开关设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型实施例公开了一种开关设备。其中,开关设备包括:信号调理电路,信号调理电路的输入端为开关设备的输入端,开关设备的输入端与上一级电源单元的输出端连接;延时电路,延时电路的输入端与信号调理电路的输出端连接;比较器,比较器的同相输入端与延时电路的输出端连接,比较器的反相输入端与基准电压连接,比较器比较延时电路输出的电压值与基准电压的电压值的电平,产生一个比较结果信号;隔离电路,隔离电路的输入端与上一级电源单元的输出端及比较器的输出端连接,隔离电路的输出端为开关设备的输出端,开关设备的输出端与下一级电源单元的控制端连接。本实用新型实施例可降低在上电瞬间瞬态电流对电源的冲击危害。
【专利说明】
开关设备
技术领域
[0001]本实用新型属于电路领域,特别是涉及一种开关设备。
【背景技术】
[0002]电源是电子设备的重要组成部分,其性能的好坏直接影响着电子设备的可靠性,由于电子设备的故障有很多是由于电源引起的,因此作为电子设备的基础元件,电源及控制电源的开关电路越来越引起人们的关注。
[0003]现有的电源开关电路大多是安装于电源的输出端,用于控制电源的输出,当电源是由多个电源单元组成时,用于控制这些电源单元的电源开关电路通常集成在一块电路板上。
[0004]发明人在实际工作中发现,现有的这种电源在上电的瞬间,在电源中会形成较大的瞬态电流,这种瞬态电流会对电源造成较大的冲击危害。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型实施例要解决的一个技术问题是:提供一种开关设备,以降低在上电瞬间瞬态电流对电源的冲击危害。
[0006]根据本实用新型实施例的一个方面,提供一种开关设备,包括:
[0007]信号调理电路,所述信号调理电路的输入端为所述开关设备的输入端,所述开关设备的输入端与上一级电源单元的输出端连接;
[0008]延时电路,所述延时电路的输入端与所述信号调理电路的输出端连接;
[0009]比较器,所述比较器的同相输入端与所述延时电路的输出端连接,所述比较器的反相输入端与基准电压连接,所述比较器比较所述延时电路输出的电压值与所述基准电压的电压值的电平,产生一个比较结果信号;及
[0010]隔离电路,所述隔离电路的输入端与上一级电源单元的输出端及所述比较器的输出端连接,所述隔离电路的输出端为所述开关设备的输出端,所述开关设备的输出端与下一级电源单元的控制端连接。
[0011]基于本实用新型上述开关设备的另一实施例中,所述信号调理电路包括:
[0012]第一电阻,所述第一电阻的第一端为所述信号调理电路的输入端;及
[0013]第二电阻,所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接,所述第二电阻的第二端接地;其中所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端的连接点为所述信号调理电路的输出端。
[0014]基于本实用新型上述开关设备的另一实施例中,所述信号调理电路为滑动变阻器,所述滑动变阻器的第一端为所述信号调理电路的输入端,所述滑动变阻器的第二端接地,所述滑动变阻器的滑动端为所述信号调理电路的输出端。
[0015]基于本实用新型上述开关设备的另一实施例中,所述延时电路为积分器。
[0016]基于本实用新型上述开关设备的另一实施例中,所述隔离电路为光耦合器。
[0017]基于本实用新型上述开关设备的另一实施例中,所述光耦合器包括:
[0018]发光二极管,所述发光二极管的阳极与上一级电源单元的输出端连接,所述发光二极管的阴极与所述比较器的输出端连接;及
[0019]光敏三极管,所述光敏三极管的集电极与电压连接,所述光敏三极管的发射极与第三电阻的第一端连接,所述第三电阻的第二端接地;其中所述光敏三极管的发射极与所述第三电阻的第一端的连接点为所述隔离电路的输出端。
[0020]基于本实用新型上述开关设备的另一实施例中,所述第三电阻为滑动变阻器,所述滑动变阻器的第一端与滑动端连接,并与所述光敏三极管的发射极连接,所述滑动变阻器的第二端接地。
[0021]根据本实用新型实施例的另一个方面,提供一种电源,包括:
[0022]N个电源单元,其中,N为大于I的整数;及
[0023]N-1个上述任意一项所述的开关设备,N个所述电源单元通过N-1个所述开关设备串联连接;
[0024]其中,第1-1个所述开关设备的输入端与第1-1个所述电源单元的输出端连接,第1-Ι个所述开关设备的输出端与第i个所述电源单元的控制端连接,第1-Ι个所述开关设备根据第1-Ι个所述电源单元的输出信号控制第i个所述电源单元启动;其中,i为整数、且1<i<N0
[0025]根据本实用新型实施例的又一个方面,提供一种设备系统,包括:
[0026]待供电设备,所述待供电设备包括:N个待供电单元,其中,N为大于I的整数;及
[0027]上述的电源,其中所述待供电设备中的每一个所述待供电单元与所述电源中的一个所述电源单元对应连接,由该电源单元对连接的待供电单元单独供电。
[0028]基于本实用新型上述设备系统的另一实施例中,所述待供电设备为比特币矿机,所述待供电单元为所述比特币矿机中的运算板。
[0029]基于本实用新型实施例提供的开关设备,结构简单,利用信号调理电路对输入电压进行衰减,通过延时电路对衰减后的输入电压延时设定的时间,通过比较器将衰减后的输入电压与基准电压进行比较,从而启动隔离电路,利用隔离电路进行电气隔离,能够降低在上电瞬间瞬态电流对电源的冲击危害,保护电源,延长电源的使用寿命。
【附图说明】
[0030]构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例,并且连同描述一起用于解释本实用新型的原理。
[0031]参照附图,根据下面的详细描述,可以更加清楚地理解本实用新型,其中:
[0032]图1是本实用新型开关设备的一个实施例的结构图。
[0033]图2是本实用新型信号调理电路的一个实施例的结构图。
[0034]图3是本实用新型隔离电路的一个实施例的结构图。
[0035]图4是本实用新型电源的一个实施例的结构图。
[0036]图5是本实用新型设备系统的一个实施例的结构图。
【具体实施方式】
[0037]现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
[0038]同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
[0039]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
[0040]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0041 ]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0042]图1是本实用新型开关设备的一个实施例的结构图。如图1所示,本实施例的开关设备包括:
[0043]信号调理电路,信号调理电路的输入端为所述开关设备的输入端,开关设备的输入端与上一级电源单元的输出端连接。
[0044]延时电路,延时电路的输入端与信号调理电路的输出端连接。
[0045]比较器,比较器的同相输入端与延时电路的输出端连接,比较器的反相输入端与基准电压连接,比较器比较延时电路输出的电压值与基准电压的电压值的电平,产生一个比较结果信号。
[0046]隔离电路,隔离电路的输入端与上一级电源单元的输出端及比较器的输出端连接,隔离电路的输出端为开关设备的输出端,开关设备的输出端与下一级电源单元的控制端连接。
[0047]基于本实用新型实施例提供的开关设备,结构简单,利用信号调理电路对输入电压进行衰减,通过延时电路对衰减后的输入电压延时设定的时间,通过比较器将衰减后的输入电压与基准电压进行比较,从而启动隔离电路,利用隔离电路进行电气隔离,能够降低在上电瞬间瞬态电流对电源的冲击危害,保护电源,延长电源的使用寿命。另外,由于比较器的输出为数字量,因此本实用新型还能够实现对隔离电路输出的精准控制。
[0048]图2是本实用新型信号调理电路的一个实施例的结构图。如图2所示,本实施例的信号调理电路包括:
[0049]第一电阻Rl,其第一端为信号调理电路的输入端。
[0050]第二电阻R2,其第一端与第一电阻Rl的第二端连接,第二电阻R2的第二端接地。其中第一电阻Rl的第二端与第二电阻R2的第一端的连接点为信号调理电路的输出端。
[0051]其中,第一电阻Rl与第二电阻R2的阻值根据具体的应用环境及控制的需要等确定。
[0052]在本实用新型的一个具体实施例中,我们选用TL431构成比较器,其基准电压的电压值例如为2.5V,电源单元输出的电压值例如为12V,当上一级电源单元输出的电压值高于8V时,下一级电源单元开启,此时信号调理电路中R1/R2的比值范围在2.2-3.8之间。本实用新型并不以此为限,其中,基准电压的电压值也可以选择其他数值,比较器也可以选择其他合适的芯片构成。
[0053]在本实用新型的另一个实施例中,信号调理电路为滑动变阻器,滑动变阻器的第一端为信号调理电路的输入端,滑动变阻器的第二端接地,滑动变阻器的滑动端为信号调理电路的输出端。
[0054]在本实用新型的一个实施例中,延时电路为积分器。我们可以通过调整积分器的积分常数,达到控制延时时间的目的。
[0055]图3是本实用新型隔离电路的一个实施例的结构图。如图3所示,本实施例的隔离电路包括:光親合器。
[0056]进一步地,光耦合器包括:
[0057]发光二极管,其阳极与上一级电源单元的输出端连接,阴极与比较器的输出端连接。
[0058]光敏三极管,其集电极与电压VCC连接,发射极与第三电阻R3的第一端连接,第三电阻R3的第二端接地,其中光敏三极管的发射极与第三电阻R3的第一端的连接点为隔离电路的输出端。
[0059]其中,当比较器输出为高电平时,光耦合器的发光二极管不导通,不发光,光耦合器为开路,光耦合器输出高电平;当比较器发生反转输出低电平后,光耦合器的发光二极管导通发光,此时光耦合器输出低电平,为有效的输出,将启动下一级电源单元。
[0060]在本实用新型的一个具体实施例中,光耦合器我们选用PC817。
[0061]在本实用新型的另一个实施例中,第三电阻R3为滑动变阻器,滑动变阻器的第一端与滑动端连接,并与光敏三极管的发射极连接,滑动变阻器的第二端接地。
[0062]图4是本实用新型电源的一个实施例的结构图。如图4所示,本实施例的电源包括:
[0063]N个电源单元,其中,N为大于I的整数。
[0064]N-1个上述任意一个实施例的开关设备,N个电源单元通过N-1个开关设备串联连接。
[0065]其中,第1-Ι个开关设备的输入端与第1-Ι个电源单元的输出端连接,第1-Ι个开关设备的输出端与第i个电源单元的控制端连接,第1-Ι个开关设备根据第1-Ι个电源单元的输出信号控制第i个电源单元启动。其中,i为整数、且l<i<N。
[0066]基于本实用新型实施例提供的电源,包括上述任意一个实施例的开关设备,其中开关设备的结构简单,利用信号调理电路对输入电压进行衰减,通过延时电路对衰减后的输入电压延时设定的时间,通过比较器将衰减后的输入电压与基准电压进行比较,从而启动隔离电路,利用隔离电路进行电气隔离,能够降低在上电瞬间瞬态电流对电源的冲击危害,保护电源,延长电源的使用寿命。另外,由于比较器的输出为数字量,因此本实用新型还能够实现对隔离电路输出的精准控制。
[0067]基于本实用新型实施例提供的电源,通过将多个电源单元通过多个开关设备串联连接,利用开关设备检测上一级电源单元的状态控制下一级电源单元开启,实现了各电源单元的逐级上电,从而能够进一步降低在上电瞬间瞬态电流对电源的冲击危害,克服现有电源输出主电路电流大、电压高的弊端,减少损耗,降低成本。另外,本实用新型实施例多个电源单元通过多个开关设备串联连接,各开关设备控制各电源单元逐级上电的结构,还可以克服现有用于控制多个电源单元的电源开关电路集成在一块电路板上,容易造成控制电路复杂且体积庞大的弊端。
[0068]图5是本实用新型设备系统的一个实施例的结构图。如图5所示,本实施例的设备系统包括:
[0069]待供电设备,待供电设备包括:N个待供电单元,其中,N为大于I的整数。
[0070]上述实施例的电源,其中待供电设备中的每一个待供电单元与电源中的一个电源单元对应连接,由该电源单元对连接的待供电单元单独供电。
[0071]基于本实用新型实施例提供的设备系统,包括上述实施例的电源,其中多个电源单元通过多个开关设备串联连接,每个开关设备包括上述任意一个实施例的开关设备,其中开关设备的结构简单,利用信号调理电路对输入电压进行衰减,通过延时电路对衰减后的输入电压延时设定的时间,通过比较器将衰减后的输入电压与基准电压进行比较,从而启动隔离电路,利用隔离电路进行电气隔离,能够降低在上电瞬间瞬态电流对电源的冲击危害,保护电源,延长电源的使用寿命。另外,由于比较器的输出为数字量,因此本实用新型还能够实现对隔离电路输出的精准控制。
[0072]基于本实用新型实施例提供的设备系统,包括上述实施例的电源,其中通过将多个电源单元通过多个开关设备串联连接,利用开关设备检测上一级电源单元的状态控制下一级电源单元开启,实现了各电源单元的逐级上电,从而能够进一步降低在上电瞬间瞬态电流对电源的冲击危害,克服现有电源输出主电路电流大、电压高的弊端,减少损耗,降低成本。另外,本实用新型实施例多个电源单元通过多个开关设备串联连接,各开关设备控制各电源单元逐级上电的结构,还可以克服现有用于控制多个电源单元的电源开关电路集成在一块电路板上,容易造成控制电路复杂且体积庞大的弊端。
[0073]在本实用新型的一个具体实施例中,待供电设备为比特币矿机,待供电单元为比特币矿机中的运算板。
[0074]本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于装置实施例而言,由于其与方法实施例基本对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0075]本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的,而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用,并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
【主权项】
1.一种开关设备,其特征在于,包括: 信号调理电路,所述信号调理电路的输入端为所述开关设备的输入端,所述开关设备的输入端与上一级电源单元的输出端连接; 延时电路,所述延时电路的输入端与所述信号调理电路的输出端连接; 比较器,所述比较器的同相输入端与所述延时电路的输出端连接,所述比较器的反相输入端与基准电压连接,所述比较器比较所述延时电路输出的电压值与所述基准电压的电压值的电平,产生一个比较结果信号;及 隔离电路,所述隔离电路的输入端与上一级电源单元的输出端及所述比较器的输出端连接,所述隔离电路的输出端为所述开关设备的输出端,所述开关设备的输出端与下一级电源单元的控制端连接。2.根据权利要求1所述的开关设备,其特征在于,所述信号调理电路包括: 第一电阻(Rl),所述第一电阻(Rl)的第一端为所述信号调理电路的输入端;及 第二电阻(R2),所述第二电阻(R2)的第一端与所述第一电阻(Rl)的第二端连接,所述第二电阻(R2)的第二端接地;其中所述第一电阻(Rl)的第二端与所述第二电阻(R2)的第一端的连接点为所述信号调理电路的输出端。3.根据权利要求1所述的开关设备,其特征在于,所述信号调理电路为滑动变阻器,所述滑动变阻器的第一端为所述信号调理电路的输入端,所述滑动变阻器的第二端接地,所述滑动变阻器的滑动端为所述信号调理电路的输出端。4.根据权利要求1所述的开关设备,其特征在于,所述延时电路为积分器。5.根据权利要求1所述的开关设备,其特征在于,所述隔离电路为光耦合器。6.根据权利要求5所述的开关设备,其特征在于,所述光耦合器包括: 发光二极管,所述发光二极管的阳极与上一级电源单元的输出端连接,所述发光二极管的阴极与所述比较器的输出端连接;及 光敏三极管,所述光敏三极管的集电极与电压(VCC)连接,所述光敏三极管的发射极与第三电阻(R3)的第一端连接,所述第三电阻(R3)的第二端接地;其中所述光敏三极管的发射极与所述第三电阻(R3)的第一端的连接点为所述隔离电路的输出端。7.根据权利要求6所述的开关设备,其特征在于,所述第三电阻(R3)为滑动变阻器,所述滑动变阻器的第一端与滑动端连接,并与所述光敏三极管的发射极连接,所述滑动变阻器的第二端接地。
【文档编号】H02M1/32GK205647254SQ201620421741
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】张金宝, 裴敏, 陈娜
【申请人】北京比特大陆科技有限公司