一种功率切换电路及视频监控装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种功率切换电路及视频监控装置。该功率切换电路包括：控制单元、通断单元和加热装置，通断单元与控制单元连接，并串联在加热装置的供电回路中；控制单元根据接收的红外灯工作指示信号向通断单元输出断开驱动信号，使通断单元断开加热装置的供电回路；控制单元根据接收的红外灯未工作指示信号向通断单元输出导通驱动信号，使通断单元导通加热装置供电回路。本实用新型通过将通断单元与加热装置串联，当控制单元接收到红外灯工作指示信号时，输出断开驱动信号至通断单元，使通断单元断开加热装置所在供电回路，使得加热装置停止加热，解决功率过大的问题。由于采用硬件电路的控制方式，提高了系统的稳定性，且降低了维护成本。
【专利说明】
一种功率切换电路及视频监控装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及电路控制领域，尤其涉及一种功率切换电路及视频监控装置。
【背景技术】
[0002]随着监控系统的广泛使用，要求视频监控装置能够运行于不同的工作环境。比如视频监控装置为了在夜晚工作环境下也能采集到清晰的图像，需配备有用于补光的红外灯;为了防止视频监控装置在低温环境下结冰、结雾影响画质，现有视频监控装置内部需设置有加热装置，一般使用加热电阻，以及为加强对流与加热电阻同时使用的风扇。
[0003]为了简化视频监控装置的电源供电布线，通常采用P0E(Power over Ethernet，以太网供电)技术，即在为一些基于IP(Internet Protocol，网络协议)的终端设备(如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络视频监控装置等)传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。可以在以太网链路中通过双绞线来传输电力到装置上的技术，只需要使用一根网线即可同时实现数据传输和供电。目前业界通常采用802.3af标准，该标准规定供电设备可以向用电设备提供12.95W的功率。但是，当上述摄像机中的红外灯、加热电阻、风扇同时工作时会超出12.95W的限制，致使摄像机不能正常工作。为解决上述摄像机的功率情况，现有技术中采用单片机控制红外灯、加热电阻、风扇的交替工作。当单片机根据使用环境输出信号控制红外灯工作时，同时输出信号控制加热电阻和风扇停止工作；当单片机根据使用环境输出信号控制加热电阻和风扇工作，同时输出信号控制红外灯停止工作。
[0004]然而，使用单片机控制红外灯、加热电阻、风扇的交替工作以防止功率过大的控制方式，涉及到主芯片与单片机通信协议、双操作系统，软件维护成本高，同时较硬件电路的控制方式而言稳定性较低。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供一种功率切换电路，通过硬件电路解决功率过大的问题。
[0006]本实用新型的一个实施例提供的一种功率切换电路，包括:控制单元、通断单元和加热装置，所述通断单元与所述控制单元连接，并串联在所述加热装置的供电回路中；
[0007]所述控制单元根据接收到的红外灯工作指示信号向所述通断单元输出断开驱动信号，所述通断单元接收到所述断开驱动信号后断开所述加热装置的供电回路；
[0008]所述控制单元根据接收到的红外灯未工作指示信号向所述通断单元输出导通驱动信号，所述通断单元接收到所述导通驱动信号后导通所述加热装置的供电回路。
[0009]可选地，所述控制单元包括:导通驱动单元和功率断开驱动单元；
[0010]所述导通驱动单元的输出端和所述功率断开驱动单元的输出端分别与所述通断单元的输入端连接；
[0011]所述导通驱动单元输出导通驱动信号至所述通断单元；
[0012]所述功率断开驱动单元根据接收到的红外灯工作指示信号向所述通断单元输出断开驱动信号。
[0013]可选地，所述功率断开驱动单元的数量为一个或多个；
[0014]每个功率断开驱动单元的输入端与一路红外灯指示信号的输出端连接，根据接收到的红外灯工作指示信号向所述通断单元输出断开驱动信号。
[0015]可选地，所述通断单元为电子开关器件。
[0016]可选地，所述电子开关器件包括N沟道增强型MOS管;所述N沟道增强型MOS管的栅极作为所述电子开关器件的输入端，源极与参考地连接，漏极与所述加热装置连接。
[0017]可选地，所述导通驱动单元包括第一电阻；
[0018]所述第一电阻的一端与N沟道增强型MOS管的栅极连接，另一端与控制供电电源输出端连接。
[0019]可选地，所述红外灯指示信号输出端包括红外灯电路的高电位输出端和红外灯电路的低电位输出端，且所述低电位输出端不与参考地连接；
[0020]所述功率断开驱动单元，包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一 NPN
型三极管和第一 PNP型三极管；
[0021]所述第一PNP型三极管的发射极与高电位输出端连接，基极通过第三电阻与低电位输出端连接;所述第二电阻的两端分别与第一 PNP型三极管的发射极、基极连接;所述第一 NPN型三极管的基极通过第四电阻与所述第一 PNP型三极管的集电极连接，发射极与参考地连接，集电极作为功率断开驱动单元的输出端与N沟道增强型MOS管的栅极连接;所述第五电阻的两端分别与第一 NPN型三极管的基极、发射极连接。
[0022]可选地，所述红外灯指示信号输出端包括红外灯电路的高电位输出端和红外灯电路的低电位输出端，且所述低电位输出端与参考地连接；
[0023]所述功率断开驱动单元，包括第六电阻和第二 NPN型三极管；
[0024]所述第二NPN型三极管的基极通过第六电阻与高电位输出端连接，发射极与参考地连接，集电极作为功率断开驱动单元的输出端与N沟道增强型MOS管的栅极连接。
[0025]可选地，所述控制单元中还包括高温断开驱动单元，所述高温断开驱动单元包括第七电阻和第三NPN型三极管；
[0026]所述第三NPN型三极管的基极通过第七电阻与温度检测电路的高电位输出端连接，发射极与温度检测电路的低电位输出端一同与参考地连接，集电极作为功率断开驱动单元的输出端与N沟道增强型MOS管的栅极连接。
[0027]本实用新型的一个实施例提供的一种视频监控装置，包括:
[0028]红外灯和上述实施例中任一项所述的功率切换电路。
[0029]本实用新型通过将通断单元与加热装置串联，当控制单元接收到红外灯工作指示信号时，输出断开驱动信号至通断单元，以使通断单元断开，从而断开了加热装置所在的供电回路，使得加热装置停止加热，进而使得红外灯与加热装置不能同时工作，解决了功率过大的问题。由于采用硬件电路的控制方式，提高了系统的稳定性，且降低了维护成本。
【附图说明】
[0030]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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。
[0031]图1为本实用新型的实施例提供的功率切换电路的原理框图之一；
[0032]图2为本实用新型的实施例提供的功率切换电路的原理框图之二；
[0033]图3为本实用新型的实施例提供的功率切换电路的原理图之一；
[0034]图4为本实用新型的实施例提供的功率切换电路的原理图之二；
[0035]图5为本实用新型的实施例提供的功率切换电路的原理框图之三；
[0036]图6为本实用新型的实施例提供的功率切换电路的原理图之三。
【具体实施方式】
[0037]为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0038]参见图1，为本实用新型提供的功率切换电路，如图所示，该功率切换电路包括:控制单元101、通断单元102、加热装置103和加热供电电源104。
[0039]具体地，上述通断单元102与控制单元101连接，并串联在加热装置103的供电回路中。
[0040]若控制单元101接收到红外灯工作指示信号，则控制单元101根据该红外灯工作指示信号向通断单元102输出断开驱动信号;通断单元102接收到该断开驱动信号后断开加热装置103所在的供电回路，则加热装置103因断电停止工作。
[0041]若控制单元101接收到红外灯未工作指示信号，则控制单元101根据该红外灯未工作指示信号向通断单元102输出导通驱动信号;通断单元102接收到该导通驱动信号后导通加热装置103所在的供电回路，则加热装置103工作。
[0042]红外灯工作时，除了起到补光作用，也会发散热量，对于结冰结雾的问题也能起到一定的防护作用，因此在红外灯工作时，加热装置可以停止工作。上述功率切换电路能够避免加热装置与红外灯同时工作，进而避免视频监控装置的功率过大，而导致不能正常工作的问题。
[0043]优选地，上述红外灯指示信号的输出端包括红外灯电路的高电位输出端和红外灯电路的低电位输出端。上述高电位输出端和低电位输出端之间的电压表不一个红外灯或多个串联红外灯两端的电压。当红外灯不工作时，高电位输出端和低电位输出端之间的电压为0V;当有一个或多个红外灯工作时，高电位输出端和低电位输出端之间的电压不为0V，且大于一定幅值。故可以预先设置一个电压阈值，当高电位输出端和低电位输出端之间的电压大于或等于该阈值时，表示有红外灯在工作，即红外灯指示信号的输出端输出的为红外灯工作指示信号；当高电位输出端和低电位输出端之间的电压小于该阈值时，表示没有红外灯在工作，即红外灯指示信号的输出端输出的为红外灯未工作指示信号。
[0044]可选地，上述控制单元101具体包括:导通驱动单元1011和功率断开驱动单元1012，因此，上述功率切断电路可以如图2所示，其中，导通驱动单元1011的输出端和功率断开驱动单元1012的输出端分别与通断单元102的输入端连接。
[0045]若功率断开驱动单元1012接收到红外灯工作指示信号，则功率断开驱动单元1012根据该红外灯工作指示信号向通断单元103输出断开驱动信号，以使通断单元102断开加热装置103所在的供电回路;若功率断开驱动单元1012接收到红外灯未工作指示信号，则功率断开驱动单元1012不输出信号。
[0046]导通驱动单元1011可以一直输出导通驱动信号至通断单元102，但该导通驱动信号的优先级低于断开驱动信号的优先级，即只要通断单元102接收到断开驱动信号，不论是否接收到导通驱动信号，通断单元102就断开加热装置103所在的供电回路。
[0047]可选地，上述功率断开驱动单元1012的数量可以是一个或者多个。
[0048]当视频监控装置包含多路红外灯时，可以使用多个功率断开驱动单元1012，每个功率断开驱动单元1012的输入端与一路红外灯指示信号的输出端连接，根据接收到的红外灯工作指示信号向所述通断单元输出断开驱动信号。多个功率断开驱动单元1012中，只要有一个功率断开驱动单元1012输出断开驱动信号至通断单元102，则通断单元102断开加热装置103所在的供电回路。
[0049]可选地，上述通断单元102为电子开关器件。其中，电子开关器件是指能够在输入信号的作用下处于导通或断开状态的电子器件，如M0S(Metal Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体场效应晶体管)、三极管、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)等。
[0050]可选地，电子开关器件可以是N沟道增强型MOS管。如图3所示，将N沟道增强型MOS管Q3的栅极作为电子开关器件的输入端，源极与参考地连接，漏极与所述加热装置104连接。
[0051]当电子开关器件是N沟道增强型MOS管时，可选地，上述导通驱动单元1011可以包括第一电阻Rl，如图3所示，第一电阻Rl的一端与N沟道增强型MOS管Q3的栅极连接，另一端与控制供电电源VDD的输出端连接。当功率断开驱动单元1012未输出断开驱动信号时，导通驱动单元输出高电位，即输出导通驱动信号，此时N沟道增强型MOS管Q3的栅极电压大于源极电压，故N沟道增强型MOS管Q3导通，加热装置103工作。
[0052]可选地，当红外灯电路的低电位输出端不与参考地连接时，功率断开驱动单元1012可以包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一 PNP型三极管Ql和第一 NPN型三极管Q2，如图3所示。
[0053]其中，第一PNP型三极管Ql的发射极与红外灯电路的高电位输出端连接，基极通过第三电阻R3与红外灯电路的低电位输出端连接;第二电阻R2的两端分别与第一 PNP型三极管Ql的发射极、基极连接;第一 NPN型三极管Q2的基极通过第四电阻R4与第一 PNP型三极管Ql的集电极连接，发射极与参考地连接，集电极作为功率断开驱动单元1012的输出端与N沟道增强型MOS管Q3的栅极连接;第五电阻R5的两端分别与第一 NPN型三极管Q2的基极、发射极连接。
[0054]当红外灯处于工作状态时，高电位输出端的电位高于低电位输出端的电位，即第一PNP型三极管Ql的发射极的电位高于基极的电位，故第一 PNP型三极管Ql处于导通状态。当第一 PNP型三极管叭导通时，第一 NPN型三极管Q2的基极电位高于发射极电位，故第一 NPN型三极管Q2处于导通状态。由于第一 NPN型三极管Q2的发射极与参考地连接，故第一 NPN型三极管Q2的发射极电位为0，而第一 NPN型三极管Q2处于导通状态时，集电极电位小于发射极电位，故第一 NPN型三极管Q2的集电极输出低电位至N沟道增强型MOS管Q3的栅极，使得N沟道增强型MOS管Q3处于截止状态，即断开加热装置103所在的供电回路，停止加热。
[0055]当红外灯处于未工作状态时，高电位输出端的电位与低电位输出端之间的电压为0V，则第一PNP型三极管Ql的发射极与基极之间不存在正向电压，故第一PNP型三极管Ql处于截止状态，进而使得第一NPN型三极管Q2的基极与发射极之间不存在正向电压，故第一NPN型三极管Q2处于截止状态，S卩功率断开驱动单元1012不输出信号。导通驱动单元1011输出导通驱动信号至通断单元102，通断单元102导通加热装置103所在供电回路。
[0056]可选地，当红外灯电路的低电位输出端与参考地连接时，上述功率断开驱动单元1012，包括第六电阻R6和第二 NPN型三极管Q4，如图4所示。
[0057]其中，第二NPN型三极管Q4的基极通过第六电阻R6与红外灯电路的高电位输出端连接，发射极与参考地连接，集电极作为功率断开驱动单元1012的输出端与N沟道增强型MOS管Q3的栅极连接。
[0058]当红外灯处于工作状态时，高电位输出端的电位高于低电位输出端的电位，即第二NPN型三极管Q4的基极的电位高于发射极的电位，故第二 NPN型三极管Q4处于导通状态。当第二NPN型三极管Q4导通时，第二NPN型三极管Q4的发射极电位高于集电极电位，又因为第二 NPN型三极管Q4的发射极与参考地连接，故第二 NPN型三极管Q4的集电极输出低电位至N沟道增强型MOS管Q3的栅极，使得N沟道增强型MOS管Q3处于截止状态，即断开加热装置103所在的供电回路，停止加热。
[0059]当红外灯处于未工作状态时，高电位输出端的电位与低电位输出端之间的电压为OV，则第二NPN型三极管Q4的基极与发射极之间不存在正向电压，故第二NPN型三极管Q4处于截止状态，即功率断开驱动单元1012不输出信号；导通驱动单元1011输出导通驱动信号至通断单元102，通断单元102导通加热装置103所在供电回路。
[0060]为了减少不必要的功率损耗，当视频监控装置处于的不起雾、不结冰的温度时，可以使加热装置不工作。因此，可以预先设定温度阈值，当视频监控装置的温度高于阈值时，不会发生起雾、结冰的现象，则停止加热装置不工作；当视频监控装置的温度低于阈值时，可能发生起雾、结冰的现象，则需要加热装置工作。
[0061]可选地，上述控制单元101还可以包括高温断开驱动单元1013，其原理框图如图5所示。其中，高温断开驱动单元1013的输入端接收温度检测信号，输出端与通断单元102的输入端连接，当检测到视频监控装置的温度大于预设温度阈值时，则输出断开驱动信号至通断单元102，以断开加热装置103所在的供电回路。
[0062]具体地，上述温度检测信号可以是将温度转化为电压后的信号，因此温度检测信号的输出端可以包括温度检测电路的高电位输出端和温度检测电路的低电位输出端。温度检测电路的高、低电位输出端之间的电压大小表示温度的大小，温度越高则电压越大，温度越低则电压越小。
[0063]高温断开驱动单元1013可以包括第七电阻和第三NPN型三极管，如图6所示。其中，第三NPN型三极管Q5的基极通过第七电阻R7与温度检测电路的高电位输出端连接，发射极与温度检测电路的低电位输出端一同与参考地连接，集电极作为功率断开驱动单元1013的输出端与N沟道增强型MOS管Q3的栅极连接。
[0064]当视频监控装置的温度高于阈值时，即高电位输出端和低电位输出端之间的电压高于预设温度阈值所对应的电压值，第三NPN型三极管Q5处于导通状态，此时第三NPN型三极管Q5的发射极电位高于集电极电位，又因为第三NPN型三极管Q5的发射极与参考地连接，故第三NPN型三极管Q5的集电极输出低电位至N沟道增强型MOS管Q3的栅极，使得N沟道增强型MOS管Q3处于截止状态，即断开加热装置103所在的供电回路，停止加热。
[0065]当视频监控装置的温度低于阈值时，即高电位输出端和低电位输出端之间的电压低于预设温度阈值所对应的电压值，第三NPN型三极管Q5处于截止状态，即高温断开驱动单元1013不输出信号，导通驱动单元1011输出导通驱动信号至通断单元102，通断单元102导通加热装置103所在供电回路。
[0066]本实用新型通过将通断单元与加热装置串联，当控制单元接收到红外灯工作指示信号时，输出断开驱动信号至通断单元，以使通断单元断开，从而断开了加热装置所在的供电回路，使得加热装置停止加热，进而使得红外灯与加热装置不能同时工作，解决了功率过大的问题。此外，还加入了高温断开驱动单元，当视频监控装置的温度高于阈值时则停止加热，降低了功耗。由于采用硬件电路的控制方式，提高了系统的稳定性，且降低了维护成本。
[0067]本实用新型还提供了一种视频监控装置，该装置包括红外灯和上述实施例中任意一项所述的功率切换电路，用以实现控制红外灯、加热装置交替工作，避免视频监控装置因为红外灯、加热装置同时工作时功率过大而不能正常工作的问题，且由于采用硬件电路的控制方式提高了系统的稳定性。
[0068]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种应用于视频监控装置的功率切换电路，其特征在于，包括:控制单元、通断单元和加热装置，所述通断单元与所述控制单元连接，并串联在所述加热装置的供电回路中； 所述控制单元根据接收到的红外灯工作指示信号向所述通断单元输出断开驱动信号，所述通断单元接收到所述断开驱动信号后断开所述加热装置的供电回路； 所述控制单元根据接收到的红外灯未工作指示信号向所述通断单元输出导通驱动信号，所述通断单元接收到所述导通驱动信号后导通所述加热装置的供电回路。2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制单元包括:导通驱动单元和功率断开驱动单元； 所述导通驱动单元的输出端和所述功率断开驱动单元的输出端分别与所述通断单元的输入端连接； 所述导通驱动单元输出导通驱动信号至所述通断单元； 所述功率断开驱动单元根据接收到的红外灯工作指示信号向所述通断单元输出断开驱动信号。3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述功率断开驱动单元的数量为一个或多个； 每个功率断开驱动单元的输入端与一路红外灯指示信号的输出端连接，根据接收到的红外灯工作指示信号向所述通断单元输出断开驱动信号。4.如权利要求1至3中任一项所述的电路，其特征在于，所述通断单元为电子开关器件。5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述电子开关器件包括N沟道增强型MOS管；所述N沟道增强型MOS管的栅极作为所述电子开关器件的输入端，源极与参考地连接，漏极与所述加热装置连接。6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述导通驱动单元包括第一电阻； 所述第一电阻的一端与N沟道增强型MOS管的栅极连接，另一端与控制供电电源输出端连接。7.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述红外灯指示信号输出端包括红外灯电路的高电位输出端和红外灯电路的低电位输出端，且所述低电位输出端不与参考地连接； 所述功率断开驱动单元，包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一 NPN型三极管和第一 PNP型三极管； 所述第一 PNP型三极管的发射极与高电位输出端连接，基极通过第三电阻与低电位输出端连接;所述第二电阻的两端分别与第一 PNP型三极管的发射极、基极连接;所述第一 NPN型三极管的基极通过第四电阻与所述第一 PNP型三极管的集电极连接，发射极与参考地连接，集电极作为功率断开驱动单元的输出端与N沟道增强型MOS管的栅极连接;所述第五电阻的两端分别与第一 NPN型三极管的基极、发射极连接。8.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述红外灯指示信号输出端包括红外灯电路的高电位输出端和红外灯电路的低电位输出端，且所述低电位输出端与参考地连接； 所述功率断开驱动单元，包括第六电阻和第二 NPN型三极管； 所述第二 NPN型三极管的基极通过第六电阻与高电位输出端连接，发射极与参考地连接，集电极作为功率断开驱动单元的输出端与N沟道增强型MOS管的栅极连接。9.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述控制单元中还包括高温断开驱动单元，所述高温断开驱动单元包括第七电阻和第三NPN型三极管； 所述第三NPN型三极管的基极通过第七电阻与温度检测电路的高电位输出端连接，发射极与温度检测电路的低电位输出端一同与参考地连接，集电极作为功率断开驱动单元的输出端与N沟道增强型MOS管的栅极连接。10.—种视频监控装置，其特征在于，包括红外灯和如权利要求1至9中任一项所述的功率切换电路。
【文档编号】G08C23/04GK205726170SQ201620633542
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】黄林, 徐礼伟, 王萌萌
【申请人】浙江大华技术股份有限公司