CN202394174U - 一种系统及其异常断电保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种系统及其异常断电保护装置，该异常断电保护装置包括：用于检测电源输入电压是否正常且在电源输入电压正常时控制开关模块开通，在异常时控制开关模块断开的充放电控制模块；用于在电源输入电压正常时控制充放电控制模块为电池模块充电，并接收电池模块的电量反馈信号，在电源输入电压异常时或电池模块的电量达到预设电量时控制充放电控制模块停止为电池模块充电的主控模块；用于在电源输入电压异常时将电池模块的输出端与电源输出模块的输入端连通的切换模块；通讯模块，包括用于在电源输入电压异常时在主控模块的控制下向被保护计算机发送关机信号的第一通讯单元。实施本实用新型的技术方案，能对被保护计算机进行硬件保护。

Description

一种系统及其异常断电保护装置

技术领域

本实用新型涉及断电保护，尤其涉及一种系统及其异常断电保护装置。 

背景技术

我们知道，异常断电对系统中正在工作的计算机的主板和读写数据的硬盘等其他正在工作的硬件的打击都是致命的，这样一来，在异常断电的情况下，操作系统很容易损坏，甚至会损坏硬盘、主板和其他别的硬件。因此，用户希望一种异常断电情况下系统的保护机制，从而避免如系统崩溃、软件损坏，甚至硬盘损坏等不利后果。但目前的异常断电保护装置都仅仅是对计算机数据进行了保护，虽然避免了计算机数据的消失和破坏，但并未对计算机的硬件进行保护。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述异常断电保护装置不能对计算机硬件进行保护的缺陷，提供一种异常断电保护装置，既能对计算机数据进行保护，又能对硬件进行保护。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种异常断电保护装置，连接于被保护计算机，所述异常断电保护装置包括电源输入模块、电源输出模块和电池模块，所述异常断电保护装置还包括： 

连接于电源输入模块，用于将电源输入电压调整到合适的输出电压的电压调整模块；

连接在电压调整模块和电源输出模块之间的开关模块；

连接于电压调整模块和开关模块，用于检测电源输入电压是否正常，且在电源输入电压正常时控制开关模块开通，在电源输入电压异常时控制开关模块断开的充放电控制模块；

连接于充放电控制模块、电池模块，且用于在电源输入电压正常时控制充放电控制模块为电池模块充电，并接收电池模块的电量反馈信号，在电源输入电压异常时或电池模块的电量达到预设电量时控制充放电控制模块停止为电池模块充电的主控模块；

连接于充放电控制模块、电源输出模块和电池模块，用于在电源输入电压异常时将电池模块的输出端与电源输出模块的输入端连通的切换模块；及

连接于主控模块的通讯模块，且所述通讯模块包括：

用于在电源输入电压异常时在主控模块的控制下向被保护计算机发送关机信号的第一通讯单元。

在本实用新型所述的异常断电保护装置中，所述第一通讯单元为串口通讯单元或GPIO通讯单元。 

在本实用新型所述的异常断电保护装置中，所述通讯模块还包括： 

用于在电源输入电压异常时在主控模块的控制下向远程计算机发送报警信号的第二通讯单元。

在本实用新型所述的异常断电保护装置中，所述第二通讯单元为串口通讯单元。 

在本实用新型所述的异常断电保护装置中，所述异常断电保护装置还包括： 

内置或外接于主控模块，且用于在电源输入电压异常时开始计时，在电源输入电压正常时停止计时的计时模块。

在本实用新型所述的异常断电保护装置中，所述电池模块包括锂离子电池或铅酸电池。 

本实用新型还构造一种系统，包括依次相连的异常断电保护装置及被保护计算机， 

所述异常断电保护装置包括电源输入模块、电源输出模块、电池模块、及

连接于电源输入模块，用于将电源输入电压调整到合适的输出电压的电压调整模块；

连接在电压调整模块和电源输出模块之间的开关模块；

连接于电压调整模块和开关模块，用于检测电源输入电压是否正常，且在电源输入电压正常时控制开关模块开通，在电源输入电压异常时控制开关模块断开的充放电控制模块；

连接于充放电控制模块、电池模块，且用于在电源输入电压正常时控制充放电控制模块为电池模块充电，并接收电池模块的电量反馈信号，在电源输入电压异常时或电池模块的电量达到预设电量时控制充放电控制模块停止为电池模块充电的主控模块；

连接于充放电控制模块、电源输出模块和电池模块，用于在电源输入电压异常时将电池模块的输出端与电源输出模块的输入端连通的切换模块；

连接于主控模块的通讯模块，且所述通讯模块包括：

用于在电源输入电压异常时在主控模块的控制下向被保护计算机发送关机信号的第一通讯单元；

所述被保护计算机包括：

用于接收所述第一通讯单元所发送的所述关机信号的第三通讯单元；及

用于在所述关机信号的控制下进行正常关机的关机单元。

在本实用新型所述的系统中，所述系统还包括远程计算机，其中， 

所述通讯模块还包括：

用于在电源输入电压异常时在主控模块的控制下向远程计算机发送报警信号的第二通讯单元；

所述远程计算机包括：

用于接收第二通讯单元所发送的报警信号的第四通讯单元；

连接于第四通讯单元，用于输出所述报警信号的输出单元。

在本实用新型所述的系统中，所述系统还包括远程计算机；其中， 

被保护计算机还包括：

用于在接收到所述关机信号时，向远程计算机发送报警信号的第五通讯单元；

所述远程计算机还包括：

连接于输出单元，用于接收第五通讯单元所发送的所述报警信号的第六通讯单元。

在本实用新型所述的系统中，所述第五通讯单元和第六通讯单元为串口通讯单元或基于TCP/IP的通讯单元。 

实施本实用新型的技术方案，在电源输入电压正常时，电源输入电压经调整后通过电源输出模块输出至被保护计算机，为被保护计算机供电，同时为电池模块进行充电；当电源输入电压异常断电时，停止为电池模块充电，同时改由电池模块通过电源输出模块为被保护计算机供电，还向被保护计算机发送关机信号，被保护计算机根据该关机信号进行正常关机，因此，既能对被保护计算机的数据进行保护，又能对被保护计算机的硬件进行保护。 

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是本实用新型系统实施例一的逻辑结构图；

图2是本实用新型系统实施例二的逻辑结构图；

图3是本实用新型系统实施例三的逻辑结构图。

具体实施方式

如图1所示，在本实用新型系统实施例一的逻辑结构图中，该系统包括相连的异常断电保护装置100和被保护计算机200，且异常断电保护装置100用于在电源输入电压异常时对被保护计算机进行保护。该异常断电保护装置100包括电源输入模块101、电压调整模块102、开关模块103、电源输出模块104、充放电控制模块105、电池模块106、切换模块107、主控模块108和通讯模块109，且通讯模块109包括第一通讯单元1091。其中，电池模块106可包括锂离子电池或铅酸电池。电压调整模块102的输入端连接于电源输入模块101的输出端，且用于将电源输入电压调整到合适的输出电压，该电压调整模块102例如可选用型号为LTC3780的BUCK/BOOST控制器，电源输入电压的范围为9-36V，经调整后，例如可输出19V的电压，应说明的是，调整后的输出电压应大于锂离子电池或铅酸电池的最小充电电压。开关模块103连接在电压调整模块102的输出端和电源输出模块104的输入端之间。充放电控制模块105连接于电压调整模块102和开关模块103，该充放电控制模块105用于检测电源输入电压是否正常，且在电源输入电压正常时控制开关模块103开通，在电源输入电压异常时控制开关模块103断开。在一个具体例子中，开关模块103可采用MOS管和分压电阻来实现，在电源输入电压正常时，电压调整模块102将电源输入电压调整到合适的电压后，充放电控制模块105通过分压电阻控制MOS管导通，此时，电压调整模块102的输出端与电源输出模块104的输入端连通，电源输出模块104可输出调整后的电源输入电压，从而继续为被保护计算机供电；当电源输入电压异常断电时，MOS管不导通，此时，电压调整模块102的输出端不能与电源输出模块104的输入端连通。主控模块108连接于充放电控制模块105和电池模块106，且该主控模块108用于在电源输入电压正常时控制充放电控制模块105为电池模块106充电，并接收电池模块106的电量反馈信号，在电源输入电压异常时或电池模块106的电量达到预设电量时控制充放电控制模块105停止为电池模块106充电。切换模块107连接在电池模块106的输出端和电源输出模块104的输入端之间，且受充放电控制模块105的控制，该切换模块107用于在电源输入电压异常时将电池模块106的输出端与电源输出模块104的输入端连通，该切换模块107优选MOS管，其控制端连接充放电控制模块105的一输出端，其余两端分别连接电池模块106的输出端和电源输出模块104的输入端。第一通讯单元1091连接于主控模块108，且该第一通讯单元1091用于在电源输入电压异常时在主控模块108的控制下向被保护计算机200发送关机信号。被保护计算机200包括相连接的第三通讯单元201和关机单元202，其中，第三通讯单元201用于接收第一通讯单元1091所发送的关机信号；关机单元202 用于在所述关机信号的控制下进行正常关机。实施该技术方案，在电源输入电压正常时，电源输入电压经调整后通过电源输出模块输出至被保护计算机，为被保护计算机供电，同时为电池模块进行充电，当电源输入电压异常断电时，停止为电池模块充电，且改由电池模块通过电源输出模块为被保护计算机供电，同时，向被保护计算机发送关机信号，被保护计算机根据该关机信号进行正常关机，因此，既能对被保护计算机的数据进行保护，又能对被保护计算机的硬件进行保护。 

在上述实施例中，优选地，第一通讯单元1091为串口通讯单元或GPIO通讯单元。本领域技术人员应能理解，第三通讯单元201应与第一通讯单元1091相匹配。当第一通讯单元1091通过GPIO的方式发送关机信号时，相应地，被保护计算机的关机单元202为BIOS模块。当第一通讯单元1091通过串口的方式发送关机信号时，相应地，被保护计算机的关机单元202为操作系统层的应用软件。 

图2是本实用新型系统实施例二的逻辑结构图，相比图1所示的实施例一，该实施例中异常断电保护装置100中的电源输入模块101、电压调整模块102、开关模块103、电源输出模块104、充放电控制模块105、电池模块106、切换模块107、主控模块108和第一通讯单元1091，及被保护计算机200中的第三通讯单元201和关机单元202的逻辑结构是相同的，在此不做赘述，以下仅说明不同的部分：异常断电保护装置100的通讯模块109还包括第二通讯单元1092，该第二通讯单元1092用于在电源输入电压异常时在主控模块108的控制下向远程计算机300发送报警信号。远程计算机300包括相连的第四通讯单元301和输出单元302，其中，第四通讯单元301用于接收第二通讯单元1092所发送的报警信号；输出单元302用于输出所述报警信号，例如，通过蜂鸣器发出警报或通过显示屏进行显示。在此应说明的是，第二通讯单元1092和第四通讯单元301为相匹配的串口通讯单元。另外，异常断电保护装置100还包括连接于主控模块108的计时模块110，当然在另一个例子中，计时模块110也可内置在主控模块108中，该计时模块110用于在电源输入电压异常时开始计时，在电源输入电压正常时停止计时，另外，在主控模块108中设置一个参考值，例如30秒（可根据需要通过改变主控模块的程序来调整），在计时超过30秒（也即异常断电已持续30秒）时，主控模块108控制第一通讯单元1091向被保护计算机200发送关机信号。第三通讯单元201接收到第一通讯单元1091所发送的关机信号后，控制关机单元202进行正常关机。若计时没有超过30秒就停止，说明电源输入电压在异常断电后又马上恢复，这种情况下主控模块108无需控制第一通讯单元1091向被保护计算机200发送关机信号，这样可以防止市电的闪动造成的误关机。与此同时，即在计时超过30秒（也即异常断电已持续30秒）时，主控模块108控制第二通讯单元1092向远程计算机300发送报警信号，若计时没有超过30秒就停止，说明电源输入电压在异常断电后又马上恢复，这种情况下无需控制第二通讯单元1092向远程计算机300发送报警信号，这样可防止市电的闪动造成的误报警。 

图3是本实用新型系统实施例三的逻辑结构图，相比图1所示的实施例一，该实施例中的异常断电保护装置100中的电源输入模块101、电压调整模块102、开关模块103、电源输出模块104、充放电控制模块105、电池模块106、切换模块107、主控模块108和第一通讯单元1091，及被保护计算机200中的第三通讯单元201和关机单元202的逻辑结构是相同的，在此不做赘述，以下仅说明不同的部分：被保护计算机200还包括第五通讯单元203，远程计算机300还包括第六通讯单元303，其中，第五通讯单元203用于在接收到所述关机信号时，向远程计算机300发送报警信号。第六通讯单元303接收第五通讯单元203所发送的报警信号，并通过输出单元302输出报警信号，以提醒工作人员。在该实施例中，第五通讯单元203和第六通讯单元303可为相匹配的串口通讯单元或基于TCP/IP的通讯单元。 

在异常断电保护装置的实际电路中，当电源输入电压正常时，充放电控制模块105为电池模块106充电可通过下面的方式来实现：电池模块106包括蓄电池和两个MOS管，其中，蓄电池可为锂离子电池或铅酸电池。将两个MOS管串联在开关模块103的输出端和地之间，两个MOS管的控制端分别连接充放电控制模块105的两个输出端，两个MOS管的连接点连接蓄电池。充放电控制模块105通过控制两个MOS管的通断来实现为蓄电池的充电。另外，还应当说明的是，在使用电池模块为计算机供电时，为防止电池模块输出的电流反向流至电压调整模块102，可在开关模块103和电源输出模块104之间加一个防反的开关管，例如，在开关模块103为MOS管时，可设置另一个与之反向的MOS管（两个MOS管的源极相连，漏极分别连电压调整模块102的输出端和电池模块的输出端）来防止电流倒灌。 

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。 

Claims (10)

1.一种异常断电保护装置，连接于被保护计算机，所述异常断电保护装置包括电源输入模块、电源输出模块和电池模块，其特征在于，所述异常断电保护装置还包括：

连接于电源输入模块，用于将电源输入电压调整到合适的输出电压的电压调整模块；

连接在电压调整模块和电源输出模块之间的开关模块；

连接于电压调整模块和开关模块，用于检测电源输入电压是否正常，且在电源输入电压正常时控制开关模块开通，在电源输入电压异常时控制开关模块断开的充放电控制模块；

连接于充放电控制模块、电池模块，且用于在电源输入电压正常时控制充放电控制模块为电池模块充电，并接收电池模块的电量反馈信号，在电源输入电压异常时或电池模块的电量达到预设电量时控制充放电控制模块停止为电池模块充电的主控模块；

连接于充放电控制模块、电源输出模块和电池模块，用于在电源输入电压异常时将电池模块的输出端与电源输出模块的输入端连通的切换模块；及

连接于主控模块的通讯模块，且所述通讯模块包括：

用于在电源输入电压异常时在主控模块的控制下向被保护计算机发送关机信号的第一通讯单元。

2.根据权利要求1所述的异常断电保护装置，其特征在于，所述第一通讯单元为串口通讯单元或GPIO通讯单元。

3.根据权利要求1所述的异常断电保护装置，其特征在于，所述通讯模块还包括：

用于在电源输入电压异常时在主控模块的控制下向远程计算机发送报警信号的第二通讯单元。

4.根据权利要求3所述的异常断电保护装置，其特征在于，所述第二通讯单元为串口通讯单元。

5.根据权利要求3或4所述的异常断电保护装置，其特征在于，所述异常断电保护装置还包括：

内置或外接于主控模块，且用于在电源输入电压异常时开始计时，在电源输入电压正常时停止计时的计时模块。

6.根据权利要求1所述的异常断电保护装置，其特征在于，所述电池模块包括锂离子电池或铅酸电池。

7.一种系统，包括依次相连的异常断电保护装置及被保护计算机，其特征在于， 

所述异常断电保护装置包括电源输入模块、电源输出模块、电池模块、及

连接于电源输入模块，用于将电源输入电压调整到合适的输出电压的电压调整模块；

连接在电压调整模块和电源输出模块之间的开关模块；

连接于电压调整模块和开关模块，用于检测电源输入电压是否正常，且在电源输入电压正常时控制开关模块开通，在电源输入电压异常时控制开关模块断开的充放电控制模块；

连接于充放电控制模块、电池模块，且用于在电源输入电压正常时控制充放电控制模块为电池模块充电，并接收电池模块的电量反馈信号，在电源输入电压异常时或电池模块的电量达到预设电量时控制充放电控制模块停止为电池模块充电的主控模块；

连接于充放电控制模块、电源输出模块和电池模块，用于在电源输入电压异常时将电池模块的输出端与电源输出模块的输入端连通的切换模块；

连接于主控模块的通讯模块，且所述通讯模块包括：

用于在电源输入电压异常时在主控模块的控制下向被保护计算机发送关机信号的第一通讯单元；

所述被保护计算机包括：

用于接收所述第一通讯单元所发送的所述关机信号的第三通讯单元；及

用于在所述关机信号的控制下进行正常关机的关机单元。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括远程计算机，其中，

所述通讯模块还包括：

用于在电源输入电压异常时在主控模块的控制下向远程计算机发送报警信号的第二通讯单元；

所述远程计算机包括：

用于接收第二通讯单元所发送的报警信号的第四通讯单元；

连接于第四通讯单元，用于输出所述报警信号的输出单元。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括远程计算机；其中，

被保护计算机还包括：

用于在接收到所述关机信号时，向远程计算机发送报警信号的第五通讯单元；

所述远程计算机还包括：

连接于输出单元，用于接收第五通讯单元所发送的所述报警信号的第六通讯单元。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第五通讯单元和第六通讯单元为串口通讯单元或基于TCP/IP的通讯单元。

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