CN207896977U - 一种掉电告警控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种掉电告警控制电路，涉及通信系统设备领域，该装置包括：输入电源、掉电告警分压控制模块、储能模块、最小系统电源模块、外部接口电源模块和隔离模块，掉电告警分压控制模块与输入电源相连，用于掉电后控制CPU发出告警信号；储能模块用于在上电时存储电能；最小系统电源模块与储能模块相连；外部接口电源模块，其与输入电源相连；隔离模块一侧连接输入电源，另一侧连接储能模块和最小系统电源模块，其用于在掉电时将位于一侧的输入电源和外部接口电源模块与位于另一侧的储能模块和最小系统电源模块隔离。本实用新型提供的掉电告警控制电路，通过较小的储能即可实现掉电告警控制，硬件成本较低，更加安全可靠。

Description

一种掉电告警控制电路

技术领域

本实用新型涉及通信系统设备领域，具体涉及一种掉电告警控制电路。

背景技术

在通信系统设备中，终端设备掉电后，终端设备的CPU需要向局端设备发送一定时间的信号，局端设备收到这个信号后，会对关键信息进行处理并发出终端设备的掉电告警信息，这种功能就是掉电告警(Dying Gasp)功能。掉电告警电路应用广泛，可应用于VDSL(Very High Speed Digital Subscriber Line，超高速数字用户线路)、PON(PassiveOptical Network，无源光纤网络)上行功能的终端设备等，因此，掉电告警电路在通信系统中是十分必要的，具有重大研究意义。

参见图1所示，现有技术中的掉电告警电路通常为：在12V电源输入端设置储能电容EC1、EC2、EC3，并将电源输入端直接连接所有的电源电路，其中所有的电源电路包括用于维持最小系统工作所必须要有的最小系统电源电路、以及与最小系统无关的外部接口电源电路，此处的最小系统为能保持CPU正常工作需要的最小电流的系统，当设备掉电后，即输入电源12V断电，通过储能电容EC1、EC2、EC3的放电维持CPU的正常工作，把掉电告警信息发送给局端设备。

按照通用标准，系统要能够发送一定时间(大概10个毫秒级)长度的信号给局端，才能实现掉电告警功能。根据对掉电告警时间的计算，掉电告警时间与设备的功耗、入口电容均相关，具体公式为T＝K*C/P，其中，T为掉电告警时间，K为常数，C为入口电容(与储能电容EC1、EC2、EC3有关)，P为设备功耗(与最小系统电源电路的功耗以及外部接口电源电路的功耗有关)。然而，如今的终端设备接口越来越多，设备功耗P也越来越大，为了保证系统有一定的掉电告警时间T，需要在电源输入端设置多个大的储能电容EC1、EC2、EC3才能保证系统正常的掉电告警。

因此，现有技术中的掉电告警电路存在严重不足如下：

(1)、设备的外围接口增多，需要消耗的功耗也越大，那么掉电告警需要的储能电容的容量也越大，在PCB板子上增加多个储能电容将会耗费更大的经济成本，提高终端设备的硬件成本；

(2)、大容量的储能电容在PCB板设计中，会占用更多的PCB空间，电容体积的增加，也容易与结构产生干涉等问题，从而影响储能性能；

(3)、大容量的储能电容更容易产生电解液泄漏、鼓包等问题，产生较大的品质风险，安全可靠性差。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种掉电告警控制电路，通过较小的储能即可实现掉电告警控制，硬件成本较低，更加安全可靠。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种掉电告警控制电路，包括：

输入电源；

掉电告警分压控制模块，其与所述输入电源相连，用于掉电后控制CPU发出告警信号；

储能模块，其用于在上电时存储电能；

最小系统电源模块，其与所述储能模块相连；

外部接口电源模块，其与所述输入电源相连；

隔离模块，其一侧连接所述输入电源和外部接口电源模块，另一侧连接所述储能模块和最小系统电源模块，其用于在掉电时将位于一侧的所述输入电源和外部接口电源模块与位于另一侧的储能模块和最小系统电源模块隔离。

在上述技术方案的基础上，所述隔离模块包括二极管D1，所述二极管D1的阳极连接所述输入电源，所述二极管D1的阴极连接所述储能模块和最小系统电源模块。

在上述技术方案的基础上，所述储能模块包括若干并联的储能电容，所述储能电容一端接地，另一端连接所述隔离模块。

在上述技术方案的基础上，所有所述储能电容的容量之和与所述最小系统电源模块的功耗相匹配。

在上述技术方案的基础上，所述掉电告警分压控制模块包括电阻R1、电阻R2和电容C1，所述电阻R1和电阻R2串联，所述电阻R2和电容C1并联，且所述电阻R1连接所述输入电源，所述电阻R2接地，所述电容C1一端接地，另一端连接CPU的管脚。

在上述技术方案的基础上，所述最小系统电源模块用于维持最小系统工作所需的电源模块。

在上述技术方案的基础上，所述外部接口电源模块用于维持与最小系统无关的外部接口电源模块。

在上述技术方案的基础上，所述最小系统电源模块包括多个并联设置的分支电源线路。

在上述技术方案的基础上，所述外部接口电源模块包括多个并联设置的分支电源线路。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型中的掉电告警控制电路通过设置一隔离模块，所述隔离模块将输入电源与最小系统电源模块隔离开，且最小系统电源模块和储能模块相连，当输入电源上电后，储能模块存储一定的电能，当输入电源掉电后，隔离模块隔离所述输入电源和储能模块，此时，储能模块已存储有一定的电能，可为最小系统电源模块供电，为维持最小系统工作提供所需的电能；从而使得只需设置较小的储能模块即可实现掉电告警控制，较小的储能模块经济成本较小，硬件成本较低，并且较小的储能模块一般体积较小，节省空间，也不容易与其他结构产能干扰，性能较好，更加安全可靠。

(2)本实用新型中的隔离模块优选为二极管，由于二极管的性能参数具有超低的导通压降、快速的反向恢复时间和功耗低等特点，将二极管作为隔离模块，性能最佳，可以起到很好的隔离作用，再者，二极管结构简单，成本较低，使整个掉电告警控制电路成本低，结构简单，更容易被制造和推广使用。

(3)本实用新型的掉电告警控制电路中选用若干并联的储能电容作为储能模块，由于电容作为一种重要的储能器件，具有储能性能好、容量大、结构简单的特点，从而使得掉电告警控制电路性能优良，结构简单，实现起来更加简单方便。

(4)本实用新型中所有所述储能电容的容量之和与所述最小系统电源模块的功耗相匹配，使得储能电容的容量之和刚好可以满足最小系统电源模块的功耗需求即可，从而实现以最小的储能电容即可实现掉电告警控制，使硬件成本最低。

附图说明

图1为现有技术中掉电告警电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中掉电告警控制电路的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

实施例一

参见图2所示，本实用新型实施例提供一种掉电告警控制电路，包括输入电源、掉电告警分压控制模块、储能模块、最小系统电源模块、外部接口电源模块和隔离模块。所述输入电源为12V的直流电源。

所述掉电告警分压控制模块与所述输入电源相连，用于掉电后控制CPU发出告警信号；储能模块用于在上电时存储电能；最小系统电源模块与所述储能模块相连；外部接口电源模块与所述输入电源相连；隔离模块一侧连接所述输入电源和外部接口电源模块，另一侧连接所述储能模块和最小系统电源模块，其用于在掉电时将位于一侧的所述输入电源和外部接口电源模块与位于另一侧的储能模块和最小系统电源模块隔离。所述最小系统电源模块用于维持最小系统工作所需的电源模块，此处的最小系统为能保持CPU正常工作需要的最小电流的系统。所述最小系统电源模块包括多个并联设置的分支电源线路。

本实用新型实施例中的掉电告警控制电路的原理为：通过设置一隔离模块，所述隔离模块将输入电源与最小系统电源模块隔离开，并隔离所述外部接口电源模块和储能模块，同时也隔离所述外部接口电源模块和最小系统电源模块，而且最小系统电源模块和储能模块相连，当输入电源上电后，储能模块存储一定的电能，该电能只需维持最小系统电源模块供电即可，当输入电源掉电后，由于外部接口电源模块和输入电源直接相连，外部接口电源模块的电压会迅速下降，触发CPU的掉电告警功能，此时，储能模块已存储有一定的电能，可为最小系统电源模块供电，为维持最小系统工作提供所需的电能，让CPU的掉电告警信息可以发出给局端设备，从而实现掉电告警控制。

本实用新型实施例中的掉电告警控制电路，由于隔离模块将输入电源与储能模块和最小系统电源模块隔离开，只需设置较小的储能模块即可实现掉电告警控制，较小的储能模块经济成本较小，硬件成本较低，并且较小的储能模块一般体积较小，节省空间，也不容易与其他结构产能干扰，性能较好，更加安全可靠。

实施例二

本实用新型实施例提供一种掉电告警控制电路，包括输入电源、掉电告警分压控制模块、储能模块、最小系统电源模块、外部接口电源模块和隔离模块。所述输入电源为12V的直流电源。

所述掉电告警分压控制模块与所述输入电源相连，用于掉电后控制CPU发出告警信号；储能模块用于在上电时存储电能；最小系统电源模块与所述储能模块相连；外部接口电源模块与所述输入电源相连，隔离模块一侧连接所述输入电源和外部接口电源模块，另一侧连接所述储能模块和最小系统电源模块，其用于在掉电时将位于一侧的所述输入电源和外部接口电源模块与位于另一侧的储能模块和最小系统电源模块隔离。

优选地，所述隔离模块包括二极管D1，所述二极管D1的阳极连接所述输入电源，所述二极管D1的阴极连接所述储能模块和最小系统电源模块。

本实用新型实施例中的掉电告警控制电路的原理为：隔离模块选用二极管D1，且二极管D1的阳极连接所述输入电源，所述二极管D1的阴极连接所述储能模块和最小系统电源模块，由于二极管具有单向导通的特性，当输入电源上电后，二极管D1阳极的电压高于阴极的电压，二极管D1导通，储能模块存储一定的电能，当输入电源掉电后，二极管D1阳极的电压迅速被拉低，导致二极管D1阳极的电压低于阴极的电压，二极管D1截止，二极管D1隔离了所述输入电源和储能模块，此时，储能模块已存储有一定的电能，可为最小系统电源模块供电，为维持最小系统工作提供所需的电能。

由于二极管的性能参数具有超低的导通压降、快速的反向恢复时间和功耗低等特点，将二极管作为隔离模块，性能最佳，可以起到很好的隔离作用，再者，二极管结构简单，成本较低，使整个掉电告警控制电路成本低，结构简单，更容易被制造和推广使用。

实施例三

本实用新型实施例提供一种掉电告警控制电路，包括输入电源、掉电告警分压控制模块、储能模块、最小系统电源模块、外部接口电源模块和隔离模块。所述输入电源为12V的直流电源。

所述掉电告警分压控制模块与所述输入电源相连，用于掉电后控制CPU发出告警信号；储能模块用于在上电时存储电能；最小系统电源模块与所述储能模块相连；外部接口电源模块与所述输入电源相连，隔离模块一侧连接所述输入电源和外部接口电源模块，另一侧连接所述储能模块和最小系统电源模块，其用于在掉电时将位于一侧的所述输入电源和外部接口电源模块与位于另一侧的储能模块和最小系统电源模块隔离。

优选地，所述储能模块包括若干并联的储能电容，所述储能电容一端接地，另一端连接所述隔离模块。在本实施例中，所述储能电容为电解电容，且储能模块包括三个并联设置的储能电容，分别用EC1、EC2和EC3表示。

本实用新型实施例的掉电告警控制电路中选用若干并联的储能电容作为储能模块，由于电容作为一种重要的储能器件，具有储能性能好、容量大、结构简单的特点，从而使得掉电告警控制电路性能优良，结构简单，实现起来更加简单方便。

实施例四

本实用新型实施例提供一种掉电告警控制电路，包括输入电源、掉电告警分压控制模块、储能模块、最小系统电源模块、外部接口电源模块和隔离模块。所述输入电源为12V的直流电源。

所述掉电告警分压控制模块与所述输入电源相连，用于掉电后控制CPU发出告警信号；储能模块用于在上电时存储电能；最小系统电源模块与所述储能模块相连；外部接口电源模块与所述输入电源相连，隔离模块一侧连接所述输入电源和外部接口电源模块，另一侧连接所述储能模块和最小系统电源模块，其用于在掉电时将位于一侧的所述输入电源和外部接口电源模块与位于另一侧的储能模块和最小系统电源模块隔离。

所述储能模块包括若干并联的储能电容，所述储能电容一端接地，另一端连接所述隔离模块。所有所述储能电容的容量之和与所述最小系统电源模块的功耗相匹配。在本实施例中，所述储能电容为电解电容，且储能模块包括三个并联设置的储能电容，分别用EC1、EC2和EC3表示，储能电容EC1、EC2和EC3的容量之和正好与最小系统电源模块的功耗相匹配。

本实用新型实施例中所有所述储能电容的容量之和与所述最小系统电源模块的功耗相匹配，使得储能电容的容量之和刚好可以满足最小系统电源模块的功耗需求即可，从而实现以最小的储能电容即可实现掉电告警控制，使硬件成本最低。

实施例五

本实用新型实施例提供一种掉电告警控制电路，包括输入电源、掉电告警分压控制模块、储能模块、最小系统电源模块、外部接口电源模块和隔离模块。所述输入电源为12V的直流电源。

所述掉电告警分压控制模块与所述输入电源相连，用于掉电后控制CPU发出告警信号；储能模块用于在上电时存储电能；最小系统电源模块与所述储能模块相连；外部接口电源模块与所述输入电源相连，隔离模块一侧连接所述输入电源和外部接口电源模块，另一侧连接所述储能模块和最小系统电源模块，其用于在掉电时将位于一侧的所述输入电源和外部接口电源模块与位于另一侧的储能模块和最小系统电源模块隔离。

所述掉电告警分压控制模块包括电阻R1、电阻R2和电容C1，所述电阻R1和电阻R2串联，所述电阻R2和电容C1并联，且所述电阻R1连接所述输入电源，所述电阻R2接地，所述电容C1一端接地，另一端连接CPU的管脚。

本实用新型实施例给出了掉电告警分压控制模块的具体电路结构，该电路结构简单，成本较低，更易实现。

本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。

Claims (9)

1.一种掉电告警控制电路，其特征在于，包括：

输入电源；

掉电告警分压控制模块，其与所述输入电源相连，用于掉电后控制CPU发出告警信号；

储能模块，其用于在上电时存储电能；

最小系统电源模块，其与所述储能模块相连；

外部接口电源模块，其与所述输入电源相连；

隔离模块，其一侧连接所述输入电源和外部接口电源模块，另一侧连接所述储能模块和最小系统电源模块，其用于在掉电时将位于一侧的所述输入电源和外部接口电源模块与位于另一侧的所述储能模块和最小系统电源模块隔离。

2.如权利要求1所述的掉电告警控制电路，其特征在于：所述隔离模块包括二极管D1，所述二极管D1的阳极连接所述输入电源，所述二极管D1的阴极连接所述储能模块和最小系统电源模块。

3.如权利要求1所述的掉电告警控制电路，其特征在于：所述储能模块包括若干并联的储能电容，所述储能电容一端接地，另一端连接所述隔离模块。

4.如权利要求3所述的掉电告警控制电路，其特征在于：所有所述储能电容的容量之和与所述最小系统电源模块的功耗相匹配。

5.如权利要求1所述的掉电告警控制电路，其特征在于：所述掉电告警分压控制模块包括电阻R1、电阻R2和电容C1，所述电阻R1和电阻R2串联，所述电阻R2和电容C1并联，且所述电阻R1连接所述输入电源，所述电阻R2接地，所述电容C1一端接地，另一端连接CPU的管脚。

6.如权利要求1所述的掉电告警控制电路，其特征在于：所述最小系统电源模块用于维持最小系统工作所需的电源模块。

7.如权利要求6所述的掉电告警控制电路，其特征在于：所述外部接口电源模块用于维持与最小系统无关的外部接口电源模块。

8.如权利要求1所述的掉电告警控制电路，其特征在于：所述最小系统电源模块包括多个并联设置的分支电源线路。

9.如权利要求1所述的掉电告警控制电路，其特征在于：所述外部接口电源模块包括多个并联设置的分支电源线路。