专利名称：具有新型电源监控模块的税控收款机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种税控收款机，具体地是采用新型电源监控模块来改进掉电时系统器件延时断开数据处理的电路结构。
背景技术：
目前在大中型企事业单位或商业单位中，为加强税收管理力度而采用多种类型的税控收款机。按照国家有关标准，如GB18240.1-2003的4.1.4关于硬件要求的条款规定，“税控收款机在突然断电的情况下，应保证税控存储器、发票存储器和税控IC卡中数据的正确、完整”。
为了符合此国标，现有技术方案是在税控收款机内部安装一个大容量的充电电池。说明书附图
图1所示，电源(220V交流输入)掉电时，电源模块输出电压迅速降低，电源监控电路检测到这一事件后向处理器发出掉电中断信号；处理器响应掉电中断，向电源切换电路发出控制信号；电源切换电路接到处理器发出的控制信号将工作电源切换到由电池提供，同时隔离处理器及相关外围电路同电源模块的电气连接以电池防止向电源模块馈电；处理器运行掉电处理程序，完成关键过程处理和关键数据保护；处理器向电源切换电路发出控制信号切断电池供电，处理器复位，系统进入掉电后状态。
上述方案虽然可行并符合有关国标，但也具有以下缺点和不足1、上述方案的硬件电路较为复杂，需要同时配置有电源监控、电源切换、电池充电电路、电池等多个部分。为提供足够的电流，电池体积较大。因而整体税控机体积较大，无法实现小型化或台式外形的设计要求。
2、电源切换电路需要在处理器控制信号的控制下，实现工作电源由电源模块向电池切换等操作，这部分电路实现难度和复杂程度较高，因而相应地也就提高了设计成本。
3、而且电池充电不足或超过电池使用寿命时，电池不能够提供足够大的电流，可能造成掉电处理过程的失败。对于数据丢失是无法挽回的。
发明内容
本实用新型所述的具有新型电源监控模块的税控收款机，其目的旨在解决上述问题和不足，并能符合上述国家标准的要求。在无需配置后备电池及其配置电路的前提下，实现掉电时的系统器件的延时断开数据处理。
如本实用新型所述的税控收款机，主要包括有开关电源模块，包含处理器、数据存储器和税控IC卡等的主机板，以及外部输出设备。
所述的税控收款机，其改进之处是在不采用常规电池组件、及其充电电路的基础上，设计有一全新的电源监控模块。
所述税控收款机的开关电源模块，其输出电路主要包括主电源(为处理器、数据存储器、税控IC卡及相关外围电路提供工作电源)，以及外设电源(为外部设备如打印机、钱箱、马达和显示器等提供工作电源)。
开关电源模块内部设置有包含用于滤波的电解电容器，其电容值比较大而具有一定时间内释放电能的特性，实际上在税控收款机正常工作时，此部分电容器是处于储能状态。
所述的电源监控模块，可以设置并连接在开关电源模块与主机板、或外设之间。也可以直接将电源监控模块，作为一个电路单元嵌入在开关电源模块内部，以实现开关电源模块的输出直接为税控收款机相应部分使用。
所述的电源监控模块，主要包括掉电检测电路、输出控制电路。
所述的掉电检测电路，直接检测开关电源模块220V交流输入端的电压。当220V交流输入电压下降到一定值时，掉电检测电路发出掉电中断信号给主机板上的处理器，同时给输出控制电路一个切断外设电源的信号。
所述的输出控制电路，在收到切断外设电源信号后即可直接切断所有的外设的工作电源。
实现所述税控收款机掉电数据处理的技术要点是，利用开关电源模块内的滤波电容器所储备的电能，在有效时间内(一般需要2秒钟)来维持主电源输出电压正常，以实现主机板上的处理器、数据存储器和税控IC卡进行必要的数据和过程存储，以备供电正常后的数据恢复和正常复位。
具体地操作控制流程是当意外掉电时，开关电源模块的220V交流输入电压第一时刻迅速降低，电源监控模块的掉电检测电路检测到这一事件后，通过输出控制电路切断所有外设的电源、同时向处理器发出掉电中断信号；此时，开关电源模块内部的储能元件(主要是电容器)，可以提供维持至多2秒钟的主电源输出电压；主机板上的处理器响应掉电中断信号，进入掉电处理程序，完成不可中断的过程和关键数据的存储，保护未完成的进程现场。
处理器进行这些工作所需时间，一般在1～1.5秒之间(根据软件和硬件电路的差异而有所不同)。即可在电容器放电结束前完成相关操作。
当电容器放电完成后，主电源电压降低为零，所以系统器件进入等待上电复位阶段。
综上所述，本实用新型所述的税控收款机，具有以下优点和有益效果1、上述方案的硬件电路较为简单，无需配置电池充电电路和电池等体积较大元件，可以实现税控机小型化的设计要求。
2、如上所述的掉电处理电路和硬件配置简单，设计成本低。而且可在保证系统器件处理时间范围内进行稳定可靠的主电源供电，使用安全。
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。
图1是现有税控收款机(包含电池及其匹配电路)的结构示意图；图2是本实用新型所述税控收款机的结构示意图；图3是所述电源监控模块的电路结构图；图4是所述电源监控模块连接开关电源模块的结构示意图；图5是所述电源监控模块做为开关电源模块一个电路单元的结构图；具体实施方式
实施例1，如图2和图4所示，所述的税控收款机，主要包括有开关电源模块，电源监控模块，主机板和外部输出设备。
所述税控收款机的开关电源模块，其输出电路包括主电源和外设电源，并在内部设置有用于滤波的电解电容器。
所述的税控收款机，将电源监控模块的220V交流输入端与开关电源模块的220V交流输入端并联；开关电源模块的+5VDC、+24VDC、-24VDC输出接到电源监控模块的+5VDC、+24VDC、-24VDC相应输入端；电源监控模块的+5VDC输出作为税控收款机主机板的工作电源，+24VDC输出作为为打印机工作电源。-24VDC输出作为液晶显示器工作电源，掉电中断信号输出接到处理器相应中断信号线上。
所述的电源监控模块，连接在开关电源模块与主机板、或外设之间。主要包括掉电检测电路、输出控制电路。
如图3所示，所述的掉电检测电路，包括有整流桥M、电容C1、电阻R4、电阻R5、电阻R6、光耦合器P1。其中，
整流桥M的作用是将开关电源交流输入信号整流；电容C1对整流桥的输出的直流信号滤波；电阻R4、R5对整流桥输出的直流信号分压；电阻R6对电阻R4、电阻R5分压后的直流信号限流；光耦合器P1对信号进行隔离，同时输出检测结果。
所述的输出控制电路，包括有电阻R1、电阻R2、电阻R3、晶体三极管T1、场效应管U2、场效应管U3、施密特触发器U1。其中，电阻R1、电阻R2、电阻R3、晶体三极管T1、施密特触发器U1完成掉电检测电路输出信号的放大和整形；场效应管U2、场效应管U3在施密特触发器U1的输出信号的控制下完成切断或接通外设电源VCC1、VCC2。
所述电源监控模块的控制流程是税控收款机正常工作时，掉电检测电路对开关电源的高压交流输入进行采样，高压交流信号经过M整流、C1滤波、R4、R5分压、R6限流后使P1二极管导通，P1三极管的e极输出高电平信号给T1的基极；T1导通，其集电极输出低电平给U1；U1输出高电平给U2、U3；U2、U3导通，外设电源VCC1与外设电源输出VCC_OUT1接通，外设电源VCC2与外设电源输出VCC_OUT2接通。
当突然断电时，开关电源的高压交流输入电压迅速降低，该交流信号经过M整流后的直流信号随之迅速降低，P1二极管截止，P1三极管e极呈高阻态，T1的基极由于R2的下拉作用为低电平；所以T1截止，其集电极由于R3的上拉作用输出高电平给U1；U1输出低电平，该跳变作为掉电中断信号输出给系统处理器并由处理器响应；U1输出的低电平使U2、U3截止，外设电源VCC1与外设电源输出VCC_OUT1被切断，外设电源VCC2与外设电源输出VCC_OUT2被切断。
实施例2，如图2、图3和图5所示，所述的税控收款机主要包括有开关电源模块，主机板和外部输出设备。
与实施例1不同的是，实施例2中的电源监控模块作为一个电路单元内嵌在开关电源模块内部。
所述开关电源模块的输出，直接控制税控收款机主机板和外设的正常和断电情况下的电源导通和切断。
其他内容则与实施例1相同。
权利要求1.具有新型电源监控模块的税控收款机，主要包括有开关电源模块，电源监控模块，主机板以及外部设备，其特征在于所述税控收款机的电源监控模块，设置并连接在开关电源模块与主机板、或外设之间；或者电源监控模块作为一个电路单元内嵌在开关电源模块内部。
2.根据权利要求1所述的具有新型电源监控模块的税控收款机，其特征在于所述的电源监控模块主要包括有，用于直接检测开关电源模块交流输入端电压，并在交流输入电压下降到一定值时，发出掉电中断信号给处理器和同时发出切断外设电源信号的掉电检测电路；以及接收掉电检测电路发出的切断外设电源信号，并直接切断所有外设工作电源的输出控制电路。
3.根据权利要求2所述的具有新型电源监控模块的税控收款机，其特征在于所述税控收款机的电源监控模块的交流输入端，与开关电源模块的交流输入端并联；开关电源模块的工作电压输出，连接到电源监控模块的相应工作电压输入端；
4.根据权利要求3所述的具有新型电源监控模块的税控收款机，其特征在于所述的掉电检测电路，主要包括有将开关电源交流输入信号整流的整流桥(M)；对整流桥输出的直流信号滤波电容(C1)；对整流桥输出直流信号分压电阻(R4、R5)；对电阻(R4、R5)分压后的直流信号限流的电阻(R6)；对信号进行隔离，同时输出检测结果的光耦合器(P1)；所述的输出控制电路，主要包括有实现掉电检测电路输出信号放大和整形的电阻(R1、R2、R3)、晶体三极管(T1)、施密特触发器(U1)；以及在U1输出信号的控制下完成切断或接通外设电源的场效应管(U2、U3)。
专利摘要本实用新型所述的税控收款机，在无需配置后备电池及其配置电路的前提下，实现掉电时的系统器件的延时断开数据处理。主要包括有开关电源模块，包含处理器、数据存储器和税控IC卡等的主机板，以及外部输出设备。所述电源监控模块，可以设置并连接在开关电源模块与主机板、或外设之间。也可以直接将电源监控模块，作为一个电路单元嵌入在开关电源模块内部。电源监控模块，主要包括掉电检测电路、输出控制电路。
文档编号G07G1/12GK2682506SQ20042003926
公开日2005年3月2日 申请日期2004年3月17日 优先权日2004年3月17日
发明者于秀棠, 强仁, 梁栋, 王建军 申请人:海信集团有限公司, 青岛海信智能商用设备有限公司