CN201918694U - 一种用于集成dsl接入设备的断电告警电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于集成DSL接入设备的断电告警电路，包括：用于在上电时储能供断电使用的断电储能电路；用于监测外部电源发出断电告警检测信号的断电告警检测电路；断电告警电路还包括：与所述断电告警检测电路输出端相连，用于将所述断电告警检测信号转换为能够驱动MOS管工作的电平的信号转换电路；以及与所述信号转换电路输出端相连，采用MOS管切断所述集成DSL接入设备的功能模块供电的开关控制电路。本实用新型利用断电告警信号关断除DSL模块以外的其他模块的供电，最大可能减少为实现断电告警功能使用的储能电容，简化了集成DSL模块的集成接入设备的断电告警功能设计，且其电路成本低，简单有效。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，更具体地说，涉及一种用于集成DSL接入设备的断电告警电路。
背景技术
DSL(Digital Subscriber Line，数字用户环路)接入设备一般要求具有断电告警功能，能够产生断电告警信号(Dying gasp)。断电告警信号是指：在CPE(Customer premises equipment，用户驻地设备)的供电无法维持正常工作时，由CPE发出，经过电话线链路，传送给局端DSLAM的一种特殊信号。局端收到该信号后，知道该CPE已经无法正常工作，会释放原来分配给CPE的那条链路。
系统断电告警功能的实现原理为芯片厂商在设计芯片的时候会设计一个断电告警模块在芯片内。此模块通过监测外部输入电压来实现断电告警功能。请参阅图1，为现有DSL接入设备的断电告警电路的电路原理图。如图1所示，外部电源通过接口V-out输入，经过二极管D1为储能电容C1和C2充电，并同时通过接口V-in作为DSL接入设备的板上二次电源输入。该电路还包括串联在接口V-out和地之间的分压电阻R1和R2，并在分压电阻R1和R2之间的节点采集断电告警检测信号V-dgc。当外部电源快速掉电，断电告警检测信号V-dgc的电平下降到芯片内部的电平检测门限，触发DSL模块发出断电告警信号。分压电阻R1和R2的选取主要跟芯片的断电告警检测门限和外部输入电压有关。断电告警信号的发出要求外部停止供电后，板上储能电容C1和C2能够维持CPU工作一小段时间。因此，为使得此功能正常使用的前提是芯片必须还能正常工作，并且要向局端发送一定时间长度的信号，所以在定义的断电告警信号的有效时间内，供芯片正常工作的各种电源的电压不能小于此芯片规格书所描述的最小工作电压。也就是说，监测点开始启动的电压与芯片各工作电压之差不能小于规定的断电告警信号的时间长度。在ITU-T G.992.1、G.992.3和ITU-T G.992.5标准中，明确要求：ADSL的断电告警信号的时间为6-37ms，ADSL2或ADSL2plus的断电告警信号的时间为41-56ms。
然而，伴随着多功能网络接入设备的成长，嵌入DSL接入模块的集成接入设备越来越多。在集成了DSL模块的多功能接入设备中，由于功耗较大，当外部电源掉电时，板上维持断电告警信号发出要求的储能量很大，因此实现断电告警功能较为困难。目前常用的一种解决方案是增加储能电容的容量，但是一方面容易导致电源适配器上电过程中进入过流保护，另一方面占用过多的PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)面积。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有集成DSL接入设备实现断电告警功能较为困难的缺陷，提供一种集成DSL接入设备的断电告警电路。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于集成DSL接入设备的断电告警电路，包括：连接在外部电源输出端和板上二次电源输入端之间，用于在上电时储能供断电使用的断电储能电路；与外部电源输出端连接，用于监测外部电源发出断电告警检测信号的断电告警检测电路；所述断电告警电路还包括：与所述断电告警检测电路输出端相连，用于将所述断电告警检测信号转换为能够驱动MOS管工作的电平的信号转换电路；以及与所述信号转换电路输出端相连，采用MOS管切断所述集成DSL接入设备的功能模块供电的开关控制电路。
在本实用新型所述的用于集成DSL接入设备的断电告警电路中，所述断电储能电路包括连接在外部电源输出端和板上二次电源输入端之间的二极管，以及连接在板上二次电源输入端和地之间的储能电容。
在本实用新型所述的用于集成DSL接入设备的断电告警电路中，所述断电告警检测电路包括串联在所述外部电源输出端和地之间的第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻之间的节点连接至断电告警检测电路输出端。
在本实用新型所述的用于集成DSL接入设备的断电告警电路中，所述信号转换电路包括三极管、第三分压电阻、第四分压电阻和限流电阻；所述第三分压电阻和第四分压电阻串联在所述断电告警检测电路输出端与地之间，所述限流电阻和三极管串联在高电平和地之间，所述三极管的基极连接至第三分压电阻和第四分压电阻之间的节点；所述三极管的集电极连接至信号转换电路的输出端。
在本实用新型所述的用于集成DSL接入设备的断电告警电路中，所述开关控制电路包括串联在高电平和功能模块之间的MOS管，所述MOS管的栅极连接至所述信号转换电路的输出端。
在本实用新型所述的用于集成DSL接入设备的断电告警电路中，所述功能模块包括USB模块、交换模块和WIFI模块。
本实用新型还提供了一种用于集成DSL接入设备的断电告警电路，包括：
断电储能电路，包括连接在外部电源输出端和板上二次电源输入端之间的二极管，以及连接在板上二次电源输入端和地之间的储能电容；
断电告警检测电路，包括串联在所述外部电源输出端和地之间的第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻之间的节点连接至断电告警检测电路输出端；
其特征在于，所述断电告警电路还包括：
信号转换电路，包括三极管、第三分压电阻、第四分压电阻和限流电阻，所述第三分压电阻和第四分压电阻串联在所述断电告警检测电路输出端与地之间，所述限流电阻和三极管串联在高电平和地之间，所述三极管的基极连接至第三分压电阻和第四分压电阻之间的节点；所述三极管的集电极连接至信号转换电路的输出端；
开关控制电路，包括串联在高电平和功能模块之间的MOS管，所述MOS管的栅极连接至所述信号转换电路的输出端。
实施本实用新型的用于集成DSL接入设备的断电告警电路，具有以下有益效果：本实用新型利用断电告警信号关断除DSL模块以外的其他模块的供电，最大可能减少为实现断电告警功能使用的储能电容，简化了集成DSL模块的集成接入设备的断电告警功能设计，且其电路成本低，简单有效。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1为现有DSL接入设备的断电告警电路的电路原理图；
图2为根据本实用新型的用于集成DSL接入设备的断电告警电路的模块示意图；
图3为根据本实用新型的用于集成DSL接入设备的断电告警电路中信号转换电路的电路原理图；
图4a为根据本实用新型的用于集成DSL接入设备的断电告警电路中开关控制电路的控制交换模块的电路部分的原理图；
图4b为根据本实用新型的用于集成DSL接入设备的断电告警电路中开关控制电路的控制WIFI模块的电路部分的原理图；
图4c为根据本实用新型的用于集成DSL接入设备的断电告警电路中开关控制电路的控制USB模块的电路部分的原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
请参阅图2，为根据本实用新型的用于集成DSL接入设备的断电告警电路的模块示意图。如图2所示，外部电源201通过外部电源输出端接入集成DSL接入设备。本实用新型所述的DSL接入设备可以为ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line，非对称数字用户环路)接入设备或者VDSL(Very-high-bit-rate Digital Subscriber loop，甚高速数字用户环路)接入设备。断电储能电路202连接在外部电源201的输出端和板上二次电源203的输入端之间，用于在外部电源上电时进行储能，在外部电源断电时利用储存的能量维持板上二次电源203及后续板上功能模块204运行一定的时间。
本实用新型的断电告警电路包括上述断电储能电路202，以及断电告警检测电路205、信号转换电路206和开关控制电路207。
其中，断电告警检测电路205与外部电源201输出端连接，用于监测外部电源201的状态，在检测到断电时发出断电告警检测信号。
信号转换电路206与所述断电告警检测电路205输出端相连，用于将所述断电告警检测信号转换为足以驱动MOS管工作的电平。由于断电告警检测信号通常为低电平，因此需要将其转换为高电平，以作为后续开关控制电路207的开关控制信号。
开关控制电路207与所述信号转换电路206输出端相连，采用MOS管构成，利用所述开关控制信号切断集成DSL接入设备的功能模块的供电。嵌入DSL模块的集成DSL接入设备具有多个功能模块，例如DSL模块、交换(Switch)模块、USB(Universal Serial BUS，通用串行总线)模块、WIFI(wireless fidelity，无线保真)模块等等。虽然本实用新型具体列出了上述功能模块，但是本实用新型并不仅限于此，任何本领域技术人员熟知并能应用在集成DSL接入设备中的功能模块都适用于本实用新型。本实用新型的独特之处在于，利用断电告警信号自动关闭集成DSL接入设备中除了DSL模块以外的其它功耗较大的模块的供电，例如上述交换模块、USB模块和WIFI模块等。因此，在断电告警过程中，断电储能电路202储存的电能只需要满足DSL接入设备的工作即可，简化了集成DSL接入设备的断电告警设计。
下面对本实用新型的各个电路模块的电路原理进行具体说明。
如图1所示，断电储能电路202包括：二极管D1和两个储能电容C1和C2。二极管D1的阳极与外部电源输出端V-out相连，阴极与板上二次电源输入端V-in相连，储能电容C1和C2并联在二次电源输入端和地之间。在电源上电时，外部电源通过二极管D1对储能电容C1和C2进行充电。而在电源断电时，储能电容C1和C2放电，为板上二次电源提供断绝警告期间所需的电源。而二极管D1将阻断储能电容C1和C2向外部电源输出端供电。虽然本实施例中采用两个储能电容，但是本实用新型不仅限于此，储能电容的数量和容量根据设备断电后实现断绝告警功能所需的时间来确定。
断电告警检测电路205包括串联在外部电源输出端V-out和地之间的第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，该第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间节点连接至断电告警检测电路205输出端，采集断电告警检测信号V-dgc。当电源上电时，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2对外部电源输出进行分压，使得断电告警检测信号V-dgc为高电平。当电源断电时，断电告警检测信号V-dgc变为低电平。
请参阅图3，为根据本实用新型的用于集成DSL接入设备的断电告警电路中信号转换电路的电路原理图。信号转换电路206包括三极管Q3、第三分压电阻R3、第四分压电阻R4和限流电阻R5。其中，第三分压电阻R3和第四分压电阻R4串联在断电告警检测电路输出端与地之间，第三分压电阻R3和第四分压电阻R4之间的节点连接到三极管Q3的基极，从而对断电告警检测信号V-dgc进行分压后送入三极管Q3的基极。三极管Q3的发射极接地，集电极通过限流电阻R5接高电平VDD5。三极管Q3的集电极还连接至信号转换电路206的输出端。
信号转换电路206的作用是从断电告警检测电路205中提取出用于对后续MOS管进行开关的控制信号。由于断电告警检测门限通常较低，常见为1.2V，所以需要借助分压电阻来控制三极管Q1的关闭和导通，从而获得足以驱动后续开关控制电路207中MOS管的断电告警信号V-dg。当断电告警检测信号V-dgc变为低电平时，三极管Q1的基极被拉低，三极管Q3关闭，断电告警信号V-dg呈足够高的电平。当断电告警检测信号V-dgc变为高电平时，三极管Q3导通，断电告警信号V-dg被拉低为低电平。上述第三分压电阻R3和第四分压电阻R4的电阻，与芯片的断电告警检测电平门限以及三极管Q3的基极导通电压有关。
请参阅图4a-4c，分别为根据本实用新型的用于集成DSL接入设备的断电告警电路中开关控制电路控制不同模块的电路部分的原理图。在此，开关控制电路207包括串联在高电平和功能模块之间的MOS管，MOS管的栅极连接至信号转换电路206的输出端。如图4a-4c所示，列出了集成了DSL模块的家庭网关设备中常见的其他功能模块，本实用新型也可以对其他较大功耗的功能模块进行处理。MOS管DQ1串联在高电平VDD33和接口3V3_Switch之间，MOS管DQ1的栅极连接至信号转换电路206的输出端，由断电告警信号V-dg控制其开关，当电源断电时，断电告警信号V-dg为高电平，导通MOS管DQ1，从而将切断电源信号送至交换模块。同理，图4b和图4c中分别通过开关MOS管DQ2和DQ3将信号送至WIFI模块和USB模块。以ADSL接入设备为例，由于MOS管的传输延时较小，常见的有20ns左右，对于ADSL2+需要的持续41ms to 56ms的供电来说可以忽略不计。
本实用新型通过在断电告警电路中增设信号转换电路和开关控制电路，利用断电告警信号关断除DSL模块以外的其他模块的供电，达到简化集成DSL模块的集成接入设备的断电告警功能设计的目的，使用了更少的储能电容。本实用新型的电路成本低，简单有效，不增加软件负载，具体表现在：
1、简化了嵌入DSL接入模块的多功能接入设备的断电告警功能设计。
2、最大可能减少使用为实现断电告警功能的储能电容。
3、降低了对电源适配器容性负载的要求。
4、优化PCB板布局、节省PCB板面积等。
本实用新型是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本实用新型范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本实用新型技术的特定场合或材料，可对本实用新型进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本实用新型并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。
Claims (7)
1.一种用于集成DSL接入设备的断电告警电路，包括：
连接在外部电源输出端和板上二次电源输入端之间，用于在上电时储能供断电使用的断电储能电路；
与外部电源输出端连接，用于监测外部电源发出断电告警检测信号的断电告警检测电路；
其特征在于，所述断电告警电路还包括：
与所述断电告警检测电路输出端相连，用于将所述断电告警检测信号转换为能够驱动MOS管工作的电平的信号转换电路；以及
与所述信号转换电路输出端相连，采用MOS管切断所述集成DSL接入设备的功能模块供电的开关控制电路。
2.根据权利要求1所述的用于集成DSL接入设备的断电告警电路，其特征在于，所述断电储能电路包括连接在外部电源输出端和板上二次电源输入端之间的二极管，以及连接在板上二次电源输入端和地之间的储能电容。
3.根据权利要求1所述的用于集成DSL接入设备的断电告警电路，其特征在于，所述断电告警检测电路包括串联在所述外部电源输出端和地之间的第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻之间的节点连接至断电告警检测电路输出端。
4.根据权利要求1所述的用于集成DSL接入设备的断电告警电路，其特征在于，所述信号转换电路包括三极管、第三分压电阻、第四分压电阻和限流电阻；所述第三分压电阻和第四分压电阻串联在所述断电告警检测电路输出端与地之间，所述限流电阻和三极管串联在高电平和地之间，所述三极管的基极连接至第三分压电阻和第四分压电阻之间的节点；所述三极管的集电极连接至信号转换电路的输出端。
5.根据权利要求1所述的用于集成DSL接入设备的断电告警电路，其特征在于，所述开关控制电路包括串联在高电平和功能模块之间的MOS管，所述MOS管的栅极连接至所述信号转换电路的输出端。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的用于集成DSL接入设备的断电告警电路，其特征在于，所述功能模块包括USB模块、交换模块和WIFI模块。
7.一种用于集成DSL接入设备的断电告警电路，包括：
断电储能电路，包括连接在外部电源输出端和板上二次电源输入端之间的二极管，以及连接在板上二次电源输入端和地之间的储能电容；
断电告警检测电路，包括串联在所述外部电源输出端和地之间的第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻之间的节点连接至断电告警检测电路输出端；
其特征在于，所述断电告警电路还包括：
信号转换电路，包括三极管、第三分压电阻、第四分压电阻和限流电阻，所述第三分压电阻和第四分压电阻串联在所述断电告警检测电路输出端与地之间，所述限流电阻和三极管串联在高电平和地之间，所述三极管的基极连接至第三分压电阻和第四分压电阻之间的节点；所述三极管的集电极连接至信号转换电路的输出端；
开关控制电路，包括串联在高电平和功能模块之间的MOS管，所述MOS管的栅极连接至所述信号转换电路的输出端。
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