紧急切断阀驱动电路和燃气紧急切断阀的制作方法

1.本发明涉及烟雾报警技术领域，特别涉及一种紧急切断阀驱动电路和燃气紧急切断阀。


背景技术：

2.报警器一般安装在吊顶附近，而进户燃气管道通常靠近地面设置，切断阀与报警器有线连接的话，在连接时需要在水磨石板上打孔，并且由于厨房油烟大，连接线受油烟污染很容易产生不可预估的后果；但是采用蓝牙进行无线连接时，由于切断阀需要符合防爆标准，因此蓝牙模组不能使用锂离子及锂聚合物电池，只能使用一次性电池或者铅酸电池、磷酸铁锂电池等安全性及造价比较高的充电电池，然而燃气管的切断阀往往几年都不会触发，但蓝牙模组一直处于开启状态，长时间耗电导致电池每年都要进行更换，频繁更换电池对用户造成了不便。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种紧急切断阀驱动电路和燃气紧急切断阀，旨在降低电池更换频率，延长使用时间。
4.为实现上述目的，本发明提出的紧急切断阀驱动电路，应用于燃气紧急切断阀，所述燃气紧急切断阀包括电池组件及阀门组件，所述紧急切断阀驱动电路包括：
5.电子射频标签；
6.蓝牙接收电路，所述蓝牙接收电路与所述电子射频标签电连接；
7.阀门驱动电路，所述阀门驱动电路的受控端与蓝牙接收电路连接，所述阀门驱动电路的输出端用于与阀门组件连接，所述阀门驱动电路的输入端用于与所述电池组件电连接；
8.所述电子射频标签用于在接收到可燃气体报警器发射的无线关阀信号后启动，并输出唤醒使能信号至所述蓝牙接收电路，以唤醒所述蓝牙接收电路；
9.所述蓝牙接收电路用于在被唤醒后与所述可燃气体报警器建立无线通信连接，并根据接收到的无线关阀信号控制所述阀门驱动电路驱动所述阀门组件闭合。
10.可选地，所述蓝牙接收电路包括：
11.蓝牙模组，所述蓝牙模组用于与所述可燃气体报警器建立无线通信连接；
12.控制电路，所述控制电路的使能端与所述电子射频标签的输出端连接，所述控制电路的通信端与所述蓝牙模组的通信端连接，所述控制电路用于在接收到所述唤醒使能信号后被唤醒，控制所述蓝牙模组工作，并根据接收到的无线关阀信号控制所述阀门驱动电路驱动所述阀门组件闭合。
13.可选地，所述蓝牙模组与所述控制电路集成于同一芯片上。
14.可选地，所述蓝牙接收电路还用于在控制所述阀门驱动电路工作后开始计时，并在计时时间达到第一预设计时时间时，进入休眠状态。
15.可选地，所述电子射频标签为2.4g射频标签。
16.可选地，所述阀门驱动电路包括：
17.升压电路，所述升压电路的与所述阀门驱动电路电连接，并用于与所述阀门组件及所述电池组件分别电连接，所述升压电路用于将电池组件输出的直流电源进行升压处理，并将升压后的直流电源输出至所述阀门驱动电路，以使所述阀门驱动电路驱动所述阀门组件关闭。
18.可选地，所述燃气紧急切断阀驱动电路还包括：
19.开关电路，所述开关电路与所述升压电路电连接，并用于与所述升压电路及所述电池组件分别电连接；
20.所述蓝牙接收电路还用于根据接收到的无线关阀信号控制所述开关电路闭合，以控制所述升压电路与所述电池组件电连接。
21.本发明还提出一种燃气紧急切断阀，所述燃气紧急切断阀包括电池组件、阀门组件及上述的紧急切断阀驱动电路。
22.本发明技术方案通过采用了电子射频标签来唤醒蓝牙主控电路，当报警器需要与紧急切断阀连接时，输出无线关阀信号激活电子射频标签，电子射频标签激活后唤醒蓝牙接收电路，蓝牙接收电路被唤醒后与报警器建立连接，并根据接收到的无线关阀信号控制所述阀门驱动电路闭合，以使所述阀门组件在接收到所述电池组件输出的直流电源后上电关闭。通过采用了电子射频标签来唤醒蓝牙主控电路，使所述蓝牙接收电路在燃气未泄漏的时间里一直处于沉睡状态，对电池电量的消耗大大降低，并且，由于所述电子射频标签不需要电池进行供电，因此能够实现蓝牙接收电路一直处于沉睡状态下，即使不对蓝牙进行定时唤醒，也能够及时接收无线关阀信号来控制阀门组件关闭，最大限度保留了电池的电能，避免了蓝牙接收电路长期出处于开启状态导致功耗过高，需要每年对电池进行更换的情况，解决了频繁更换电池对用户造成不便的问题。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
24.图1为本发明紧急切断阀驱动电路一实施例的结构示意图；
25.图2为本发明紧急切断阀驱动电路另一实施例的结构示意图；
26.图3为本发明紧急切断阀驱动电路的升压电路一实施例的结构示意图；
27.附图标号说明：
28.标号名称标号名称10电子射频标签u1升压芯片20蓝牙接收电路l1第一电感30阀门驱动电路q1第一二极管40升压电路c1～c4第一电容～第四电容50开关电路r1～r2第一电阻～第二电阻
29.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
32.本发明提出一种紧急切断阀驱动电路。
33.参照图1，在一实施例中，所述紧急切断阀驱动电路包括：
34.电子射频标签10；
35.蓝牙接收电路20，所述蓝牙接收电路20与所述电子射频标签10电连接；
36.阀门驱动电路30，所述阀门驱动电路30的受控端与蓝牙接收电路20连接，所述阀门驱动电路30的输出端用于与阀门组件连接，所述阀门驱动电路30的输入端用于与所述电池组件电连接；
37.所述电子射频标签10用于在接收到可燃气体报警器发射的无线关阀信号后启动，并输出唤醒使能信号至所述蓝牙接收电路20，以唤醒所述蓝牙接收电路20；
38.所述蓝牙接收电路20用于在被唤醒后与所述可燃气体报警器建立无线通信连接，并根据接收到的无线关阀信号控制所述阀门驱动电路30驱动所述阀门组件闭合。
39.在本实施例中，所述电子射频标签10采用无源rfid(radio frequency identification射频识别技术)，可以通过无线通信信号识别特定目标，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的数据，并且无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。
40.需要理解的是，报警器一般安装在吊顶附近，而进户燃气管道通常靠近地面设置，切断阀与报警器有线连接的话，在连接时需要在水磨石板上打孔，会降低厨房台面防水性能，并且由于厨房油烟大，连接线受油烟污染很容易产生不可预估的后果，因此需要寻求一种能够和报警器无线连接的紧急切断阀。但是采用蓝牙进行无线连接时，蓝牙的功耗较大，因此蓝牙产品需要建立在可充电电池的场景之上，但由于切断阀需要符合防爆标准，因此蓝牙模组不能使用锂离子及锂聚合物电池，只能使用一次性电池或者铅酸电池、磷酸铁锂电池等安全性及造价比较高的充电电池。然而燃气管的切断阀往往几年都不会触发，但蓝牙模组为了能够及时接收可燃气体报警器输出的蓝牙信号，需要一直保持接收状态才能及时响应，因此蓝牙模组的长时间耗电导致电池每年都要进行更换，频繁更换电池对用户造成了不便。
41.为了解决上述问题，本发明采用了电子射频标签10来唤醒蓝牙主控电路，在燃气
报警器未发生烟雾报警时，蓝牙接收电路20处于沉睡状态，当报警器需要与紧急切断阀连接时，先使用13.59m频率激活电子射频标签10，电子射频标签10激活后会同时唤醒蓝牙接收电路20，蓝牙接收电路20唤醒后会与报警器建立连接，并根据接收到的无线关阀信号控制所述阀门驱动电路30闭合，以使所述阀门组件在接收到所述电池组件输出的直流电源后上电关闭。
42.如此，在燃气泄漏时，燃气报警器输出无线关阀信号，由于本发明中燃气报警器与燃气紧急切断阀之间的蓝牙的发射功率大于10db，足够驱动电子射频标签10，通过电子射频标签10输出唤醒使能信号至蓝牙接收电路20，使蓝牙接收电路20在接收到所述唤醒使能信号之后从沉睡模式中被唤醒，对阀门组件进行驱动。燃气管的切断阀往往几年都不会触发，因此在燃气未泄漏的时间里，所述蓝牙接收电路20一直处于沉睡状态，对电池电量的消耗大大降低。并且，由于所述电子射频标签10是通过无源接收所述燃气报警器输出的无线关阀信号，进而从天线获取能量启动电路，不需要电池进行供电，因此实现了在长达几年的时间内未发生燃气报警的情况下，蓝牙接收电路20始终处于低功耗的沉状态，降低了对电池电量的消耗。
43.本发明技术方案通过采用了电子射频标签10来唤醒蓝牙主控电路，当报警器需要与紧急切断阀连接时，输出无线关阀信号激活电子射频标签10，电子射频标签10激活后唤醒蓝牙接收电路20，蓝牙接收电路20被唤醒后与报警器建立连接，并根据接收到的无线关阀信号控制所述阀门驱动电路30闭合，以使所述阀门组件在接收到所述电池组件输出的直流电源后上电关闭。通过采用了电子射频标签10来唤醒蓝牙主控电路，使所述蓝牙接收电路20在燃气未泄漏的时间里一直处于沉睡状态，对电池电量的消耗大大降低，并且，由于所述电子射频标签10不需要电池进行供电，因此能够实现蓝牙接收电路20一直处于沉睡状态下，即使不对蓝牙进行定时唤醒，也能够及时接收无线关阀信号来控制阀门组件关闭，最大限度保留了电池的电能，避免了蓝牙接收电路20长期出处于开启状态导致功耗过高，需要每年对电池进行更换的情况，解决了频繁更换电池对用户造成不便的问题。
44.参照图1，在一实施例中，所述蓝牙接收电路20包括：
45.蓝牙模组，所述蓝牙模组用于与所述可燃气体报警器建立无线通信连接；
46.控制电路，所述控制电路的使能端与所述电子射频标签10的输出端连接，所述控制电路的通信端与所述蓝牙模组的通信端连接，所述控制电路用于在接收到所述唤醒使能信号后被唤醒，控制所述蓝牙模组工作，并根据接收到的无线关阀信号控制所述阀门驱动电路30驱动所述阀门组件闭合。
47.在本实施例中，在燃气泄漏时，燃气报警器输出无线关阀信号至电子射频标签10，通过电子射频标签10输出唤醒使能信号至控制电路，使控制电路在接收到所述唤醒使能信号之后从沉睡模式中被唤醒，并输出蓝牙使能信号至所述蓝牙模组，使所述蓝牙模组被唤醒，并与所述燃气报警器建立无线连接，所述控制电路通过所述蓝牙模组接收到无线关阀信号对阀门组件进行驱动，使所述阀门组件关闭。燃气管的切断阀往往几年都不会触发，因此在燃气未泄漏的时间里，所述蓝牙模组及控制电路一直处于沉睡状态，对电池电量的消耗大大降低。并且，由于所述电子射频标签10是通过无源接收所述燃气报警器输出的无线关阀信号，进而从天线获取能量启动电路，不需要电池进行供电，因此实现了在长达几年的时间内未发生燃气报警的情况下，蓝牙接收电路20始终处于低功耗的沉状态，降低了对电
池电量的消耗。
48.参照图1，在一实施例中，所述蓝牙模组与所述控制电路集成于同一芯片上。
49.在本实施例中，所述芯片可以为ats301x系列的蓝牙主控芯片，在其他实施例中也可以为ab1562系列或其他型号的蓝牙主控芯片。
50.本实施例通过将蓝牙模组与控制电路集成在同一芯片上，精简了电路布线，节省了蓝牙模组与控制电路的占用空间，使蓝牙模组被唤醒时相应速度更快，增加了可燃气体报警器输出无线关阀信号时紧急切断阀的响应速度，提高了紧急切断阀的安全性。
51.参照图1，在一实施例中，所述蓝牙接收电路20还用于在控制所述阀门驱动电路30工作后开始计时，并在计时时间达到第一预设计时时间时，进入休眠状态。
52.在本实施例中，所述蓝牙接收电路20预设有第一预设计时时间，其中，所述第一预设计时时间为蓝牙接收电路20输出关阀控制信号后所述关阀驱动电路的响应时间(如3秒、4秒或其他关阀驱动电路接收信号后的响应时间)，所述第一预设计时时间可以由研发人员在研发时，根据该紧急切断阀在接收无线关阀信号后关闭的时间进行设置，例如，接收无线关阀信号后响应时间为3秒的紧急切断阀所对应的第一预设计时时间为3秒。
53.通过设置所述第一预设计时时间，使所述蓝牙接收电路20在接收到无线关阀信号，控制关阀驱动电路驱动阀门组件关闭后，能够立即进入沉睡状态，使紧急切断阀的正常工作时间缩短至几秒钟，避免紧急切断阀在相应后继续保持正常工作状态消耗电池电量，使所述紧急切断阀能够在反复启动下仍然将对电池电量的消耗降至最低，避免了蓝牙接收电路20长期出处于开启状态导致功耗过高，需要每年对电池进行更换的情况，解决了频繁更换电池对用户造成不便的问题。
54.参照图1，在一实施例中，所述电子射频标签10为2.4g射频标签。
55.在本实施例中，所述燃气报警器与所述紧急切断阀之间的通信频率为2.4g。
56.电子射频标签10的接收频率通常为13.95m，一些具有小尺寸天线的电子射频标签10，由于需要更高的接收频率，可以接收如915m或2.4g的射频信号；其中，2.4g的信号频率正好处于蓝牙的发射频段内。因此，通过将所述电子射频标签10的接收频段设置为2.4g，在蓝牙的发射功率大于10db时，就可以使电子射频标签10接收到足够能量的无线关阀信号，启动自身电路，核对可燃气体报警器输出的无线通信信号的身份，从而输出唤醒使能信号唤醒蓝牙接收电路20。通过将所述电子射频标签10的接收频段设置为2.4g，使所述电子射频标签10能够接收可燃气体报警器输出的无线关阀信号，从而使蓝牙接收电路20能够在未发生烟雾报警时一直处于沉睡状态，不需要定时启动或长期保持接收状态来实时接收无线关阀信号，最大限度保留了电池的电能，避免了蓝牙接收电路20长期出处于开启状态导致功耗过高，需要每年对电池进行更换的情况，解决了频繁更换电池对用户造成不便的问题。
57.参照图1至图3，在一实施例中，所述阀门驱动电路30包括：
58.升压电路40，所述升压电路40的与所述阀门驱动电路30电连接，并用于与所述阀门组件及所述电池组件分别电连接，所述升压组件用于将电池组件输出的直流电源进行升压处理，并将升压后的直流电源输出至所述阀门驱动电路30，以使所述阀门驱动电路30驱动所述阀门组件关闭。
59.在本实施例中，所述升压电路40包括升压芯片u1、第一电感l1、第一二极管q1、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第一电阻r1及第二电阻r2；所述升压芯片
u1的输入端分别与所述升压芯片u1的使能端、所述第一电感l1的第一端及所述第一电容c1的第一端连接，所述升压芯片u1的输出端分别与所述第一电感l1的第二端及所述第一二极管q1的阳极连接，所述升压芯片u1的反馈端分别与所述第一电阻r1的第二端、所述第二电阻r2的第一端及所述第二电容c2的第二端连接；所述第一二极管q1的阴极为所述升压电路40的输出端，并分别与所述第一电阻r1的第一端、所述第二电容c2的第一端、所述第三电容c3的第一端及所述第四电容c4的第一端分别连接；所述升压芯片u1的接地端、所述第一电容c1的第二端、所述第二电阻r2的第二端、所述第三电阻的第二端及所述第四电阻的第二端分别接地。
60.具体地，当阀门驱动电路30驱动阀门组件关闭时，升压芯片u1的输入端用于接入电池组件输出的直流电源，并将接收到的直流电源进行升压处理，由第一二极管q1单项导通输出至阀门驱动电路30，第一电容c1对电池组件输出的直流电源进行稳压处理，第二电容c2、第三电容c3及第四电容c4对升压电路40输出至阀门驱动电路30的直流电路进行稳压处理。
61.本实施例通过采用升压电路40，通过所述升压电路40将输入的电池电压进行升压处理，例如，4.5v的电池电压无法驱动工作电压为12v的阀门，通过升压电路40将4.5v的电池电压升压至12v，使阀门驱动电路30驱动阀门组件关闭。
62.参照图1至图3，在一实施例中，所述燃气紧急切断阀驱动电路还包括：
63.开关电路50，所述开关电路50与所述升压电路40电连接，并用于与所述升压电路40及所述电池组件分别电连接；
64.所述蓝牙接收电路20还用于根据接收到的无线关阀信号控制所述开关电路50闭合，以将所述升压电路40与所述电池组件之间的连接导通。
65.在本实施例中，所述开关电路50可以包括mos管，在其他实施例中，还可以为三极管等半导体开关器件；所述mos管的栅极为所述开关电路50的受控端，所述mos管的漏极用于与所述电池组件电连接，所述mos管的源极用于与所述升压芯片u1的输入端连接。
66.具体地，在所述燃气报警器未输出无线报警信号时，所述紧急切断阀的蓝牙接收电路20处于沉睡状态，通过设置开关电路50，使将电池电压与所述升压电路40之间的连接断开，防止升压电路40由于接入直流电源，存在电感至第二电阻r2导通回路的静态功耗，由于升压电路40的静态功耗过高，会影响电池的使用寿命。通过采用开关电路50，在紧急切断阀处于沉睡状态时由开关电路50完全关闭供电，使静态电流小于1ua，大大延长了电池的使用寿命。
67.本发明还提出一种燃气紧急切断阀，该燃气紧急切断阀包括电池组件、阀门组件和上述的紧急切断阀驱动电路，该紧急切断阀驱动电路的具体结构参照上述实施例，由于本燃气紧急切断阀采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
68.以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。