一種功率切換電路及視頻監控裝置的制造方法

一種功率切換電路及視頻監控裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種功率切換電路及視頻監控裝置。該功率切換電路包括：控制單元、通斷單元和加熱裝置，通斷單元與控制單元連接，并串聯在加熱裝置的供電回路中；控制單元根據接收的紅外燈工作指示信號向通斷單元輸出斷開驅動信號，使通斷單元斷開加熱裝置的供電回路；控制單元根據接收的紅外燈未工作指示信號向通斷單元輸出導通驅動信號，使通斷單元導通加熱裝置供電回路。本實用新型通過將通斷單元與加熱裝置串聯，當控制單元接收到紅外燈工作指示信號時，輸出斷開驅動信號至通斷單元，使通斷單元斷開加熱裝置所在供電回路，使得加熱裝置停止加熱，解決功率過大的問題。由于采用硬件電路的控制方式，提高了系統的穩定性，且降低了維護成本。
【專利說明】
一種功率切換電路及視頻監控裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及電路控制領域，尤其涉及一種功率切換電路及視頻監控裝置。
【背景技術】
[0002]隨著監控系統的廣泛使用，要求視頻監控裝置能夠運行于不同的工作環境。比如視頻監控裝置為了在夜晚工作環境下也能采集到清晰的圖像，需配備有用于補光的紅外燈;為了防止視頻監控裝置在低溫環境下結冰、結霧影響畫質，現有視頻監控裝置內部需設置有加熱裝置，一般使用加熱電阻，以及為加強對流與加熱電阻同時使用的風扇。
[0003]為了簡化視頻監控裝置的電源供電布線，通常采用P0E(Power over Ethernet，以太網供電)技術，即在為一些基于IP(Internet Protocol，網絡協議)的終端設備(如IP電話機、無線局域網接入點AP、網絡視頻監控裝置等)傳輸數據信號的同時，還能為此類設備提供直流供電的技術。可以在以太網鏈路中通過雙絞線來傳輸電力到裝置上的技術，只需要使用一根網線即可同時實現數據傳輸和供電。目前業界通常采用802.3af標準，該標準規定供電設備可以向用電設備提供12.95W的功率。但是，當上述攝像機中的紅外燈、加熱電阻、風扇同時工作時會超出12.95W的限制，致使攝像機不能正常工作。為解決上述攝像機的功率情況，現有技術中采用單片機控制紅外燈、加熱電阻、風扇的交替工作。當單片機根據使用環境輸出信號控制紅外燈工作時，同時輸出信號控制加熱電阻和風扇停止工作；當單片機根據使用環境輸出信號控制加熱電阻和風扇工作，同時輸出信號控制紅外燈停止工作。
[0004]然而，使用單片機控制紅外燈、加熱電阻、風扇的交替工作以防止功率過大的控制方式，涉及到主芯片與單片機通信協議、雙操作系統，軟件維護成本高，同時較硬件電路的控制方式而言穩定性較低。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型提供一種功率切換電路，通過硬件電路解決功率過大的問題。
[0006]本實用新型的一個實施例提供的一種功率切換電路，包括:控制單元、通斷單元和加熱裝置，所述通斷單元與所述控制單元連接，并串聯在所述加熱裝置的供電回路中；
[0007]所述控制單元根據接收到的紅外燈工作指示信號向所述通斷單元輸出斷開驅動信號，所述通斷單元接收到所述斷開驅動信號后斷開所述加熱裝置的供電回路；
[0008]所述控制單元根據接收到的紅外燈未工作指示信號向所述通斷單元輸出導通驅動信號，所述通斷單元接收到所述導通驅動信號后導通所述加熱裝置的供電回路。
[0009]可選地，所述控制單元包括:導通驅動單元和功率斷開驅動單元；
[0010]所述導通驅動單元的輸出端和所述功率斷開驅動單元的輸出端分別與所述通斷單元的輸入端連接；
[0011]所述導通驅動單元輸出導通驅動信號至所述通斷單元；
[0012]所述功率斷開驅動單元根據接收到的紅外燈工作指示信號向所述通斷單元輸出斷開驅動信號。
[0013]可選地，所述功率斷開驅動單元的數量為一個或多個；
[0014]每個功率斷開驅動單元的輸入端與一路紅外燈指示信號的輸出端連接，根據接收到的紅外燈工作指示信號向所述通斷單元輸出斷開驅動信號。
[0015]可選地，所述通斷單元為電子開關器件。
[0016]可選地，所述電子開關器件包括N溝道增強型MOS管;所述N溝道增強型MOS管的柵極作為所述電子開關器件的輸入端，源極與參考地連接，漏極與所述加熱裝置連接。
[0017]可選地，所述導通驅動單元包括第一電阻；
[0018]所述第一電阻的一端與N溝道增強型MOS管的柵極連接，另一端與控制供電電源輸出端連接。
[0019]可選地，所述紅外燈指示信號輸出端包括紅外燈電路的高電位輸出端和紅外燈電路的低電位輸出端，且所述低電位輸出端不與參考地連接；
[0020]所述功率斷開驅動單元，包括第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一 NPN
型三極管和第一 PNP型三極管；
[0021]所述第一PNP型三極管的發射極與高電位輸出端連接，基極通過第三電阻與低電位輸出端連接;所述第二電阻的兩端分別與第一 PNP型三極管的發射極、基極連接;所述第一 NPN型三極管的基極通過第四電阻與所述第一 PNP型三極管的集電極連接，發射極與參考地連接，集電極作為功率斷開驅動單元的輸出端與N溝道增強型MOS管的柵極連接;所述第五電阻的兩端分別與第一 NPN型三極管的基極、發射極連接。
[0022]可選地，所述紅外燈指示信號輸出端包括紅外燈電路的高電位輸出端和紅外燈電路的低電位輸出端，且所述低電位輸出端與參考地連接；
[0023]所述功率斷開驅動單元，包括第六電阻和第二 NPN型三極管；
[0024]所述第二NPN型三極管的基極通過第六電阻與高電位輸出端連接，發射極與參考地連接，集電極作為功率斷開驅動單元的輸出端與N溝道增強型MOS管的柵極連接。
[0025]可選地，所述控制單元中還包括高溫斷開驅動單元，所述高溫斷開驅動單元包括第七電阻和第三NPN型三極管；
[0026]所述第三NPN型三極管的基極通過第七電阻與溫度檢測電路的高電位輸出端連接，發射極與溫度檢測電路的低電位輸出端一同與參考地連接，集電極作為功率斷開驅動單元的輸出端與N溝道增強型MOS管的柵極連接。
[0027]本實用新型的一個實施例提供的一種視頻監控裝置，包括:
[0028]紅外燈和上述實施例中任一項所述的功率切換電路。
[0029]本實用新型通過將通斷單元與加熱裝置串聯，當控制單元接收到紅外燈工作指示信號時，輸出斷開驅動信號至通斷單元，以使通斷單元斷開，從而斷開了加熱裝置所在的供電回路，使得加熱裝置停止加熱，進而使得紅外燈與加熱裝置不能同時工作，解決了功率過大的問題。由于采用硬件電路的控制方式，提高了系統的穩定性，且降低了維護成本。
【附圖說明】

[0030]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1為本實用新型的實施例提供的功率切換電路的原理框圖之一；
[0032]圖2為本實用新型的實施例提供的功率切換電路的原理框圖之二；
[0033]圖3為本實用新型的實施例提供的功率切換電路的原理圖之一；
[0034]圖4為本實用新型的實施例提供的功率切換電路的原理圖之二；
[0035]圖5為本實用新型的實施例提供的功率切換電路的原理框圖之三；
[0036]圖6為本實用新型的實施例提供的功率切換電路的原理圖之三。
【具體實施方式】
[0037]為了使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部份實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0038]參見圖1，為本實用新型提供的功率切換電路，如圖所示，該功率切換電路包括:控制單元101、通斷單元102、加熱裝置103和加熱供電電源104。
[0039]具體地，上述通斷單元102與控制單元101連接，并串聯在加熱裝置103的供電回路中。
[0040]若控制單元101接收到紅外燈工作指示信號，則控制單元101根據該紅外燈工作指示信號向通斷單元102輸出斷開驅動信號;通斷單元102接收到該斷開驅動信號后斷開加熱裝置103所在的供電回路，則加熱裝置103因斷電停止工作。
[0041]若控制單元101接收到紅外燈未工作指示信號，則控制單元101根據該紅外燈未工作指示信號向通斷單元102輸出導通驅動信號;通斷單元102接收到該導通驅動信號后導通加熱裝置103所在的供電回路，則加熱裝置103工作。
[0042]紅外燈工作時，除了起到補光作用，也會發散熱量，對于結冰結霧的問題也能起到一定的防護作用，因此在紅外燈工作時，加熱裝置可以停止工作。上述功率切換電路能夠避免加熱裝置與紅外燈同時工作，進而避免視頻監控裝置的功率過大，而導致不能正常工作的問題。
[0043]優選地，上述紅外燈指示信號的輸出端包括紅外燈電路的高電位輸出端和紅外燈電路的低電位輸出端。上述高電位輸出端和低電位輸出端之間的電壓表不一個紅外燈或多個串聯紅外燈兩端的電壓。當紅外燈不工作時，高電位輸出端和低電位輸出端之間的電壓為0V;當有一個或多個紅外燈工作時，高電位輸出端和低電位輸出端之間的電壓不為0V，且大于一定幅值。故可以預先設置一個電壓閾值，當高電位輸出端和低電位輸出端之間的電壓大于或等于該閾值時，表示有紅外燈在工作，即紅外燈指示信號的輸出端輸出的為紅外燈工作指示信號；當高電位輸出端和低電位輸出端之間的電壓小于該閾值時，表示沒有紅外燈在工作，即紅外燈指示信號的輸出端輸出的為紅外燈未工作指示信號。
[0044]可選地，上述控制單元101具體包括:導通驅動單元1011和功率斷開驅動單元1012，因此，上述功率切斷電路可以如圖2所示，其中，導通驅動單元1011的輸出端和功率斷開驅動單元1012的輸出端分別與通斷單元102的輸入端連接。
[0045]若功率斷開驅動單元1012接收到紅外燈工作指示信號，則功率斷開驅動單元1012根據該紅外燈工作指示信號向通斷單元103輸出斷開驅動信號，以使通斷單元102斷開加熱裝置103所在的供電回路;若功率斷開驅動單元1012接收到紅外燈未工作指示信號，則功率斷開驅動單元1012不輸出信號。
[0046]導通驅動單元1011可以一直輸出導通驅動信號至通斷單元102，但該導通驅動信號的優先級低于斷開驅動信號的優先級，即只要通斷單元102接收到斷開驅動信號，不論是否接收到導通驅動信號，通斷單元102就斷開加熱裝置103所在的供電回路。
[0047]可選地，上述功率斷開驅動單元1012的數量可以是一個或者多個。
[0048]當視頻監控裝置包含多路紅外燈時，可以使用多個功率斷開驅動單元1012，每個功率斷開驅動單元1012的輸入端與一路紅外燈指示信號的輸出端連接，根據接收到的紅外燈工作指示信號向所述通斷單元輸出斷開驅動信號。多個功率斷開驅動單元1012中，只要有一個功率斷開驅動單元1012輸出斷開驅動信號至通斷單元102，則通斷單元102斷開加熱裝置103所在的供電回路。
[0049]可選地，上述通斷單元102為電子開關器件。其中，電子開關器件是指能夠在輸入信號的作用下處于導通或斷開狀態的電子器件，如M0S(Metal Oxide Semiconductor，金屬氧化物半導體場效應晶體管)、三極管、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)等。
[0050]可選地，電子開關器件可以是N溝道增強型MOS管。如圖3所示，將N溝道增強型MOS管Q3的柵極作為電子開關器件的輸入端，源極與參考地連接，漏極與所述加熱裝置104連接。
[0051]當電子開關器件是N溝道增強型MOS管時，可選地，上述導通驅動單元1011可以包括第一電阻Rl，如圖3所示，第一電阻Rl的一端與N溝道增強型MOS管Q3的柵極連接，另一端與控制供電電源VDD的輸出端連接。當功率斷開驅動單元1012未輸出斷開驅動信號時，導通驅動單元輸出高電位，即輸出導通驅動信號，此時N溝道增強型MOS管Q3的柵極電壓大于源極電壓，故N溝道增強型MOS管Q3導通，加熱裝置103工作。
[0052]可選地，當紅外燈電路的低電位輸出端不與參考地連接時，功率斷開驅動單元1012可以包括第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一 PNP型三極管Ql和第一 NPN型三極管Q2，如圖3所示。
[0053]其中，第一PNP型三極管Ql的發射極與紅外燈電路的高電位輸出端連接，基極通過第三電阻R3與紅外燈電路的低電位輸出端連接;第二電阻R2的兩端分別與第一 PNP型三極管Ql的發射極、基極連接;第一 NPN型三極管Q2的基極通過第四電阻R4與第一 PNP型三極管Ql的集電極連接，發射極與參考地連接，集電極作為功率斷開驅動單元1012的輸出端與N溝道增強型MOS管Q3的柵極連接;第五電阻R5的兩端分別與第一 NPN型三極管Q2的基極、發射極連接。
[0054]當紅外燈處于工作狀態時，高電位輸出端的電位高于低電位輸出端的電位，即第一PNP型三極管Ql的發射極的電位高于基極的電位，故第一 PNP型三極管Ql處于導通狀態。當第一 PNP型三極管叭導通時，第一 NPN型三極管Q2的基極電位高于發射極電位，故第一 NPN型三極管Q2處于導通狀態。由于第一 NPN型三極管Q2的發射極與參考地連接，故第一 NPN型三極管Q2的發射極電位為0，而第一 NPN型三極管Q2處于導通狀態時，集電極電位小于發射極電位，故第一 NPN型三極管Q2的集電極輸出低電位至N溝道增強型MOS管Q3的柵極，使得N溝道增強型MOS管Q3處于截止狀態，即斷開加熱裝置103所在的供電回路，停止加熱。
[0055]當紅外燈處于未工作狀態時，高電位輸出端的電位與低電位輸出端之間的電壓為0V，則第一PNP型三極管Ql的發射極與基極之間不存在正向電壓，故第一PNP型三極管Ql處于截止狀態，進而使得第一NPN型三極管Q2的基極與發射極之間不存在正向電壓，故第一NPN型三極管Q2處于截止狀態，S卩功率斷開驅動單元1012不輸出信號。導通驅動單元1011輸出導通驅動信號至通斷單元102，通斷單元102導通加熱裝置103所在供電回路。
[0056]可選地，當紅外燈電路的低電位輸出端與參考地連接時，上述功率斷開驅動單元1012，包括第六電阻R6和第二 NPN型三極管Q4，如圖4所示。
[0057]其中，第二NPN型三極管Q4的基極通過第六電阻R6與紅外燈電路的高電位輸出端連接，發射極與參考地連接，集電極作為功率斷開驅動單元1012的輸出端與N溝道增強型MOS管Q3的柵極連接。
[0058]當紅外燈處于工作狀態時，高電位輸出端的電位高于低電位輸出端的電位，即第二NPN型三極管Q4的基極的電位高于發射極的電位，故第二 NPN型三極管Q4處于導通狀態。當第二NPN型三極管Q4導通時，第二NPN型三極管Q4的發射極電位高于集電極電位，又因為第二 NPN型三極管Q4的發射極與參考地連接，故第二 NPN型三極管Q4的集電極輸出低電位至N溝道增強型MOS管Q3的柵極，使得N溝道增強型MOS管Q3處于截止狀態，即斷開加熱裝置103所在的供電回路，停止加熱。
[0059]當紅外燈處于未工作狀態時，高電位輸出端的電位與低電位輸出端之間的電壓為OV，則第二NPN型三極管Q4的基極與發射極之間不存在正向電壓，故第二NPN型三極管Q4處于截止狀態，即功率斷開驅動單元1012不輸出信號；導通驅動單元1011輸出導通驅動信號至通斷單元102，通斷單元102導通加熱裝置103所在供電回路。
[0060]為了減少不必要的功率損耗，當視頻監控裝置處于的不起霧、不結冰的溫度時，可以使加熱裝置不工作。因此，可以預先設定溫度閾值，當視頻監控裝置的溫度高于閾值時，不會發生起霧、結冰的現象，則停止加熱裝置不工作；當視頻監控裝置的溫度低于閾值時，可能發生起霧、結冰的現象，則需要加熱裝置工作。
[0061]可選地，上述控制單元101還可以包括高溫斷開驅動單元1013，其原理框圖如圖5所示。其中，高溫斷開驅動單元1013的輸入端接收溫度檢測信號，輸出端與通斷單元102的輸入端連接，當檢測到視頻監控裝置的溫度大于預設溫度閾值時，則輸出斷開驅動信號至通斷單元102，以斷開加熱裝置103所在的供電回路。
[0062]具體地，上述溫度檢測信號可以是將溫度轉化為電壓后的信號，因此溫度檢測信號的輸出端可以包括溫度檢測電路的高電位輸出端和溫度檢測電路的低電位輸出端。溫度檢測電路的高、低電位輸出端之間的電壓大小表示溫度的大小，溫度越高則電壓越大，溫度越低則電壓越小。
[0063]高溫斷開驅動單元1013可以包括第七電阻和第三NPN型三極管，如圖6所示。其中，第三NPN型三極管Q5的基極通過第七電阻R7與溫度檢測電路的高電位輸出端連接，發射極與溫度檢測電路的低電位輸出端一同與參考地連接，集電極作為功率斷開驅動單元1013的輸出端與N溝道增強型MOS管Q3的柵極連接。
[0064]當視頻監控裝置的溫度高于閾值時，即高電位輸出端和低電位輸出端之間的電壓高于預設溫度閾值所對應的電壓值，第三NPN型三極管Q5處于導通狀態，此時第三NPN型三極管Q5的發射極電位高于集電極電位，又因為第三NPN型三極管Q5的發射極與參考地連接，故第三NPN型三極管Q5的集電極輸出低電位至N溝道增強型MOS管Q3的柵極，使得N溝道增強型MOS管Q3處于截止狀態，即斷開加熱裝置103所在的供電回路，停止加熱。
[0065]當視頻監控裝置的溫度低于閾值時，即高電位輸出端和低電位輸出端之間的電壓低于預設溫度閾值所對應的電壓值，第三NPN型三極管Q5處于截止狀態，即高溫斷開驅動單元1013不輸出信號，導通驅動單元1011輸出導通驅動信號至通斷單元102，通斷單元102導通加熱裝置103所在供電回路。
[0066]本實用新型通過將通斷單元與加熱裝置串聯，當控制單元接收到紅外燈工作指示信號時，輸出斷開驅動信號至通斷單元，以使通斷單元斷開，從而斷開了加熱裝置所在的供電回路，使得加熱裝置停止加熱，進而使得紅外燈與加熱裝置不能同時工作，解決了功率過大的問題。此外，還加入了高溫斷開驅動單元，當視頻監控裝置的溫度高于閾值時則停止加熱，降低了功耗。由于采用硬件電路的控制方式，提高了系統的穩定性，且降低了維護成本。
[0067]本實用新型還提供了一種視頻監控裝置，該裝置包括紅外燈和上述實施例中任意一項所述的功率切換電路，用以實現控制紅外燈、加熱裝置交替工作，避免視頻監控裝置因為紅外燈、加熱裝置同時工作時功率過大而不能正常工作的問題，且由于采用硬件電路的控制方式提高了系統的穩定性。
[0068]顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
【主權項】
1.一種應用于視頻監控裝置的功率切換電路，其特征在于，包括:控制單元、通斷單元和加熱裝置，所述通斷單元與所述控制單元連接，并串聯在所述加熱裝置的供電回路中； 所述控制單元根據接收到的紅外燈工作指示信號向所述通斷單元輸出斷開驅動信號，所述通斷單元接收到所述斷開驅動信號后斷開所述加熱裝置的供電回路； 所述控制單元根據接收到的紅外燈未工作指示信號向所述通斷單元輸出導通驅動信號，所述通斷單元接收到所述導通驅動信號后導通所述加熱裝置的供電回路。2.如權利要求1所述的電路，其特征在于，所述控制單元包括:導通驅動單元和功率斷開驅動單元； 所述導通驅動單元的輸出端和所述功率斷開驅動單元的輸出端分別與所述通斷單元的輸入端連接； 所述導通驅動單元輸出導通驅動信號至所述通斷單元； 所述功率斷開驅動單元根據接收到的紅外燈工作指示信號向所述通斷單元輸出斷開驅動信號。3.如權利要求2所述的電路，其特征在于，所述功率斷開驅動單元的數量為一個或多個； 每個功率斷開驅動單元的輸入端與一路紅外燈指示信號的輸出端連接，根據接收到的紅外燈工作指示信號向所述通斷單元輸出斷開驅動信號。4.如權利要求1至3中任一項所述的電路，其特征在于，所述通斷單元為電子開關器件。5.如權利要求4所述的電路，其特征在于，所述電子開關器件包括N溝道增強型MOS管；所述N溝道增強型MOS管的柵極作為所述電子開關器件的輸入端，源極與參考地連接，漏極與所述加熱裝置連接。6.如權利要求5所述的電路，其特征在于，所述導通驅動單元包括第一電阻； 所述第一電阻的一端與N溝道增強型MOS管的柵極連接，另一端與控制供電電源輸出端連接。7.如權利要求5所述的電路，其特征在于，所述紅外燈指示信號輸出端包括紅外燈電路的高電位輸出端和紅外燈電路的低電位輸出端，且所述低電位輸出端不與參考地連接； 所述功率斷開驅動單元，包括第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一 NPN型三極管和第一 PNP型三極管； 所述第一 PNP型三極管的發射極與高電位輸出端連接，基極通過第三電阻與低電位輸出端連接;所述第二電阻的兩端分別與第一 PNP型三極管的發射極、基極連接;所述第一 NPN型三極管的基極通過第四電阻與所述第一 PNP型三極管的集電極連接，發射極與參考地連接，集電極作為功率斷開驅動單元的輸出端與N溝道增強型MOS管的柵極連接;所述第五電阻的兩端分別與第一 NPN型三極管的基極、發射極連接。8.如權利要求5所述的電路，其特征在于，所述紅外燈指示信號輸出端包括紅外燈電路的高電位輸出端和紅外燈電路的低電位輸出端，且所述低電位輸出端與參考地連接； 所述功率斷開驅動單元，包括第六電阻和第二 NPN型三極管； 所述第二 NPN型三極管的基極通過第六電阻與高電位輸出端連接，發射極與參考地連接，集電極作為功率斷開驅動單元的輸出端與N溝道增強型MOS管的柵極連接。9.如權利要求2所述的電路，其特征在于，所述控制單元中還包括高溫斷開驅動單元，所述高溫斷開驅動單元包括第七電阻和第三NPN型三極管； 所述第三NPN型三極管的基極通過第七電阻與溫度檢測電路的高電位輸出端連接，發射極與溫度檢測電路的低電位輸出端一同與參考地連接，集電極作為功率斷開驅動單元的輸出端與N溝道增強型MOS管的柵極連接。10.—種視頻監控裝置，其特征在于，包括紅外燈和如權利要求1至9中任一項所述的功率切換電路。
【文檔編號】G08C23/04GK205726170SQ201620633542
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月22日
【發明人】黃林, 徐禮偉, 王萌萌
【申請人】浙江大華技術股份有限公司