供电保护电路的制作方法

1.本技术实施例涉及电路保护技术，涉及但不限于一种供电保护电路。


背景技术：

2.相关技术中的电路设计，车机给摄像头供电基本上都是直接输出，最多加一个保险电阻，并不能完全的保护设备不会损坏，并且发生故障时很难判断和快速处理解决问题。


技术实现要素：

3.本技术的一个目的在于提供一种供电保护电路，其优势在于该电路能够主动控制供电电源的输出，进而保障设备的各个模块不被损坏。
4.本技术的另一个目的在于提供一种供电保护电路的压降模块，其优势在于如果设备启动前发生短路，该压降模块能够直接使供电电源关闭，从而保障设备的各个模块不被损坏。
5.本技术的另一个目的在于提供一种供电保护电路的过流保护模块，其优势在于该过流保护模块能够在过流的情况下产生压降或阻断，从而保护供电电路中的poc模块不被损坏。
6.本技术的另一个目的在于提供一种供电保护电路的电压采集模块和供电保护电路的主控模块，其优势在于该主控模块能够根据电压采集模块实时采集的过流保护模块两端的电压值，来主动控制供电电源的输出。
7.本技术的另一个目的在于提供一种供电保护电路的开关模块，其优势在于该开关模块能够根据主控模块的控制处于打开或关闭状态，从而使供电电源与poc模块连接或断开。
8.本技术的另一个目的在于提供一种三极管和mos管，其优势在于该三极管能够根据主控模块的输出使该mos管处于不同的工作状态，该mos管能够根据自身的工作状态使供电电源与poc模块连接或断开。
9.本技术的另一个目的在于提供一种二极管，其优势在于该二极管能够在供电的过程中防止反向电流回流。
10.本技术的另一个目的在于提供一种负载，其优势在于能够保障该负载在供电异常、短路等情况下不会被损坏。
11.为了实现上述目的，本技术实施例采用以下技术方案：
12.本技术实施例提供一种供电保护电路，所述供电保护电路包括：poc模块、过流保护模块、开关模块、主控模块和电压采集模块，其中：
13.所述过流保护模块的一端与所述开关模块的一端连接，所述过流保护模块的另一端与所述poc(power over coaxia，同轴线传输电力)模块的一端连接；
14.所述开关模块的另一端与所述主控模块连接；所述过流保护模块还与所述电压采集模块连接；
15.当所述poc模块过流时所述过流保护模块产生压降或阻断；
16.所述电压采集模块采集所述过流保护模块两端的电压值并反馈至所述主控模块，所述主控模块根据所述电压值控制所述开关模块处于打开状态或关闭状态，使得所述poc模块能够与供电电源连接或断开。
附图说明
17.图1为本技术实施例供电保护电路的组成结构示意图一；
18.图2为本技术实施例供电保护电路的组成结构示意图二；
19.图3为本技术实施例供电保护电路的组成结构示意图三；
20.图4a为本技术实施例供电保护电路的组成结构示意图四；
21.图4b为本技术实施例供电保护电路的工作流程示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例对本技术的技术方案进一步详细阐述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
24.在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本技术的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
25.需要指出，本技术实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本技术实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
26.下面，对本技术实施例涉及的一些技术性名词进行解释说明：
27.同轴：指同轴电缆(coaxial cable)
28.360度环视：全景摄像头，包含前后左右四个摄像头。
29.poc：一种基于同轴电缆传输的视频信号、同轴控制和电源叠加的技术。
30.相关技术中的车机中控设备为了更好的用户体验，已经普及使用高清的摄像头设备，提供倒车影像或者360度环视影像。普遍的连接方式是通过同轴电缆来传输视频信号并同时进行供电的电源传输。由于高清的视频信号需要进行数据压缩，同轴传输的信号会使用很高频率的高频信号进行传输，为了隔离电源传输和高频信号之间的相互干扰，都会增加poc网络电路。由于可行性设计该poc电路一般设计电流都在500ma(毫安)至1a(安)之间的电流。因此，在设备使用中操作不当、电缆破损、摄像头不匹配、安装错误和其他意外等，都会导致短路发生，直接损坏poc元件。最终可能造成车机的损坏或者摄像头设备的损毁，无法正常观看环视和倒车影像。
31.基于此，本技术实施例提供一种供电保护电路，图1为本技术实施例供电保护电路的组成结构示意图一，如图1所示，所述供电保护电路包括：poc模块11、过流保护模块12、开关模块13、主控模块14和电压采集模块15，其中：
32.所述过流保护模块12的一端与所述开关模块13的一端连接，所述过流保护模块12的另一端与所述poc模块11的一端连接；
33.所述开关模块13的另一端与所述主控模块14连接；所述过流保护模块12还与所述电压采集模块15连接；
34.当所述poc模块11过流时所述过流保护模块12产生压降或阻断；
35.所述电压采集模块15采集所述过流保护模块12两端的电压值并反馈至所述主控模块14，所述主控模块14根据所述电压值控制所述开关模块13处于打开状态或关闭状态，使得所述poc模块11能够与供电电源连接或断开。
36.在一些实施例中，所述供电保护电路还包括负载，所述负载与所述poc模块连接；如此，该供电保护电路能够保障连接poc模块的负载在供电异常、短路等情况下不会被损坏。
37.基于前述的实施例，本技术实施例再提供一种供电保护电路，图2为本技术实施例供电保护电路的组成结构示意图二，如图2所示，所述供电保护电路还包括：压降模块16，其中：
38.所述过流保护模块12的一端与所述开关模块13的一端连接，所述过流保护模块12的另一端与所述poc模块11的一端连接；
39.所述开关模块13的另一端与所述主控模块14连接；所述过流保护模块12还与所述电压采集模块15连接；
40.所述压降模块16的一端连接于所述过流保护模块12与所述poc模块11之间，另一端连接所述开关模块13；
41.当所述poc模块11过流时所述过流保护模块12产生压降或阻断；
42.所述电压采集模块15采集所述过流保护模块12两端的电压值并反馈至所述主控模块14，所述主控模块14根据所述电压值控制所述开关模块13处于打开状态或关闭状态，使得所述poc模块11能够与供电电源连接或断开；
43.所述poc模块11所在的设备启动前发生短路时，所述压降模块16导通，所述主控模块14输出的电压被拉低，使得所述开关模块13关闭；如此，如果设备启动前发生短路，该压降模块能够直接使供电电源关闭，从而保障设备的各个模块不被损坏。
44.在一些实施例中，所述供电保护电路还包括第二二极管，所述第二二极管的一端连接所述过流保护模块，所述第二二极管的另一端连接所述压降模块；
45.所述第二二极管在供电的过程中防止反向电流回流。
46.基于前述的实施例，本技术实施例再提供一种供电保护电路，所述供电保护电路包括：poc模块、过流保护模块、开关模块、主控模块和电压采集模块，其中：
47.所述过流保护模块的一端与所述开关模块的一端连接，所述过流保护模块的另一端与所述poc模块的一端连接，所述过流保护模块包括保险电阻；
48.所述开关模块的另一端与所述主控模块连接；所述过流保护模块还与所述电压采集模块连接；
49.所述电压采集模块包括第一采集模块和第二采集模块；
50.所述第一采集模块的一端与所述保险电阻的一端连接，所述第一采集模块的另一端与第一模数转换器连接；
51.所述第二采集模块的一端与所述保险电阻的另一端连接，所述第二采集模块的另一端与第二模数转换器连接；
52.当所述poc模块过流时所述过流保护模块产生压降或阻断；
53.所述电压采集模块采集所述过流保护模块两端的电压值并反馈至所述主控模块，所述主控模块根据所述电压值控制所述开关模块处于打开状态或关闭状态，使得所述poc模块能够与供电电源连接或断开。
54.在一些实施例中，所述第一采集模块包括第一电阻、第二电阻和第一电容，所述第二采集模块包括第三电阻、第四电阻和第二电容；
55.所述第一电阻与所述第一电容并联，所述第一电阻的一端接地，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端连接、还与所述第一模数转换器连接，所述第二电阻的另一端与所述保险电阻的一端连接；
56.所述第三电阻与所述第二电容并联，所述第三电阻的一端接地，所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的一端连接、还与所述第二模数转换器连接，所述第四电阻的另一端与所述保险电阻的另一端连接；
57.如此，通过所述第一电阻至第四电阻，以及第一电容和第二电容，能够采集过流保护模块两端的电压差，从而判断供电是否出现异常；同时，还能够保证主控模块的电压上限不超过预设阈值。
58.基于前述的实施例，本技术实施例再提供一种供电保护电路，所述供电保护电路包括：poc模块、过流保护模块、开关模块、主控模块和电压采集模块，其中：
59.所述过流保护模块的一端与所述开关模块的一端连接，所述过流保护模块的另一端与所述poc模块的一端连接；
60.所述开关模块的另一端与所述主控模块连接，所述开关模块包括第一开关管和第二开关管；所述过流保护模块还与所述电压采集模块连接；
61.当所述poc模块过流时所述过流保护模块产生压降或阻断；
62.所述第一开关管根据所述主控模块的输出使所述第二开关管处于不同的工作状态；
63.所述第二开关管根据自身的工作状态使所述供电电源与所述poc模块连接或断开；
64.所述电压采集模块采集所述过流保护模块两端的电压值并反馈至所述主控模块，所述主控模块根据所述电压值控制所述开关模块处于打开状态或关闭状态，使得所述poc模块能够与供电电源连接或断开。
65.在一些实施例中，所述开关模块还包括第五电阻至第九电阻；
66.所述第一开关管的第一端接地，所述第一开关管的第二端通过第五电阻和第六电阻与所述主控模块连接、还与第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端接地；
67.所述第二开关管的第一端与所述供电电源连接、还与第八电阻的一端连接；所述第二开关管的第二端与所述电压采集模块连接；所述第二开关管的第三端与所述第八电阻
的另一端连接、还通过所述第九电阻与所述第一开关管的第三端连接；如此，能够利用所述第一开关管使所述第二开关管处于不同的工作状态，进而利用所述第二开关管使所述供电电源与所述poc模块连接或断开。
68.在一些实施例中，所述压降模块的另一端连接于所述第五电阻与所述第六电阻之间；
69.所述主控模块包括mcu(micro controller unit，微控制单元)，所述压降模块包括第一二极管；如此，能够利用mcu输出的电压控制供电电源是否向poc模块供电。
70.在一些实施例中，所述第一开关管为三级管，所述第二开关管为mos管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)。
71.基于前述的实施例，本技术实施例再提供一种供电保护电路，图3为本技术实施例供电保护电路的组成结构示意图三，如图3所示，所述供电保护电路包括：poc模块、第一二极管d1、第二二极管d2、保险电阻f1、第一电阻r1至第九电阻r9、第一电容c1和第二电容c2、三极管q1、mos管q2、第一模数转换器adc 1、第二模数转换器adc 2、主控mcu和供电电源power，其中：
72.所述poc模块的一端与所述第一二极管d1的一端连接、还与所述第二二极管d2的一端连接，所述第二二极管d2的另一端与所述保险电阻f1的一端连接；
73.所述第一电阻r1与所述第一电容c1并联，所述第一电阻r1的一端接地，所述第一电阻r1的另一端与所述第二电阻r2的一端连接、还与所述第一模数转换器adc 1连接，所述第二电阻r2的另一端与所述保险电阻f1的一端连接；
74.所述第三电阻r3与所述第二电容c2并联，所述第三电阻r3的一端接地，所述第三电阻r3的另一端与所述第四电阻r4的一端连接、还与所述第二模数转换器adc 2连接，所述第四电阻r4的另一端与所述保险电阻f1的另一端连接；
75.所述三极管q1的第一端接地，所述三极管q1的第二端通过第五电阻r5和第六电阻r6与所述主控mcu连接、还与第七电阻r7的一端连接，所述第七电阻r7的另一端接地；
76.所述mos管q2的第一端与所述供电电源power连接、还与第八电阻r8的一端连接；所述mos管q2的第二端与所述保险电阻f1的另一端连接；所述mos管q2的第三端与所述第八电阻r8的另一端连接、还通过所述第九电阻r9与所述三极管q1的第三端连接；
77.当所述poc模块过流时所述保险电阻f1产生压降或阻断；
78.所述第一电阻r1至第四电阻r4、所述第一电容c1、所述第二电容c2、所述第一模数转换器adc 1和所述第二模数转换器adc 2共同构成上述电压采集模块，所述第五电阻r5至所述第九电阻r9、所述三极管q1和所述mos管q2共同构成上述开关模块；
79.所述电压采集模块采集所述保险电阻f1两端的电压值并反馈至所述主控mcu，所述主控mcu根据所述电压值控制所述开关模块处于打开状态或关闭状态，使得所述poc模块能够与供电电源power连接或断开；
80.当所述poc模块所在的设备启动前发生短路时，所述第一二极管d1导通，所述主控mcu输出的电压被拉低，使得所述开关模块关闭；
81.所述第二二极管d2在供电的过程中防止反向电流回流；
82.所述三极管q1根据所述主控mcu的输出使所述mos管q2处于不同的工作状态；
83.所述mos管q2根据自身的工作状态使所述供电电源power与所述poc模块连接或断
开。
84.基于前述的实施例，本技术实施例再提供一种供电保护电路，该供电保护电路主要解决车载摄像头在使用中意外导致的短路，从而造成车载设备的永久损坏，引起的不必要的财产损失和带来比较差的用户体验的问题。并且，该供电保护电路能够提供可持续性设计改善的参考建议。
85.为了实现该供电保护电路，需要在车机电路设计阶段考虑设计增加，通过增加的硬件实体电路，mcu去控制poc的电源输出，达到保护设备不被损坏的目的，并且可以将这些数据反馈给工程师，进行可持续性改善和快速维护的目的。
86.图4a为本技术实施例供电保护电路的组成结构示意图四，如图4a所示，该供电保护电路具有主动控制功能，以及在线问题上报功能，在没有mcu控制的情况下短路也可以直接关闭电源，达到保护的效果。其中，q2为mos管，控制电源接通或断开。f1为保险电阻，过流产生压降或阻断。d1和d2为二极管，可以防止反向电流回流。q1为三级管，驱动控制mos管工作。tp1为测试点，j1为端口插座，用于连接负载(例如车载摄像头)。r为电阻，c为电容，l为电感，rv为静电保护元件。当然，除了tp1以外还可以在电路中的任一位置设置其他的测试点，本技术实施例对此并不做限制。
87.该电路的工作原理为：
88.(1)、正常工作模式：mcu输出高电平，通过q1去控制q2工作，电源power通过q2、f1和d2输出，电源供给poc电路。这时d1的1脚电压高于2脚电压(d1的引脚标号已在图中示出)，反向截止不会对电路有影响。adc 1/adc 2是mcu采样检测，由于经过f1的电流在设计使用范围内f1的1脚2脚电压没有较大偏差(f1的引脚标号已在图中示出)。进而adc1和adc2没有较大差值mcu可以判定到正常工作状态。
89.(2)、异常电流超限模式：外部设备工作异常，导致电流需求增大时，f1过流，阻值开始增大，f1的1脚和2脚电压发生差值，这时mcu通过adc 1和adc 2的差值，可以判断到电流超限。此时关闭mcu引脚的输出，达到关闭q2的目的，保护poc电路上的元件不会过电流损坏。
90.(3)、工作中异常短路发生模式：工作过程中外部设备或电缆发生短路时，通过f1的电流会急剧增大，f1两端会产生大的电压差，甚至f1直接阻断，mcu判断到adc 1和adc 2的压差超过一定数值时即判断发生短路事件，关闭power电源，保护poc电路中元件不损坏。
91.(4)、设备启动前短路发生模式：外部设备或电缆发生短路时，设备启动前tp1位置的电压为0v(伏)直接导致d1导通，d1拉低了mcu的输出，使q1无法打开，q2一直保持关闭，这样就避免了损坏主机poc电路中的元件。adc 1/adc 2检测都是低电平，mcu可以判断到外部发生短路事件。
92.(5)、当电源关闭时，mcu＝0，此时不再监测adc 1/adc 2位置的电压，防止mcu数据误判。
93.在一些实施例中，图4a中电阻r1至电阻r4以及电容c1和电容c2的作用是为了保证mcu的上限不超过预设阈值(例如3.3v)，本技术实施例中mcu＝1代表mcu输出高电平，mcu＝0代表mcu输出低电平。
94.在一些实施例中，图4a中电阻r5至电阻r7的作用是辅助mcu使q1处于打开状态。例如，正常情况下mcu的输出超过0.6v q1就会打开，增加上述电阻后2.5v-3v(举例)才能打
开。mcu输出低电平时q1关闭，输出高电平时q1打开。
95.举例来说，当设备正常工作时，采样到的adc 1的电压值和adc 2的电压值大致相等，mcu的端口输出高电平，使得q1导通从而q2处于工作状态，此时电源power向poc模块等正常供电。当发生电流超限或工作中发生短路等情况时，采样到的adc 1的电压值和adc 2的电压值存在电压差(即f1两端的电压存在差值)。当mcu检测到adc 1端口和adc 2端口的电压差大于等于预设值(例如1v)时，则判断存在异常，此时mcu的端口输出低电平，使得q1截止，从而q2断开，此时电源power的供电断开，从而保护各个设备模块不被损坏。当设备启动前发生短路时，设备启动前tp1测试点的电压为0v，导致d1导通，d1拉低了mcu的输出，使q1截止，q2一直保持关闭，如此可以避免损坏主机poc电路中的元件。
96.图4b为本技术实施例供电保护电路的工作流程示意图，如图4b所示，在电源power为8.5v的情况下，mcu检测如下数据来判断电路的工作状态：
97.(1)、如果mcu＝1、adc 2＝8.5v、adc 1＝8.5v，则设备正常工作。
98.(2)、如果mcu＝1、adc 2＝8.5v、adc 1《8v，则电流超限，设备超载工作，mcu关闭电源。
99.(3)、如果mcu＝1、adc 2＝8.5v、adc 1《7.5v，则设备工作中发生短路，mcu关闭电源。
100.(4)、如果mcu＝1、adc 2＝0v、adc 1＝0v，设备工作前发生短路，mcu无法打开电源。
101.(5)、如果mcu＝0，则不再监测adc(包括adc 1和adc 2)的电源值，设备处于关闭状态。
102.当然，在上述过程中可以保存日志，mcu将数据日志上传tbox，进而后台存储数据，使得工程人员可以查看相关的数据进行可持续性改善和快速维护的目的。
103.以上电路硬件实体模块返回来的采样数据，mcu做相应的处理，控制电源打开和关闭，保护设备不被损坏，同时将判断的工作状态，由车机tbox(telematics-box，车联网系统)上传到服务器后台，保存数据日志，方便工程技术人员数据提取，解决问题，工程师可以远程通过数据的反馈，判断出故障的大概原因，指引现场技术人员快速找到问题的根源，达到快速排除问题的目的。日志的积累，可以将各个分布在不同地区和不同生产阶段的数据，整理输出报告，以便工程师能判断出故障多发地域和多发环节，经验积累对后续产品设计进行整改和设计修正，达到设计持续改进的目的。
104.本技术实施例中，设备保护机制可以保障各个设备模块不被损坏，减少财产损失的风险。同时，电路设计简单，成本低廉，方便应用推广。还增加了软件诊断，方便问题快速查找和解决，减少人力投入。并且可以实现后台数据整理统计，实现远程技术支持和分析。
105.应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一些实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一些实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本技术的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。上述本技术实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
106.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
107.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
108.上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
109.另外，在本技术各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
110.本技术所提供的几个电路实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的电路实施例。
111.本技术所提供的几个设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的设备实施例。
112.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。