CN112213569A - 变电站手持核相仪延时断电保证数据完整的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变电站手持核相仪延时断电保证数据完整的装置，所述装置包括开关控制模块、与门、嵌入式系统模块和延时断电模块；所述开关控制模块输出分别给嵌入式系统模块、延时断电模块输送拨动开关位置信号；所述嵌入式系统模块和延时断电模块的输出端分别连接与门的两个输入端；所述与门输入端与变电站手持核相测试仪连接。本发明能够实现关机时不立即断电，而是先保存系统数据，确保断电时不会擦写存储设备，延迟断电，保证数据完整性，防止误关机操作对系统的破坏。

Description

变电站手持核相仪延时断电保证数据完整的装置及方法

技术领域

本发明涉及变电站手持核相仪领域，具体涉及一种变电站手持核相仪延时断电保证数据完整的装置。

背景技术

目前，变电站手持核相仪广泛应用无线电压电流向量核查测试工作中。变电站手持嵌入式核相测试仪关机按键常使用单个轻触开关方式（如手机）或拨动开关方式（如玩具）。

单个轻触开关方式（即短按熄屏、长按关机）需要专用电源管理芯片实现，而手持核相测试仪中存在FPGA、DSP 嵌入式ARM等多个子系统，该专用电源管理芯片难以管理测试仪内所有子系统电源。因此，子系统电源相对独立时，使用拨动开关方式可以简化硬件设计难度，关机后不耗电，可以完全切断电源，避免系统死机时无法响应软关机的问题。

但是，拨动开关方式存在操作逻辑的问题。即用户需要先软件界面操作关机，等待保存系统数据之后，再拨动开关断开系统电源。如用户忘记软件界面操作关机，而直接拨动开关断开系统电源，即断电时系统数据正擦除或者写入，可能会造成存储系统损坏，数据丢失，测试仪无法正常运行。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种变电站手持核相仪延时断电保证数据完整的装置，能够实现关机时不立即断电，而是先保存系统数据，确保断电时不会擦写存储设备，延迟断电，保证数据完整性，防止误关机操作对系统的破坏

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种变电站手持核相仪延时断电保证数据完整的装置，所述装置包括开关控制模块、与门、嵌入式系统模块和延时断电模块；所述开关控制模块输出分别给嵌入式系统模块、延时断电模块输送拨动开关位置信号；所述嵌入式系统模块和延时断电模块的输出端分别连接与门的两个输入端；所述与门输入端与变电站手持核相测试仪连接。

进一步的，所述开关控制模块包括电源模块、DC-DC模块、第一场效应晶体管Q1、拨动开关K1和第二场效应晶体管Q2；所述电源模块输出端与DC-DC模块的输入端连接；所述电源模块输出端与第一场效应晶体管Q1的漏极连接，拨动开关的第一动触头分别与第一场效应晶体管Q1的栅极和第二场效应晶体管Q2的漏极连接；所述第一场效应晶体管Q1的源极为测试仪系统电源输出端；第二场效应晶体管Q2的漏极通过第一电阻与电源模块的输出端连接；拨动开关的第二动触头分别与嵌入式系统模块和延时断电模块端连接；拨动开关的第二动触头通过第三电阻R3与DC-DC模块的输出端连接；所述嵌入式系统模块和延时断电模块的输出端分别与与门的两输入端连；所述与门的输出端与第二场效应晶体管Q2的栅极连；所述第二场效应晶体管Q2通过第二电阻R2与电气地连接。

进一步的，所述第一场效应晶体管Q1采用P沟道场效应晶体管；所述第二场效应晶体管Q2采用N沟道场效应晶体管。

进一步的，所述电源模块提供两路电源，包括待机电源和测试仪系统电源；所述电源模块经过DC-DC模块输出作为待机电源；所述电源模块通过第一P沟道场效应晶体管Q1输出作为测试仪系统电源。

进一步的，所述嵌入式系统模块由测试仪系统电源供电。

进一步的，所述延时断电模块包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第三场效应晶体管Q3、第四场效应晶体管Q4、电容C1和比较器U1；所述第三电阻R3一端和第四电阻R4一端连接作为延时断电模块的输入端；所述第三电阻R3另一端与第三场效应晶体管Q3的栅极连接，第四电阻R4的另一端与第四场效应晶体管Q4的栅极连接；所述第三场效应晶体管Q3的漏极与待机电源连接，源极与第五电阻R5一端连接；第五电阻R5另一端分别与第四场效应晶体管Q4的漏极、电容C1一端以及比较器U1的反相端连接；所述电容C2另一端与电气地连接，第四场效应晶体管Q4的源极与电气地连接；所述待机电源由第六电阻R6和第七电阻R7分压后得到参考电压，参考电压输入到比较器U1的同相端，比较器U1的输出端构成延时断电模块的输出端。

进一步的，所述第三场效应晶体管Q3和第四场效应晶体管Q4分别采用P沟道场效应晶体管和N沟道场效应晶体管。

一种变电站手持核相仪延时断电保证数据完整的方法，包括以下步骤：

步骤S1:当拨动开关K1从开位拨动到关位，即第二动触点与静触点连接,由于第一P沟道场效应晶体管Q1的栅极还通过第一N沟道场效应晶体管Q2接地，故测试仪系统电源继续存在；

步骤S2:拨动开关K1的第二动触点接电气地，拨动开关K1的第二动触点提供给嵌入式系统模块的第一GPIO端口和延时断电模块的位置信号为低电平，则触发延时断电模块过预设时间之后输出为低电平，同时嵌入式系统模块的第一GPIO端口检测到拨动开关K1的第二动触点提供的位置信号为低电平时，触发嵌入式系统模块关机保存程序；

步骤S3：嵌入式系统模块关机保存程序执行完成后，第二GPIO端口输出为低电平，测试仪断电，系统数据保存成功，关机完成。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明利用嵌入式系统模块关机输出低（开机输出高）的特性，使用拨动开关同时触发嵌入系统模块和延时断电模块进行关机；

2、本发明关机时不立即断电，而是先保存系统数据，确保断电时不会擦写存储设备，延迟断电，保证数据完整性，防止误关机操作对系统的破坏。

附图说明

图1是本发明装置电路结构示意框图；

图2是本发明一实施例中延时断电模块的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

请参照图1，本发明提供一种变电站手持核相仪延时断电保证数据完整的装置，包括12V 锂电池、DC-DC模块、第一P沟道场效应晶体管Q1（PMOS）、拨动开关K1、嵌入式系统模块、延时断电模块、与门、第一N沟道场效应晶体管Q2（NMOS）；

在本实施例中，所述12V锂电池的输出端与DC-DC模块的输入端连接，12V锂电池的输出端与第一P沟道场效应晶体管Q1（PMOS）的漏极连接，拨动开关的第一动触头分别与第一P沟道场效应晶体管Q1（PMOS）的栅极和第一N沟道场效应晶体管Q2（NMOS）的漏极连接，第一P沟道场效应晶体管Q1（PMOS）的源极为测试仪系统电源（12V SYS）输出端，第一N沟道场效应晶体管Q2（NMOS）的漏极通过第一电阻R1与12V 锂电池的输出端连接，拨动开关的第二动触头分别与嵌入式系统模块的第一GPIO端口和延时断电模块的输入端连接，拨动开关的第二动触头通过第三电阻R3与DC-DC模块的输出端连接，拨动开关的静触头与电气地连接，嵌入式系统模块的第二GPIO端口和延时断电模块的输出端分别与与门的两输入端连接、与门的输出端与第一N沟道场效应晶体管Q2（NMOS）的栅极连接。第一N沟道场效应晶体管Q2（NMOS）的栅极通过第二电阻R2与电气地连接。

优选的，在本实施例中，嵌入式系统模块由测试仪系统电源（12V SYS ）供电。

在本实施例中，12V 锂电池提供2路电源。1路经过DC-DC模块变成待机电源（5VSTB），待机电源（5V STB）与第三电阻R3一端连接，第三电阻R3另一端与拨动开关的第二动触头连接，主要提供待机及开关机控制的电源；另1路通过第一P沟道场效应晶体管Q1（PMOS）变成测试仪系统电源（12V SYS ），主要提供测试仪正常工作时的测试仪系统电源，即提供测试仪内的嵌入式系统模块、FPGA子系统、DSP子系统等的工作电源。

参考图2，优选的，在本实施例中，延时断电模块包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第二P沟道场效应晶体管Q3、第二N沟道场效应晶体管Q4、电容C1和比较器。

第三电阻R3一端和第四电阻R4一端连接后构成延时断电模块的输入端，第三电阻R3另一端与第二P沟道场效应晶体管Q3的栅极连接，第四电阻R4的另一端与第二N沟道场效应晶体管Q4的栅极连接，第二P沟道场效应晶体管Q3的漏极与待机电源（5V STB）连接，第二P沟道场效应晶体管Q3的源极与第五电阻R5一端连接，第五电阻R5另一端分别与第二N沟道场效应晶体管Q4的漏极、电容C1一端以及比较器U1的反相端连接，电容C2另一端与电气地连接，第二N沟道场效应晶体管Q4的源极与电气地连接，待机电源（5V STB）由第六电阻R6和第七电阻R7分压后得到参考电压，参考电压输入到比较器U1的同相端，比较器U1的输出端构成延时断电模块的输出端。

延时断电模块的输入电压为高电平时，即第二P沟道场效应晶体管Q3的栅极为高电平，第二P沟道场效应晶体管Q3的漏极和源极之间关断，第二N沟道场效应晶体管Q4的栅极为高电平，第二N沟道场效应晶体管Q4的漏极和源极之间导通，电容C1通过第二N沟道场效应晶体管Q4快速放电，经过比较器U1之后输出为高电平；延时断电模块的输入电压为低电平时，即第二P沟道场效应晶体管Q3的栅极为低电平，第二P沟道场效应晶体管Q3的漏极和源极之间导通，第二N沟道场效应晶体管Q4的栅极为低电平，第二N沟道场效应晶体管Q4的漏极和源极之间关断，待机电源（5V STB）通过第五电阻R5给电容C1充电，经过预设充电时间（调整电容大小可改变充电时间，如10s）后，电容C1电压升高到2.5V及以上时，经过比较器U2之后输出为低电平。既有输入输出逻辑如表1所示。

表1 延时断电模块的输入输出逻辑

输入	输出
		高电平至低电平	延时10S，高电平变低电平
低电平至高电平	高电平

实施例1：

在本实施例中，变电站手持核相测试仪开关机过程具体如下：

（1）初始关机状态时，拨动开关在“关机”位置，即第二动触点与静触点连接，第一N沟道场效应晶体管Q2的栅极由第二电阻R2接地，第一N沟道场效应晶体管Q2的漏极和源极之间关断，故第一P沟道场效应晶体管Q1的栅极由第一电阻R1接到12 BAT，此时第一P沟道场效应晶体管Q1关断。锂电池输出电源(12V BAT)无法提供测试仪系统电源(12V SYS)。

（2）向上拨动为“开机”位置时，第一动触点与静触点连接，第一P沟道场效应晶体管Q1的栅极由拨动开关接地，此时第一P沟道场效应晶体管Q1导通。锂电池输出电源(12VBAT)正常提供测试仪系统电源(12V SYS)，测试仪正常工作。此时，拨动开关K1的第二动触点为高电平，拨动开关K1的第二动触点提供给嵌入式系统模块的第一GPIO端口和延时断电模块的位置信号为高电平，延时断电模块输出为高电平，同时嵌入式系统模块正常工作时，第二GPIO端口输出为高电平，因此经过与门之后为高电平，即第一N沟道场效应晶体管Q2的栅极为高电平，第一N沟道场效应晶体管Q2导通。既有第一P沟道场效应晶体管Q1的栅极同时通过拨动开关接地和第一N沟道场效应晶体管Q2接地。

（3）向下拨动为“关机”位置时，第二动触点与静触点连接，由于此时第一P沟道场效应晶体管Q1的栅极还通过第一N沟道场效应晶体管Q2接地，故测试仪系统电源(12V SYS)继续存在。但此时，拨动开关K1的第二动触点接电气地，拨动开关K1的第二动触点提供给嵌入式系统模块的第一GPIO端口和延时断电模块的位置信号为低电平，触发延时断电模块过10S之后输出为低电平，同时嵌入式系统模块的第一GPIO端口检测到拨动开关K1的第二动触点提供的位置信号为低电平时，触发嵌入式系统模块关机保存程序，嵌入式系统模块关机保存程序执行完成后第二GPIO端口输出为低电平。此时存在如下两种情况：

在本实施例中，嵌入式系统模块关机保存程序执行时间小于10S，故关机保存程序完成后，其第二GPIO端口输出一直为低电平，经过与门后输出为低电平（此时延时断电模块输出为高电平），即第一N沟道场效应晶体管Q2的栅极为低电平，第一N沟道场效应晶体管Q2关断。故第一P沟道场效应晶体管Q1的栅极由第一电阻R1接到锂电池输出电源（12 BAT），此第一P沟道场效应晶体管Q1关断，测试仪断电，系统数据保存成功，关机完成。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种变电站手持核相仪延时断电保证数据完整的装置，其特征在于，所述装置包括开关控制模块、与门、嵌入式系统模块和延时断电模块；所述开关控制模块输出分别给嵌入式系统模块、延时断电模块输送拨动开关位置信号；所述嵌入式系统模块和延时断电模块的输出端分别连接与门的两个输入端；所述与门输入端与变电站手持核相测试仪连接。

2.根据权利要求1所述的变电站手持核相仪延时断电保证数据完整的装置，其特征在于，所述开关控制模块包括电源模块、DC-DC模块、第一场效应晶体管Q1、拨动开关K1和第二场效应晶体管Q2；所述电源模块输出端与DC-DC模块的输入端连接；所述电源模块输出端与第一场效应晶体管Q1的漏极连接，拨动开关的第一动触头分别与第一场效应晶体管Q1的栅极和第二场效应晶体管Q2的漏极连接；所述第一场效应晶体管Q1的源极为测试仪系统电源输出端；第二场效应晶体管Q2的漏极通过第一电阻与电源模块的输出端连接；拨动开关的第二动触头分别与嵌入式系统模块和延时断电模块端连接；拨动开关的第二动触头通过第三电阻R3与DC-DC模块的输出端连接；所述嵌入式系统模块和延时断电模块的输出端分别与与门的两输入端连；所述与门的输出端与第二场效应晶体管Q2的栅极连；所述第二场效应晶体管Q2通过第二电阻R2与电气地连接。

3.根据权利要求2所述的变电站手持核相仪延时断电保证数据完整的装置，其特征在于，所述第一场效应晶体管Q1采用P沟道场效应晶体管；所述第二场效应晶体管Q2采用N沟道场效应晶体管。

4.根据权利要求2所述的变电站手持核相仪延时断电保证数据完整的装置，其特征在于，所述电源模块提供两路电源，包括待机电源和测试仪系统电源；所述电源模块经过DC-DC模块输出作为待机电源；所述电源模块通过第一P沟道场效应晶体管Q1输出作为测试仪系统电源。

5.根据权利要求4所述的变电站手持核相仪延时断电保证数据完整的装置，其特征在于，所述嵌入式系统模块由测试仪系统电源供电。

6.根据权利要求1所述的变电站手持核相仪延时断电保证数据完整的装置，其特征在于，所述延时断电模块包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第三场效应晶体管Q3、第四场效应晶体管Q4、电容C1和比较器U1；所述第三电阻R3一端和第四电阻R4一端连接作为延时断电模块的输入端；所述第三电阻R3另一端与第三场效应晶体管Q3的栅极连接，第四电阻R4的另一端与第四场效应晶体管Q4的栅极连接；所述第三场效应晶体管Q3的漏极与待机电源连接，源极与第五电阻R5一端连接；第五电阻R5另一端分别与第四场效应晶体管Q4的漏极、电容C1一端以及比较器U1的反相端连接；所述电容C2另一端与电气地连接，第四场效应晶体管Q4的源极与电气地连接；所述待机电源由第六电阻R6和第七电阻R7分压后得到参考电压，参考电压输入到比较器U1的同相端，比较器U1的输出端构成延时断电模块的输出端。

7.根据权利要求1所述的变电站手持核相仪延时断电保证数据完整的装置，其特征在于，所述第三场效应晶体管Q3和第四场效应晶体管Q4分别采用P沟道场效应晶体管和N沟道场效应晶体管。

8.一种变电站手持核相仪延时断电保证数据完整的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1:当拨动开关K1从开位拨动到关位，即第二动触点与静触点连接,由于第一P沟道场效应晶体管Q1的栅极还通过第一N沟道场效应晶体管Q2接地，故测试仪系统电源继续存在；

步骤S2:拨动开关K1的第二动触点接电气地，拨动开关K1的第二动触点提供给嵌入式系统模块的第一GPIO端口和延时断电模块的位置信号为低电平，则触发延时断电模块过预设时间之后输出为低电平，同时嵌入式系统模块的第一GPIO端口检测到拨动开关K1的第二动触点提供的位置信号为低电平时，触发嵌入式系统模块关机保存程序；

步骤S3：嵌入式系统模块关机保存程序执行完成后，第二GPIO端口输出为低电平，测试仪断电，系统数据保存成功，关机完成。

Images