，说明交流电发生波动，交流电压的波动趋势为增大，且交流电压已经增大到如果使用该交流电压为主板电路20在内的整个***供电就有可能损坏主板电路20，如果主板电路20被损坏，意味着主板电路20会突然断电或突然停止工作从而发生数据丢失。因此，在判断出交流电压采样值大于预警上限值的这种情况时，主板电路20首先保存当前数据以防止数据丢失，然后通过电压检测电路30控制适配器10关闭其直流输出，以停止向主板电路20供电，进而防止主板电路20被损坏。

如果交流电压采样值小于预警下限值，说明交流电发生波动，交流电压的波动趋势为减小，且交流电压已经减小到如果继续使用该交流电为主板电路20在内的整个***供电有可能使主板电路20因电压不足而突然停止工作从而导致数据丢失。因此，在判断出交流电压采样值小于预警下限值的这种情况时，主板电路20首先保存当前数据以防止数据丢失，然后通过电压检测电路30控制适配器10关闭其直流输出，以防止由突然断电引起的电流冲击对主板电路20造成损坏。

在此说明，本发明各实施例中所述主板电路20主要是指主板电路20上的中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)。

在此说明，本发明各实施例所述的交流电源输出端主要是指使用市电或工业电网供电时，市电或工业电网的输出端。为了便于图示，在本发明各实施例提供的附图中均以文字“AC输入”表示交流电源输出端。

本实施例的供电电路增加了电压检测电路，通过电压检测电路对交流电源输出端输出的交流电进行采样，根据交流电压采样值计算出当前的交流电压，然后将交流电压提供给主板电路，主板电路通过将交流电压与预警上限值或预警下限值进行比较，根据比较结果判断是否会发生突然断电的情况，并在判断出有可能发生突然断电的情况时，及时保存当前数据以防止数据丢失，并通过电源检测电路控制适配器关闭其输出停止向主板电路供电，以防止突然断电对主板电路造成损坏。

图3A为本发明另一实施例提供的供电电路的结构示意图。本实施例基于图2所示实施例实现。如图3A所示，本实施例的供电电路也包括：适配器10、主板电路20和电压检测电路30。

在本实施例中，主板电路20除了具有图2所示实施例中描述的功能之外，还具有以下功能：即主板电路20还可以用于在交流电压不大于(即小于或等于)预警上限值而不小于(即大于或等于)预警下限值时，将交流电压与预设正常范围上限值或预设正常范围下限值进行比较，在交流电压大于正常范围上限值，即交流电压大于正常范围上限值且不大于预警上限值时，或者在交流电压小于正常范围下限值，即交流电压小于正常范围下限值而不小于预警下限值时，保存当前数据，并向管理中心上报交流电压不稳定的信息。其中，主板电路20可以通过其上的射频(Radio Frequency，RF)电路向管理中心上报交流电压不稳定的信息。

更进一步，为了防止突然断电对主板电路20造成损坏，主板电路20还可以在交流电压大于正常范围上限值且不大于预警上限值，或者在交流电压小于正常范围下限值但不小于预警下限值时，向电压检测电路30发送关闭指令，以控制电压检测电路30控制适配器10关闭其直流输出，以停止向主板电路20供电。

其中，正常范围上限值和正常范围下限值预先设置在主板电路20的存储空间中，例如可以设置在主板电路20的Flash中。正常范围上限值和正常范围下限值可以根据实际交流电源的输出能力以及主板电路20所支持的电压范围等进行适应性配置。举例说明，正常范围上限值和正常范围下限值可分别设置为260VAC和180VAC。

如果交流电压大于正常范围上限值，说明交流电压发生波动，交流电压的波动趋势为增大，为了防止因交流电压增大导致主板电路20被损坏而突然断电造成数据丢失，主板电路20在判断出交流电压大于正常范围上限值后首先保存当前数据以防止数据丢失。进一步，主板电路20将供电电流不稳定的情况上报给管理中心，即向管理中心上报交流电压不稳定的信息，以使管理中心记录该信息。后续，管理人员或工作人员或用户等可以根据记录的信息进行检修操作。更进一步，主板电路20还可以向电压检测电路30发送关闭指令，以使电压检测电路30控制适配器10停止向主板电路20供电。图3B给出一种电压过压波动的示意图。在图3B中，正常范围上限值设置为260VAC，预警上限值为400VAC。

如果交流电压小于正常范围下限值，说明交流电压发生波动，交流电压的波动趋势为减小，为了防止因交流电压减小导致主板电路20因电压不足(突然断电)造成数据丢失，主板电路20在判断出交流电压小于正常范围下限值后首先保存当前数据以防止数据丢失。进一步，主板电路20将供电电压不稳定的情况上报给管理中心，即向管理中心上报交流电压不稳定的信息，以使管理中心记录该信息。后续，管理人员或工作人员或用户等可以根据记录的信息进行检修操作。更进一步，主板电路20还可以向电压检测电路30发送关闭指令，以使电压检测电路30控制适配器10停止向主板电路20供电。图3C给出一种电压欠压波动的示意图。在图3C中，正常范围下限值设置为180VAC，预警下限值为90VAC。

本实施例的管理中心视主板电路20的不同而不同。例如，主板电路20可以是家用电气设备，例如冰箱、洗衣机等中的主板电路，则管理中心可以是家里设置的一台用于负责监控家里各家用电气设备的监控设备，例如个人计算机。又例如，主板电路20可以是服务器中的主板电路，则管理中心可以是对各服务器进行监控、管理的服务中心(service centre)。再例如，主板电路20可以是电力网关中的主板电路，则管理中心可以该电力网关所在小区中的服务中心。

进一步，交流电压的波动是比较常见的，尤其是在正常范围附近发生波动。为了能够提高判断交流电压在正常范围之外，预警范围之内发生波动时是否会造成主板电路20突然断电的准确性，本实施例中的主板电路20在交流电压大于正常范围上限值而不大于预警上限值的情况，或者在交流电压小于正常范围下限值而不小于预警下限值的情况下，进一步通过判断交流电压大于正常范围上限值或小于正常范围下限值的时间是否达到指定的时间，如果达到指定时间，则说明该波动很可能造成主板电路20突然断电，故主板电路20需要保存当前数据，并向管理中心上报交流电压不稳定的信息。如图3B所示，当交流电压超过260VAC30s之后，主板电路20才会执行保存当前数据，并向管理中心上报交流电压不稳定的信息的操作。如图3C所示，当交流电压小于180VAC30s之后，主板电路20才会执行保存当前数据，并向管理中心上报交流电压不稳定的信息的操作。其中，交流电压大于正常范围上限值的指定时间与交流电压小于正常范围下限值的指定时间可以相同，也可以不相同，为示区别分别记为第一指定时间和第二指定时间。其中，第一指定时间和第二指定时间可以预先配置在主板电路20中，例如可以设置在主板电路20的Flash中。其中，第一指定时间和第二指定时间可以是30秒钟、1分钟等，但不限于此。

也就是说，在交流电压不大于预警上限值且不小于预警下限值的情况下，主板电路20具体可以用于在交流电压大于正常范围上限值，且持续大于正常范围上限值第一指定时间后，或者在交流电压小于正常范围下限值，且持续小于正常范围下限值第二指定时间后，才执行保存当前数据，并向管理中心上报交流电压不稳定的信息的操作，以降低误判造成的资源浪费。

其中，主板电路20可以将当前数据保存到主板电路20的Flash中，但不限于此。

进一步，如图2所示，本实施例的电压检测电路30包括：交流采样电路301、交直流转换电路302和控制单元303。其中，控制单元303可以是微控制单元(Micro Control Unit，MCU)，但不限于此。

交流采样电路301的输入端与交流电源输出端连接，交流采样电路301的输出端与控制单元303的输入端(如图3A所示的V+和V-)连接。交流采样电路301，用于对输入的交流电压进行采样，并将交流电压采样值提供给控制单元303。其中，交流采样电路301的输入端即为电压检测电路30的输入端。

交直流转换电路302的输入端与交流电源输出端连接，交直流转换电路302的输出端与控制单元303连接，具体的是与控制单元303的电源输入端(如图3A所示的VCC)连接。交直流转换电路302，用于将输入的交流电压转换为直流，并输出给控制单元303，以向控制单元303供电。

控制单元303的第一输出端(如图3A所示的Tx和Rx)即为电压检测电路30的第一输出端，控制单元303的第二输出端(如图3A所示的I/O)即为电压检测电路30的第二输出端。控制单元303的第一输出端与主板电路20连接，控制单元303的第二输出端与适配器10连接。控制单元303，用于根据交流电压采样值计算出交流电压，然后通过控制单元303的第一输出端将交流电压提供给主板电路20，并接收主板电路20发送的关闭指令，根据关闭指令通过控制单元303的第二输出端控制适配器10，以使适配器10停止向主板电路20供电。具体的，控制单元303可以通过其一I/O接口向适配器10的输出使能端输出关断电平，控制适配器10不能输出。另外，本实施例的控制单元303还可以在交流电源输出端输出的交流电压恢复正常之后，通过向适配器10的使能输出端输出使能电平控制适配器10重新开启其输出，即重新向主板电路20供电。此时，主板电路20也可以恢复正常工作。

在本实施例中，控制单元303可以直接将根据交流采集电路301提供的交流电压采样值计算出的交流电压提供给主板电路20，这样控制单元303不需要对交流电压进行额外处理，其处理负担较轻。

除此之外，控制单元303还可以将根据交流采样电路301提供的交流电压采样值计算出的交流电压与预设正常范围上限值或预设正常范围下限值进行比较，在交流电压大于正常范围上限值或小于正常范围下限值时，通过控制单元303的第一输出端将交流电压提供给主站电路20。即控制单元303仅将波动到正常范围之外的交流电压提供给主板电路20，控制单元303通过对交流电压进行筛选，可以减少主板电路20所处理的数据量，有利于减轻主板电路20的处理负担。对于在正常范围之内的交流电压，控制单元303可以将其丢弃，不提供给主板电路20。

更进一步，控制单元303还可以在交流电压大于正常范围上限值或小于正常范围下限值时，向主板电路20发送告警信息。控制单元303通过向主板电路20发送告警信息可以提示主板电路20对该交流电压做进一步处理，有利于提高主板电路20对该交流电压进行处理的及时性，可以进一步降低发生数据丢失的概率。

其中，正常范围上限值和正常范围下限值也可以预先配置在控制单元303的存储空间中，例如可以配置在控制单元303的Flash中。控制单元303上预先配置的正常范围上限值和正常范围下限值与主板电路20上预先配置的正常范围上限值和正常范围下限值相同，在此不再细述。

更进一步，本实施例的主板电路20除了接收控制单元303在交流电压大于正常范围上限值或小于正常范围下限值时发送的交流电压和/或告警信息之外，主板电路20还可以在交流电压处于正常范围之内，即交流电压不大于正常范围上限值且不小于正常范围下限值时，通过控制单元303的第一输出端向控制单元303发送采样值获取指令，以获取交流电压采样值。相应地，控制单元303还可以通过其第一输出端接收主板电路20发送的采样值获取指令，并根据采样值获取指令，通过控制单元303的第一输出端向主板电路20发送交流电压。

在此说明，交流采样电路301提供给控制单元303的交流电压采样值是实时数据，控制单元303提供给主板电路20的交流电压也是实时数据。

进一步，如图3A所示，本实施例的适配器10主要包括初级101和次级102两部分。其中，初级101主要与交流电源输出端连接，用于接收输入的交流电压。次级102与初级101连接。优选的，适配器10可以采用普通的开关电源来实现，实现成本较低。

由于控制单元303的处于初级101一侧，而主电路板20处于次级102一侧，两者之间的噪声干扰等较为严重。为了解决该问题，控制单元303的第一输出端可以通过光耦电路与主板电路20连接，实现控制单元303与主板电路20之间的信号传递和噪声隔离，如图3A所示。

更进一步，如图3A所示，本实施例的供电电路还可以包括：过压保护电路40。过压保护电路40的输入端与交流电源输出端连接，过压保护电路40的输出端分别与适配器10的输入端和交流采样电路301的输入端连接。也就是，交流电源输出端通过过压保护电路40分别与适配器10的初级适配器101和交流采样电路301的输入端连接。

基于过压保护电路40的存在，当交流电压过高，例如比预警上限值大很多时，过压保护电路40会阻断高压以保护主板电路20和电压检测电路30。此时，主板电路20和电压检测电路30都会停止工作。另外，当交流电源输出端突然停电时，电压检测电路30和主板电路20也都会停止工作。此时，主板电路20就会突然断电而且由于电压检测电路30也停止工作而来不及保存当前数据。为了防止在这种极端情况发生数据丢失，本实施例的供电电路还包括备用电源电路50(如图3A中虚线部分所示)。备用电源电路50主要用于在过压保护电路40阻断交流电源输出端的输出后或者在交流电源突然停电时，向主板电路20供电，以便于主板电路20能够保存当前数据。

对备用电源电路50来说，其平时不工作，但可以通过适配器10的输出端来充电。基于此，备用电源电路50的输入端与适配器10连接，用于充电，如图3A所示。在此说明，本实施例的备用电源电路50还可以是非充电电源。

在此说明，本发明各实施例中的主板电路20除了保存当前数据之外，还可以进行信息发送。

本实施例的供电电路增加了电压检测电路，通过电压检测电路对交流电源输出端输出的交流电进行采样，根具交流电压采样值计算出交流电压，然后将交流电压提供给主板电路，主板电路通过将交流电压与预警上限值或预警下限值进行比较，根据比较结果判断是否会发生突然断电的情况，并在判断出有可能发生突然断电的情况时，及时保存当前数据以防止数据丢失，并通过电源检测电路控制适配器关闭输出，以防止突然断电对主板电路造成损坏。

在上述实施例中，交流采样电路301可以有很多种实现方式，例如可以使用现有的集成芯片来实现，也可以通过普通电路器件(例如电阻、电容等)搭建而成。本发明实施例给出一种交流采样电路的实现结构，如图4所示。本实施例提供的交流采样电路由电阻R1-电阻R8以及电容C1-电容C3构成。其中，电阻R1-电阻R8构成了分压电路。电容C3引出交流采样电路301的输出端，记为V+和V-。其中，输出端V+和V-用于把交流电压采样值传递给控制单元303，以供控制单元303对交流电压采样值进行处理得到交流电压。例如，控制单元303可以通过分压比例计算得出交流电压。

该电路结构实现简单，成本较低。

在上述实施例中，控制单元303可以由多种实现方式。较为优选的，控制单元303可以直接使用各种集成芯片来实现，例如可以使用TI公司的MSP430x系列的芯片、BL公司的BL6523x系列的芯片等实现，但不限于此。本发明实施例给出一种由集成芯片实现的控制单元303的结构，如图5所示。其中，V+和V-是负责接收交流电压采样值的输入引脚；RST是复位引脚；AVCC是模拟电源引脚；DVCC是数字电源引脚；AVSS是模拟地引脚；DVSS是数字地引脚；RXD和TXD是串行接口，即第一输出端；ENABLE是一I/O接口，即第二输出端；XO_OUT和XO_IN是该芯片的时钟引脚，其中晶振X1、电容C1和电容C2构成了向该芯片提供主时钟的时钟电路。其中，图4中的输出端V+和V-分别与图5中的输入引脚V+和V-连接。

在上述实施例中，交直流转换电路302可以由多种实现方式，例如可以通过电源芯片实现，也可以通过分离器件搭建，此处不做限制。

在上述实施例中，供电电路中的备用电源电路50可以采用电容方案实现，也可以采用电池方案实现。并且由于有电压检测电路30的存在，备用电源电路50的使用频率不是很高，并且仅用于供主板电路20保存数据使用，所以对电容或电池的储能能力要求不高。

在使用电池方案实现备用电源电路50时，可以使用普通的锂电池，但不限于此。

其中，使用电容方案实现备用电源电路50为更为优选的实现方案。本实施例提供一种使用电容实现的备用电源电路50的结构，如图6所示。本实施例的备用电源电路50主要由二极管D1-D4、限流电阻R和超级电容组C构成。其中，超级电容组可以是一个法拉级的电容组。超级电容的容量可根据主板电路20功耗的要求做适当选择，例如可以用2个电容串联实现。

如图6所示，输入端可以与适配器10的输出端连接，输出端与主板电路20的电源管理电路连接。具体的，供电电路正常工作时，适配器10的输出一方面给主板电路20供电，另一方面通过限流电阻给超级电容组充电；当供电电路需要关闭输出时，超级电容组会继续给主板电路20供电，同时不会倒灌回适配器10中。

本实施例提供的备用电源电路的实现结构简单，易于实现，且成本较低，使用寿命较长。

在上述实施例中，控制单元303与主板电路20连接使用的光耦电路可以由多种方式实现。本发明实施例提供一种光耦电路的具体实现结构，如图7所示。本实施例的光耦电路主要包括：光耦器件D1和光耦器件D2，以及光耦器件D1和光耦器件D2的***电路构成，其具体实现参见图7所示，在此不再详述。

其中，图7所示TXD和RXD分别与图5中的串行接口TXD和RXD连接，图7中的CPU_RX和CPU_TX分别与主板电路20上的串行接口连接。图7中的VCC是控制单元303一端的电源，VddIO是主板电路20一端的电源。

综上所述，本发明实施例可以很轻松地实现电源的智能管理，及时数据存储和信息传送，适用于直接由市电或工业电网供电的终端产品或设备，如家庭终端、电力设备等的电源保护和数据保护，在市电或工业电网电压出现异常时，可以提前预警，并做出相应的动作，不必等到危险到来后才做出反应。另外，本发明实施例提供的供电电路只需要增加一个可处理交流电压采样的交流采样电路和控制单元，一个小功率交直流转换电路给控制单元供电，几个普通的光耦电路，一个备用电源电路，实现成本较低，但可靠性高，选用工业级的器件，整机寿命可达10年以上，性价比高；另外控制单元的功耗很小，电能消耗增加不多。

图8为本发明一实施例提供的供电方法的流程图。本实施例的供电方法可使用图1或图2所示供电电路实现，也就是供电电路的工作原理。如图8所示，本实施例的供电方法包括：

步骤801、电压检测电路对由电压检测电路的输入端输入的交流电压进行采样，根据交流电压采样值计算出交流电压，然后将交流电压提供给主板电路。

步骤802、主板电路将交流电压与预设预警上限值或预设预警下限值进行比较，并在交流电压大于预警上限值或小于预警下限值时，保存当前数据，并通过电压检测电路的第一输出端向电压检测电路发送关闭指令。

步骤803、电压检测电路接收关闭指令，并通过电压检测电路的第二输出端控制适配器，以使适配器停止向主板电路供电。

其中，在正常情况下，适配器将交流电源输出端输出的交流电转换为直流电并输出给主板电路，以向主板电路供电。

电压检测电路的输入端与交流电源输出端连接，用于向电压检测电路提供交流电。由电压检测电路对输入的交流电压进行采样，根据交流电压采样值计算出交流电压，然后将交流电压提供给主板电路。主板电路通过将电压检测电路提供的交流电压与预设的预警上限值或预警下限值进行比较，根据比较结果判断是否可能出现使主板电路突然断电的情况，并在判断出可能存在使主板电路突然断电的情况时，及时保存当前数据，并通过向电压检测电路发送关闭指令，使电压检测电路控制适配器使适配器停止向主板电路供电，这样可以防止因出现突然断电对主板电路造成损坏。

其中，主板电路在判断出交流电压大于预警上限值或小于预警下限值时，确定可能会发生使其突然断电的情况。

本实施例的供电方法基于本发明实施例提供的供电电路实现，通过电压检测电路对交流电源输出端输出的交流电进行采样，根据交流电压采样值计算出交流电压，然后将交流电压提供给主板电路，主板电路通过将交流电压与预警上限值或预警下限值进行比较，根据比较结果判断是否会发生突然断电的情况，并在判断出有可能发生突然断电的情况时，及时保存当前数据以防止数据丢失，并通过电源检测电路控制适配器停止向主板电路供电，以防止突然断电对主板电路造成损坏。

图9为本发明另一实施例提供的供电方法的流程图。本实施例同样可基于图1或图2所示供电电路实现。如图9所示，本实施例的方法包括：

步骤901、电压检测电路对由电压检测电路的输入端输入的交流电压进行采样，根据交流电压采样值计算出交流电压，然后将交流电压提供给主板电路。

步骤902、主板电路将交流电压与预设预警上限值或预设预警下限值进行比较，以判断交流电压是否大于预警上限值或小于预警下限值；如果判断结果为是，执行步骤903；如果判断结果为否，执行步骤905。

如果判断结果为是，说明交流电压大于预警上限值或小于预警下限值；如果判断结果为否，说明交流电压不大于预警上限值且不小于预警下限值。

步骤903、主板电路保存当前数据，并通过电压检测电路的第一输出端向电压检测电路发送关闭指令，以使电压检测电路控制适配器停止向主板电路供电，并执行步骤904。

步骤904、电压检测电路接收关闭指令，并通过电压检测电路的第二输出端控制适配器，以使适配器停止向主板电路供电，并执行步骤907。

步骤905、主板电路将交流电压与预设正常范围上限值或预设正常范围下限值进行比较，以判断交流电压是否大于预设正常范围上限值或小于预设正常范围下限值；如果判断结果为是，执行步骤906；如果判断结果为否，执行步骤907。

如果判断结果为是，说明交流电压大于预设正常范围上限值或小于预设正常范围下限值，在以正常范围之外；如果判断结果为否，说明交流电压不大于预设正常范围上限值且不小于预设正常范围下限值，在正常范围之内。

步骤906、主板电路保存当前数据，并向管理中心上报交流电压不稳定的信息，并执行步骤907。

可选的，主板电路在交流电压大于正常范围上限值，且持续大于正常范围上限值第一指定时间后，或者在交流电压小于正常范围下限值，且持续小于正常范围下限值第二指定时间后，才执行保存当前数据，并向管理中心上报交流电压不稳定的信息的操作，有利于提高判断是否会发生突然断电的准确性。

步骤907、结束此次操作。

进一步，电压检测电路可以包括交流采样电路、交直流转换电路和控制单元。

基于此，步骤901具体可以是：电压检测电路中的交流采样电路对由交流采样电路的输入端输入的交流电压进行采样，并将交流电压采样值提供给电压检测电路中的控制单元；控制单元根据交流电压采样值计算交流电压，然后通过控制单元的第一输出端将交流提供给主板电路。

可选的，控制单元可以通过控制单元的第一输出端直接将根据交流采样电路提供的交流采样值计算出的交流电压提供给主板电路。

可选的，控制单元还可以将交流电压与预设正常范围上限值或预设正常范围下限值进行比较，在交流电压大于正常范围上限值或小于正常范围下限值时，通过控制单元的第一输出端将交流电压提供给主板电路。

进一步，控制单元还可以在交流电压大于正常范围上限值或小于正常范围下限值时，向主板电路发送告警信息。

步骤903中主板电路通过电压检测电路的第一输出端向电压检测电路发送关闭指令具体可以是：主板电路通过控制单元的第一输出端向控制单元发送关闭指令。

步骤904具体可以是：控制单元接收关闭指令，并通过控制单元的第二输出端控制适配器，以使适配器停止向主板电路供电。

在上述过程中，尤其是在交流电压不大于预设正常范围上限值且不小于预设正常范围下限值，即在正常范围之内时，主板电路还可以通过控制单元的第一输出端向控制单元发送采样值获取指令。相应的，控制单元根据采样值获取指令，通过控制单元的第一输出端向主板电路发送交流电压。

本实施例的供电方法基于本发明实施例提供的供电电路实现，通过电压检测电路对交流电源输出端输出的交流电进行采样，根据交流电压采样值计算出交流电压，然后将交流电压提供给主板电路，主板电路通过将交流电压采样值与预警上限值或预警下限值进行比较，根据比较结果判断是否会发生突然断电的情况，并在判断出有可能发生突然断电的情况时，及时保存当前数据以防止数据丢失，并通过电源检测电路控制适配器关闭输出，以防止突然断电对主板电路造成损坏。

本发明一实施例提供的一种电气设备，包括：供电电路。

其中，供电电路包括：适配器、主板电路和电压检测电路。

其中，适配器的输入端与交流电源输出端连接，适配器的输出端与主板电路连接。适配器，用于对输入的交流电压进行处理并输出直流电以给主板电路供电。

电压检测电路的输入端与交流电源输出端连接，电压检测电路的第一输出端与主板电路连接，电压检测电路的第二输出端与适配器连接。电压检测电路，用于对输入的交流电压进行采样，根据交流电压采样值计算出交流电压，将交流电压提供给主板电路，并接收主板电路发送的关闭指令，根据关闭指令通过第二输出端控制适配器，以使适配器停止向主板电路供电。

主板电路，用于将电压检测电路提供的交流电压与预设预警上限值或预设预警下限值进行比较，在交流电压大于预警上限值或小于预警下限值时，保存当前数据，并通过电压检测电路的第一输出端向电压检测电路输出关闭指令。

其中，供电电路的工作原理以及结构可参见图2所示实施例的描述，在此不再赘述。

本实施例的电气设备可以是各种使用市电或工业电网直接供电的终端产品或设备，例如家庭终端、电力设备等。举例说明，作为家庭终端的电气设备可以是洗衣机、冰箱等；作为电力设备的电气设备可以是电力网关等。

本实施例的电气设备由于包括供电电路，供电电路增加了电压检测电路，通过电压检测电路对交流电源输出端输出的交流电进行采样，根据交流电压采样值计算出交流电压，然后将交流电压提供给主板电路，主板电路通过将交流电压与预警上限值或预警下限值进行比较，根据比较结果判断是否会发生突然断电的情况，并在判断出有可能发生突然断电的情况时，及时保存当前数据以防止数据丢失，并通过电源检测电路控制适配器关闭其输出停止向主板电路供电，以防止突然断电对主板电路造成损坏。

进一步，上述电气设备中的供电电路中的主板电路还可以用于在交流电压不大于预警上限值且不小于预警下限值时，将交流电压与预设正常范围上限值或预设正常范围下限值进行比较，在交流电压大于正常范围上限值或小于正常范围下限值时，保存当前数据，并向管理中心上报交流电压不稳定的信息。主板电路在发现交流电压波动到正常范围之外时，及时保存当前数据并将情况上报，可以进一步降低数据丢失或主板电路被损坏的概率。

进一步，上述电气设备中的供电电路中的主板电路可以具体用于在交流电压大于正常范围上限值，且持续大于正常范围上限值第一指定时间后，或者在交流电压小于正常范围下限值，且持续小于正常范围下限值第二指定时间后，保存当前数据，并向管理中心上报交流电压不稳定的信息。主板电路通过这种方式可以提高判断交流电压在正常范围之外，预警范围之内发生波动时是否会造成主板电路突然断电的准确性，以降低误判造成的资源浪费。

进一步，上述电气设备中的供电电路中的电压检测电路包括：交流采样电路、交直流转换电路和控制单元。

其中，交流采样电路的输入端与交流电源输出端连接，交流采样电路的输出端与控制单元的输入端连接，交流采样电路的输入端为电压检测电路的输入端。交流采样电路，用于对输入的交流电压进行采样，并将交流电压采样值提供给控制单元。

交直流转换电路的输入端与交流电源输出端连接，交直流转换电路的输出端与控制单元连接。交直流转换电路，用于将输入的交流电压转换为直流，并输出给控制单元，以向控制单元供电。

控制单元的第一输出端与主板电路连接，控制单元的第二输出端与适配器连接，控制单元的第一输出端为电压检测电路的第一输出端，控制单元的第二输出端为电压检测电路的第二输出端。控制单元，用于根据交流电压采样值计算出交流电压，然后通过控制单元的第一输出端将交流电压提供给主板电路，并接收主板电路输出的关闭指令，然后根据关闭指令通过控制单元的第二输出端控制适配器，以使适配器停止向主板电路供电。

进一步，控制单元的第一输出端可以通过光耦电路与主板电路连接。

进一步，控制单元的第一输出端可以为一串行接口。控制单元的第二输出端可以为一I/O接口。

进一步，控制单元具体可以用于将交流电压与预设正常范围上限值或预设正常范围下限值进行比较，在交流电压大于正常范围上限值或小于正常范围下限值时，通过控制单元的第一输出端将交流电压提供给主板电路。由于控制单元仅将波动到正常范围之外的交流电压提供给主板电路，控制单元通过对交流电压进行筛选，可以减少主板电路所处理的数据量，有利于减轻主板电路的处理负担。而对于在正常范围之内的交流电压，控制单元可以将其丢弃，不提供给主板电路。

进一步，控制单元还可以用于在交流电压大于正常范围上限值或小于正常范围下限值时，向主板电路发送告警信息。控制单元通过向主板电路发送告警信息可以提示主板电路对该交流电压做进一步处理，有利于提高主板电路对该交流电压进行处理的及时性，可以进一步降低发生数据丢失的概率。

进一步，主板电路还可以用于通过控制单元的第一输出端向控制单元发送采样值获取指令。尤其在交流电压不大于正常范围上限值且不小于正常范围下限值时，主板电路可以通过控制单元的第一输出端向控制单元发送采样值获取指令。相应地，控制单元还可以用于根据采样值获取指令，通过控制单元的第一输出端向主板电路发送交流电压。

更进一步，上述电气设备中的供电电路还可以包括：过压保护电路。

过压保护电路的输入端与交流电源输出端连接，过压保护电路的输出端分别与适配器的输入端和交流采样电路的输入端连接。

更进一步，上述电气设备中的供电电路还可以包括：备用电源电路。

备用电源电路，用于在过压保护电路阻断交流电源输出端的输出后向主板电路供电，以使主板电路保存当前数据。

可选的，本实施例的备用电源电路为充电电源，备用电源电路的输入端与适配器的输出端连接，用以通过适配器进行充电。

上述电气设备中供电电路的结构和工作原理可参见图3A所示实施例的描述，在此不再赘述。

本实施例的电气设备由于包括供电电路，供电电路增加了电压检测电路，通过电压检测电路对交流电源输出端输出的交流电进行采样，根据交流电压采样值计算出交流电压，然后将交流电压提供给主板电路，主板电路通过将交流电压与预警上限值或预警下限值进行比较，根据比较结果判断是否会发生突然断电的情况，并在判断出有可能发生突然断电的情况时，及时保存当前数据以防止数据丢失，并通过电源检测电路控制适配器关闭其输出停止向主板电路供电，以防止突然断电对主板电路造成损坏。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。

Claims (23)

1.一种供电电路，其特征在于，包括：适配器、主板电路和电压检测电路；

所述适配器的输入端与交流电源输出端连接，所述适配器的输出端与所述主板电路连接，所述适配器，用于对输入的交流电压进行处理并输出直流电以给所述主板电路供电；

所述电压检测电路的输入端与所述交流电源输出端连接，所述电压检测电路的第一输出端与所述主板电路连接，所述电压检测电路的第二输出端与所述适配器连接，所述电压检测电路，用于对输入的交流电压进行采样，根据交流电压采样值计算出交流电压，将所述交流电压提供给所述主板电路，并接收所述主板电路发送的关闭指令，根据所述关闭指令通过所述第二输出端控制所述适配器，以使所述适配器停止向所述主板电路供电；

所述主板电路，用于将所述电压检测电路提供的交流电压与预设预警上限值或预设预警下限值进行比较，在所述交流电压大于所述预警上限值或小于所述预警下限值时，保存当前数据，并通过所述电压检测电路的第一输出端向所述电压检测电路输出所述关闭指令。

2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述主板电路还用于在所述交流电压不大于所述预警上限值且不小于所述预警下限值时，将所述交流电压与预设正常范围上限值或预设正常范围下限值进行比较，在所述交流电压大于所述正常范围上限值或小于所述正常范围下限值时，保存所述当前数据，并向管理中心上报交流电压不稳定的信息。

3.根据权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述主板电路具体用于在所述交流电压大于所述正常范围上限值，且持续大于所述正常范围上限值第一指定时间后，或者在所述交流电压小于所述正常范围下限值，且持续小于所述正常范围下限值第二指定时间后，保存所述当前数据，并向所述管理中心上报交流电压不稳定的信息。

4.根据权利要求1或2或3所述的供电电路，其特征在于，所述电压检测电路包括：交流采样电路、交直流转换电路和控制单元；

所述交流采样电路的输入端与所述交流电源输出端连接，所述交流采样电路的输出端与所述控制单元的输入端连接，所述交流采样电路的输入端为所述电压检测电路的输入端；所述交流采样电路，用于对所述输入的交流电压进行采样，并将所述交流电压采样值提供给所述控制单元；

所述交直流转换电路的输入端与所述交流电源输出端连接，所述交直流转换电路的输出端与所述控制单元连接，所述交直流转换电路，用于将所述输入的交流电压转换为直流，并输出给所述控制单元，以向所述控制单元供电；

所述控制单元的第一输出端与所述主板电路连接，所述控制单元的第二输出端与所述适配器连接，所述控制单元的第一输出端为所述电压检测电路的第一输出端，所述控制单元的第二输出端为所述电压检测电路的第二输出端；所述控制单元，用于根据所述交流电压采样值计算出所述交流电压，通过所述控制单元的第一输出端将所述交流电压提供给所述主板电路，并接收所述主板电路输出的所述关闭指令，然后根据所述关闭指令通过所述控制单元的第二输出端控制所述适配器，以使所述适配器停止向所述主板电路供电。

5.根据权利要求4所述的供电电路，其特征在于，所述控制单元的第一输出端通过光耦电路与所述主板电路连接。

6.根据权利要求4或5所述的供电电路，其特征在于，所述控制单元的第一输出端为一串行接口。

7.根据权利要求4或5所述的供电电路，其特征在于，所述控制单元具体用于将所述交流电压与预设正常范围上限值或预设正常范围下限值进行比较，在所述交流电压大于所述正常范围上限值或小于所述正常范围下限值时，通过所述控制单元的第一输出端将所述交流电压提供给所述主板电路。

8.根据权利要求7所述的供电电路，其特征在于，所述控制单元还用于在所述交流电压大于所述正常范围上限值或小于所述正常范围下限值时，向所述主板电路发送告警信息。

9.根据权利要求4或5或7或8所述的供电电路，其特征在于，所述主板电路还用于通过所述控制单元的第一输出端向所述控制单元发送采样值获取指令；

所述控制单元还用于根据所述采样值获取指令，通过所述控制单元的第一输出端向所述主板电路发送所述交流电压。

10.根据权利要求4或5或6或7或8或9所述的供电电路，其特征在于，还包括：过压保护电路；

所述过压保护电路的输入端与所述交流电源输出端连接，所述过压保护电路的输出端分别与所述适配器的输入端和所述交流采样电路的输入端连接。

11.根据权利要求10所述的供电电路，其特征在于，还包括：备用电源电路；

所述备用电源电路，用于在所述过压保护电路阻断所述交流电源输出端的输出后向所述主板电路供电，以使所述主板电路保存所述当前数据。

12.一种电气设备，其特征在于，包括：供电电路；

所述供电电路包括：适配器、主板电路和电压检测电路；

所述适配器的输入端与交流电源输出端连接，所述适配器的输出端与所述主板电路连接，所述适配器，用于对输入的交流电压进行处理并输出直流电以给所述主板电路供电；

所述电压检测电路的输入端与所述交流电源输出端连接，所述电压检测电路的第一输出端与所述主板电路连接，所述电压检测电路的第二输出端与所述适配器连接，所述电压检测电路，用于对输入的交流电压进行采样，根据交流电压采样值计算出交流电压，将所述交流电压提供给所述主板电路，并接收所述主板电路发送的关闭指令，根据所述关闭指令通过所述第二输出端控制所述适配器，以使所述适配器停止向所述主板电路供电；

所述主板电路，用于将所述电压检测电路提供的交流电压与预设预警上限值或预设预警下限值进行比较，在所述交流电压大于所述预警上限值或小于所述预警下限值时，保存当前数据，并通过所述电压检测电路的第一输出端向所述电压检测电路输出所述关闭指令。

13.根据权利要求12所述的电气设备，其特征在于，所述主板电路还用于在所述交流电压不大于所述预警上限值且不小于所述预警下限值时，将所述交流电压与预设正常范围上限值或预设正常范围下限值进行比较，在所述交流电压大于所述正常范围上限值或小于所述正常范围下限值时，保存所述当前数据，并向管理中心上报交流电压不稳定的信息。

14.根据权利要求13所述的电气设备，其特征在于，所述主板电路具体用于在所述交流电压大于所述正常范围上限值，且持续大于所述正常范围上限值第一指定时间后，或者在所述交流电压小于所述正常范围下限值，且持续小于所述正常范围下限值第二指定时间后，保存所述当前数据，并向所述管理中心上报交流电压不稳定的信息。

15.根据权利要求12或13或14所述的电气设备，其特征在于，所述电压检测电路包括：交流采样电路、交直流转换电路和控制单元；

所述交流采样电路的输入端与所述交流电源输出端连接，所述交流采样电路的输出端与所述控制单元的输入端连接，所述交流采样电路的输入端为所述电压检测电路的输入端；所述交流采样电路，用于对所述输入的交流电压进行采样，并将所述交流电压采样值提供给所述控制单元；

所述交直流转换电路的输入端与所述交流电源输出端连接，所述交直流转换电路的输出端与所述控制单元连接，所述交直流转换电路，用于将所述输入的交流电压转换为直流，并输出给所述控制单元，以向所述控制单元供电；

所述控制单元的第一输出端与所述主板电路连接，所述控制单元的第二输出端与所述适配器连接，所述控制单元的第一输出端为所述电压检测电路的第一输出端，所述控制单元的第二输出端为所述电压检测电路的第二输出端；所述控制单元，用于根据所述交流电压采样值计算所述交流电压，通过所述控制单元的第一输出端将所述交流电压提供给所述主板电路，并接收所述主板电路输出的所述关闭指令，然后根据所述关闭指令通过所述控制单元的第二输出端控制所述适配器，以使所述适配器停止向所述主板电路供电。

16.根据权利要求15所述的电气设备，其特征在于，所述控制单元的第一输出端通过光耦电路与所述主板电路连接。

17.根据权利要求15或16所述的电气设备，其特征在于，所述控制单元的第一输出端为一串行接口。

18.根据权利要求15或16所述的电气设备，其特征在于，所述控制单元具体用于将所述交流电压与预设正常范围上限值或预设正常范围下限值进行比较，在所述交流电压大于所述正常范围上限值或小于所述正常范围下限值时，通过所述控制单元的第一输出端将所述交流电压提供给所述主板电路。

19.根据权利要求18所述的电气设备，其特征在于，所述控制单元还用于在所述交流电压大于所述正常范围上限值或小于所述正常范围下限值时，向所述主板电路发送告警信息。

20.根据权利要求15或16或18或19所述的电气设备，其特征在于，所述主板电路还用于通过所述控制单元的第一输出端向所述控制单元发送采样值获取指令；

所述控制单元还用于根据所述采样值获取指令，通过所述控制单元的第一输出端向所述主板电路发送所述交流电压。

21.根据权利要求15或16或17或18或19或20所述的电气设备，其特征在于，所述供电电路还包括：过压保护电路；

所述过压保护电路的输入端与所述交流电源输出端连接，所述过压保护电路的输出端分别与所述适配器的输入端和所述交流采样电路的输入端连接。

22.根据权利要求21所述的电气设备，其特征在于，所述供电电路还包括：备用电源电路；

所述备用电源电路，用于在所述过压保护电路阻断所述交流电源输出端的输出后向所述主板电路供电，以使所述主板电路保存所述当前数据。

23.根据权利要求12-22任一项所述的电气设备，其特征在于，所述电气设备为电力网关。

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