CN107465247B - 一种适用于智能机柜控制系统的法拉电容延时断电电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于智能机柜控制系统的法拉电容延时断电电路，包括稳压器ASM2、保险丝F3、三极管Q2和场效应管PMOS2，所述保险丝F3一端分别连接保险丝F4和5V直流电源，保险丝F3另一端分别连接电阻R12、电阻R13和场效应管PMOS2的S极，电阻R12另一端分别连接电阻R14和三极管Q2基极，三极管Q2发射极连接电阻R14另一端并接地，三极管Q2集电极分别连接电阻R13另一端和场效应管PMOS2的G极。本发明基于法拉电容延时供电实现了零延零压差供电切换、法拉电容充放电保护等功能，从而保证系统长时间可靠地运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种延时断电电路，具体是一种适用于智能机柜控制系统的法拉电容延时断电电路。
背景技术
智能监控机柜主机基于32位ARM处理器多任务操作系统平台开发，内置强大的WEB服务器配置功能，是为智能交通、城市治安、通信基站、户外机柜等系统开发的小型化、高可靠性的数据采集、控制单元，实现对现场设备远程数据监测、电气控制及异常报警处理等功能。但是室外机柜内部存在温差大（夏天白天可达50度，冬天夜晚可低至-20度）的问题，传统锂电池、铅电池等供电方式无法长时间可靠地保证系统的运行弊端。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于智能机柜控制系统的法拉电容延时断电电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种适用于智能机柜控制系统的法拉电容延时断电电路，包括稳压器ASM2、保险丝F3、三极管Q2和场效应管PMOS2，所述保险丝F3一端分别连接保险丝F4和5V直流电源，保险丝F3另一端分别连接电阻R12、电阻R13和场效应管PMOS2的S极，电阻R12另一端分别连接电阻R14和三极管Q2基极，三极管Q2发射极连接电阻R14另一端并接地，三极管Q2集电极分别连接电阻R13另一端和场效应管PMOS2的G极，场效应管PMOS2的D极分别连接电容C14、电容C13和稳压器ASM2的输入端，稳压器ASM2的接地端分别连接电容C13另一端、电容C14另一端、电容C10和电容C12并接地，电容C10另一端分别连接电容C12另一端和稳压器ASM2的两个输出端，所述保险丝F4另一端分别连接二极管D4正极和电阻R19，电阻R19另一端分别连接电阻R20和三极管Q4基极，三极管Q4集电极分别连接电阻R18和电阻R17，电阻R17另一端分别连接电阻R16、场效应管PMOS3的S极、电阻RX1、单片机CN1引脚5和电阻R15，法拉电容C15另一端分别连接保险丝PT、电阻R21、电阻RISET1、三极管Q3发射极、三极管Q4发射极和电阻R20并接地，电阻R20另一端分别连接电阻R19另一端和三极管Q4基极，所述保险丝PT另一端分别连接电阻R21另一端、电阻R22和单片机CN1引脚1，单片机CN1引脚2连接电阻RISET1另一端，单片机CN1引脚5连接电容C17并接地，电容C17另一端分别连接电阻R15、二极管D4负极和单片机CN1引脚4，电阻R15另一端分别连接发光二极管LED3正极和发光二极管LED4正极，发光二极管LED3负极连接单片机CN1引脚6，发光二极管LED4负极连接单片机CN1引脚7。
作为本发明进一步的方案：所述稳压器ASM2型号为ASM1117-3.3V。
作为本发明再进一步的方案：所述单片机CN1型号为CN3153。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明基于法拉电容延时供电实现了零延零压差供电切换、法拉电容充放电保护等功能，从而保证系统长时间可靠地运行。
附图说明
图1为适用于智能机柜控制系统的法拉电容延时断电电路的电路图。
具体实施方式
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做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。
请参阅图1，本发明实施例中，一种适用于智能机柜控制系统的法拉电容延时断电电路，包括稳压器ASM2、保险丝F3、三极管Q2和场效应管PMOS2，所述保险丝F3一端分别连接保险丝F4和5V直流电源，保险丝F3另一端分别连接电阻R12、电阻R13和场效应管PMOS2的S极，电阻R12另一端分别连接电阻R14和三极管Q2基极，三极管Q2发射极连接电阻R14另一端并接地，三极管Q2集电极分别连接电阻R13另一端和场效应管PMOS2的G极，场效应管PMOS2的D极分别连接电容C14、电容C13和稳压器ASM2的输入端，稳压器ASM2的接地端分别连接电容C13另一端、电容C14另一端、电容C10和电容C12并接地，电容C10另一端分别连接电容C12另一端和稳压器ASM2的两个输出端，所述保险丝F4另一端分别连接二极管D4正极和电阻R19，电阻R19另一端分别连接电阻R20和三极管Q4基极，三极管Q4集电极分别连接电阻R18和电阻R17，电阻R17另一端分别连接电阻R16、场效应管PMOS3的S极、电阻RX1、单片机CN1引脚5和电阻R15，法拉电容C15另一端分别连接保险丝PT、电阻R21、电阻RISET1、三极管Q3发射极、三极管Q4发射极和电阻R20并接地，电阻R20另一端分别连接电阻R19另一端和三极管Q4基极，所述保险丝PT另一端分别连接电阻R21另一端、电阻R22和单片机CN1引脚1，单片机CN1引脚2连接电阻RISET1另一端，单片机CN1引脚5连接电容C17并接地，电容C17另一端分别连接电阻R15、二极管D4负极和单片机CN1引脚4，电阻R15另一端分别连接发光二极管LED3正极和发光二极管LED4正极，发光二极管LED3负极连接单片机CN1引脚6，发光二极管LED4负极连接单片机CN1引脚7，所述稳压器ASM2型号为ASM1117-3.3V，所述单片机CN1型号为CN3153。
本发明的工作原理是：
1.在5V直流电源开始供电时，三极管Q2基极电压经R12、R14分压为4.5V，Q2导通，PMOS2栅极G电压为0V，PMOS2导通，因MOS管特性，该部分电路可以实现在外边上电时，单片机CN1零延时供电，不受备用电源的影响。在5V直流电源掉电时，Q2基极电压为0V，PMOS2栅极G电压有C15提供，在C15处于放电状态时，PMOS2处于关闭状态，截止5V直流电源由PMOS2流向DC5V，实现只为本系统供电。
2.在电压较低时，单片机CN1处于涓流充电1模式，涓流充电电流可选择为恒流充电电流的10%。单片机CN1的充电电流I=1218V/RISET1来选择，在充电完成时，自动进入低功耗模式，此时电流消耗小于3微安。通过当输入电压掉电时，单片机CN1自动进入睡眠模式，同时单片机CN1还具有充电短路保护，输入电压过低锁存，自动再充电，充电状态/充电结束状态指示等功能。
3.在5V直流电源供电时时，由CN1对法拉电容C15进行充电，Q4基极电压经R19、R20分压为4.5V，Q4导通，使Q3基极电压0V，Q3处于关闭状态，PMOS3栅极G电压为5V，PMOS3处于关闭状态，CN1只对C15进行充电。在DC5V处于掉电时，CN1自动进入低功耗模式，Q4基极电压为0V，Q4基极电压为C15正极电压（5V），Q4处于开通状态，PMOS3栅极G电压为0V，PMOS3处于导通状态，此时有C15放电为单片机系统提供电源。PMOS3是零压差器件，因此实现了系统电压零延零压差供电切换。
C15容量计算方式：C=(Vwork+ Vmin)It/( Vwork2 -Vmin2)
工作起始电压 Vwork＝5V
工作截止电压 Vmin＝4.0V
工作时间 t=20s
工作电源 I＝1A
那么所需的电容容量为：
C=(Vwork+ Vmin)It/( Vwork2 -Vmin2)
=(5.2+4.2)*1*20/(5.2 -4.2)
=18.8F。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (1)
1.一种适用于智能机柜控制系统的法拉电容延时断电电路，包括稳压器ASM2、保险丝F3、三极管Q2和场效应管PMOS2，其特征在于，所述保险丝F3一端分别连接保险丝F4和5V直流电源，保险丝F3另一端分别连接电阻R12、电阻R13和场效应管PMOS2的S极，电阻R12另一端分别连接电阻R14和三极管Q2基极，三极管Q2发射极连接电阻R14另一端并接地，三极管Q2集电极分别连接电阻R13另一端和场效应管PMOS2的G极，场效应管PMOS2的D极分别连接电容C14、电容C13和稳压器ASM2的输入端，稳压器ASM2的接地端分别连接电容C13另一端、电容C14另一端、电容C10和电容C12并接地；
所述电容C10另一端分别连接电容C12另一端和稳压器ASM2的两个输出端，所述保险丝F4另一端分别连接二极管D4正极和电阻R19，电阻R19另一端分别连接电阻R20和三极管Q4基极，三极管Q4集电极分别连接电阻R18和电阻R17，电阻R17另一端分别连接电阻R16、场效应管PMOS3的S极、电阻RX1、单片机CN1引脚BAT和法拉电容C15，电阻RX1另一端连接单片机CN1引脚FB，法拉电容C15另一端分别连接保险丝PT、电阻R21、电阻RISET1、三极管Q3发射极、三极管Q4发射极和电阻R20并接地，电阻R20另一端分别连接电阻R19另一端和三极管Q4基极；
所述保险丝PT另一端分别连接电阻R21另一端、电阻R22和单片机CN1引脚TEMP，单片机CN1引脚ISET连接电阻RISET1另一端，单片机CN1引脚GND连接电容C17并接地，电容C17另一端分别连接电阻R15、二极管D4负极和单片机CN1引脚VIN，电阻R15另一端分别连接发光二极管LED3正极和发光二极管LED4正极，发光二极管LED3负极连接单片机CN1引脚DONE，发光二极管LED4负极连接单片机CN1引脚CHRG；电阻R22另一端连接单片机CN1引脚VIN；
所述稳压器ASM2型号为ASM1117-3.3V；
所述单片机CN1型号为CN3153。
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