指示电路和电源设备的制作方法

1.本技术涉及电源技术领域，尤其涉及一种指示电路和电源设备。


背景技术：

2.在一些电子设备中，通常可以通过点亮指示灯的方式提醒用户，例如达到告警指示的目的。在一些场景中，指示灯连接的电压不是恒定的，例如连接交流电路，用于指示交流电路的状态，如带电或不带电，但是指示灯的亮度会随着交流电压值的变化而变化，视觉效果不够好，且容易造成指示灯的损坏。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种指示电路和电源设备，能够实现指示灯的恒定亮度显示。
4.本技术实施例第一方面提供了一种指示电路，包括检测电路、隔离电路、开关电路和指示灯电路；
5.所述检测电路的输入端用于与目标端子连接，所述检测电路用于在检测到所述目标端子有电压信号输入时，生成驱动信号并输出至所述隔离电路；
6.所述隔离电路用于将所述驱动信号进行电气隔离后输出给所述开关电路的控制端；
7.所述开关电路的第一端与所述指示灯电路的第二端连接，所述开关电路的第二端接地；所述开关电路的控制端与所述隔离电路的输出端连接；所述指示灯电路的第一端用于与供电电源连接；所述开关电路用于根据隔离后的驱动信号导通，以使得所述指示灯电路处于点亮的指示状态。
8.可选的，所述检测电路包括第一电阻单元、第一开关管和第二电阻单元，所述第一电阻单元的第一端用于与所述目标端子连接，所述第一电阻单元的第二端连接所述第一开关管的控制端；
9.所述第二电阻单元的第一端连接第一电压源，所述第二电阻单元的第二端连接所述隔离电路的第一端；
10.所述第一开关管的第一端连接所述隔离电路的第二端，所述第一开关管的第二端接地。
11.可选的，所述第一电阻单元的阻值大于所述第二电阻单元的阻值。
12.可选的，所述第一电阻单元包括串联于所述目标端子和所述第一开关管的控制端之间的若干第一电阻；所述第二电阻单元包括第二电阻；所述若干第一电阻的阻值之和大于第一预设值，且所述第二电阻的阻值小于第二预设值，所述第一预设值大于所述第二预设值，以使所述第一开关管工作在放大区。
13.可选的，所述检测电路还包括二极管，所述二极管的阳极连接所述第一开关管的第二端，所述二极管的阴极连接所述第一开关管的控制端。
14.可选的，所述隔离电路包括光耦和第三电阻，所述光耦的第一端连接所述第二电
阻单元的第二端，所述光耦的第二端连接所述第一开关管的第一端，所述光耦的第三端连接所述开关电路的控制端，所述光耦的第四端通过所述第三电阻连接第二电压源，且所述第三电阻的阻值大于第三预设值。
15.可选的，所述第一电压源和所述第二电压源为相互电气隔离的电压源。
16.可选的，所述开关电路包括第二开关管和第四电阻，所述第二开关管的控制端与所述隔离电路的输出端连接，所述第二开关管的输入端与所述指示灯电路的第二端连接，第二开关管的输出端接地，所述第四电阻连接在所述第二开关管的控制端和所述第二开关管的输出端之间。
17.可选的，所述指示灯电路包括指示灯和第五电阻，所述指示灯的一端用于与第二电压源连接，另一端通过所述第五电阻与所述开关电路的所述第一端连接。
18.本技术实施例第二方面提供了一种电源设备，包括电池组件、逆变组件、电能输出组件，以及前述的指示电路；
19.所述逆变组件的输入端与所述电池组件连接，所述逆变组件的输出端与所述电能输出组件连接，所述指示电路与所述电能输出组件连接。
20.本技术实施例提供的指示电路和电源设备，指示电路包括检测电路、隔离电路、开关电路和指示灯电路；检测电路用于在检测到目标端子有电压信号输入时，生成驱动信号并输出至隔离电路；隔离电路用于将驱动信号进行电气隔离后输出给开关电路的控制端；开关电路用于根据隔离后的驱动信号导通，以使得指示灯电路处于点亮的指示状态。隔离电路能够将高低压进行电气隔离，从而避免输入侧对输出的影响，通过控制开关电路的通断状态使得指示灯电路处于点亮的指示状态，指示灯的亮度由指示灯电路的电源和电阻确定，可以避免目标端子的电压不稳定对指示灯电路中指示灯的亮度的影响，使得当目标端子有电压信号输入时，指示灯可以保持恒定的亮度进行状态指示。
附图说明
21.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
22.图1是本技术实施例提供的指示电路的示意图；
23.图2是一实施方式中指示电路的示意图；
24.图3是一实施方式中第一开关管的集电极-发射极的电流瞬时值的波形示意图；
25.图4是一实施方式中第一开关管的电压uce的波形示意图；
26.图5是一实施方式中光耦的电流传输比的示意图；
27.图6是本技术实施例提供的电源设备的结构示意图。
具体实施方式
28.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
29.需要说明的是，如果不冲突，本技术实施例中的各个特征可以相互组合，均在本申
请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块的划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置示意图中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。
30.请参阅图1和图2，为本技术实施例提供的指示电路100的示意图，该指示电路100用于与目标端子连接，指示目标端子的带电状态，例如当目标端子带电时指示灯led1处于点亮的指示状态，当目标端子不带电时，指示灯led1熄灭。
31.在一些实施方式中，目标端子是电源设备的电能输出组件上的端子，指示电路100可以用于指示电能输出组件，如交流输出接口的带电状态，当然也不限于此。示例性的，当交流输出接口有强电时，可以通过点亮指示灯led1的方式提醒用户，达到告警指示目的。
32.如图1和图2所示，指示电路100包括检测电路110、隔离电路120、开关电路130和指示灯电路140。
33.其中，检测电路110的输入端用于与目标端子连接，检测电路110用于在检测到目标端子有电压信号输入时，生成驱动信号并输出至隔离电路120。
34.具体的，隔离电路120用于将驱动信号进行电气隔离后输出给开关电路130的控制端。举例而言，隔离电路120可以包括光耦隔离电路、磁耦隔离电路或者容耦隔离电路。当检测电路110连接的目标端子的电压较高时，隔离电路120能够将检测电路110的较高电压与开关电路130和指示灯电路140隔离开，可以提高安全性，例如确保人接触到该指示灯电路140也是安全的。
35.如图2所示，开关电路130的第一端与指示灯电路140的第二端连接，开关电路130的第二端接地；开关电路130的控制端与隔离电路120的输出端连接；指示灯电路140的第一端用于与供电电源，如与第二电压源连接；开关电路130用于根据隔离电路120隔离输出的驱动信号导通，以使得指示灯电路140处于点亮的指示状态。
36.可以理解的，当开关电路130导通时，供电电源向指示灯电路140供电的回路导通，指示灯电路140处于点亮的指示状态；当开关电路130断开时，供电电源向指示灯电路140供电的回路断开，指示灯电路140处于熄灭的状态。通过控制开关电路130的通断状态使得指示灯电路140处于点亮的指示状态，并且隔离电路120能实现输入与输出之间的电气隔离，可以避免目标端子的电压不稳定对指示灯电路140中指示灯led1的亮度的影响，使得当目标端子有电压信号输入时，指示灯led1可以保持恒定的亮度。例如在目标端子输入交流电压时，不会因为交流电压的正弦变化而使指示灯led1的亮度亮暗不一。
37.在一些实施方式中，如图2所示，检测电路110包括第一电阻单元111、第一开关管q21和第二电阻单元112。需要说明的是，本技术中各元器件的标号并非采用连续编号。举例而言，第一开关管q21可以为三极管，其包括基极b、集电极c和发射极e，基极b的电压可以控制集电极c和发射极e之间的导通或关断，可以理解的，三极管的基极b作为第一开关管q21的控制端。
38.如图2所示，第一电阻单元111的第一端用于与目标端子连接，第一电阻单元111的第二端连接第一开关管q21的控制端；第二电阻单元112的第一端连接第一电压源，第二电阻单元112的第二端连接隔离电路120的第一端；第一开关管q21的第一端连接隔离电路120的第二端，第一开关管q21的第二端接地。
39.示例性的，第一电阻单元111包括串联于目标端子和第一开关管q21的控制端之间
的若干第一电阻，如图2中的第一电阻r248、第一电阻r264、第一电阻r266，不同第一电阻的阻值可以相等也可以不相等。示例性的，第二电阻单元112包括第二电阻r253。
40.示例性的，第一电阻单元111的阻值大于第二电阻单元112的阻值。举例而言，第一电阻单元111中若干第一电阻的阻值之和大于第一预设值，且第二电阻的阻值小于第二预设值，第一预设值大于第二预设值，以使第一开关管q21工作在放大区。
41.当目标端子的电压大于地的电压时，由于第一电阻单元111的阻值大于第二电阻单元112的阻值，第一开关管q21可以工作在放大区，第一开关管q21的第一端(如集电极c)的电流ic随输入电压的变化而变化。
42.举例而言，第一电阻单元111的第一端连接交流电压的火线(l)，第一开关管q21的第二端连接交流电压的中线(n)，当火线的电压比中线的电压大即处于交流输出的正半周时，第一开关管q21导通并工作在放大区。可选的，第一开关管q21的放大倍数为100至300，例如为250，第一开关管q21的第一端的电流ic为该放大倍数与第一开关管q21的控制端的电流(如基极电流ib_q21)的乘积，该电流ic可以输入至隔离电路120中光耦u15的原边。
43.在一些实施方式中，检测电路110还包括二极管d36，二极管d36的阳极连接第一开关管q21的第二端，二极管d36的阴极连接第一开关管q21的控制端。当中线的电压比火线的电压大即处于交流输出的负半周时，该二极管d36提供中线至火线的回路，防止第一开关管q21的控制端和第二端被中线与火线之间的电压击穿，此时，第一开关管q21的be极反偏，第一开关管q21截止，第一开关管q21的第一端的电流ic为零。此时，隔离电路120不工作，进而控制开关电路130断开，指示灯电路140处于熄灭状态。也即当目标端子输入的是交流电时，指示等电路140在交流电的正半周期处于恒亮的点亮状态，而在交流电的负半周期时处于熄灭状态，但是因为交流电的频率较高，正负半周期的切换速度较快，从而使得指示灯电路140在用户侧呈现为常亮的状态。
44.在一些实施方式中，隔离电路120包括光耦u15(即光电隔离器，opticalcoupler equipment，ocep)和第三电阻r261。示例性的，光耦u15包括原边(或者称为初级)和副边(或者称为次级)，其中原边包括发光器，如发光二极管，副边包括光敏半导体管，当原边施加电信号时，发光器发出光线，受光器接收光线时导通。举例而言，光耦u15的原边包括第一端和第二端，副边包括第三端和第四端。可以理解的，输入至光耦u15的第一端和第二端之间的电信号可以控制光耦u15的第三端和第四端连通或断开。
45.如图2所示，光耦u15的第一端连接第二电阻单元112的第二端，光耦u15的第二端连接第一开关管q21的第一端，光耦u15的第三端连接开关电路130的控制端，光耦u15的第四端通过第三电阻r261连接第二电压源。
46.示例性的，第一电压源和第二电压源为相互电气隔离的电压源，可以实现更好的隔离效果，提高安全性和防止指示灯led1发光时的亮度受目标端子的电压的影响。
47.具体的，第三电阻r261的阻值大于第三预设值，使得当火线的电压比中线的电压大即处于交流输出的正半周时，光耦u15大部分(至少50％)时间，如交流电压正半周的99％时间段都工作在饱和区。可以确定，当目标端子的电压大于地的电压时，光耦u15工作在饱和区，光耦u15的副边的电流(第二电压源供给第三电阻r261和副边的电流)为恒定的电流信号。此时，开关电路130同样处于饱和区，仅仅作为开关导通或者关断指示灯电路140所在的支路，使得指示灯电路140的电流也是恒定的电流，从而指示灯led1在发光时的亮度也是
恒定的。隔离电路120能够将原边的高电压与副边的低电压进行电气隔离，从而避免原边对副边的影响。开关电路130导通时，指示灯电路140上的电流也可以是恒定的，故指示灯电路140中指示灯led1的亮度不会发生变化。
48.在一些实施方式中，如图2所示，开关电路130包括第二开关管q40和第四电阻r402，第二开关管q40的控制端与隔离电路120的输出端连接，第二开关管q40的输入端与指示灯电路140的第二端连接，第二开关管q40的输出端接地，第四电阻r402连接在第二开关管q40的控制端和第二开关管q40的输出端之间。
49.举例而言，第二开关管q40可以为三极管，包括基极b、集电极c和发射极e，可以理解的，三极管的基极b作为第二开关管q40的控制端。
50.示例性的，光耦u15的副边的电流在第四电阻r402上产生的电压能够使第二开关管q40导通。在一些实施方式中，如图2所示，指示灯电路140包括指示灯led1(例如为发光二极管)和第五电阻r356，指示灯led1的一端用于与第二电压源连接，另一端通过第五电阻r356与开关电路130的第一端连接。开关电路130中的第二开关管q40导通时，第二电压源通过第五电阻r356给指示灯led1提供电流，第二电压源的电压恒定，第五电阻r356的阻值也是固定的，因此开关电路130导通时流经指示灯led1的电流是恒定的，可以保持亮度恒定。
51.示例性的，光耦u15的副边的电流为恒定的电流信号，开关电路130中的第二开关管q40处于饱和区，仅仅作为开关导通或者关断指示灯电路140所在的支路，指示灯电路140的第二电压源的电压恒定，第五电阻r356的阻值恒定时，流过指示灯led1的电流是一个可清楚计算出的恒定电流，所以指示灯led1的发光亮度也恒定。流经指示灯led1的电流不会随目标端子输入的电压变化而变化，一直保持一个小电流，能够实现低功耗，而且指示灯led1的寿命较长。
52.在一些实施方式中，目标端子的输入电压的有效值v_out为120v，输入电压的最大值为约为169v，输入电压的瞬时值v_out_ins为约为169v，输入电压的瞬时值v_out_ins为光耦u15的原边的压降uf为1.2v，第一开关管q21的基极b和发射极e之间的导通压降ube为0.7v，第一开关管q21在常温下集电极电流ic为10ma左右时的放大倍数hfe为205；第一电阻单元111的阻值rb为3mω，光耦u15原边的限流电阻，即第二电阻单元112的阻值rlimit为100ω。当输入电压的负半周时，第一开关管q21的基极与发射极之间的电压ui小于be导通电压ube，所以第一开关管q21处于截止状态，光耦u15的原边没有电流，指示灯led1不亮。第一开关管q21的基极-发射极的电流瞬时值ib(t)可以表示如下：
[0053][0054]
第一开关管q21的集电极-发射极的电流瞬时值ic(t)可以表示如下：
[0055]
ic(t)＝hfe
×
ib(t)
[0056]
第一开关管q21的集电极-发射极的电流瞬时值ic(t)的波形图如图3所示。
[0057]
第一电压源的电压为5v时，第一开关管q21的集电极-发射极的电压瞬时值uce(t)可以表示如下：
[0058]
uce(t)＝5-uf-rlimit
×
ic(t)
[0059]
第一开关管q21的集电极-发射极的电压瞬时值uce(t)的波形图如图4所示。
[0060]
第一开关管q21的集电极电流的最大值ic_max可以表示如下：
[0061]
ic_max＝hfe
×
ib_max
[0062]
第一开关管q21的集电极-发射极的最小电压uce_min可以表示如下：
[0063]
uce_min＝＝5-uf-rlimit
×
ic_max
[0064]
在一些实施方式中，第一开关管q21的集电极电流的最大值ic_max为0.014a，第一开关管q21的集电极-发射极的最小电压uce_min为2.392v，uce_min大于ube，第一电压源施加在第一开关管q21的集电极的电压uc大于第一开关管q21的基极的电压ub，所以第一开关管q21在交流输入电压为最大值时处于放大状态。请参阅图4，根据uce(t)的波形图可以确定，在交流输出的正半周，第一开关管q21大部分时间恒定工作在放大状态，有时有一小段时间是截止的，这段时间为交流输出的正半周中电压小于0.7v的时间段。流过光耦u15原边的电流就是第一开关管q21的集电极的电流，即光耦u15原边的电流if(t)可以表示如下：
[0065]
if(t)＝ic(t)
[0066]
当光耦u15的副边连接的第二电压源的电压viso为5v，第三电阻r261的阻值rl为51000ω，第二开关管q40的基极-发射极之间的导通电压ube_m为0.7v，光耦u15在副边电流为0.1ma左右时的饱和压降vce_e为0.1v，第二开关管q40在集电极电流为10ma以下时的饱和压降vce_m为0.07v，指示灯led1的压降vf为1.8v，第五电阻r356的阻值ra为1000ω时，光耦u15的副边电流isec可以表示如下：
[0067][0068]
请参阅图5，在交流输出的正半周，光耦u15的电流传输比ctr与光耦u15原边的电流if(t)的乘积在99％的时间都大于光耦u15的副边电流isec，可以确定光耦u15工作于饱和状态，饱和状态的光耦u15，其副边电流isec与光耦u15的电流传输比ctr没有关系，此时第二开关管q40也处于饱和状态，流经集电极电流：
[0069][0070]
也即指示灯电led1的电流为3.13
×
10-3
，使得指示灯led1可以恒定亮度。
[0071]
示例性的，由于人眼的视觉暂停效应，在交流输出的负半周，指示灯led1的视觉效果也是恒定亮度显示。
[0072]
本技术实施例提供的指示电路，包括检测电路、隔离电路、开关电路和指示灯电路；检测电路用于在检测到目标端子有电压信号输入时，生成驱动信号并输出至隔离电路；隔离电路用于将驱动信号进行电气隔离后输出给开关电路的控制端；开关电路用于根据隔离后的驱动信号导通，以使得指示灯电路处于点亮的指示状态。隔离电路能够将高低压进行电气隔离，从而避免输入侧对输出的影响，通过控制开关电路的通断状态使得指示灯电路处于点亮的指示状态，指示灯的亮度由指示灯电路的电源和电阻确定，可以避免目标端子的电压不稳定对指示灯电路中指示灯的亮度的影响，使得当目标端子有电压信号输入时，指示灯可以保持恒定的亮度进行状态指示。
[0073]
请结合前述实施例参阅图6，图6为本技术一实施例提供的一种电源设备200的示
意性框图。
[0074]
如图6所示，电源设备200包括电池组件210、逆变组件220、电能输出组件230，以及前述的指示电路100。
[0075]
其中，逆变组件220的输入端与电池组件210连接，逆变组件220的输出端与电能输出组件230连接，指示电路100与电能输出组件230连接。
[0076]
在一些实施方式中，逆变组件220将电池组件210输出的直流电压转换为交流电压，逆变组件220通过电能输出组件230输出交流电压。
[0077]
示例性的，电能输出组件230包括火线和中线，指示电路100的输入侧连接电能输出组件230的火线和中线，当电能输出组件230输出有交流电时，指示电路100中的指示灯处于点亮的指示状态。
[0078]
本技术实施例提供的电源设备，其指示电路包括检测电路、隔离电路、开关电路和指示灯电路；检测电路用于在检测到电能输出组件有电压信号输出时，生成驱动信号并输出至隔离电路；隔离电路用于将驱动信号进行电气隔离后输出给开关电路的控制端；开关电路用于根据隔离后的驱动信号导通，以使得指示灯电路处于点亮的指示状态。隔离电路能够将高低压进行电气隔离，从而避免输入侧对输出的影响，通过控制开关电路的通断状态使得指示灯电路处于点亮的指示状态，指示灯的亮度由指示灯电路的电源和电阻确定，可以避免电能输出组件的交流电压对指示灯电路中指示灯的亮度的影响，使得当电能输出组件有电压信号输出时，指示灯可以保持恒定的亮度进行状态指示。
[0079]
应当理解，在此本技术中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本技术。
[0080]
还应当理解，在本技术和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0081]
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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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权利要求的保护范围为准。