[发明专利]一种检测和保护装置和方法及电路板

说明书

技术领域

本发明涉及通信设备的检测和保护领域，尤其涉及一种通信设备的检测和保护装置和方法及电路板。

背景技术

通信设备遭遇机房漏雨、老鼠尿淋等情况时，电路板容易发生漏电或短路，从而引起发热甚至起火，严重时会造成电气火灾烧毁整个机房。

一种现有方案是利用烟雾传感器检测燃烧时产生的烟雾，或者利用温度传感器检测燃烧时产生的高温，然后由控制模块切断电源，从而减小火势蔓延的速度。然而，该方案可靠性较低而且容易受到外界环境的干扰。

电路板漏电或短路时，供电线路上的电流会增大，另一种现有方案是将空气断路器串接在通信设备的供电线路上，利用空气断路器的过电流保护特性，实现保护功能。

只有流经空气断路器的电流的有效值足够大且持续时间足够长时，空气断路器才会断开，空气断路器一般对峰值很高而有效值较低的电流不敏感。然而，电路板漏电或短路时，供电线路上的电流的峰值较高而有效值较低。图1为空气断路器的切断时间与电流之间的特性曲线，其中，纵坐标为切断电源所需的时间，横坐标是切断电源时供电线路上的电流除以额定电流的倍数。

假如通信设备正常工作时的最大电流I_max为20A，按照一般原则，空气断路器的额定电流为I_max的1.2倍即24A。电路板漏电或短路时，虽然供电线路上的峰值电流很大(大约为40～50A)，但电流的有效值仅比通信设备正常工作时的最大电流增大5～10A，即使按照10A来计算，电流的有效值也仅为30A，只等于空气断路器的额定电流的1.25倍。如图1所示，在1.25倍的额定电流下，空气断路器至少需要持续6分钟才能断开，此时电路板可能已经起火甚至火势已经蔓延到不可控制的地步。因此，空气断路器并不能在电路板漏电或短路的初期就能够断开，往往要到起火后甚至火势很大后才能切断电源。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种电路板及其检测和保护装置。

一种检测和保护装置，包括转换电路、峰值检波电路、比较电路和开关控制电路。转换电路将直流供电线路上的电流信号转换为电压信号。峰值检波电路包括二极管、电阻和电容，二极管与电阻串接，电容一端连接于二极管和电阻之间，另一端接地。比较电路将所述脉冲群的峰值电压与电压阈值进行比较，如果所述脉冲群的峰值电压超过电压阈值，则驱动开关控制电路切断电源。

一种电路板，其直流供电线路上串接一检测和保护装置。该检测和保护装置包括转换电路、峰值检波电路、比较电路和开关控制电路。转换电路将直流供电线路上的电流信号转换为电压信号。峰值检波电路包括二极管、电阻和电容，二极管与电阻串接，电容一端连接于二极管和电阻之间，另一端接地。比较电路将所述脉冲群的峰值电压与电压阈值进行比较，如果所述脉冲群的峰值电压超过电压阈值，则驱动开关控制电路切断电源。

一种检测和保护方法，包括：将直流供电线路上的电流信号转换为电压信号；滤除单个脉冲，检测所述电压信号中的脉冲群，并保持所述脉冲群的峰值电压；将所述脉冲群的峰值电压与一电压阈值进行比较，如果所述脉冲群的峰值电压超过电压阈值，则切断电源。

上述检测和保护装置在检测到脉冲群的峰值电压值超过预设电压值时切断电源，避免电路板漏电或短路时间过长而引起火灾。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。

图1是现有技术中空气断路器的断开时间随着供电线路上的电流有效值变化的示意图。

图2是本发明实施例中检测和保护装置的连接示意图。

图3是图2中检测和保护装置的电路图。

图4是电路板短路或者漏电时直流供电线路上的电流波形图。

图5是图2中检测和保护装置的峰值检波电路的工作原理示意图。

图6是图2中检测和保护装置的另一种电路图。

具体实施方式

为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图2所示，通信设备21的直流供电线路22上串接一检测和保护装置23和电源开关25。检测和保护装置23包括采样电阻231、放大器233、峰值检波电路235、比较电路237和开关控制电路239。

采样电阻231将直流供电线路22上的电流信号转换为电压信号。