專利名稱：用于樓宇對講系統(tǒng)的智能電源裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種為樓宇對講系統(tǒng)提供電源的裝置，特別涉及一種在交流斷電的情況下，為其提供穩(wěn)定、持續(xù)的直流電源的裝置。
背景技術：
目前樓宇對講系統(tǒng)種類越來越多，功能越來越強大，技術越來越先進，但它們的電源并沒有多大突破。此類電源由于沒有內(nèi)置控制器，也沒有和系統(tǒng)其它設備建立數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋．斒须?220V交流電)供電中斷時，系統(tǒng)仍采用常規(guī)的供電方式，使用備用電池為系統(tǒng)中的用電設施供電，常常導致備用電池的電能很快耗盡，基本的呼叫開鎖功能因為無電沒法使用，如果此時正巧發(fā)生警情，對講系統(tǒng)就因無電而起不到報警的作用。另外，該類電源沒有設置當系統(tǒng)內(nèi)負載功率突然增大時的應對機制，諸如多個小門口機同時呼叫各自的室內(nèi)機(室內(nèi)機都會打開視頻)等即時性高負載情況，會使電源的輸出電流陡然增大。一方面，如果電流超過了電源裝置的最大輸出電流，裝置的保險器件會斷開，電源就必須更換保險器件才能繼續(xù)使用；另一方面，如果電流沒有超過最大值，但略小于最大輸出電流，電源裝置在這樣高負載的情況下長時間工作會影響自身的使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用于樓宇對講系統(tǒng)的智能電源裝置，要解決的技術問題，一是當市電對所述系統(tǒng)供電中斷時，合理分配系統(tǒng)備用電池的用途，充分提高備用電池的利用率；二是在市電正常供電時，對裝置輸出功耗進行智能管理。本實用新型采用的技術方案為本實用新型的用于樓宇對講系統(tǒng)的智能電源裝置，包括連接室內(nèi)機和計算機樓宇管理中心的系統(tǒng)總線及外接備用電池，該裝置還包括開關電源模塊、DC/DC電路、供電檢測電路、電池電壓檢測電路、單片機電路和SCS收發(fā)碼電路，其中1)開關電源模塊，將220V交流電轉(zhuǎn)換為直流電壓輸出；2)DC/DC電路，將開關電源模塊輸出的直流電壓經(jīng)濾波、恒流、穩(wěn)壓后轉(zhuǎn)換為設定電壓值，輸送至所述的系統(tǒng)總線；3)供電檢測電路，對開關電源模塊輸出的直流電壓值進行取樣、檢測、判斷，并將判斷結(jié)果以高電平或低電平的方式輸送給單片機電路；4)電池電壓檢測電路，對電池電壓進行取樣、檢測，并將采集到的取樣電壓發(fā)送給單片機電路。5)單片機電路，接收所述的高低電平信號和取樣電壓，向SCS收發(fā)碼電路下發(fā)指令；6) SCS收發(fā)碼電路，根據(jù)單片機電路下達的指令，向所述的系統(tǒng)總線傳輸控制命令或指導信息。本實用新型還包括電流檢測電路，該電路輸入端接于電源裝置輸出電流的主干線上，其輸出端與所述的單片機電路的一個輸入端相接，其作用是檢測電源裝置輸出主干線上的實時電流值。所述的開關電源模塊的直流輸出電壓為31. 5V。所述的DC/DC電路直流輸出電壓為30V。所述的外接備用電池額定電壓為MV，其輸出端接于所述的開關電源模塊，并在交流斷電時，由開關電源模塊切換至DC/DC電路的輸入端。在所述的室內(nèi)機中設有視頻驅(qū)動電路開啟和關閉的控制電路，該電路受室內(nèi)機的單片機控制，而單片機可與室內(nèi)機的SCS收發(fā)碼電路相連，SCS收發(fā)碼電路負責接收來自系統(tǒng)總線的指令。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型是在普通電源系統(tǒng)的基礎上，增設了供電檢測電路、 電池電壓檢測電路、電流檢測電路、SCS信號收發(fā)碼電路和單片機電路，從而將電源裝置與系統(tǒng)總線建立了連接，使電源裝置能夠與系統(tǒng)總線中的其它設施進行通訊、傳輸數(shù)據(jù)。當市電斷電時，使系統(tǒng)工作在省電模式下，大大延長了備用電源的續(xù)電時間。更為重要的是，當小區(qū)供電系統(tǒng)(市電)遭遇惡意人為因素、火災等外力破壞時，室內(nèi)機的安防設施還能在較長時間內(nèi)持續(xù)、有效地工作，保護了小區(qū)住戶的生命財產(chǎn)安全。而在市電未停電時，可以通過控制室內(nèi)機的工作模式起到降低電源裝置開啟自動保護功能(停止輸出電流)的概率， 或者降低處于極限工作狀態(tài)的概率，以延長電源裝置的使用壽命。

圖1是本實用新型的電路框圖。圖2是本實用新型供電檢測電路圖。圖3是本實用新型電池電壓檢測電路圖。圖4是本實用新型電流檢測電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。本實用新型開創(chuàng)性的采用單片機電路對電源電路進行檢測、管理，并使用SCS(差分數(shù)字傳輸技術)收發(fā)碼電路通過由室外機、室內(nèi)機、中間連接設施和計算機樓宇管理中心(以下簡稱管理中心)組成的系統(tǒng)總線與該系統(tǒng)內(nèi)的其它設施進行通訊、傳輸數(shù)據(jù)。本實用新型還包括開關電源模塊、DC/DC電路、供電檢測電路、單片機檢測電路、 SCS收發(fā)碼電路、電流檢測電路、電池電壓檢測電路以及外接備用電池，其中，外接備用電池的輸出端和交流市電分別接入開關電源模塊，開關電源模塊的輸出端接往DC/DC電路的輸入端，DC/DC電路的輸出端接往所述的系統(tǒng)中各用電設施，供電檢測電路的輸入端與開關電源模塊的輸出端相接，其輸出端接于單片機電路，單片機電路的輸出端接入SCS收發(fā)碼電路的輸入端，SCS收發(fā)碼電路的輸出端通過系統(tǒng)總線接往所述的系統(tǒng)內(nèi)的其它設施，電流檢測電路的輸入端接于電源裝置輸出電流的主干線上，其輸出端接于單片機電路的輸入端， 電池電壓檢測電路接于外接備用電池與單片機電路之間。本實用新型的技術方案具有以下兩大功能1)備用電池省電管理功能如圖1所示，本實用新型由220V交流市電供電，市電經(jīng)本實用新型的開關電源模塊轉(zhuǎn)換為31. 5V直流電壓，然后再經(jīng)過DC/DC電路轉(zhuǎn)換為30V 直流電壓由裝置的各端口輸出。外接24V備用電池的輸出端接入開關電源模塊中，平時備用電池處于充電狀態(tài)。當市電停電時，由開關電源模塊切換為備用電池電壓輸出狀態(tài)，輸出的MV電壓通過DC/DC電路升壓為30V直流電壓再由裝置各端口輸出。電路中有一供電檢測電路，用于檢測開關電源輸出的電壓值。當電壓從直流31. 5V變?yōu)镸V時(即交流市電斷電，由外接備用電池供電時)，該檢測電路輸出低電平給單片機(請參閱圖2)。單片機發(fā)出指令，通過SCS收發(fā)碼電路和系統(tǒng)總線傳輸給系統(tǒng)內(nèi)的室內(nèi)機和管理中心。室內(nèi)機轉(zhuǎn)換為省電模式，即室內(nèi)機被呼叫時不再開啟視頻驅(qū)動電路；管理中心的電池管理界面中，對應的電池圖標由“有電，電池滿格”切換為“停電，電池滿格”。在市電正常供電和停電時，單片機通過電池電壓檢測電路采集電池輸出端的電壓(請參閱圖幻。當停電后，系統(tǒng)消耗電池的電能，電池的電量逐漸下降，單片機會將電池剩余50 %的電量、剩余20 %的電量兩個狀態(tài)信息通過SCS收發(fā)碼電路和系統(tǒng)總線傳輸給管理中心，管理中心的電池管理界面中，對應的電池圖標分別切換為“停電，電池50%電量”、“停電，電池20%電量”。這樣，系統(tǒng)能夠節(jié)約電能以延長各設施的正常工作，保證在出現(xiàn)警情時，系統(tǒng)的安防設備(如探頭觸發(fā)、室內(nèi)機上報警情給管理中心等設備)不會因無電而停止工作；根據(jù)電池狀態(tài)的顯示情況，管理人員在基本可以預知的有限時間內(nèi)及時處理停電問題，保證對講系統(tǒng)的連續(xù)工作。供電檢測電路的工作原理如圖2所示，第5穩(wěn)壓管DZ5負極連接到開關電源直流輸出端，當本實用新型由市電供電時，第5穩(wěn)壓管DZ5負極為31. 5V，31. 5V經(jīng)其穩(wěn)壓后降壓為4. 5V，該電壓使第十一晶體管TRll導通，第十一晶體管TRll集電極電平被拉低，第二發(fā)光二極管LED2的綠色燈點亮，表示交流供電；同時單片機供電檢測端口檢測到該低電平狀態(tài)，判定此時為交流供電， 于是對室內(nèi)機發(fā)送市電供電模式指令。當市電停電后，第5穩(wěn)壓管DZ5負極為外接備用電池的輸出電壓MV，第5穩(wěn)壓管 DZ5不導通，第十一晶體管TRll基極因無電壓而截止，其集電極為高電平，第二發(fā)光二極管 LED2的綠色燈熄滅；同時單片機供電檢測端口檢測到該高電平狀態(tài)，判定此時為外接備用電池供電，因而通過SCS收發(fā)碼電路對系統(tǒng)內(nèi)的室內(nèi)機發(fā)送省電模式指令；由于第十五晶體管TR15基極因無電壓而截止，其集電極電壓置高，使得第十六晶體管TR16導通，其集電極電平拉低，第二發(fā)光二極管LED2的紅色燈點亮，表示市電停電。電池電壓檢測電路的工作原理如圖3所示，第九十三電阻R93和第九十四電阻R94對電池電壓進行分壓，單片機 ADC端口采集第九十四電阻R94的電壓降——電池電壓檢測電壓。第一穩(wěn)壓管ZDl的負極接電池電壓，電池電壓經(jīng)第一穩(wěn)壓管ZDl降壓、第七十四電阻R74和第七十五電阻R75分壓。市電正常供電時，開關電源會給電池充電，此時的“電池電壓”實際是充電電壓-27. 6V。 27. 6V經(jīng)降壓、分壓后，在第十三晶體管TR13的基極處產(chǎn)生約1. 23V的電壓，于是第十三晶體管TR13導通，將第十七晶體管TR17的基極電壓拉低，第十七晶體管TR17截止，第一發(fā)光二極管LEDl不點亮。市電停電時，備用電池電量逐漸被消耗，當電壓下降到低于23V時，電池電壓經(jīng)降壓、分壓后，在第十三晶體管TR13的基極處產(chǎn)生的壓降低于晶體管PN結(jié)導通電壓0. 7V，于是第十三晶體管TR13截止，第十七晶體管TR17的基極電壓上升為5V，第十七晶體管TR17導通，第一發(fā)光二極管LEDl點亮，表示電池欠壓。[0032]通過本實用新型供電檢測電路和電池電壓檢測電路的檢測，不管是市電正常供電，或者市電停電，裝置的面板上會有狀態(tài)指示，同時裝置還會將系統(tǒng)的供電和用電狀況通過系統(tǒng)總線發(fā)送給管理中心，這樣方便管理中心科學管理整個系統(tǒng)的電源使用情況。2)電源功率智能分配功能如所述系統(tǒng)內(nèi)的室內(nèi)機分別連接有小門口機，小門口機是從室內(nèi)機取電工作的。 在220V交流正常供電的情況下，若遇到多臺小門口機同時呼叫各自對應的室內(nèi)機時，室內(nèi)機都打開各自的顯示屏并響鈴聲，這種情況易使系統(tǒng)內(nèi)電源負載超負荷，此種情況下，極易造成電源裝置30V直流輸出主干線上的自恢復保險絲斷路，影響系統(tǒng)的正常工作(自恢復保險絲再次恢復通路需要一定時間，從十幾秒到1分鐘不等)。本實用新型可以避免上述情況的發(fā)生。本實用新型的電流檢測電路針對裝置內(nèi)30V直流輸出主干線上的即時電流進行檢測，通過對該即時電流大小的判斷，來確定系統(tǒng)用電情況是否正常，該電路將輸出總電流以電壓的形式反饋給單片機ADC 口，單片機根據(jù)該電壓的高低判斷系統(tǒng)用電是否滿載，并將裝置的電流輸出數(shù)據(jù)通過SCS收發(fā)碼電路和系統(tǒng)總線發(fā)送指令給系統(tǒng)內(nèi)的室內(nèi)機，室內(nèi)機的單片機由此判斷當小門口機呼叫時是否打開其視頻驅(qū)動電路顯示視頻。電流檢測電路的工作原理如圖4所示，當電流經(jīng)過串聯(lián)在電源裝置輸出主干線上的第一百零八電阻R108和第二十二電阻R22時，在它們兩端產(chǎn)生壓降。由于該裝置輸出電流的范圍為0 2A，根據(jù)歐姆定律可以計算出第一百零八電阻R108、第二十二電阻R22兩端的電壓變化范圍為0 0. IV，第3芯片U3檢測后從第1腳輸出0 2. 05V的電池檢測電壓到單片機的ADC端口。 單片機的ADC端口從采集到的電壓計算出當前DC/DC電路輸出的電流值，然后將電源數(shù)據(jù)通過SCS信號收發(fā)碼電路和系統(tǒng)總線發(fā)送給室內(nèi)機，室內(nèi)機根據(jù)電源數(shù)據(jù)決定其連接的小門口機呼叫它時是否開啟視頻驅(qū)動電路，從而降低了電源的功耗，節(jié)能的同時也延長了它的使用壽命。
權利要求1.一種用于樓宇對講系統(tǒng)的智能電源裝置，包括連接室內(nèi)機和計算機樓宇管理中心的系統(tǒng)總線及外接備用電池，其特征在于該裝置還包括開關電源模塊、DC/DC電路、供電檢測電路、電池電壓檢測電路、單片機電路和SCS收發(fā)碼電路，其中1)開關電源模塊，將220V交流電轉(zhuǎn)換為直流電壓輸出；2)DC/DC電路，將開關電源模塊輸出的直流電壓經(jīng)濾波、恒流、穩(wěn)壓后轉(zhuǎn)換為設定電壓值，輸送至所述的系統(tǒng)總線；3)供電檢測電路，對開關電源模塊輸出的直流電壓值進行取樣、檢測、判斷，并將判斷結(jié)果以高電平或低電平的方式輸送給單片機電路；4)電池電壓檢測電路，對電池電壓進行取樣、檢測，并將采集到的取樣電壓發(fā)送給單片機電路，5)單片機電路，接收所述的高低電平信號和取樣電壓，向SCS收發(fā)碼電路下發(fā)指令；6)SCS收發(fā)碼電路，根據(jù)單片機電路下達的指令，向所述的系統(tǒng)總線傳輸控制命令或指導fn息。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于樓宇對講系統(tǒng)的智能電源裝置，其特征在于還包括電流檢測電路，該電路輸入端接于電源裝置輸出電流的主干線上，其輸出端與所述的單片機電路的一個輸入端相接，其作用是檢測電源裝置輸出主干線上的實時電流值。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于樓宇對講系統(tǒng)的智能電源裝置，其特征在于所述的開關電源模塊的直流輸出電壓為31. 5V。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于樓宇對講系統(tǒng)的智能電源裝置，其特征在于所述的DC/ DC電路直流輸出電壓為30V。
5.根據(jù)權利要求1所述的用于樓宇對講系統(tǒng)的智能電源裝置，其特征在于所述的外接備用電池額定電壓為MV，其輸出端接于所述的開關電源模塊，并在交流斷電時，由開關電源模塊切換至DC/DC電路的輸入端。
6.根據(jù)權利要求1-5中任一項述的用于樓宇對講系統(tǒng)的智能電源裝置，其特征在于 在所述的室內(nèi)機中設有視頻驅(qū)動電路開啟和關閉的控制電路，該電路受室內(nèi)機的單片機控制，而單片機可與室內(nèi)機的SCS收發(fā)碼電路相連，SCS收發(fā)碼電路負責接收來自系統(tǒng)總線的指令。
專利摘要本實用新型公開了一種用于樓宇對講系統(tǒng)的智能電源裝置，要解決的技術問題是當市電供電中斷時，合理分配系統(tǒng)備用電池的用途，充分提高備用電池的利用率；在市電正常供電時，對該裝置輸出功耗進行智能管理。該裝置包括連接室內(nèi)機和計算機樓宇管理中心的系統(tǒng)總線及外接備用電池，還包括開關電源模塊、DC/DC電路、供電檢測電路、電池電壓檢測電路、單片機電路和SCS收發(fā)碼電路。本實用新型是在普通電源系統(tǒng)的基礎上當市電斷電時，使系統(tǒng)工作在省電模式下，大大延長了備用電源的續(xù)電時間。在市電未停電時，可以降低電源裝置開啟自動保護功能(停止輸出電流)的概率，或者降低處于極限工作狀態(tài)的概率，以延長電源裝置的使用壽命。
文檔編號G01R19/00GK202276182SQ20112040380
公開日2012年6月13日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權日2011年10月21日
發(fā)明者唐哲勇, 章德明, 陳春祥 申請人:深圳市視得安羅格朗電子股份有限公司