CN211530835U - 断电续航电路及传感器 - Google Patents
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Abstract
一种断电续航电路及传感器，通过加入储能元件和开关电路，实现了在外部电源正常工作时，连接所述外部电源和所述负载的供电通路并储蓄外部电源的部分电能，当外部电源断电时，切断所述外部电源与储能元件的连接，从而使得储能元件的电能能持续为负载供电，进而使得负载可不间断工作，避免储能元件的电能被外部电源迅速泄放到地而导致负载停止工作的问题，解决了传统的技术方案中存在的当外部电路断电时，负载因断电而间断工作的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于供电技术领域，尤其涉及一种断电续航电路及带有断电续航电路的传感器。
背景技术
目前，传统的电子负载在外部电源断电时，一般是通过内部的储能电容对负载进行供电，但是当外部电源由于短路或者其他原因断电而导致短路时，此时储能电容的电能会通过外部电源迅速泄放到地，从而使得负载断电，因此，传统的技术方案中存在当外部电路断电时，负载因断电而间断工作的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种断电续航电路及压力传感器电源，旨在解决传统的技术方案中存在的当外部电路断电时，负载因断电而间断工作的问题。
本实用新型实施例的第一方面提供了一种断电续航电路，包括：
储能元件，所述储能元件设置成与负载连接，用于在负载的外部电源断电时，为负载持续供电；和
开关电路，所述开关电路的输入端用于与外部电源连接，输出端连接负载和所述储能元件；
当外部电源供电时，所述开关电路将外部电源的电能传输到负载和所述储能元件；
当外部电源断电时，所述开关电路切断外部电源与所述储能元件的通路；所述储能元件为负载持续供电。
在一个实施例中，所述开关电路包括第一开关管，所述第一开关管的输入端与所述外部电源的正输出端连接，所述第一开关管的输出端和所述负载的电源端和所述储能元件的第一端连接，所述第一开关管的控制端和所述外部电源的负输出端连接，所述第一开关管被配置为在所述外部电源正常供电时导通，和在所述外部电源断电时截止。
在一个实施例中，所述第一开关管包括PMOS管，所述PMOS管的栅极作为所述第一开关管的控制端，所述PMOS管的源极作为所述第一开关管的输入端，所述PMOS管的漏极作为所述第一开关管的输出端。
在一个实施例中，所述第一开关管包括PNP三极管，所述PNP三极管的基极作为所述第一开关管的控制端，所述PNP三极管的发射极作为所述第一开关管的输入端，所述PNP三极管的集电极作为所述第一开关管的输出端。
在一个实施例中，所述开关电路包括：二极管，所述二极管的正极与所述外部电源的正输出端连接，所述二极管的负极与所述负载的电源端和所述储能元件的第一端连接。
在一个实施例中，所述开关电路包括第二开关管和第一电阻，所述第二开关管的输入端与所述外部电源的正输出端连接，所述第二开关管的输出端和所述负载的电源端和所述储能元件的第一端连接，所述第二开关管的控制端和第一电阻的第二端连接，所述第一电阻的第一端和所述外部电源的正输出端连接，所述第二开关管被配置为在所述外部电源正常供电时导通，和在所述外部电源断电时截止。
在一个实施例中，所述第二开关管包括：NMOS管，所述NMOS管的栅极作为所述第二开关管的控制端，所述NMOS管的漏极作为所述第二开关管的输入端，所述NMOS管的源极作为所述第二开关管的输出端。
在一个实施例中，所述第二开关管包括：NPN三极管，所述NPN三极管的基极作为所述第二开关管的控制端，所述NPN三极管的集电极作为所述第二开关管的输入端，所述NPN三极管的发射极作为所述第二开关管的输出端。
在一个实施例中，所述储能元件包括一个电容或两个以上电容并联，各个电容的第一端作为所述储能元件的第一端，各个电容的第二端作为所述储能元件的第二端。
本实用新型实施例的第二方面提供了一种传感器，包括：
感测元件，所述感测元件输出感测信号；
信号处理电路，所述信号处理电路与所述感测元件电连接，用于接收所述感测信号；以及
如本实用新型实施例的第一方面所述的断电续航电路，所述断电续航电路将所述信号处理电路连接至外部电源。
在一个实施例中，所述传感器还包括电路板，所述信号处理电路与所述断电续航电路设置在所述电路板上。
在一个实施例中，当外部电源断电时，所述储能元件为所述信号处理电路持续供电时间为100μs至400μs。
在一个实施例中，当外部电源断电时，所述储能元件为所述信号处理电路持续供电时间为200μs至400μs。
在一个实施例中，所述传感器为压力传感器。
上述的断电续航电路，通过加入储能元件和开关电路，实现了在外部电源正常工作时，连接所述外部电源和所述负载的供电通路并储蓄外部电源的部分电能，当外部电源断电时，切断所述外部电源与储能元件的连接，从而使得储能元件的电能能持续为负载供电，进而使得负载可不间断工作，避免储能元件的电能被外部电源迅速泄放到地而导致负载停止工作的问题，解决了传统的技术方案中存在的当外部电路断电时，负载因断电而间断工作的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一实施例提供的断电续航电路的电路示意图；
图2为图1所示的断电续航电路的中开关电路的示例电路原理图；
图3为图2所示的开关电路的第一开关管的示例电路原理图；
图4为图2所示的开关电路的第一开关管的另一示例电路原理图；
图5为图1所示的断电续航电路的中开关电路的另一示例电路原理图；
图6为图1所示的断电续航电路的中开关电路的另一示例电路原理图；
图7为图6所示开关电路的第二开关管的示例电路原理图；
图8为图6所示开关电路的第二开关管的另一示例电路原理图；
图9为图1所示的断电续航电路的中储能元件的示例电路原理图；
图10为本实用新型一实施例提供的传感器电源的电路示意图；
图11为本实用新型一实施例提供的传感器的电路示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1，本实用新型实施例的第一方面提供的断电续航电路的电路示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
本实施例中的断电续航电路，包括：储能元件300和开关电路200，储能元件300与负载400连接，开关电路200的输入端用于与外部电源100连接、开关电路200的输出端与负载400和储能元件300连接；当外部电源100供电时，开关电路200将外部电源100的电能传输到负载400和储能元件300；当外部电源100断电时，开关电路200切断外部电源100与储能元件300的通路；储能元件300为负载400持续供电。
应理解，本实施例中的储能元件300可以由储能元件构成，例如储能电容、可充电电池等；开关电路200可以由具备控制端的开关器件或者具有单向导通功能的器件构成，例如开关管、二极管等。
本实施例中的断电续航电路，通过加入储能元件300和开关电路200，实现了在外部电源100正常工作时，连接外部电源100和负载400的供电通路并储蓄外部电源100的部分电能，当外部电源100断电时，切断外部电源100与储能元件300的连接，从而使得储能元件300的电能能持续为负载400供电，进而使得负载400可不间断工作，避免储能元件300的电能被外部电源100迅速泄放到地而导致负载400停止工作的问题，解决了传统的技术方案中存在的当外部电路断电时，负载400因断电而间断工作的问题。
请参阅图2，在一个实施例中，开关电路200包括第一开关管210，第一开关管210的输入端与外部电源100的正输出端连接，第一开关管210的输出端和负载400的电源端VDD和储能元件300的第一端连接，第一开关管210的控制端和外部电源100的负输出端连接，第一开关管210被配置为在外部电源100正常供电时导通，和在外部电源100断电时截止。
应理解，第一开关管210可以包括MOS管、三极管、TGBT晶闸管等三端可控电子器件。
请参阅图3，在一个实施例中，第一开关管210包括PMOS管Q1，PMOS管Q1的栅极作为第一开关管210的控制端，PMOS管Q1的源极作为第一开关管210的输入端，PMOS管Q1的漏极作为第一开关管210的输出端。
应理解，当外部电源100正常供电时，PMOS管Q1的源极为高电平，PMOS管Q1的栅极为低电平，此时PMOS管Q1导通，外部电源100的电能可以通过PMOS管Q1传输到储能元件300和负载400；当外部电源100微中断时，PMOS管Q1的源极为低电平，PMOS管Q1的栅极为低电平，PMOS管Q1的漏极为高电平，此时PMOS管Q1截止，储能元件300的电能不能通过PMOS管Q1传输到外部电源100从而泄放到地，此时储能元件300的电能只供应给负载400，从而保证负载400不间断工作。
请参阅图4，在一个实施例中，第一开关管210包括PNP三极管Q2，PNP三极管Q2的基极作为第一开关管210的控制端，PNP三极管Q2的发射极作为第一开关管210的输入端，PNP三极管Q2的集电极作为第一开关管210的输出端。
应理解，当外部电源100正常供电时，PNP三极管Q2的发射极为高电平，PNP三极管Q2的基极为低电平，此时PNP三极管Q2导通，外部电源100的电能可以通过PNP三极管Q2传输到储能元件300和负载400；当外部电源100微中断时，PNP三极管Q2的发射极为低电平，PNP三极管Q2的基极为低电平，PNP三极管Q2的集电极为高电平，此时PNP三极管Q2截止，储能元件300的电能不能通过PNP三极管Q2传输到外部电源100从而泄放到地，此时储能元件300的电能只供应给负载400，从而保证负载400不间断工作。
请参阅图5，在一个实施例中，开关电路200包括：二极管D1，二极管D1的正极与外部电源100的正输出端连接，二极管D1的负极与负载400的电源端VDD和储能元件300的第一端连接。
应理解，本实施例中的开关电路200通过加入二极管D1，从而保证电能只能从外部电源100单向传输到储能元件300和负载400，而不能从储能元件300传输到外部电源100，从而实现了当外部电源100断电时，储能元件300的电能不会通过外部电源100泄放到地，此时储能元件300的电能只供应给负载400，从而保证负载400不间断工作。
请参阅图6，在一个实施例中，开关电路200包括第二开关管220和第一电阻R1，第二开关管220的输入端与外部电源100的正输出端连接，第二开关管220的输出端和负载400的电源端VDD和储能元件300的第一端连接，第二开关管220的控制端和第一电阻R1的第二端连接，第一电阻R1的第一端和外部电源100的正输出端连接，第二开关管220被配置为在外部电源100正常供电时导通，和在外部电源100断电时截止。
应理解，第二开关管220可以包括MOS管、三极管、TGBT晶闸管等三端可控电子器件。
请参阅图7，在一个实施例中，第二开关管220包括：NMOS管Q3，NMOS管Q3的栅极作为第二开关管220的控制端，NMOS管Q3的漏极作为第二开关管220的输入端，NMOS管Q3的源极作为第二开关管220的输出端。
应理解，当外部电源100正常供电时，NMOS管Q3的漏极为高电平，NMOS管Q3的栅极为高电平，此时NMOS管Q3导通，外部电源100的电能可以通过NMOS管Q3传输到储能元件300和负载400；当外部电源100微中断时，NMOS管Q3的漏极为低电平，NMOS管Q3的栅极为低电平，NMOS管Q3的源极为高电平，此时NMOS管Q3截止，储能元件300的电能不能通过NMOS管Q3传输到外部电源100从而泄放到地，此时储能元件300的电能只供应给负载400，从而保证负载400不间断工作。
请参阅图8，在一个实施例中，第二开关管220包括：NPN三极管Q4，NPN三极管Q4的基极作为第二开关管220的控制端，NPN三极管Q4的集电极作为第二开关管220的输入端，NPN三极管Q4的发射极作为第二开关管220的输出端。
应理解，当外部电源100正常供电时，NPN三极管Q4的集电极为高电平，NPN三极管Q4的基极为高电平，此时NPN三极管Q4导通，外部电源100的电能可以通过NPN三极管Q4传输到储能元件300和负载400；当外部电源100微中断时，NPN三极管Q4的集电极为低电平，NPN三极管Q4的基极为低电平，NPN三极管Q4的发射极为高电平，此时NPN三极管Q4截止，储能元件300的电能不能通过NPN三极管Q4传输到外部电源100从而泄放到地，此时储能元件300的电能只供应给负载400，从而保证负载400不间断工作。
请参阅图9，在一个实施例中，储能元件300包括电容C1，电容C1的第一端作为储能元件300的第一端，电容C1的第二端作为储能元件300的第二端。
应理解，在其他实施例中，储能元件300可以包括两个以上电容并联，各个电容的第一端作为储能元件300的第一端，各个电容的第二端作为储能元件300的第二端。
请参阅图10，本实用新型实施例的第二方面提供了一种传感器电源，包括：外部电源100和如本实用新型实施例的第一方面所述的断电续航电路，断电续航电路与外部电源100和传感器410连接；外部电源100用于供电；断电续航电路被配置在外部电源100断电时断开与外部电源100的连接，并为传感器410持续提供电能，应理解，传感器410可以为压力传感器、温度传感器等。
应理解，本实施中的外部电源100与本实用新型实施例的第一方面外部电源100可以为同一电路或者装置。
请参阅图11，本实用新型实施例的第三方面提供了一种传感器，本实施例中的传感器包括：感测元件10、信号处理电路20以及如本实用新型实施例的第一方面所述的断电续航电路30，信号处理电路20与感测元件10电连接，断电续航电路30将信号处理电路20连接至外部电源100；感测元件10输出感测信号；信号处理电路20用于接收感测信号10。
应理解，感测元件10可以为温度感测元件、压力感测元件、湿度感测元件等；当感测元件10为温度感测元件时，感测元件10输出的感测信号为温度感测信号；当感测元件10为压力感测元件时，感测元件10输出的感测信号为压力感测信号；当感测元件10为湿度感测元件时，感测元件10输出的感测信号为湿度感测信号。
可选的，信号处理电路20可以包括信号获取电路、信号放大电路、信号比较电路、模数转换电路中的一种或多种。
应理解，本实施例中的断电续航电路30与本实施例的第一方面所述的断电续航电路为同一电路。本实施中的外部电源100与本实用新型实施例的第一方面外部电源100可以为同一电路或者装置。
本实施例中的传感器，通过加入了感测元件、信号处理电路以及断电续航电路，从而当外部电源断电时，断电续航电路持续为信号处理电路供电，实现了在外部电源断电的情况下，感测元件和信号处理电路仍然可以正常工作，解决了传统的技术方案中存在的当外部电路断电时，传感器因断电而间断工作的问题。
在一个实施例中，传感器还包括电路板，信号处理电路20与断电续航电路30设置在电路板上。
在一个实施例中，当外部电源100断电时，储能元件300为信号处理电路20持续供电时间为100μs至400μs。
应理解，在实际运用和储能元件300的选型中，可以通过检测感测元件10和信号处理电路20在100μs至400μs内的耗电量，从而选择电容量大于该耗电量的储能元件作为储能元件300。
在一个实施例中，当外部电源100断电时，储能元件300为信号处理电路20持续供电时间为200μs至400μs。
应理解，在实际运用和储能元件300的选型中，可以通过检测感测元件10和信号处理电路20在200μs至400μs内的耗电量，从而选择电容量大于该耗电量的储能元件作为储能元件300。
在一个实施例中，传感器为压力传感器。应理解，当传感器为压力传感器时，感测元件10为压力感测元件，感测元件10输出的感测信号为压力感测信号。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种断电续航电路，其特征在于，包括：
储能元件，所述储能元件设置成与负载连接，用于在负载的外部电源断电时，为负载持续供电；和
开关电路，所述开关电路的输入端用于与外部电源连接，输出端连接负载和所述储能元件；
当外部电源供电时，所述开关电路将外部电源的电能传输到负载和所述储能元件；
当外部电源断电时，所述开关电路切断外部电源与所述储能元件的通路；所述储能元件为负载持续供电。
2.如权利要求1所述的断电续航电路，其特征在于，所述开关电路包括第一开关管，所述第一开关管的输入端与所述外部电源的正输出端连接，所述第一开关管的输出端和所述负载的电源端和所述储能元件的第一端连接，所述第一开关管的控制端和所述外部电源的负输出端连接，所述第一开关管被配置为在所述外部电源正常供电时导通，和在所述外部电源断电时截止。
3.如权利要求2所述的断电续航电路，其特征在于，所述第一开关管包括PMOS管，所述PMOS管的栅极作为所述第一开关管的控制端，所述PMOS管的源极作为所述第一开关管的输入端，所述PMOS管的漏极作为所述第一开关管的输出端。
4.如权利要求2所述的断电续航电路，其特征在于，所述第一开关管包括PNP三极管，所述PNP三极管的基极作为所述第一开关管的控制端，所述PNP三极管的发射极作为所述第一开关管的输入端，所述PNP三极管的集电极作为所述第一开关管的输出端。
5.如权利要求1所述的断电续航电路，其特征在于，所述开关电路包括：二极管，所述二极管的正极与所述外部电源的正输出端连接，所述二极管的负极与所述负载的电源端和所述储能元件的第一端连接。
6.如权利要求1所述的断电续航电路，其特征在于，所述开关电路包括第二开关管和第一电阻，所述第二开关管的输入端与所述外部电源的正输出端连接，所述第二开关管的输出端和所述负载的电源端和所述储能元件的第一端连接，所述第二开关管的控制端和第一电阻的第二端连接，所述第一电阻的第一端和所述外部电源的正输出端连接，所述第二开关管被配置为在所述外部电源正常供电时导通，和在所述外部电源断电时截止。
7.如权利要求6所述的断电续航电路，其特征在于，所述第二开关管包括：NMOS管，所述NMOS管的栅极作为所述第二开关管的控制端，所述NMOS管的漏极作为所述第二开关管的输入端，所述NMOS管的源极作为所述第二开关管的输出端。
8.如权利要求6所述的断电续航电路，其特征在于，所述第二开关管包括：NPN三极管，所述NPN三极管的基极作为所述第二开关管的控制端，所述NPN三极管的集电极作为所述第二开关管的输入端，所述NPN三极管的发射极作为所述第二开关管的输出端。
9.如权利要求1-8任意一项所述的断电续航电路，其特征在于，所述储能元件包括一个电容或两个以上电容并联，各个电容的第一端作为所述储能元件的第一端，各个电容的第二端作为所述储能元件的第二端。
10.一种传感器，其特征在于，包括：
感测元件，所述感测元件输出感测信号；
信号处理电路，所述信号处理电路与所述感测元件电连接，用于接收所述感测信号；以及
如权利要求1-9任意一项所述断电续航电路，所述断电续航电路将所述信号处理电路连接至外部电源。
11.如权利要求10所述的传感器，其特征在于，还包括电路板，所述信号处理电路与所述断电续航电路设置在所述电路板上。
12.如权利要求10所述的传感器，其特征在于，当外部电源断电时，所述储能元件为所述信号处理电路持续供电时间为100μs至400μs。
13.如权利要求12所述的传感器，其特征在于，当外部电源断电时，所述储能元件为所述信号处理电路持续供电时间为200μs至400μs。
14.如权利要求10所述的传感器，其特征在于，所述传感器为压力传感器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |