CN109407592B - 一种遥感监测控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种遥感监测控制电路，属于遥感监测电源保护及系统自复位技术领域。本发明包括电源模块、欠压过压控制模块、电平延时转换模块和硬件冷复位模块，所述相互并联的电平延时转换模块和硬件冷复位模块电性连接欠压过压控制模块，所述欠压过压控制模块电性连接电源模块。本发明的电源模块由欠压过压控制模块欠压过压控制模块的输出信号和硬件冷复位模块的输出信号共同进行控制，同时电平延时转换模块由硬件复位模块的输出信号进行控制，各个模块彼此之间相互协调工作，从而当输入电源处于过压、欠压等情况下，不仅可以保护后级电路，同时还可以实现后端系统的冷启动功能。

Description

一种遥感监测控制电路

技术领域

本发明属于遥感监测电源保护及系统自复位技术领域，具体地说，涉及一种遥感监测控制电路。

背景技术

目前在遥感监测领域内，监测设备主要安装方式有两种，移动式和固定式。由于外界环境干扰，如电磁干扰，机械振动，电源异动等原因，导致系统出现一些异常情况，如设备电路烧毁，电路工作异常等状况，需要对相关电路进行保护。

中国专利公布号：CN 103713724 A；公布日：2014年04月09日，公开了一种带电池设备的断电启动电路和控制方法，该电路包括：三极管Q2和PMOS管Q3，分压电阻R1、R2和R3，限流电阻R4，上拉电阻R5和按键开关；按键开关的一端与电池电源、R5的一端以及Q3的源极连接；Q3栅极和R5另一端以及Q2的集电极相连。Q3漏极为系统电源输出端；Q2的基极和R4的一端相连，Q2的发射极接地；R4的另一端和R1的一端以及按键开关的另一端相连；R1的另一端和I/0口相连；R3的一端和按键开关的另一端相连。R3的另一端以及R2的一端与设备的MCU侦测脚连接；R2另一端接地。该发明通过按键开关使设备在完全断电的模式下启动，降低带电池设备的系统功耗，延长使用寿命。但是该发明的不足之处在于：虽然该发明能够降低带电池设备的系统功耗，但是该发明并不能降低所有电源设备的系统功耗，也不能在对电源进行全方面保护的同时，提高设备的整体运行效率，减少投入成本。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有遥感监测电路电源易故障，导致设备工作效率低的问题，本发明提供一种遥感监测控制电路。本发明不仅可以保护后级电路，同时还可以实现后端系统的冷启动功能。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种遥感监测控制电路，包括电源模块、欠压过压控制模块、电平延时转换模块和硬件冷复位模块，所述相互并联的电平延时转换模块和硬件冷复位模块电性连接欠压过压控制模块，所述欠压过压控制模块电性连接电源模块。

更进一步地，所述电源模块包括电源U1，所述电源U1的VIN端口通过电阻R1电性连接电源U1的EN端口、通过相互并联的电容C5和电容C6电性连接电源U1的GND1端口，所述电源U1的EN端口电性连接电平延时转换模块。

更进一步地，所述电源U1包括N个VO端口，所述N≥1且N为整数，同时所述电源U1的VO端口通过两个相互并联的电容电性连接电源U1的GND2端口，所述电源U1的GND1端口与GND2端口通过电阻R11电性连接。

更进一步地，所述欠压过压控制模块包括电压比较器U2，所述电压比较器U2的VCC端口通过电阻R6和电阻R8电性连接电压比较器U2的UVV端口，通过电阻R6、电阻R8和电阻R9电性连接电压比较器U2的OVV端口，通过电阻R6、电阻R8、电阻R9和电阻R10电性连接电压比较器U2的GND端口，其中所述电阻R6、电阻R8、电阻R9和电阻R10并联有稳压二极管D1，所述稳压二极管D1并联有电容C8，同时所述电压比较器U2的端口和/>端口与电平延时转换模块均电性连接。

更进一步地，所述电平延时转换模块包括晶体管S1和晶体管S2，所述晶体管S1的基极与电压比较器U2的端口和/>端口通过电阻R3电性连接、与晶体管S1的发射极通过电阻R2电性连接，所述晶体管S1的集电极与晶体管S2的基极通过电阻R4电性连接、与晶体管S2的发射极通过电容C7电性连接，其中所述电容C7并联有电阻R5，所述晶体管S2的集电极电性连接电源U1的EN端口。

更进一步地，所述硬件冷复位模块包括光耦隔离硬件冷复位模块和硬件复位模块，所述光耦隔离硬件冷复位模块电性连接硬件复位模块。

更进一步地，所述光耦隔离硬件冷复位模块包括光耦合器OC1，所述光耦合器OC1的阳极通过电阻R7电性连接电压比较器U2的VCC端口、阴极与硬件复位模块电性连接、集电极电性连接电压比较器U2的端口和/>端口、发射机电性连接所述电源U1的GND1端口。

更进一步地，所述硬件复位模块包括RESET端口，所述RESET端口电性连接电压比较器U2的端口和/>端口。

更进一步地，所述RESET端口包括RESET1端口和RESET2端口，所述RESET1端口与光耦合器OC1的阴极电性连接，所述RESET2端口与光耦合器OC1的集电极电性连接。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的遥感监测控制电路包括电源模块、欠压过压控制模块、电平延时转换模块和硬件冷复位模块，其中电源模块由电平延时转换模块的输出信号进行控制，同时电平延时转换模块由欠压过压控制模块的输出信号和硬件复位模块的输出信号共同进行控制，各个模块彼此之间相互协调工作，从而当输入电源处于过压、欠压等情况下，不仅可以保护后级电路，同时还可以实现后端系统的冷启动功能；

(2)本发明的电源模块包括电源U1，电源U1的VIN端口通过电阻R1电性连接电源U1的EN端口、通过相互并联的电容C5和电容C6电性连接电源U1的GND1端口，电源U1的EN端口电性连接电平延时转换模块，其中电源U1的EN端口连接有高低电平，从而能够更好地控制各模块电源的输出，进而可以实现保护后端控制系统或完成后级系统的掉电硬复位功能；

(3)本发明的电源U1包括N个VO端口，其中N≥1且N为整数，且N的大小由具体需要连接的电路数量所决定，从而更具有实用性，同时每个VO端口均通过两个相互并联的电容电性连接电源U1的GND2端口，且电源U1的GND1端口与GND2端口通过电阻R11电性连接，从而电源U1能够更好地与各个连接的电路之间保持紧密联系，彼此之间相互控制；

(4)本发明的欠压过压控制模块包括电压比较器U2，其中电压比较器U2的VCC端口通过电阻R6和电阻R8电性连接电压比较器U2的UVV端口，通过电阻R6、电阻R8和电阻R9电性连接电压比较器U2的OVV端口，同时电压比较器U2的端口和/>端口与电平延时转换模块均电性连接，从而当电源U1的VIN端口发生过压、欠压时，电压比较器U2的OVV端口和UVV端口将输出低电平，进而启动电平延时转换模块；

(5)本发明的电平延时转换模块包括晶体管S1和晶体管S2，其中晶体管S1为PNP晶体管，晶体管S2为NPN晶体管，同时晶体管S1的集电极与晶体管S2的基极通过电阻R4电性连接、与晶体管S2的发射极通过电容C7电性连接，且电容C7并联电阻R5，从而晶体管S1导通时可以为电容C7充电，而电容C7则可以为晶体管S2供电，进而保证了电平延时转换模块的正常运行；

(6)本发明的硬件复位模块包括光耦隔离硬件冷复位模块和硬件复位模块，其中光耦隔离硬件冷复位模块包括光耦合器OC1，其中光耦合器OC1的阳极通过电阻R7电性连接电压比较器U2的VCC端口、阴极与硬件复位模块电性连接、集电极电性连接电压比较器U2的端口和/>端口、发射机电性连接所述电源U1的GND1端口，从而可以实现后端控制系统IO控制接口电源隔离；

(7)本发明的硬件复位模块包括RESET端口，RESET端口电性连接电压比较器U2的端口和/>端口，同时RESET端口包括RESET1端口和RESET2端口，其中RESET1端口与光耦合器OC1的阴极电性连接，RESET2端口与光耦合器OC1的集电极电性连接，从而可以实现后端控制系统的掉电硬复位功能。

附图说明

图1为本发明遥感监测控制电路的电路图；

图2为本发明电源模块的电路图；

图3为本发明欠压过压控制模块的电路图；

图4为本发明电平延时转换模块的电路图；

图5为本发明光耦隔离硬件冷复位模块的电路图；

图6为本发明硬件复位模块的电路图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。其中，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

参考图1，本实施提供了一种遥感监测控制电路，主要包括四种模块，分别为电源模块、欠压过压控制模块、电平延时转换模块和硬件复位模块，其中电源模块、欠压过压控制模块、电平延时转换模块和硬件复位模块彼此之间相互并联，由同一电源统一进行供电，同时电源模块由电平延时转换模块的输出信号进行控制，其中欠压过压控制模块为电源保护的主要控制电路，电平延时转换模块由欠压过压控制模块的输出信号和硬件复位模块的输出信号共同进行控制，受硬件复位模块的控制，各个模块彼此之间相互协调、共同工作，从而对遥感监测输入电源进行控制时，当输入电源处于过压、欠压等情况下，不仅可以保护后级电路，同时还可以实现后端系统的冷启动功能，解决目前只能通过手动对系统先断电再上电才能解决的问题，如电路状态。

实施例1电源模块

参考图2，本实施提供了一种遥感监测控制电路，电源模块包括电源U1，其中电源U1的VIN端口通过电阻R1与电源U1的EN端口电性连接，且电源U1的EN端口电性连接电平延时转换模块，在本实施例中，电源U1的VIN端口还电性连接电源U1的GND1端口，具体地讲，电源U1的VIN端口与电源U1的GND1端口通过电容C5和电容C6电性连接，同时电容C5和电容C6之间相互并联。

电源U1还包括N个VO端口，其中N≥1且N为整数，且N的大小由具体需要连接的电路数量所决定，从而本电源模块可以根据具体需要连接的电路数量具体进行缩小或扩展，进而更加具有实用性。

电源U1的每个VO端口均通过两个相互并联的电容与电源U1的GND2端口电性连接，同时电源U1的GND1端口与电源U1的GND2端口通过电阻R11电性连接。

在本实施例中，具体地讲，N选择为2，也就是说，电源U1包括2个VO端口，即VO1端口和VO2端口，其中电源U1的VO1端口通过相互并联的电容C1和电容C2电性连接电源U1的GND2端口，电源U1的VO2端口通过相互并联的电容C3和电容C4电性连接电源U1的GND2端口。同样地，当电源U1需要连接的电路数量为5时，则此时N选择为5，也就是说，电源U1包括5个VO端口，即VO1端口、VO2端口、VO3端口、VO4端口和VO5端口，且这5个端口都将通过两个相互并联的电容与电源U1的GND2端口电性连接，从而电源U1不仅能够更好地与各个连接的电路之间保持紧密联系，同时彼此之间也能够相互控制。

其中电源模块的控制原理为：电源U1的EN端口连接高低电平，从而能够更好地控制模块电源输出的开启或者关断，进而可以实现保护后端控制系统或完成后级系统的掉电硬复位功能。

实施例2欠压过压控制模块

参考图3，本实施提供了一种遥感监测控制电路，欠压过压控制模块包括电压比较器U2，其中电源U1的VIN端口通过电阻R6电性连接电压比较器U2的VCC端口，同时电压比较器U2的VCC端口通过电阻R6和电阻R8电性连接电压比较器U2的UVV端口，通过电阻R6、电阻R8和电阻R9电性连接电压比较器U2的OVV端口，通过电阻R6、电阻R8、电阻R9和电阻R10电性连接电压比较器U2的GND端口，其中电阻R6、电阻R8、电阻R9和电阻R10之间相互串联，同时电阻R6、电阻R8、电阻R9和电阻R10并联有稳压二极管D1，且稳压二极管D1并联有电容C8，在本实施例中，电阻R6、电阻R8、电阻R9、电阻R10、稳压二极管D1和电容C8均与电源U1的GND1端口直接电性连接。

在本实施例中，电压比较器U2的端口和/>端口均与电平延时转换模块和硬件复位模块直接电性连接，同时电压比较器U2的GND端口与电源U1的GND1端口之间既可以直接电性连接，也可以彼此之间相互隔离。

其中欠压过压控制模块的控制原理为：当电源U1的VIN端口发生过压、欠压的情况时，电压比较器U2的OVV端口和UVV端口将输出低电平，进而电平延时转换模块将开始进行工作。

实施例3电平延时转换模块

参考图4，本实施提供了一种遥感监测控制电路，电平延时转换模块包括晶体管S1和晶体管S2，其中晶体管S1为PNP晶体管，晶体管S2为NPN晶体管，晶体管S1的基极与电压比较器U2的端口和/>端口通过电阻R3电性连接，同时晶体管S1的发射极直接电性连接电源U1的VIN端口，而晶体管S1的基极则通过电阻R2电性连接电源U1的VIN端口，晶体管S1的集电极通过电容C7与电源U1的GND1端口电性连接。

在本实施例中，晶体管S2的基极与晶体管S1的集电极通过电阻R4电性连接、与晶体管S2的发射极通过电阻R4和电阻R5电性连接，晶体管S2的集电极电性连接电源U1的EN端口，同时晶体管S2的发射极直接电性连接电源U1的GND1端口，且晶体管S2的发射极通过电容C7电性连接晶体管S1的集电极，其中电容C7与电阻R5之间相互并联。

其中电平延时转换模块的控制原理为：当电阻R3处信号处于低电平时，PNP晶体管S1将导通，并为电容C7充电，当电容C7的电压增加到一定阈值时，此处的“一定阈值”代表预先所设置的数值，并不具有一定的代表性，只是一种名词指代，NPN晶体管S2将导通，从而降低电源U1的EN端口的电平。

当电源U1的VIN端口失电时，由于电容C7内部已经存储有一定的电荷，此处的“一定”代表预先所设置的数值，不具有一定的代表性，只是一种名词指代，从而电容C7内部的电荷将持续供给给晶体管S2，同时电源U1的EN端口的电平将一直处于低电平状态，直至电容C7处的电压降低到一定阈值时，此处的“一定阈值”代表预先所设置的数值，并不具有一定的代表性，只是一种名词指代，晶体管S2将关断，且电源U1的EN端口的电平将恢复至正常状态。

由于电源U1的EN端口的电平为低电平时，其所处的电平时间由电阻R4、电阻R5和电容C7共同控制，从而调整电阻R4、电阻R5和电容C7的参数大小，将可以调整电源U1的EN端口的低电平时长。同时当电源U1的EN端口的电平为低电平时，电源模块的输出将会停止。

实施例4硬件复位模块

参考图5和图6，本实施提供了一种遥感监测控制电路，硬件复位模块包括光耦隔离硬件冷复位模块和硬件复位模块，光耦隔离硬件冷复位模块与硬件复位模块两者彼此之间相互电性连接，其中光耦隔离硬件冷复位模块包括光耦合器OC1，光耦合器OC1的阳极通过电阻R7与电压比较器U2的VCC端口电性连接，阴极与硬件复位模块直接电性连接，集电极与电压比较器U2的端口和/>端口电性连接，发射机与电源U1的GND1端口电性连接。

其中隔离控制B模块包括RESET端口，RESET端口电性连接电压比较器U2的端口和/>端口，在本实施例中，具体地讲，RESET端口包括RESET1端口和RESET2端口，RESET1端口与光耦合器OC1的阴极电性连接，RESET2端口与光耦合器OC1的集电极、电压比较器U2的端口和/>端口、电阻R3均电性连接。

其中硬件复位模块的控制原理为：当RESET端口的电平为低电平时，光耦合器OC1的发射极将导通，此时电源U1的EN端口的电平将与电源U1的GND1端口的电平相等，从而可以实现后端控制系统IO控制接口电源隔离。

当RESET端口的电平为低电平时，将直接拉低电源U1的EN端口的电平，从而电平延时转换模块将开始进行工作，进而后端控制系统IO控制接口电源的掉电硬复位功能将得以实现。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

Claims (4)

1.一种遥感监测控制电路，其特征在于，包括电源模块、欠压过压控制模块、电平延时转换模块和硬件冷复位模块，相互并联的电平延时转换模块和硬件冷复位模块电性连接欠压过压控制模块，所述欠压过压控制模块电性连接电源模块；

所述欠压过压控制模块包括电压比较器U2，所述电压比较器U2的VCC端口通过电阻R6和电阻R8电性连接电压比较器U2的UVV端口，通过电阻R6、电阻R8和电阻R9电性连接电压比较器U2的OVV端口，通过电阻R6、电阻R8、电阻R9和电阻R10电性连接电压比较器U2的GND端口，其中所述电阻R6、电阻R8、电阻R9和电阻R10并联有稳压二极管D1，所述稳压二极管D1并联有电容C8，同时所述电压比较器U2的端口和/>端口与电平延时转换模块均电性连接；

所述电平延时转换模块包括晶体管S1和晶体管S2，所述晶体管S1的基极与电压比较器U2的端口和/>端口通过电阻R3电性连接、与晶体管S1的发射极通过电阻R2电性连接，所述晶体管S1的集电极与晶体管S2的基极通过电阻R4电性连接、与晶体管S2的发射极通过电容C7电性连接，其中所述电容C7并联有电阻R5，所述晶体管S2的集电极电性连接电源U1的EN端口；

所述硬件冷复位模块包括光耦隔离硬件冷复位模块和硬件复位模块，所述光耦隔离硬件冷复位模块电性连接硬件复位模块；

所述的电压比较器U2的端口和/>端口均与电平延时转换模块和硬件复位模块直接电性连接，所述电压比较器U2的GND端口与电源U1的GND1端口直接电性连接或彼此之间相互隔离；

所述电源模块包括电源U1，所述电源U1的VIN端口通过电阻R1电性连接电源U1的EN端口、通过相互并联的电容C5和电容C6电性连接电源U1的GND1端口，所述电源U1的EN端口电性连接电平延时转换模块；

所述光耦隔离硬件冷复位模块包括光耦合器OC1，所述光耦合器OC1的阳极通过电阻R7电性连接电压比较器U2的VCC端口、阴极与硬件复位模块电性连接、集电极电性连接电压比较器U2的端口和/>端口、发射机电性连接所述电源U1的GND1端口。

2.根据权利要求1所述的一种遥感监测控制电路，其特征在于，所述电源U1包括N个VO端口，所述N≥1且N为整数，同时所述电源U1的VO端口通过两个相互并联的电容电性连接电源U1的GND2端口，所述电源U1的GND1端口与GND2端口通过电阻R11电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种遥感监测控制电路，其特征在于，所述硬件复位模块包括RESET端口，所述RESET端口电性连接电压比较器U2的端口和/>端口。

4.根据权利要求3所述的一种遥感监测控制电路，其特征在于，所述RESET端口包括RESET1端口和RESET2端口，所述RESET1端口与光耦合器OC1的阴极电性连接，所述RESET2端口与光耦合器OC1的集电极电性连接。