一种接入网终端设备的掉电告警系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种接入网终端设备的掉电告警系统，属于一种掉电告警系统，其中，掉电告警系统包括输入电源，储能电路，监控电路，隔离电路；储能电路以及监控电路分别与输入电源连接；隔离电路分别与监控电路，终端设备的相关功能模块以及工作电压输入连接；掉电告警系统通过储能电路进行储能；掉电告警系统通过监控电路输出监控信号；隔离电路根据监控信号的电压值，选择是否导通终端设备的相关功能模块与工作电压输入之间的连接。本实用新型的有益效果是：通过减小掉电后的电源负载延长供电时间，从而实现了减小充电电容容值和电容所占PCB空间的目的，同时本实用新型增加的器件较少，降低了生产成本。
【专利说明】一种接入网终端设备的掉电告警系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种掉电告警系统，尤其涉及一种接入网终端设备的掉电告警系统。
【背景技术】
[0002]计算机网络通信关系到国民经济的稳定可持续发展，因此对其稳定性可靠性要求较高。其中，接入网是骨干网到用户终端之间的连接网络，只有通过接入网才能将服务提供给终端用户，对于整个网络的稳定性有着重要的作用。由于接入网直接面向终端用户，接入网所面临的情况会比较复杂。例如，当局端设备意外掉电后，可能由于局端设备并不知情，就会产生一系列的网络连接错误。因此，如何进一步提高作为从骨干网到用户终端之间“最后一公里”的接入网的稳定性和可靠连接就成为了一个必须要考虑的问题。
[0003]对此,现有技术中通过采用增加掉电告警(Dying gasp)功能的方法,使局端设备能够实时监控终端设备的工作状态。终端设备需要实时地向局端设备上报工作状态，当终端设备的输入电压无法满足使其正常工作的瞬间，向局端设备发送一条设备掉电，可能无法正常工作的消息，局端设备因此做出相应记录和反应，以此实现终端设备和局端设备之间的可靠连接。为此，终端设备需要能够在突然断电后，通过自身的储能电路再维持工作一小段时间(毫秒数量级)。储能电路的电容容量越大则可维持的工作时间越长，反之则时间越短。一般来说，要实现Dying gasp功能,储能电容的容量要达到几千微法。
[0004]这种设计方法的问题在于，储能电路中大容量的电解电容会在短时间内引起较大的上电尖峰电流，而且容值大的电解电容体积也会很大，其所占PCB空间也会很大，因而影响了布局设置。当前，掉电告警(Dying gasp)的电路设计，主要是通过缓启动来抑制大电容带来的上电尖峰电流，以及提高储能电容充电电压。但是，一般要实现Dyinggasp功能，设备内部储能电容的容值就需要达到几千微法，而容值大的电解电容体积也会很大，其所占的PCB的空间也会很大。此外，通过提高储能电容充电电压以减小容值和其所占PCB空间的设计方法，逻辑电路复杂、增加器件较多、生产成本较高。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于，提供一种接入网终端设备的掉电告警系统，解决以上技术问题。
[0006]具体技术方案如下所示:
[0007]一种接入网终端设备的掉电告警系统，其中，所述掉电告警系统包括输入电源，储能电路，监控电路，隔离电路；
[0008]所述储能电路以及所述监控电路分别与所述输入电源连接；所述隔离电路分别与所述监控电路，所述终端设备的相关功能模块以及一工作电压输入连接；
[0009]所述掉电告警系统通过所述储能电路进行储能；
[0010]所述掉电告警系统通过所述监控电路输出监控信号；[0011]所述隔离电路根据所述监控信号的电压值，选择是否导通所述终端设备的相关功能模块与所述工作电压输入之间的连接。
[0012]优选的，所述储能电路包括多个以并联形式连接的电压存储元件，多个所述电压存储元件并联端的一端连接于所述输入电源，并联端的另一端接地。
[0013]优选的，所述监控电路包括多个以串联形式连接的分压电阻，所述监控电路将经过所述分压电阻分压后的电压作为监控信号输出。
[0014]优选的，还包括截止电压；所述隔离电路包括第一导通控制管；
[0015]所述第一导通控制管分别连接所述截止电压，所述工作电压输入以及所述终端设备的相关功能1吴块；
[0016]所述第一导通控制管于未被所述截止电压加载时，导通所述工作电压输入与所述终端设备的相关功能模块之间的连接；于被所述截止电压加载时，断开所述工作电压输入与所述终端设备的相关功能模块之间的连接。
[0017]优选的，所述隔离电路还包括第二导通控制管；
[0018]所述第二导通控制管分别连接所述截止电压以及所述监控电路；
[0019]所述第二导通控制管于所述监控信号的电压大于所述第一导通控制管的导通电压时导通，将所述截止电压接地处理；于所述监控信号的电压小于所述第一导通控制管的导通电压时截止，使所述截止电压加载到所述第一导通控制管。
[0020]优选的，其特征在于，所述第二导通控制管为NPN型晶体管；所述NPN型晶体管的基极连接所述监控电路，所述NPN型晶体管的集电极连接所述截止电压，所述NPN型晶体管的发射极接地。
[0021 ] 优选的，所述第一导通控制管为P型MOS管；所述P型MOS管的栅极连接所述截止电压，所述P型MOS管的漏极连接所述工作电压输入，所述P型MOS管的源极连接所述终端设备的相关功能模块。
[0022]本实用新型的有益效果是:
[0023]本实用新型的一种接入网终端设备的掉电告警系统，通过减小掉电后的电源负载延长供电时间，从而实现了减小充电电容容值和电容所占PCB空间的目的，同时本实用新型增加的器件较少，降低了生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本发明一种接入网终端设备的掉电告警系统的实施例的逻辑结构示意图；
[0026]图2为本发明一种接入网终端设备的掉电告警系统的实施例的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。[0028]本实用新型的一个实施例中公开了一种接入网终端设备的掉电告警系统。如图1所示，掉电告警系统包括输入电源，储能电路，监控电路，隔离电路，工作电压输入。其中，掉电告警系统包括输入电源，储能电路，监控电路，隔离电路，工作电压输入；储能电路以及监控电路分别与输入电源连接；隔离电路分别与监控电路，终端设备的相关功能模块以及工作电压输入连接。
[0029]上述的储能电路用于进行储能。当输入电源在正常供电时，也即掉电告警系统并未掉电时，储能电路通过输入电源进行充能；而当掉电时，储能电路通过自身放电，使终端设备能够继续维持一段时间的工作。
[0030]上述的监控电路用于分别向终端设备的处理模块以及隔离电路输出监控信号。当正常供电时，监控电路在对输入电源进行处理后，由其输出端输出监控信号。而当掉电时，由于此时是由储能电路放电，因此监控电路在对由储能电路输出的电源进行处理后，由其输出端输出监控信号。掉电前的监控信号的电压值大于掉电后的监控信号的电压值。
[0031]上述的隔离电路根据监控信号前后电压值的变化，选择是否导通终端设备的相关功能模块与工作电压输入之间的连接。如果监控信号大于预设的阈值，说明此时供电正常，隔离电路维持终端设备的相关功能模块和工作电压输入之间的连接；而如果监控信号小于预设的阈值，则说明此时终端设备发生掉电，隔离电路会断开终端设备的相关功能模块与工作电源输入之间的连接，从而达到在掉电过程中减小电源负载，减小系统功耗的目的。在一种【具体实施方式】中，上述的通信终端的相关功能模块可以是交换模块，无线模块，USB模块或者通信终端上任一其他的功能模块。
[0032]上述的终端设备的处理模块根据监控信号的电压值选择是否向局端设备发出掉电告警信号。例如，当上述的监控信号的电压值大于预设的判断阈值时，即监控电路处理的是输入电源时，说明此时设备处于供电正常状态，终端设备的处理模块不向局端设备发出掉电告警信号；而如果监控信号的电压值小于预设的判断阈值时，表明此时系统掉电，设备的处理模块会立刻向局端设备发送掉电告警信号，告知局端设备，并由局端设备做出相应的后续处理。
[0033]于上述技术方案的基础上，储能电路包括多个以并联形式连接的电压存储元件，多个电压存储元件并联端的一端连接于输入电源，并联端的另一端接地。上述的电压存储元件可以是一种电容。通过采用并联电容的形式，可以在保证储能电路容量的同时，减少体积，从而简化PCB板的布设，减少空间占用。如图2所示，上述的储能电路包括3个并联连接的电容EC1，EC2和EC3。进一步的，上述的电容式一种电解电容。EC1，EC2和EC3的正极连接输入电源VinDC，负极接地。上述的VinDC可以是12V的直流输入电流。
[0034]于上述技术方案的基础上，监控电路包括多个以串联形式连接的分压电阻，监控电路将经过分压电阻分压后的电压作为监控信号，通过输出端发送到终端设备的处理模块以及隔离电路。如图2所示，监控电路包括两个电阻Rl和R2，作为负载进行分压。Rl的一端作为监控电路的输入端1，与输入电源VinDC连接，Rl的另一端与R2连接，并作为监控电路的输出端为2，输出监控信号。R2的另一端做接地处理。因此，监控信号的电压值与R2两端的电压值相同。通过对两个分压电阻的阻值进行设置，就可以得到相应输出的监控信号。
[0035]于上述技术方案的基础上，掉电告警系统还包括截止电压。隔离电路包括第一导通控制管和第二导通控制管。第一导通控制管分别连接截止电压，工作电压输入以及终端设备的相关功能模块。第二导通控制管分别连接截止电压以及监控电路。第一导通控制管于未被截止电压加载时，导通工作电压输入与终端设备的相关功能模块之间的连接；于被截止电压加载时，断开工作电压输入与终端设备的相关功能模块之间的连接。第二导通控制管于监控信号的电压大于第一导通控制管的导通电压时导通，将截止电压接地处理；于监控信号的电压小于第一导通控制管的导通电压时截止，使截止电压加载到第一导通控制管。进一步的，上述的第一导通控制管可以是P型MOS管，上述的第二导通控制管可以是NPN型晶体管。NPN型晶体管的基极连接监控电路，NPN型晶体管的集电极连接截止电压，NPN型晶体管的发射极接地。P型MOS管的栅极连接截止电压，P型MOS管的漏极连接工作电压输入，P型MOS管的源极连接终端设备的相关功能模块。如图2所示，隔离电路的输入端3与监控电路的输出端2连接，其中还包括电阻R3，R4和R5。R3的一端为隔离电路的输入端，另一端连接第二导通控制管Q2的基极以及R4，R4的另一端接地。Q2的发射极接地，集电极通过R5连接截止电压以及连接第一导通控制管Ql的的栅极。Ql的漏极连接工作电压输入，源极连接终端设备的相关功能模块。R3，R4以及R5的阻值可以灵活设置，只要能够满足当供电正常时，第二导通控制管Q2的基极所获得的电压能够使之被导通，而当断电时，第二导通控制管Q2的基极所获得的电压能够使之被截止，第一导通控制管Ql的栅极所获得的电压能够使之被截止即可。当12V的直流输入电源VinDC在正常供电情况下，经过电阻Rl和R2分压，监控信号的电压输出可以达到可以获得电压，如1.71V，大于终端设备的处理模块断电告警信号Dyinggasp的预设阈值电平，如1.23V，所以终端设备不会向局端设备发出告警信号。此时，12V的直流输入电源为储能电路的电解电容EC1，EC2和EC3充电，第二导通控制管Q2被导通，截止电压通过Q2的发射极接地。因此，第一导通控制管Ql的栅极电平接近0V，使Ql导通，于是终端设备的相关功能模块通过工作电压输入获得工作电源，如3.3V，使设备得以正常工作。而如果12V直流输入电源VinDC工作过程中出现掉电，则监控信号的电平值会马上减小，当监控信号小于终端设备断电告警信号Dyinggasp的阈值电平时，如上述的1.23V，终端设备会向局端设备发出告警信号，储能电路的电解电容开始放电，并使系统维持工作一小段时间。同时，监控信号经R3和R4分压后的电平值输入到第二导通控制管Q2的基极，基极与发射极之间的电压小于其导通电平，因此第二导通控制管Q2截止。此时，截止电压会通过R5加载到第一导通控制管Ql的栅极上，从而使其电平接近3.3V，Q1断开，于是终端设备的相关功能模块的工作电压输入3.3V停止供电。相比工作电压输入3.3V电源停止供电前，终端设备的功耗会明显减少。所以，相同的储能容量可以维持设备工作更长时间，也就是说，如果要维持设备工作相同时间，则所用的储能可以明显减少。接入网的终端设备，如一般的家庭网关产品，其功耗在6W左右，需要的储能电容会大于2000uf。而本实用新型的一种实施例，通过在掉电过程中减小电源负载，可以使其储能电容的容值控制在IOOOuf左右，储能电路中选用的储能电容容值可以明显减小，所以可以选用体积小的电容，使占用PCB空间减小。
[0036]本实用新型公开了一种接入网终端设备的掉电告警系统，采用有别于现有技术的设计思路和电路设计方法，通过减小掉电后的电源负载延长供电时间，从而实现了减小充电电容容值和电容所占PCB空间的目的，同时本实用新型增加的器件较少，降低了生产成本。[0037]以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种接入网终端设备的掉电告警系统，其特征在于，所述掉电告警系统包括输入电源，储能电路，监控电路，隔离电路； 所述储能电路以及所述监控电路分别与所述输入电源连接；所述隔离电路分别与所述监控电路，所述终端设备的相关功能模块以及一工作电压输入连接； 所述掉电告警系统通过所述储能电路进行储能； 所述掉电告警系统通过所述监控电路输出监控信号； 所述隔离电路根据所述监控信号的电压值，选择是否导通所述终端设备的相关功能模块与所述工作电压输入之间的连接。
2.如权利要求1所述的接入网终端设备的掉电告警系统，其特征在于， 所述储能电路包括多个以并联形式连接的电压存储元件，多个所述电压存储元件并联端的一端连接于所述输入电源，并联端的另一端接地。
3.如权利要求1所述的接入网终端设备的掉电告警系统，其特征在于， 所述监控电路包括多个以串联形式连接的分压电阻，所述监控电路将经过所述分压电阻分压后的电压作为监控信号输出。
4.如权利要求1所述的接入网终端设备的掉电告警系统，其特征在于， 还包括截止电压；所述隔离电路包括第一导通控制管； 所述第一导通控制管分别连接所述截止电压，所述工作电压输入以及所述终端设备的相关功能1吴块； 所述第一导通控制管于未被所述截止电压加载时，导通所述工作电压输入与所述终端设备的相关功能模块之间的连接；于被所述截止电压加载时，断开所述工作电压输入与所述终端设备的相关功能模块之间的连接。
5.如权利要求4所述的接入网终端设备的掉电告警系统，其特征在于， 所述隔离电路还包括第二导通控制管； 所述第二导通控制管分别连接所述截止电压以及所述监控电路； 所述第二导通控制管于所述监控信号的电压大于所述第一导通控制管的导通电压时导通，将所述截止电压接地处理；于所述监控信号的电压小于所述第一导通控制管的导通电压时截止，使所述截止电压加载到所述第一导通控制管。
6.如权利要求5所述的接入网终端设备的掉电告警系统，其特征在于，所述第二导通控制管为NPN型晶体管；所述NPN型晶体管的基极连接所述监控电路，所述NPN型晶体管的集电极连接所述截止电压，所述NPN型晶体管的发射极接地。
7.如权利要求5所述的接入网终端设备的掉电告警系统，其特征在于，所述第一导通控制管为P型MOS管；所述P型MOS管的栅极连接所述截止电压，所述P型MOS管的漏极连接所述工作电压输入，所述P型MOS管的源极连接所述终端设备的相关功能模块。
【文档编号】H04L12/24GK203466839SQ201320524760
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年8月26日 优先权日:2013年8月26日
【发明者】刘少龙, 鲁灿, 代新刚 申请人:上海斐讯数据通信技术有限公司