CN110850762A - 一种电源上下电的远程控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电源上下电的远程控制系统及方法，所述电源上下电的远程控制系统包括一通讯板卡，所述通讯板卡至少包括一CPU模块以及一电源模块，所述CPU模块至少包括一通信接口，所述通信接口实现与外网的通信；所述电源模块包括一级电源以及与所述一级电源连接的内部主电源，所述一级电源外接外部供电模块；所述一级电源和所述CPU模块之间设置有一控制电路；所述CPU模块通过所述通信接口接收下电指令，并通过所述控制电路实现对所述一级电源的开关控制。本发明无需使用复杂的芯片来做一个独立模块，也无需专门的一路供电电路，只需要一个成本极低的控制电路即可，不仅简化了设计、节约了成本，节省了紧张的PCB空间。

Description

一种电源上下电的远程控制系统及方法
技术领域
本发明涉及通讯领域，具体涉及一种电源上下电的远程控制系统及方法。
背景技术
在通信领域中，一块业务板在现网正常工作后，时不时会出现一些故障，维护人员解决办法通常是要给板卡掉电再上电。要实现此操作，一个办法是可以让维护人员去现场按开关将板卡断电再上电，但这样的人力成本太高。如果想要实现无人的远程操作，在ATCA标准(AdvancedTCA)中，是依靠机箱管理拓扑来实现的，但是这种方法存在以下缺点：1、需要设立独立的电源监控模块，这就需要在设计之初就将此模块考虑到系统设计中，为其提供独立的供电电路以及预留PCB面积；2、此模块必须是一颗较为复杂的控制芯片加上外挂的一些接口芯片，才能够保持接口通信，并解析控制板传递过来的命令；这样的一个模块成本不低；3、此模块需要一个独立的通信通道与控制平台通信，在ATCA架构中是IPMB通道，在其他系统中常用以太网，即需要再增加一根网线以及一个IP地址；4、业务板卡掉电的只是主要的业务功能，其上还有一级电源模块以及监控模块本身不能够实现掉电。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种电源上下电的远程控制系统及方法，在建瓯徐外接一控制电路，即可实现对通讯板卡上下电的控制。
本发明提供一种电源上下电的远程控制系统，所述电源上下电的远程控制系统包括一通讯板卡，所述通讯板卡至少包括一CPU模块以及一电源模块，其特征在于：
所述CPU模块至少包括一通信接口，所述通信接口实现与外网的通信；
所述电源模块包括一级电源以及与所述一级电源连接的内部主电源，所述一级电源外接外部供电模块；
所述一级电源和所述CPU模块之间设置有一控制电路；所述CPU模块通过所述通信接口接收下电指令，并通过所述控制电路实现对所述一级电源的开关控制。
本发明在所述一级电源和所述CPU模块之间设置有一控制电路，利用了通讯板卡本身的控制电路以及电源模块，只需要增加一个控制电路即可实现对以及电源的上下电控制。
优选地，所述控制电路包括一继电器以及与所述继电器连接的触发电路，所述继电器与所述一级电源连接，所述触发电路与所述CPU模块连接。
优选地，所述一级电源至少包括一on/off引脚；
所述继电器包括A脚、B脚以及C脚，所述继电器的B脚与所述一级电源的on/off引脚连接，所述继电器的A脚接地；
所述继电器的A脚和B脚的初始状态处于连通状态，即初始状态下，所述一级电源的on/off引脚接地；
所述继电器的C脚一端接地，一端与所述触发电路连接。
本发明通过一继电器实现对一级电源的上下电控制，该继电器只需要接收到一个高电平，即可实现对一级电源的下点控制，当高电平恢复至低电平，即可恢复上电状态。
优选地，所述触发电路包括一电容，所述电容与所述继电器并联。
本发明通过一储能电容，使得继电器的下电状态能够保持一定时间后，自动恢复上电状态。
优选地，所述触发电路还包括一三极管Q1和一PMOS管Q2，所述三极管Q1和所述PMOS管Q2连接于所述继电器和所述CPU模块之间。
所述CPU模块包括一Pwr-Ctrl引脚，所述Pwr-Ctrl引脚通过一下拉电阻R1，连接所述三极管Q1。
所述PMOS管Q2的漏极与所述继电器连接，所述PMOS管Q2的源极连接一固定电压，所述PMOS管Q2的栅极与所述三极管Q1连接。
本发明无需使用复杂的芯片来做一个独立模块，也无需专门的一路供电电路，只需要一个成本极低的简单的继电器、一个三极管、一个PMOS管和一个大电容即可，不仅简化了设计、节约了成本，节省了紧张的PCB空间，而且原先无远程掉电上电功能的板卡，只需要经过简单的改版升级就能够新增此功能。
优选地，所述继电器与所述一级电源之间连接有一手动开关。
本发明的第二方面提供一种电源上下电的远程控制方法，其特征在于：通讯板卡内的CPU模块接收一下电指令，并且该下电指令对控制电路进行控制，从而切断一级电源的on/off引脚与地的连接，即使得所述一级电源的on/off引脚悬空，实现下电操作。
本发明通过内设的CPU模块接收下电指令，只需要通过一控制电路将该指令传输给所述一级电源，即可实现对一级电源的上下电控制。
所述一级电源还包括电能的储存以及释放过程，实现上电状态或者下电状态的延时以及保持状态。
本发明具有的优点和积极效果是：本发明无需使用复杂的芯片来做一个独立模块，也无需专门的一路供电电路，只需要一个成本极低的简单的继电器、一个三极管、一个PMOS管和一个大电容即可，不仅简化了设计、节约了成本，节省了紧张的PCB空间，而且原先无远程掉电上电功能的板卡，只需要经过简单的改版升级就能够新增此功能。
附图说明
图1是现有技术中实现上下电的结构示意图；
图2是本发明的电源上下电的远程控制系统的结构示意图；
图3是本发明的电源上下电的远程控制系统的继电器的连接结构示意图；
图4是本发明的电源上下电的远程控制系统的继电器的触发电路具体结构原理图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步的描述。
通信领域，一块业务板在现网正常工作后，时不时会出现一些故障，维护人员解决办法通常是要给板卡掉电再上电。现有技术中，要实现无人的远程操作，在ATCA标准(Advanced Telecom Computing Architecture)中，是依靠机箱管理拓扑来实现的。
如图1所示，在该技术方案中，机箱内设置有多个独立的业务板，每个业务板内均设置有IPMC(Intelligent Power Module Controller)模块，该IPMC模块独立于业务版内的其他模块，其为各个独立业务板内的其他模块供电，机箱内还设置有专门的管理板，该管理板通过IPMB(Intelligent Platform Management BUS)通道与每个业务板内的IPMC模块连接，从而实现通信；如果操作人员需要下达断电或上电指令，则通过以太网通知管理板，由管理板将命令传达给业务板内的IPMC模块，再由IPMC模块控制与IPMC模块连接的第二级DC-DC电源模块，把业务板的主用电源给关闭或打开，从而实现对业务板的远程控制上下电。
在该方法中，业务板上必须有一个独立IPMC模块，该IPMC模块通过网络IPMB通道与管理板通信，根据管理板的指令来控制通信板卡内主电源的打开或关闭。
这种方法需要设置一个独立的IPMC模块，它必须在设计之初就将该IPMC模块考虑到系统设计中，为其提供独立的供电电路以及预留PCB面积；使得整个PCB板的面积增大；2、该IPMC模块必须是一颗较为复杂的控制芯片加上外挂的一些接口芯片，才能够保持接口通信，并需要解析管理板传递过来的命令，这样的一个模块成本很高；3、该IPMC模块需要一个独立的通信通道与管理板通信，在ATCA架构中是IPMB通道，在其他系统中常用以太网，即需要再增加一根网线以及一个IP地址，使得整体的布线较为复杂；4、在该掉电的过程中，业务板上实现掉电的只是主要的业务功能，其上还有一级电源模块以及IPMC模块本身不能够实现掉电。
针对上述技术方案的不足，本发明提供一种电源上下电的远程控制系统，所述电源上下电的远程控制系统包括一通讯板卡，所述通讯板卡至少包括一CPU模块以及一电源模块，所述CPU模块至少包括一通信接口，所述通信接口实现与外网的通信。
通信板卡要保证正常的业务工作，都会有一个CPU模块来管理协调各模块运作，并且都会有一通信接口，通常为以太网接口来接入远程管理，即通信板卡的CPU模块至少要设置有一通信接口，来接收控制指令，从而来协调管理各模块运作。
所述通讯板卡还设置一电源模块，为所述通讯板卡内部的各个模块进行供电，所述电源模块包括一级电源以及与所述一级电源连接的内部主电源，所述一级电源外接外部供电模块，所述外部供电模块为所述通讯板卡提供外部电源，通常为220V交流电，所述一级电源将该交流电进行转换，将交流电转换为通讯板卡内部模块所需要的直流电，例如24V、12V；所述内部主电源还可以包括二级电源和三级电源，所述二级电源和三级电源均与所述一级电源连接，将一级电源的电压转换为所需要的电压，例如5V，3.3V等。
进一步地，所述一级电源设置有一个on/off引脚，此管脚悬空则该一级电源不输出电力，此管脚接地则该一级电源开始工作，为所述内部主电源供电。
在本发明中，所述一级电源和所述CPU模块之间设置有一控制电路；所述CPU模块通过所述通信接口接收下电指令，并通过所述控制电路实现对所述一级电源的开关控制。
本发明在所述一级电源和所述CPU模块之间设置有一控制电路，利用了通讯板卡本身的控制电路以及电源模块，只需要增加一个控制电路即可实现对以及电源的上下电控制，无需改变现有通讯板卡的内部结构，也无需在设计之初，在PCB板上预留面积，缩小了PCB板的整体面积。
具体的，所述控制电路一端与所述一级电源的on/off引脚连接，一端接地，并且该控制电路与所述CPU模块连接，所述CPU模块通过所述通讯接口接收控制指令；当维护人员发现所述通信板卡工作异常，需要下电时，通过所述通信接口，给所述CPU模块下达下电指令，所述CPU模块通过所述控制电路实现对一级电源的控制，具体地实现对on/off引脚的控制，使得所述on/off引脚切断，即处于悬空状态，所述一级电源停止为所述内部主电源供电，实现下电操作。
进一步地，如图3所示，所述控制电路包括一继电器J1以及与所述继电器连接的触发电路，所述继电器J1与所述一级电源连接，所述触发电路与所述CPU模块连接。
具体地，所述继电器J1包括A脚、B脚以及C脚，在无供电情况下，A脚与B脚靠弹簧连通；一旦其供电脚C脚得到高电平供电，则内部的电磁铁产生磁力将A脚拉开，A脚与B脚断开；若C脚失去供电，电磁铁也无磁性，A脚在弹簧弹力下回到与B脚相连通。
具体地，所述继电器J1的B脚与所述一级电源的on/off引脚连接，所述继电器J1的A脚接地；所述继电器J1的A脚和B脚的初始状态处于连通状态，即初始状态下，所述一级电源的on/off引脚接地，所述一级电源正常为所述内部主电源供电；所述继电器J1的C脚一端接地，一端与所述触发电路连接。
所述触发电路的一端与所述继电器J1的C脚连接，另一端与所述CPU模块连接，所述CPU模块接收到下电指令后，通过所述触发电路为所述继电器J1的C脚供电，所述继电器J1的C脚得到高电平供电，内部的电磁铁产生磁力将A脚拉开，使得所述A脚与B脚断开，从而使得所述一级电源的on/off悬空，所述一级电源停止为所述内部主电源供电，实现下电。
本发明通过一继电器实现对一级电源的上下电控制，该继电器只需要接收到一个高电平，即可实现对一级电源的下点控制，当高电平恢复至低电平，即可恢复上电状态。
进一步地，如图4所示，所述触发电路包括一电容C1，所述电容C1与所述继电器J1并联；所述触发电路还包括一三极管Q1和一PMOS管Q2，所述三极管Q1和所述PMOS管Q2连接于所述继电器和所述CPU模块之间。
具体的，所述CPU模块包括一Pwr-Ctrl引脚，所述CPU模块上电后，所述Pwr-Ctrl引脚为低电平；所述Pwr-Ctrl引脚通过一下拉电阻R1连接所述三极管Q1，具体的，所述下拉电阻一端连接所述CPU模块的Pwr-Ctrl引脚，一端接地；所述三极管Q1的基极与所述CPU模块的Pwr-Ctrl引脚连接，发射极接地，即所述下拉电阻并联于所述三极管Q1的基极与放射极之间；所述三极管Q1的集电极与所述PMOS管Q2连接。
进一步地，所述三极管Q1的集电极与所述PMOS管Q2的栅极连接，所述PMOS管Q2的漏极与所述继电器连接，所述PMOS管Q2的源极连接一固定电压，所述PMOS管Q2的栅极与所述三极管Q1连接。
初始状态下，即所述通信板卡上电状态下，所述继电器的A脚与B脚连通，即所述一级电源的on/off管脚接地，所述一级电源开始为所述通信板卡提供电力；所述通信板卡上电后，所述CPU模块的Pwr-Ctrl引脚为低电平，则三极管Q1是关断状态，PMOS管Q2也是关断的。这时因为PMOS管Q2关断，所述继电器没有供电，仍保持默认A脚与B脚连接的关系。所述一级电源可以一直持续输出电力，维持正常的通信板卡工作。
当维护人员发现异常必须做一次下电再上电工作时，可以通过所述CPU模块的通讯接口向所述CPU模块下达下电指令，CPU模块收到下电指令后的步骤如下：
1、所述CPU模块将Pwr_Ctrl引脚的电平拉高，则三极管Q1打开，从而PMOS管Q2也打开，电容开始充电；
2、当电容电压达到继电器的C脚的供电门限后，继电器通电，A脚与B脚断开，则此时通信板卡的一级电源on/off引脚断开，其不再输出电力，整个通信板卡开始掉电；
3、CPU模块供电中断，它的Pwr_Ctrl引脚变回低电平，三极管Q1和PMOS管Q2重新关断，但此时电容储存了一些电量，所以继电器的C脚仍保持为高电平；
4、电容慢慢放电，一定时间后，继电器的C脚电平低至门限以下时，继电器内部的电磁铁磁力消失，A脚在弹簧作用下与B脚重新连通；
5、一级电源的on/off引脚闭合，通信板卡重新上电，回到初始上电状态。
进一步地，所述继电器与所述一级电源之间连接有一手动开关K1，所述手动开关处于常闭状态，该手动开关为备用开关，当操作人员处于操作现场时，可以直接通过该手动开关实现上下电操作。
本发明在所述一级电源和所述CPU模块之间设置有一控制电路，利用了通讯板卡本身的控制电路以及电源模块，只需要增加一个控制电路即可实现对以及电源的上下电控制；本发明通过一继电器实现对一级电源的上下电控制，该继电器只需要接收到一个高电平，即可实现对一级电源的下点控制，当高电平恢复至低电平，即可恢复上电状态；本发明通过一储能电容，使得继电器的下电状态能够保持一定时间后，自动恢复上电状态。
本发明无需使用复杂的芯片来做一个独立模块，也无需专门的一路供电电路，只需要一个成本极低的简单的继电器、一个三极管、一个PMOS管和一个大电容即可，不仅简化了设计、节约了成本，节省了紧张的PCB空间，而且原先无远程掉电上电功能的板卡，只需要经过简单的改版升级就能够新增此功能。
本发明第二方面提供一种电源上下电的远程控制方法，通讯板卡内的CPU模块接收一下电指令，并且该下电指令对控制电路进行控制，从而切断一级电源的on/off引脚与地的连接，即使得所述一级电源的on/off引脚悬空，实现下电操作。
进一步地，所述一级电源还包括电能的储存以及释放过程，实现上电状态或者下电状态的延时以及保持状态。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种电源上下电的远程控制系统，所述电源上下电的远程控制系统包括一通讯板卡，所述通讯板卡至少包括一CPU模块以及一电源模块，其特征在于：
所述CPU模块至少包括一通信接口，所述通信接口实现与外网的通信；
所述电源模块包括一级电源以及与所述一级电源连接的内部主电源，所述一级电源外接外部供电模块；
所述一级电源和所述CPU模块之间设置有一控制电路；所述CPU模块通过所述通信接口接收下电指令，并通过所述控制电路实现对所述一级电源的开关控制。
2.根据权利要求1所述的电源上下电的远程控制系统，其特征在于：所述控制电路包括一继电器以及与所述继电器连接的触发电路，所述继电器与所述一级电源连接，所述触发电路与所述CPU模块连接。
3.根据权利要求2所述的电源上下电的远程控制系统，其特征在于：所述一级电源至少包括一on/off引脚；
所述继电器包括A脚、B脚以及C脚，所述继电器的B脚与所述一级电源的on/off引脚连接，所述继电器的A脚接地；
所述继电器的A脚和B脚的初始状态处于连通状态，即初始状态下，所述一级电源的on/off引脚接地；
所述继电器的C脚一端接地，一端与所述触发电路连接。
4.根据权利要求2或3所述的电源上下电的远程控制系统，其特征在于：所述触发电路包括一电容，所述电容与所述继电器并联。
5.根据权利要求4所述的电源上下电的远程控制系统，其特征在于：所述触发电路还包括一三极管Q1和一PMOS管Q2，所述三极管Q1和所述PMOS管Q2连接于所述继电器和所述CPU模块之间。
6.根据权利要求5所述的电源上下电的远程控制系统，其特征在于：所述CPU模块包括一Pwr-Ctrl引脚，所述Pwr-Ctrl引脚通过一下拉电阻R1，连接所述三极管Q1。
7.根据权利要求4或5所述的电源上下电的远程控制系统，其特征在于：所述PMOS管Q2的漏极与所述继电器连接，所述PMOS管Q2的源极连接一固定电压，所述PMOS管Q2的栅极与所述三极管Q1连接。
8.根据权利要求1所述的电源上下电的远程控制系统，其特征在于：所述继电器与所述一级电源之间连接有一手动开关。
9.一种电源上下电的远程控制方法，其特征在于：通讯板卡内的CPU模块接收一下电指令，并且该下电指令对控制电路进行控制，从而切断一级电源的on/off引脚与地的连接，即使得所述一级电源的on/off引脚悬空，实现下电操作。
10.根据权利要求9所述的电源上下电的远程控制方法，其特征在于：所述一级电源还包括电能的储存以及释放过程，实现上电状态或者下电状态的延时以及保持状态。
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