CN210119680U - 一种物联网智能断电监控设备的控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种物联网智能断电监控设备的控制电路，当设备与外部DC‑DC稳压源连接异常断开的时候，掉电检测电路检测到电路已经断电，此时电池开始临时供电，将掉电信号发送到控制芯片，控制芯片接收到掉电信号后并向无线通信电路发出掉电信号，无线通信电路向外部服务器发送掉电信号，由物联网传输电路发送至平台，在第一时间告知相关负责人员，能够使负责人尽快安排相关人员到现场维修，减小异常断电造成的损失，尽早恢复设备的正常工作。

Description

一种物联网智能断电监控设备的控制电路

技术领域

本实用新型涉及物联网和电子通信领域，具体为一种物联网智能断电监控设备的控制电路。

背景技术

随着互联网不断地进入我们的生活，各种互联网设备层出不穷，智能产品、智能家庭、智能安防等概念和产品也逐渐丰富起来。突然的断电情况时有发生，一旦断电，各类依靠电源工作的设备将无法正常运行。如何第一时间知道断电情况，并安排人员到现场进行检修，是我们重点关注的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种物联网智能断电监控设备的控制电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种物联网智能断电监控设备的控制电路，包括控制芯片、无线通信电路、掉电检测电路、用于提供临时电源的电池；所述电池与控制芯片和无线通信电路均连接；所述掉电检测电路与外部DC-DC稳压源连接还与控制芯片连接，以检测外部DC-DC稳压源连接是否断电，并发送掉电信号给控制芯片，所述无线通信电路与控制芯片连接，还与外部服务器通信连接，以发送掉电信号给外部服务器。

作为本实用新型的进一步改进，所述掉电检测电路包括降压稳压电路和传输电路，所述降压稳压电路与外部DC-DC稳压源连接，所述传输电路的一端与降压稳压电路的输出端连接，相对降压稳压电路的另一端与控制芯片连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述降压稳压电路包括一LDO稳压芯片，该LDO稳压芯片的输入端与外部DC-DC稳压源连接，外部DC-DC稳压源与稳压二极管D5并联后接地，所述稳压二极管D5的正极接地，其负极连接外部DC-DC稳压源的正极；LDO稳压芯片的输入端还串联有相互并联的电容C23和电容C24后接地，所述电容C23为电解电容，所述电容C24为瓷片电容；LDO稳压芯片的输出端与传输电路连接，以发送掉电信号给控制芯片，还串联有相互并联的电容C25和电容C26后接地，所述电容C25为电解电容，所述电容C26为瓷片电容。

作为本实用新型的进一步改进，所述传输电路包括若干电阻，所述稳压芯片的输出端连接有电阻R38，电阻R38相对稳压芯片的另一端通过电阻R33连接至控制芯片，电阻R38和电阻R33的节点连接有电阻R34后接地。

作为本实用新型的进一步改进，所述传输电路还包括瞬态抑制二极管T2，所述瞬态抑制二极管T2的一端与控制芯片连接，相对控制芯片的另一端接地。

作为本实用新型的进一步改进，所述无线通信电路包括无线通信芯片和电平转换电路，所述电平转换电路与无线通信芯片连接，还与控制芯片连接，以转换控制芯片发送给无线通信电路的信号的电平；所述电平转换电路包括三极管Q6，所述三极管Q6的集电极通过电阻R20连接电源，三极管Q6的基极通过电阻R23连接所述控制芯片，三极管Q6的射极通过电阻R26与基极连接。

作为本实用新型的进一步改进，还包括升压电路，所述升压电路的输入端连接至电池，输出端连接至电阻R20相对三极管Q6的另一端，以给无线通信电路提供升压电源。

作为本实用新型的进一步改进，所述升压芯片具有输入引脚、反馈引脚和输出引脚，所述输入引脚连接有电感L1后与电池连接，所述输出引脚连接有串联的电阻R7和电阻R8后接地，所述电阻R7和电阻R8连接的节点与反馈引脚连接，所述输出引脚还与电阻R20相对三极管Q6的另一端连接，以输出升压电源给电阻R20；所述电阻R7和电阻R8连接的节点还连接有电容C8后输出升压电源。

作为本实用新型的进一步改进，所述升压电路的工作由电源输出开关电路控制，所述电源输出开关电路包括一MOS管Q2，所述MOS管Q2的源极连接至电池，所述MOS管Q2的栅极与控制芯片连接，还通过电阻R9与MOS管Q2的源极相连，所述MOS管Q2的漏极与升压芯片的输入引脚连接，还通过电容C10接地。

本实用新型的有益效果，当外部DC-DC稳压源连接与设备异常断开的时候，掉电检测电路检测到电路已经断电，将掉电信号发送到控制芯片，控制芯片接收到掉电信号后并向无线通信电路发出掉电信号，无线通信电路向外部服务器发送掉电信号，由物联网传输电路发送至平台，在第一时间告知相关负责人员，能够使负责人尽快安排相关人员到现场维修，减小异常断电造成的损失，尽早恢复设备的正常工作。

附图说明

图1为本实用新型的控制芯片及其外围电路结构示意图；

图2为本实用新型的电检测电路结构示意图；

图3为本实用新型的升压电路结构示意图。

附图标号：1、控制芯片；2、无线通信电路；21、无线通信芯片；22、电平转换电路；3、掉电检测电路；31、DC-DC稳压源；32、LDO稳压芯片；33、传输电路；4、升压电路；41、升压芯片；42、电源输出开关电路；5、角度传感器；6、电池。

具体实施方式

下面将结合附图所给出的实施例对本实用新型做进一步的详述。

参照图1-3所示，本实施例为一种物联网智能断电监控设备的控制电路，包括控制芯片1、无线通信电路2、掉电检测电路3、用于提供临时电源的电池6；所述电池6与控制芯片1和无线通信电路2均连接；掉电检测电路3与外部DC-DC稳压源31连接还与控制芯片1连接，以检测外部DC-DC稳压源31连接是否断电，并发送掉电信号给控制芯片1，无线通信电路2与控制芯片1连接，还与外部服务器通信连接，以发送掉电信号给外部服务器。

通过上述技术方案，当外部DC-DC稳压源31连接与设备异常断开的时候，掉电检测电路3检测到电路已经断电，此时电池6开始临时供电，将掉电信号发送到控制芯片1，控制芯片1接收到掉电信号后并向无线通信电路2发出掉电信号，无线通信电路2向外部服务器发送掉电信号，由物联网传输电路33发送至平台，在第一时间告知相关负责人员，能够使负责人尽快安排相关人员到现场维修，减小异常断电造成的损失，尽早恢复设备的正常工作；其中，无线通信芯片21与外部通信连接，能够快速将掉电信号传送给平台，提高信息传输的速度，使电路更加智能化。

作为改进的一具体实施方式，所述掉电检测电路3包括降压稳压电路和传输电路33，所述降压稳压电路与外部DC-DC稳压源31连接，所述传输电路33的一端与降压稳压电路的输出端连接，相对降压稳压电路的另一端与控制芯片1连接。

通过上述技术方案，外部DC-DC稳压源31产生5V的电压，该电压不满足控制芯片1的工作要求，通过降压稳压电路，将高电平信号拉低至控制芯片1的工作电压的电平幅值，符合控制芯片1正常工作的电压要求，让控制芯片1工作更加稳定，避免高电平信号损害控制芯片1，影响整个电路的正常工作；其中，掉电检测电路3中的传输电路33能够在外部DC-DC稳压源31异常断电时及时将掉电信号传送至控制芯片1，以便控制芯片1进行下一步动作。

作为改进的一具体实施方式，所述降压稳压电路包括一LDO稳压芯片32，该LDO稳压芯片32的输入端与外部DC-DC稳压源31连接，外部DC-DC稳压源31与稳压二极管D5并联后接地，所述稳压二极管D5的正极接地，其负极连接外部DC-DC稳压源31的正极；LDO稳压芯片32的输入端还串联有相互并联的电容C23和电容C24后接地，所述电容C23为电解电容，所述电容C24为瓷片电容；LDO稳压芯片32的输出端与传输电路33连接，以发送掉电信号给控制芯片1，还串联有相互并联的电容C25和电容C26后接地，所述电容C25为电解电容，所述电容C26为瓷片电容。

通过上述技术方案，当外部DC-DC稳压源31产生5V电压后，电压信号经过与外部DC-DC稳压源31并联的稳压二极管D5，又经过相互并联的电容C23和电容C24，输入至LDO稳压芯片32，由LDO稳压芯片32稳压后输出，经过相互并联电容C25和电容C26后输出。其中，LDO稳压芯片32采用高精度并低功耗的XC6206P332，能够降低电能消耗，稳定输出电压；稳压二极管D5采用MM1Z5B1，如果电路中电流突变时，稳压二极管D5能够维持电压基本不变，增加外部DC-DC稳压源31输出电压的稳定性；电解电容C23能够滤除低频纹波，瓷片电容C24能够滤除高频纹波，改善输入稳压芯片的电源质量，避免损坏稳压芯片，保证输出的电源质量；电解电容C25能够减小输出阻抗，平滑输出电压，增大输出能力，瓷片电容C26作用在于旁路频率较高的波动电压，进一步增加稳压输出的稳定性。

作为改进的一具体实施方式，所述传输电路33包括若干电阻，所述稳压芯片的输出端连接有电阻R38，电阻R38相对稳压芯片的另一端通过电阻R33连接至控制芯片1，电阻R38和电阻R33的节点连接有电阻R34后接地。

通过上述技术方案，当LDO稳压芯片32将稳压后的电源输出时，电压信号经过电阻R38和电阻R33后输入控制芯片1，又通过电阻R38和电阻R34后接地。其中，电阻R38为0R转接电阻，起到跳线作用，方便布线和安装，避免线路过多导致布线混乱而产生的安全隐患；当上一级电路发生短路过流等故障时，电阻R38能够及时熔断，保护下一级电路，起到电路隔离作用，增加电路抗干扰能力。

作为改进的一具体实施方式，所述传输电路33还包括瞬态抑制二极管T2，所述瞬态抑制二极管T2的一端与控制芯片1连接，相对控制芯片1的另一端接地。

通过上述技术方案，本实施例的瞬态抑制二极管T2采用PESD5V0S1BB，当电路正常工作时，瞬态抑制二极管T2处于截止状态(高阻态)，不影响线路的正常工作，当电路出现异常过压并达到其击穿电压时，它迅速由高阻态变为低阻态，能在极短时间内承受反向电压冲击，给瞬间电流提供低阻抗导通路径，同时把两极间的电压箝制在一个安全水平之内，避免后面的电路受到冲击，从而保护线路；当异常过压消失，其恢复至高阻态，电路正常工作。

作为改进的一具体实施方式，所述无线通信电路2包括无线通信芯片21和电平转换电路22，所述电平转换电路22与无线通信芯片21连接，还与控制芯片1连接，以转换控制芯片1发送给无线通信电路2的信号的电平；所述电平转换电路22包括三极管Q6，所述三极管Q6的集电极通过电阻R20连接电源，三极管Q6的基极通过电阻R23连接所述控制芯片1，三极管Q6的射极通过电阻R26与基极连接。

通过上述技术方案，在电平转换电路22工作前，电源提供高电平，该高电平经过电阻R20限流后进入到无线通信芯片21的复位引脚；当控制芯片1控制无线通信芯片21进行复位动作时，控制芯片1发出复位信号，经过电阻R23和电阻R26分压和限流后进入到三极管Q6的基极，此时三极管Q6的集电极和发射极导通，电源提供的高电平经过电阻R20后接地，此时无线通信芯片21接收到的高电平跳变为低电平，接收到低电平的复位信号进行复位动作。其中三极管Q6采用8050，设置的电阻R23和电阻R26分压和限流能避免施加在三极管Q6基极的电压过高导致击穿三极管Q6同时减小输入至三极管Q6基极的电流，能够对三极管Q6进行更好的保护；其中电阻R20在电源的高电平接地时能够提供隔离和限流，避免电源直接接地导致电流过高烧毁三极管Q6和无线通信芯片21，能够进一步提高对三极管Q6的保护效果，同时对无线通信芯片21提供保护。

此处需要解释的是，本实施例中的控制芯片1基于STM8L052R8T6，该控制芯片1输出的信号电平较低，不足以满足无线通信芯片21的工作要求，通过转换电路将控制芯片1输出的信号拉高至电源的电平幅值，提高信号强度，提高信号传输的准确性，让无线通信芯片21工作更加稳定，进而让本方案中传输角度变化信息给服务器时更加稳定。

作为改进的一具体实施方式，还包括升压电路4，所述升压电路4的输入端连接至电池6，输出端连接至电阻R20相对三极管Q6的另一端，以给无线通信电路2提供升压电源。

通过上述技术方案，电源提供低电平给升压电路4，通过升压电路4将电池6输出的信号拉高至无线通信电路2需要的电平幅值后，输出送至电平转换电路22，从而使复位信号传输更加稳定，能够将复位信号及时并稳定地传输给无线通信芯片21，当无线通信芯片21进入宕机状态时，稳定的复位信号能够保证无线通信芯片21及时重新上电，进而能够使无线通信芯片21及时将角度变化信息传输给服务器。

作为改进的一具体实施方式，所述升压芯片41具有输入引脚、反馈引脚和输出引脚，所述输入引脚连接有电感L1后与电池6连接，所述输出引脚连接有串联的电阻R7和电阻R8后接地，所述电阻R7和电阻R8连接的节点与反馈引脚连接，所述输出引脚还与电阻R20相对三极管Q6的另一端连接，以输出升压电源给电阻R20；所述电阻R7和电阻R8连接的节点还连接有电容C8后输出升压电源。

通过上述技术方案，电池6的低电平信号经过电感L1传输至升压芯片41的输入引脚，经过升压芯片41的升压，低电平转换为升压电源，从升压芯片41的输出引脚输出。其中在输入引脚设置的电感L1能够滤除谐波和杂波，对高频干扰起到阻断作用，使输入的电源信号更加稳定；在输出引脚设置的串联的电阻R7和电阻R8分压和限流能够避免输出给反馈引脚电压太大而损坏升压芯片41。

作为改进的一具体实施方式，所述升压电路4的工作由电源输出开关电路42控制，所述电源输出开关电路42包括一MOS管Q2，所述MOS管Q2的源极连接至电池6，所述MOS管Q2的栅极与控制芯片1连接，还通过电阻R9与MOS管Q2的源极相连，所述MOS管Q2的漏极与升压芯片41的输入引脚连接，还通过电容C1O接地。

通过上述技术方案，当控制芯片1控制升压电路4进行升压时，控制芯片1发出升压信号，传输至MOS管Q2的栅极，此时，MOS管Q2的源极和漏极导通，电池6提供的电压信号经过MOS管Q2输出至升压芯片41。其中，连接MOS管Q2的栅极和源极之间的电阻R9能够为MOS管Q2提供偏置电压，避免MOS管Q2产生误动作，保证MOS管Q2有效地关断，从而提高电源输出开关电路42工作的稳定性和准确性；其中电容C10能够把电池6里的干扰脉冲接地，改善输出的电源的质量，避免损坏升压芯片41，影响整个电路的正常工作。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种物联网智能断电监控设备的控制电路，其特征在于，包括控制芯片(1)、无线通信电路(2)、掉电检测电路(3)、用于提供临时电源的电池(6)；所述电池(6)与控制芯片(1)和无线通信电路(2)均连接；所述掉电检测电路(3)与外部DC-DC稳压源(31)连接还与控制芯片(1)连接，以检测外部DC-DC稳压源(31)连接是否断电，并发送掉电信号给控制芯片(1)，所述无线通信电路(2)与控制芯片(1)连接，还与外部服务器通信连接，以发送掉电信号给外部服务器。

2.根据权利要求1所述的一种物联网智能断电监控设备的控制电路，其特征在于，所述掉电检测电路(3)包括降压稳压电路和传输电路(33)，所述降压稳压电路与外部DC-DC稳压源(31)连接，所述传输电路(33)的一端与降压稳压电路的输出端连接，相对降压稳压电路的另一端与控制芯片(1)连接。

3.根据权利要求2所述的一种物联网智能断电监控设备的控制电路，其特征在于，所述降压稳压电路包括一LDO稳压芯片(32)，该LDO稳压芯片(32)的输入端与外部DC-DC稳压源(31)连接，外部DC-DC稳压源(31)与稳压二极管D5并联后接地，所述稳压二极管D5的正极接地，其负极连接外部DC-DC稳压源(31)的正极；LDO稳压芯片(32)的输入端还串联有相互并联的电容C23和电容C24后接地，所述电容C23为电解电容，所述电容C24为瓷片电容；LDO稳压芯片(32)的输出端与传输电路(33)连接，以发送掉电信号给控制芯片(1)，还串联有相互并联的电容C25和电容C26后接地，所述电容C25为电解电容，所述电容C26为瓷片电容。

4.根据权利要求3所述的一种物联网智能断电监控设备的控制电路，其特征在于，所述传输电路(33)包括若干电阻，所述稳压芯片的输出端连接有电阻R38，电阻R38相对稳压芯片的另一端通过电阻R33连接至控制芯片(1)，电阻R38和电阻R33的节点连接有电阻R34后接地。

5.根据权利要求4所述的一种物联网智能断电监控设备的控制电路，其特征在于，所述传输电路(33)还包括瞬态抑制二极管T2，所述瞬态抑制二极管T2的一端与控制芯片(1)连接，相对控制芯片(1)的另一端接地。

6.根据权利要求1所述的一种物联网智能断电监控设备的控制电路，其特征在于，所述无线通信电路(2)包括无线通信芯片(21)和电平转换电路(22)，所述电平转换电路(22)与无线通信芯片(21)连接，还与控制芯片(1)连接，以转换控制芯片(1)发送给无线通信电路(2)的信号的电平；所述电平转换电路(22)包括三极管Q6，所述三极管Q6的集电极通过电阻R20连接电源，三极管Q6的基极通过电阻R23连接所述控制芯片(1)，三极管Q6的射极通过电阻R26与基极连接。

7.根据权利要求1所述的一种物联网智能断电监控设备的控制电路，其特征在于，还包括升压电路(4)，所述升压电路(4)的输入端连接至电池(6)，输出端连接至电阻R20相对三极管Q6的另一端，以给无线通信电路(2)提供升压电源。

8.根据权利要求7所述的一种物联网智能断电监控设备的控制电路，其特征在于，所述升压电路(4)包括升压芯片(41)和电源输出开关电路(42)，所述升压芯片(41)具有输入引脚、反馈引脚和输出引脚，所述输入引脚连接有电感L1后与电池(6)连接，所述输出引脚连接有串联的电阻R7和电阻R8后接地，所述电阻R7和电阻R8连接的节点与反馈引脚连接，所述输出引脚还与电阻R20相对三极管Q6的另一端连接，以输出升压电源给电阻R20；所述电阻R7和电阻R8连接的节点还连接有电容C8后输出升压电源。

9.根据权利要求8所述的一种物联网智能断电监控设备的控制电路，其特征在于，所述升压芯片(41)的工作由电源输出开关电路(42)控制，所述电源输出开关电路(42)包括一MOS管Q2，所述MOS管Q2的源极连接至电池(6)，所述MOS管Q2的栅极与控制芯片(1)连接，还通过电阻R9与MOS管Q2的源极相连，所述MOS管Q2的漏极与升压芯片(41)的输入引脚连接，还通过电容C10接地。

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