一种基于温度变送器的供电电路的制作方法

本实用新型实施例涉及温度变送器技术领域，尤其涉及一种基于温度变送器的供电电路。

背景技术：

温度变送器是工业应用上一种比较常见的温度检测仪表，其能够接受温度变量并按比例转换为标准输出信号，根据使用环境的不同，温度变送器一般分为电池供电的内供电温度变送器和外供电温度变送器。

外供电温度变送器需要外部提供电源才能使温度变送器工作，内供电温度变送器则是集成在温度变送器内部的电池供给整个温度变送器工作。随着温度变送器技术的发展及其越来越广泛的应用，越来越多的用户需要兼具内外供电功能的温度变送器，方便在停电或暂时没有合适的外部电源时，保证温度变送器正常工作。但是，现有技术中在对温度变送器进行外供电的同时，集成在温度变送器内部的电池也在耗电，这样严重影响了电池的寿命，缩短了温度变送器正常使用的时间。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种基于温度变送器的供电电路，实现了在外部电源对温度变送器进行供电时，电池完全不耗电，且外部电源断开时，电池仍能保证温度变送器正常工作，即在克服了由于停电等原因造成温度变送器无法工作的同时，延长了电池的使用寿命。

本实用新型实施例提供了一种基于温度变送器的供电电路，包括：

外部电源模块、电压转换模块、控制开关和电池；

所述电压转换模块包括输入端口和输出端口，所述输入端口与所述外部电源模块电连接，所述输出端口与所述温度变送器的充电端口电连接，用于将所述外部电源模块输出的电压转换为设定电压；

所述控制开关包括控制端口、第一端口和第二端口，所述控制端口与所述电压转换模块的输出端口电连接，所述第一端口与所述电池的第一端口电连接，所述第二端口与所述温度变送器的充电端口电连接；

所述电池包括第一端口和第二端口，所述电池的第二端口与电源地信号端口电连接，且所述电池的供电电压与所述设定电压的差值的绝对值小于所述控制开关的阈值电压的绝对值。

进一步地，过流保护模块，所述过流保护模块串联于所述外部电源模块和所述电压转换模块的输入端口之间。

进一步地，所述供电电路还包括：

第一单向导通元件、第二单向导通元件和第三单向导通元件；

所述第一单向导通元件串联于所述外部电源模块和所述电压转换模块的输入端口之间；

所述第二单向导通元件串联于所述控制开关的控制端口和所述温度变送器的充电端口之间；

所述第三单向导通元件串联于所述控制开关的第二端口和所述温度变送器的充电端口之间。

进一步地，所述供电电路还包括：

阻抗元件，所述阻抗元件串联于所述电池的第一端口和所述控制开关的第一端口之间。

进一步地，所述供电电路还包括：

第一滤波元件、第二滤波元件和第三滤波元件；

所述第一滤波元件串联于所述外部电源模块与所述电源地信号端口之间；

所述第二滤波元件串联于所述电压转换模块的输出端口与所述电源地信号端口之间；

所述第三滤波元件串联于所述温度变送器的充电端口与所述电源地信号端口之间。

进一步地，所述供电电路还包括：

稳压模块，所述稳压模块串联于所述外部电源模块和所述电源地信号端口之间。

进一步地，所述控制开关包括绝缘栅型场效应管。

进一步地，所述绝缘栅型场效应管的所述阈值电压小于零。

进一步地，所述设定电压小于所述电池的供电电压。

本实用新型实施例提供了一种基于温度变送器的供电电路，通过设置电压转换模块的输入端口与外部电源模块电连接，输出端口与温度变送器的充电端口电连接，使得电压转换模块能够将外部电源模块输出的电压转换为设定电压；设置控制开关的控制端口与电压转换模块的输出端口电连接，第一端口与电池的第一端口电连接，第二端口与温度变送器充电端口电连接；设置电池的第二端口与电源地信号端口电连接，同时设置电池的供电电压与设定电压的差值的绝对值小于控制开关的阈值电压的绝对值，这样使得在接入外部电源模块时，能够通过控制开关控制电池无法向温度变送器充电；当断开外部电源模块时，电池能够通过控制开关向温度变送器充电。实现了在外部电源对温度变送器进行供电时，电池完全不耗电，且外部电源断开时，电池仍能保证温度变送器正常工作，即在克服了由于停电等原因造成温度变送器无法工作的同时，延长了电池的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本实用新型实施例一提供的一种基于温度变送器的供电电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的一种基于温度变送器的供电电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本实用新型实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本实用新型的技术方案，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的一种基于温度变送器的供电电路的结构示意图。如图1所示，供电电路包括外部电源模块10、电压转换模块11、控制开关12和电池13，电压转换模块11包括输入端口A1和输出端口A2，输入端口A1与外部电源模块10电连接，输出端口A2与温度变送器14的充电端口 B1电连接；控制开关12包括控制端口C1、第一端口C2和第二端口C3，控制端口C1与电压转换模块11的输出端口A2电连接，第一端口C2与电池13的第一端口D1电连接，第二端口C3与温度变送器14的充电端口B1电连接；电池13包括第一端口D1和第二端口D2，电池13的第二端口D2与电源地信号端口E1电连接。

其中，电压转换模块11的输入端口A1与外部电源模块10地电连接，输出端口A2与温度变送器14的充电端口B1电连接，能够将外部电源模块10输出的电压转化为设定电压，并将转化后的设定电压发送至温度变送器14，供给温度变送器14工作。示例性的，外部电源模块10输出的电压例如可以在[5-24V] 的范围内波动，而5-24V的电压已经超过了温度变送器14的最大工作电压，则电压转换模块11可以将外部电源模块10输出的较大的电压转换为温度变送器 14工作的电压，即设定电压。

电池13的供电电压与设定电压的差值的绝对值小于控制开关12的阈值电压的绝对值。当外部电源模块10输出电压至电压转换模块11时，电压转换模块11能够将外部电源模块10输出的电压转换为设定电压。由于电池13的供电电压与设定电压的差值的绝对值小于控制开关12的阈值电压的绝对值，因此控制开关12在其控制端口C1的设定电压与其第一端口C2的电池13的供电电压的作用下关断，此时仅外部电源模块10向温度变送器14供电，电池13无法与温度变送器14连通，即电池13无法向温度变送器14供电，实现了使用外部电源模块10对温度变送器14供电时，电池13不供电，避免了对电池13寿命的影响。

示例性的，控制开关12可以为绝缘栅型场效应管，则控制开关12的控制端口C1可以为绝缘栅型场效应管的栅极，第一端口C2可以为绝缘栅型场效应管的源极，第二端口C3可以为绝缘栅型场效应管的漏极。可以设定绝缘栅型场效应管的阈值电压小于零，即V_T<0，控制开关例如可以是耗尽型N型绝缘栅型场效应管，也可以是增强型P型绝缘栅型场效应管，可以设定V_T＝-0.7V，设定电压转换模块11输出的设定电压小于电池13的供电电压。

具体的，如图1所示，当外部电源模块10向电压转换模块11输出电压时，电压转换模块11将外部电源模块10输出的电压转换为温度变送器14可以工作的电压，即设定电压，设定电压的大小例如可以为3.3V，温度变送器14在设定电压的作用下可以正常工作。电压转换模块11还能够输出设定电压至控制开关12的控制端口C1，即绝缘栅型场效应管的栅极，此时栅极上的电压V_G＝3.3V，控制开关12的第一端口C2，即绝缘栅型场效应管的源极电连接电池13输出供电电压的第一端口D1，电池13的供电电压例如可以设为3.6V，此时源极上的电压V_S＝3.6V，即V_GS＝-0.3V，由于|V_GS|<|V_T|，即电池13的供电电压与设定电压的差值的绝对值小于控制开关12的阈值电压的绝对值，控制开关12处于关断状态，则电池13无法通过控制开关12的第一端口C2和第二端口C3向温度变送器14供电，即实现了在外部电源模块10进行供电的过程中，保证电池13 不供电，避免了对电池13寿命的影响。

如图1所示，当外部电源模块10不供电时，控制开关12的控制端口C1 的电压为零，即绝缘栅型场效应管的栅极电压V_G＝0V，而电池13第一端口D1 的供电电压可以是3.6V，即绝缘栅型场效应管的源极的电压V_S＝3.6V，则此时控制开关12的控制端口C1和第一端口C2，即绝缘栅型场效应管的栅极和源极之间的电压的差值的绝对值大于控制开关12的阈值电压的绝对值，即 |V_GS|>|V_T|，控制开关12处于导通状态，电池13可以通过控制开关12的第一端口C2和第二端口C3向温度变送器14供电，即克服了由于停电等原因造成的温度变送器14无法工作的问题。

本实用新型实施例通过设置电压转换模块11的输入端口A1与外部电源模块10电连接，输出端口A2与温度变送器14的充电端口B1电连接，使得电压转换模块11能够将外部电源模块10输出的电压转换为设定电压；设置控制开关12的控制端口C1与电压转换模块11的输出端口A2电连接，第一端口C2 与电池13的第一端口D1电连接，第二端口C3与温度变送器14充电端口B1 电连接；设置电池13的第二端口D2与电源地信号端口E1电连接，同时设置电池13的供电电压与设定电压的差值的绝对值小于控制开关12的阈值电压的绝对值，这样使得在接入外部电源模块10时，能够通过控制开关12控制电池 13无法向温度变送器14充电，当断开外部电源模块10时，电池13能够通过控制开关12向温度变送器14充电，即实现了在外部电源对温度变送器14进行供电时，电池13完全不耗电，且外部电源断开时，电池13仍能保证温度变送器14正常工作，在克服了由于停电等原因造成温度变送器14无法工作的同时，延长了电池13的使用寿命。

实施例二

在上述示例的基础上，图2为本实用新型实施例二提供的一种基于温度变送器的供电电路的结构示意图，与上述实施例不同的是。如图2所示，示例性的，供电电路还可以包括第一单向导通元件151、第二单向导通元件152和第三单向导通元件153。

其中，第一单向导通元件151串联于外部电源模块10和电压转换模块11 的输入端口A1之间，第二单向导通元件152串联于控制开关12的控制端口C1 和温度变送器14的充电端口B1之间，第三单向导通元件153串联于控制开关 12的第二端口C3和温度变送器14的充电端口B1之间。

示例性的，第一单向导通元件151、第二单向导通元件152和第三单向导通元件153例如可以是二极管。将第一单向导通元件151串联于控制开关12的控制端口C1和电压转换模块11的输入端口A1之间，能够有效防止存在电流从电压转换模块11回流至外部电源模块10；将第二单向导通元件152串联于控制开关12的控制端口C1和温度变送器14的充电端口B1之间，将第三单向导通元件153串联于控制开关12的第二端口C3和温度变送器14的充电端口B1 之间，能够有效防止存在电流从温度变送器14通过控制开关12回流至电池13，同时第二单向导通元件152和第三单向导通元件153的设置能够有效防止控制开关12，例如绝缘栅型场效应管，的控制端口C1和第二端口C3，即栅极和源极之间存在电流，保证了控制开关12能够正常工作。通过第一单向导通元件 151、第二单向导通元件152和第三单向导通元件153的设置提高了基于温度变送器14的供电电路工作的稳定性。

可选的，供电电路还可以包括过流保护模块16，过流保护模块16可以串联于外部电源模块10和电压转换模块11的输入端口A1之间。示例性的，过流保护模块16例如可以是保险丝，过流保护模块16的设置能够有效防止外部电源模块10在对温度变送器14进行供电的过程中，存在较大的突变电流而烧毁供电电路或温度变送器14中的元件，提高了供电电路工作的安全性和稳定性。

可选的，供电电路还可以包括阻抗元件17，阻抗元件17串联于电池13的第一端口D1和控制开关12的第一端口C2之间。示例性的，阻抗元件17可以是图2中所示的电阻，当电池13的第一端口D1的供电电压超过温度变送器14 能够工作的最大电压时，串联于电池13的第一端口D1与控制开关12的第一端口C2之间的阻抗元件17的设置能够起到对电池13的第一端口D1的供电电压进行分压的作用，以保证电池13向温度变送器14供电时，温度变送器14能够正常稳定地工作。

可选的，供电电路还可以包括第一滤波元件181、第二滤波元件182和第三滤波元件183。其中，第一滤波元件181串联于外部电源模块10与电源地信号端口E1之间，第二滤波元件182串联于电压转换模块11的输出端口A2与电源地信号端口E1之间。第三滤波元183串联于温度变送器14的充电端口B1 与电源地信号端口E1之间。示例性的，第一滤波元件181、第二滤波元件182 和第三滤波元件183可以是电容。如图2所示，第一滤波元件181对应外部电源模块10的输出端口设置，能够有效滤除外部电源模块10输出的无效信号或干扰信号，例如跳变信号。第二滤波元件182对应电压转换模块11的输出端口 A2，能够有效滤除电压转换模块11输出的无效信号或干扰信号。第三滤波元件 183对应控制开关12的第二端口C3设置，可以看成是对应电池13的第一端口 D1设置，能够有效滤除电池13输出的无效信号或干扰信号。

可选的，供电电路还可以包括稳压模块19，稳压模块19串联于外部电源模块10和电源地信号端口E1之间，示例性的，稳压模块19可以采用稳压二极管。稳压模块19的设置能够维持外部电源模块10输出的电压维持在一个较稳定的值，避免在后续对温度变送器14的供电过程中存在电压的波动，影响基于温度变送器14的供电电路工作的稳定性。

本实用新型实施例二通过设置基于温度变送器的供电电路包括第一单向导通元件151、第二单向导通元件152和第三单向导通元件153，设置第一单向导通元件151串联于外部电源模块10和电压转换模块11的输入端口A1之间，第二单向导通元件152串联于控制开关12的控制端口C1和温度变送器14的充电端口B1之间，第三单向导通元件153串联于控制开关12的第二端口C3和温度变送器14的充电端口B1之间，有效防止了存在电流从电压转换模块11回流至外部电源模块10、从温度变送器14通过控制开关12回流至电池13，以及控制开关12的控制端口C1和第二端口C3之间存在电流，提高了基于温度变送器14的供电电路工作的稳定性。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。