CN104536321B - 一种实现掉电检测及继电器状态控制的系统及方法 - Google Patents

一种实现掉电检测及继电器状态控制的系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104536321B
CN104536321B CN201410816912.6A CN201410816912A CN104536321B CN 104536321 B CN104536321 B CN 104536321B CN 201410816912 A CN201410816912 A CN 201410816912A CN 104536321 B CN104536321 B CN 104536321B
Authority
CN
China
Prior art keywords
relay
power loss
detection
unit
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410816912.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104536321A (zh
Inventor
张小林
樊佳兴
杨蕾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EWARE INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
EWARE INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EWARE INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical EWARE INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201410816912.6A priority Critical patent/CN104536321B/zh
Publication of CN104536321A publication Critical patent/CN104536321A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104536321B publication Critical patent/CN104536321B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

本发明涉及一种实现掉电检测及继电器状态控制的系统，该系统包括前端负载、为前端负载供电的电源模块以及后端负载，前端负载包括掉电检测单元、控制单元以及至少一个继电器。其中，掉电检测单元根据电源模块的电压输入值检测是否发生掉电事件，并基于掉电事件向控制单元发送RESET信号；控制单元根据RESET信号向继电器发出设置信号；继电器根据设置信号对后端负载的工作状态进行切换。本发明实现了在系统断电瞬间继电器控制器能在一定时间内控制继电器转换状态。当系统断电后，储能单元能够提供给继电器控制器一定时间的电源，且继电器控制器能在此时间段内对继电器完成状态设置，此外继电器有记忆功能，在断电后能够保持最后设置的状态。

Description

一种实现掉电检测及继电器状态控制的系统及方法
技术领域
本发明涉及计算机通讯及记忆性继电器技术领域，尤其涉及一种实现掉电检测及继电器状态控制的系统及方法。
背景技术
在普通控制系统中控制继电器时，在没有应急电源情况下，断电前由于没有做电源断电检测，继电器控制器不能工作，导致在断电后无法对继电器控制，且继电器在断电后处于常开，常闭状态，不能恢复到初始状态，在断电后继电器控制器无法对继电器进行控制不能设置断电后的状态，没有一种方法能够解决继电器在断电后能够保持某种状态，并且负载电路能在完全断电之前完成保存现场等事件。例如众所周知的计算机系统在强制关断电源时会对软硬件系统造成损伤，如果有一种电路可以使得在关电瞬间需要保护的软硬件环境能够提前预知完全断电的时间，并且及时做出相应的保护措施，那就可以避免突然断电对系统造成的损伤。因此，目前急需一种方法来实现如何在断电时检测掉电事件，继电器控制器能够控制继电器恢复继电器的某种状态，且在完全断电后，继电器会保持最后一次继电器控制器发出的状态命令。本发明能够实现在系统断电瞬间继电器控制器能在一定时间内保持供电并在断电后维持继电器状态的一种方法，弥补了上述缺陷，此方法在继电器控制应用场合中完美解决了断电造成的电路状态混乱问题。
发明内容
本发明旨在解决上述现有技术中存在的问题，提出一种实现掉电检测及继电器状态控制的系统及方法。
所述实现掉电检测及继电器状态控制的系统，包括前端负载、为所述前端负载供电的电源模块以及后端负载，所述前端负载包括掉电检测单元、控制单元以及至少一个继电器。其中，所述掉电检测单元根据所述电源模块的电压输入值检测是否发生掉电事件，并基于掉电事件向控制单元发送RESET信号；所述控制单元根据所述RESET信号向所述继电器发出设置信号，且各路设置信号彼此之间独立；所述继电器根据所述设置信号对所述后端负载的工作状态进行切换。
所述实现掉电检测及继电器状态控制的方法包括以下步骤：步骤一、根据电源模块的电压输入值检测是否发生掉电事件，是则执行步骤二，否则继续检测；步骤二、通过掉电检测单元向控制单元发送RESET信号；步骤三、通过控制单元向继电器发出设置信号；步骤四、通过继电器对后端负载的工作状态进行切换。
本发明实现了在系统断电瞬间继电器控制器能在一定时间内控制继电器转换状态。当系统断电后，在本发明中的储能单元能够提供给继电器控制器一定时间的电源，且继电器控制器能在此时间段内对继电器完成状态设置，此外所述继电器有记忆功能，在断电后能够保持最后设置的状态。
附图说明
图1为本发明一实施例的实现掉电检测及继电器状态控制的系统结构示意图；
图2为本发明一实施例的掉电检测单元内部电路结构示意图；
图3为本发明一实施例的掉电检测时序图；
图4为本发明一实施例的继电器对控制信号的响应时序图；
图5为本发明一实施例的记忆性继电器封装引脚图；
图6为本发明一实施例的实现掉电检测及继电器状态控制的方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图对本发明作进一步详细说明。下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明的技术方案，而不应当理解为对本发明的限制。
本发明一方面提供一种实现掉电检测及继电器状态控制的系统。如图1所示，本发明提出的实现掉电检测及继电器状态控制的系统包括：前端负载100、为所述前端负载供电的电源模块200以及后端负载300。前端负载100进一步包括掉电检测单元110、控制单元120以及至少一个继电器(图示继电器130等)。
本发明提出的实现掉电检测及继电器状态控制的系统的工作原理为：掉电检测单元110根据电源模块200的电压输入值检测是否发生掉电事件，若发生掉电事件，掉电检测单元110基于该掉电事件向控制单元120发送RESET信号；控制单元120则根据所述RESET信号向继电器130发出设置信号，且各路设置信号彼此之间独立；继电器130根据所述设置信号进一步对后端负载300的工作状态进行切换。其中，继电器130的数量可以是多个，优选为记忆性继电器，该多个记忆性继电器彼此之间无关联，其与控制单元120直接相连接。
如图2所示，掉电检测单元110包括复位监控芯片以及分压电阻，所述复位监控芯片的输入电压为所述电源模块经所述分压电阻分压后的电压。复位监控芯片优选采用TCM809型号芯片，掉电检测单元110与控制单元120之间通过总线进行通信；分压电阻R1阻值为7.68K欧姆，分压电阻R2阻值为3K欧姆。TCM809型号芯片的VCC引脚输入电压值是12V输入电压在分压电阻R1和R2的分压下取分压电阻R2两端的电压值，即VCC引脚的输入电压约为+3.37V。
如图3所示，掉电检测单元110检测到所述电压输入值低于预设第一电压阈值时立即做出响应，并向控制单元120发出RESET信号。在本实施例中，所述第一电压阈值可以设定为11V，所述第二电压阈值可以设定为5V(系统电压低于5V时将无法正常工作，即整个系统应在电压低于5V之前完成所有掉电检测、逻辑控制、继电器响应等处理)，当图2中12V电压从12V降到11V时，TCM809芯片VCC引脚的输入电压相应地降低至+3.11V，即掉电检测单元110检测到掉电事件，并立即做出响应，同时向控制单元120发送RESET信号，本实施例中掉电检测单元110从检测到掉电事件到向控制单元120发送RESET信号的时间约为65微秒。掉电检测单元110从检测到掉电事件、做出响应并向控制单元120发出RESET信号到控制单元120对继电器130完成控制、再到所有继电器完成状态切换的整个响应时间最大值为T，在本实施例中，可以将T设定为45毫秒。另外，掉电检测单元110发出的RESET信号的恢复时间为240毫秒，目的是为了防止变化过快引起误判和对前端负载100中的控制单元120、继电器130以及后端负载300的影响。
在本发明中，控制单元120所采用的控制器芯片可采用CPLD(ComplexProgrammable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)等一系列具有数据处理功能的数据处理芯片。在掉电检测之前可先完成对CPLD的配置，使得CPLD拥有分析判断的能力，可以对掉电事件迅速做出反应，对每一路控制信号进行详细设置。当掉电检测单元110检测到掉电事件时立刻发送RESET信号至CPLD，CPLD中的控制继电器程序将根据需要对多个记忆性继电器(优选采用G6KU-2F-Y型号)进行控制，使其切换到合适的状态。CPLD输出的控制信号包含多路，每一路信号都包含一个SET信号和一个RESET信号，且各路之间彼此独立。图4为记忆性继电器对CPLD控制信号的响应时序图。当控制单元120发出的设置信号Sg1为高电平/脉冲状态时，继电器130将后端负载300置于SET状态；当控制单元120发出的设置信号Sg2为低电平状态时，继电器130将后端负载300置于RESET状态。记忆性继电器(G6KU-2F-Y型)的响应时间为1.2毫秒(最大不超过3毫秒)。记忆性继电器封装引脚图如图5所示，当记忆性继电器置于SET状态，2脚和3脚接通，6脚和7脚接通；当记忆性继电器置于RESET状态时，3脚和4脚接通，5脚和6脚接通。
优选地，电源模块200包括储能电容，所述储能电容采用两标称电容并联的连接方式构成本系统的储能单元。所述储能电容的电容值大小C＝2Pt/μΔU2，其中，P为所述前端负载、后端负载总功率，t为延迟时间，μ为电源芯片转换效率，ΔU2为所述第一电压阈值、第二电压阈值平方值的差值。其中，推导出所述储能电容的电容值大小的过程如下：(1)汇总前端负载、后端负载中所有器件的总功率P，在一实施例中，统计CPLD、各EEPROM、继电器以及其他负载器件的总功率为499.1mW；(2)根据所需延迟断电的时间选取合适的储能器件。例如，本发明所选电路的电源芯片的转换效率为μ＝89％，所需延时为t＝45ms(具体需要的延迟时间可根据需要调整)，且步骤(1)中已求得负载功率P＝499.1mW，根据功率的定义公式P＝W/t得知所需能量为W；(3)由电源转换效率公式Wo＝Wi*μ得储能电容最少提供的能量为Wi＝W/μ＝P*t/μ；(4)由电容储能公式知电容放电时做功为ΔW＝C/2ΔU2；(5)由图3可知，电容能为系统提供的电源为电压从11V到5V的过程，其能量为，其中U2＝11V,U3＝5V，显然Wi＝ΔW，由以上公式联立解得C＝525.7uF，实际选取两个标称电容270uF并联。
进一步优选地，电源模块200还包括稳压单元以及滤波单元，储能电容的输出依次经过稳压单元以及滤波单元后输入前端负载100。
本发明另一方面提出一种实现掉电检测及继电器状态控制的方法。如图6所示，本发明提出的实现掉电检测及继电器状态控制的方法包括以下步骤：步骤S100、根据电源模块的电压输入值检测是否发生掉电事件，是则执行步骤S200，否则继续检测；步骤S200、通过掉电检测单元向控制单元发送RESET信号；步骤S300、通过控制单元向继电器发出设置信号；步骤S400、通过继电器对后端负载的工作状态进行切换。
优选地，通过掉电检测单元检测到所述电压输入值低于预设第一电压阈值时立即做出响应，并向所述控制单元发出RESET信号。在本实施例中，所述第一电压阈值可以设定为11V，所述第二电压阈值可以设定为5V(系统电压低于5V时将无法正常工作，即整个系统应在电压低于5V之前完成所有掉电检测、逻辑控制、继电器响应等处理)。同图2所示，当12V电压从12V降到11V时，TCM809芯片VCC引脚的输入电压相应地降低至+3.11V，即掉电检测单元检测到掉电事件，并立即做出响应，同时向所述控制单元发送RESET信号。在本实施例中，掉电检测单元从检测到掉电事件到向所述控制单元发送RESET信号的时间约为65微秒。掉电检测单元从检测到掉电事件、做出响应并向控制单元发出RESET信号到控制单元对继电器完成控制、再到所有继电器完成状态切换的整个响应时间最大值为T，在本实施例中，可以将T设定为45毫秒。另外，掉电检测单元发出的RESET信号的恢复时间为240毫秒，目的是为了防止变化过快引起误判和对控制单元、继电器以及后端负载的影响。进一步优选地，同图4所示，当控制单元发出的设置信号Sg1为高电平/脉冲状态时，继电器将后端负载置于SET状态；当控制单元发出的设置信号Sg2为低电平状态时，继电器将后端负载置于RESET状态。记忆性继电器(G6KU-2F-Y型)的响应时间为1.2毫秒(最大不超过3毫秒)。
其中，电源模块优选满足如下条件：A1.系统的供电电源为直流，且经过相应的滤波处理，电压稳定；A2.系统掉电后，电源系统中的储能电容会继续提供一段时间的电源，以保证继电器有足够的时间响应；A3.电压掉电检测模块的输入电源对高频干扰不敏感。继电器的配置优选满足如下条件：B1.继电器采用记忆性继电器，可以被控制电路驱动；B2.继电器可以对多路继电器进行单独控制，可以采用高低电平控制，或采用脉冲信号控制；B3.继电器的响应时间小于3毫秒。
本发明提出的实现掉电检测及继电器状态控制的系统及方法实现了在系统断电瞬间继电器控制器能在一定时间内控制继电器转换状态。当系统断电后，在本发明中的储能单元能够提供给继电器控制器一定时间的电源，继电器控制器能在此时间段内对继电器完成状态设置，且所述继电器有记忆功能，在断电后能够保持最后设置的状态。
虽然本发明参照当前的较佳实施方式进行了描述，但本领域的技术人员应能理解，上述较佳实施方式仅用来解释和说明本发明的技术方案，而并非用来限定本发明的保护范围，任何在本发明的精神和原则范围之内，所做的任何修饰、等效替换、变形、改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种实现掉电检测及继电器状态控制的系统，包括前端负载、为所述前端负载供电的电源模块以及后端负载，其特征在于，所述前端负载包括掉电检测单元、控制单元以及至少一个继电器，其中，
所述掉电检测单元根据所述电源模块的电压输入值检测是否发生掉电事件，并基于掉电事件向控制单元发送RESET信号；
所述控制单元根据所述RESET信号向所述继电器发出设置信号，且各路设置信号彼此之间独立；
所述继电器根据所述设置信号对所述后端负载的工作状态进行切换；
所述掉电检测单元包括复位监控芯片以及分压电阻，所述复位监控芯片的输入电压为所述电源模块经所述分压电阻分压后的电压。
2.根据权利要求1所述的实现掉电检测及继电器状态控制的系统，其特征在于，所述掉电检测单元检测到所述电压输入值低于预设第一电压阈值时做出响应且向所述控制单元发送RESET信号，所述控制单元在所述电压输入值进一步低于预设第二电压阈值之前控制所述继电器完成工作状态切换。
3.根据权利要求1所述的实现掉电检测及继电器状态控制的系统，其特征在于，当所述设置信号为高电平/脉冲状态时，所述继电器将所述后端负载置于SET状态，当所述设置信号为低电平状态时，所述继电器将所述后端负载置于RESET状态。
4.根据权利要求1所述的实现掉电检测及继电器状态控制的系统，其特征在于，所述电源模块包括储能电容，所述储能电容采用两标称电容并联。
5.根据权利要求4所述的实现掉电检测及继电器状态控制的系统，其特征在于，所述电源模块还包括稳压单元以及滤波单元，所述储能电容的输出依次经过所述稳压单元以及滤波单元后输入所述前端负载。
6.一种实现掉电检测及继电器状态控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、根据电源模块的电压输入值检测是否发生掉电事件，是则执行步骤二，否则继续检测；
步骤二、通过掉电检测单元向控制单元发送RESET信号；
步骤三、通过控制单元向继电器发出设置信号；
步骤四、通过继电器对后端负载的工作状态进行切换；
通过掉电检测单元检测到所述电压输入值低于预设第一电压阈值时做出响应且向控制单元发送RESET信号，控制单元在所述电压输入值进一步低于预设第二电压阈值之前控制继电器完成工作状态切换。
7.根据权利要求6所述的实现掉电检测及继电器状态控制的方法，其特征在于，所述设置信号为高电平/脉冲状态时，通过继电器将后端负载置于SET状态；所述设置信号为低电平状态时，通过继电器将后端负载置于RESET状态。
CN201410816912.6A 2014-12-24 2014-12-24 一种实现掉电检测及继电器状态控制的系统及方法 Active CN104536321B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410816912.6A CN104536321B (zh) 2014-12-24 2014-12-24 一种实现掉电检测及继电器状态控制的系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410816912.6A CN104536321B (zh) 2014-12-24 2014-12-24 一种实现掉电检测及继电器状态控制的系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104536321A CN104536321A (zh) 2015-04-22
CN104536321B true CN104536321B (zh) 2017-07-18

Family

ID=52851865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410816912.6A Active CN104536321B (zh) 2014-12-24 2014-12-24 一种实现掉电检测及继电器状态控制的系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104536321B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106353572B (zh) * 2015-07-17 2018-09-21 无锡市晶源微电子有限公司 输出端掉电检测装置及具有该装置的开关转换电源系统
CN107402520A (zh) * 2016-05-18 2017-11-28 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 烹饪电器及其掉电控制方法、启动控制方法
CN106384694B (zh) * 2016-10-14 2018-08-28 数源科技股份有限公司 一种工作稳定的磁保持继电器及其控制方法
CN106547243A (zh) * 2017-01-10 2017-03-29 湖北巴东博宇工贸有限公司 交流充电桩控制板控制系统
CN107706966A (zh) * 2017-09-22 2018-02-16 安徽皖通邮电股份有限公司 用于DyingGasp功能的延长断电保持时间的方法
CN108199572B (zh) * 2017-12-25 2021-03-30 苏州英威腾电力电子有限公司 一种变频器及其断电保护系统
CN108347094B (zh) * 2018-04-10 2020-04-17 北京数码视讯科技股份有限公司 切换电路和电子设备
CN111141948B (zh) * 2019-12-30 2020-09-22 深圳市芯天下技术有限公司 一种掉电检测电路
CN114509975A (zh) * 2022-02-16 2022-05-17 珠海格力电器股份有限公司 电器控制方法、控制装置及非易失性存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1728044A (zh) * 2004-07-29 2006-02-01 中兴通讯股份有限公司 一种自动掉电重启装置
CN202094859U (zh) * 2011-05-27 2011-12-28 康佳集团股份有限公司 掉电快速复位电路
CN103095265A (zh) * 2012-11-13 2013-05-08 长沙景嘉微电子股份有限公司 一种上电和掉电自动复位检测电路

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001022479A (ja) * 1999-07-09 2001-01-26 Seiko Epson Corp 情報処理装置
JP2002287856A (ja) * 2001-03-28 2002-10-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd プロセッサ搭載装置および遅延リセット信号生成方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1728044A (zh) * 2004-07-29 2006-02-01 中兴通讯股份有限公司 一种自动掉电重启装置
CN202094859U (zh) * 2011-05-27 2011-12-28 康佳集团股份有限公司 掉电快速复位电路
CN103095265A (zh) * 2012-11-13 2013-05-08 长沙景嘉微电子股份有限公司 一种上电和掉电自动复位检测电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN104536321A (zh) 2015-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104536321B (zh) 一种实现掉电检测及继电器状态控制的系统及方法
US12074565B2 (en) Photovoltaic module or array shutdown
CN103538486B (zh) 电动汽车及电动汽车的电源管理装置
CN102508755B (zh) 一种模拟接口卡热插拔的装置和方法
US10503126B2 (en) Access control method for parallel direct current power supplies and device thereof
CN101963835A (zh) 动态分配usb端口电源的电子设备及方法
CN102882267B (zh) 供电装置、电子设备和供电方法
CN103729275B (zh) 硬盘固件修复系统及硬盘固件修复方法
CN103777537A (zh) 一种低功耗控制电路及存储装置
CN104813622A (zh) 数据收集-转发装置
US10452460B2 (en) Storage server system capable of setting overcurrent protection value according to system configuration
CN104951034A (zh) 移动终端及其usb接口状态控制方法和装置
CN105807885B (zh) 一种掉电保护方法及装置
CN101192053A (zh) 模块化设备中热插拔模块的上电方法及热插拔控制电路
CN101651335B (zh) 电子设备保护装置及电子设备
CN108839565B (zh) 混合动力汽车高压控制方法、装置及电子设备
CN104484025A (zh) 设备集群的上电控制系统及方法
CN205195387U (zh) 一种充电桩及其掉电存储电路
CN104412480A (zh) 车载用电源装置
CN100426195C (zh) 电池失效报警控制电路
CN104092240A (zh) 一种光伏组件接入模式的识别方法及系统
CN109522259A (zh) 基于空间应用的在轨刷新重注成像系统
CN103890713B (zh) 用于管理处理系统内的寄存器信息的装置及方法
CN102237712A (zh) 多电源系统和电源故障处理方法
CN103309422A (zh) 电源装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant