基于低电压监控的掉电报警系统的制作方法

本发明涉及一种基于低电压监控的掉电报警系统。

背景技术：

通讯行业是关系到国民经济发展的重要行业，通讯设备对稳定可靠性的要求比较高，所以加入了掉电告警功能。在现代的基站管理中，需要基站中的通信设备在掉电时进行报警，以便快速发现故障。所以，通信设备在掉电时会产生掉电告警信号，并且通信设备需要在掉电后维持供电1—5ms的时间，以实现将该掉电告警信号可靠地上报至网管服务器。

目前市场上商用的通信设备几乎都有双电源。当一个出现故障断开，备用电源可以马上切换工作。但是，当整个机房都断电了这种保护措施就不起作用。此外，如果遇到断了一下又马上来电的，用户反应业务出现过短暂中断，无法确定是软件程序导致的重启还是机房电源的问题。

也有的设备采用双电源加电池的方式，当机房断电后，备用电池可以马上切换为工作电源，设备正常运作。但是该方案没有考虑到电池也会有故障的情况，或者电池电源不足以供设备运行，也会出现电源短暂中断导致用户业务中断，无法定界是电源问题还是软件设备重启了。同时因为要增加电池，设备的模具、结构、硬件设计都增加了大量的成本。

另外，部分厂商通过在电源输入端增加大量电容器件，断电后利用电容充放电的属性，让板子短暂工作一段时间，可以产生一定的告警信息。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为储能电容，p为设备功耗，随着设备功耗增大，需要在电源输入端设置多个大的储能电容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：

(1)随着设备功耗越大，掉电告警需要的储能电容的容量也越大，在pcb板上增加多个储能电容将会耗费更大的经济成本；另外，现有直接在一级电源输入接口加储能电容，由于一级电源一般是大电压的电源，需要匹配的储能电容也相应的需要更大的耐压值，也会导致储能电容的体积增加，成本增加，最终都会提高设备的硬件成本；

(2)大容量、大耐压值的储能电容在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、大耐压值的储能电容更容易产生电解液泄漏、鼓包等问题，产生较大的安全品质风险。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于低电压监控的掉电报警系统，采用如下的技术方案：

一种基于低电压监控的掉电报警系统，包括：

电源输入模块，用于连接至电源以将电源接入至基于低电压监控的掉电报警系统；第一电源转换模块，用于连接至电源输入模块以将连接至电源输入模块的电源所供应的第一电压转换为第一直流电压，第一直流电压小于第一电压；分压模块，用于连接至第一电源转换模块以将第一直流电压转换成第二直流电压，第二直流电压小于第一直流电压；电压监控模块，用于连接至分压模块并由分压模块转换后的第二直流电压驱动，电压监控模块具有预设电压，当第二直流电压下降至预设电压时，电压监控模块发送第一报警信号；中央处理器模块，用于连接至电压监控模块并在接收到电压监控模块发送的第一报警信号后发送第二报警信号；网管处理模块，用于连接至中央处理器模块并接收中央处理器模块发送的第二报警信号以进行处理；第二电源转换模块，用于一端连接至第一电源转换模块且另一端连接至中央处理器模块并将经第一电源转换模块转换得到的第一直流电压转换成第三直流电压并通过第三直流电压驱动中央处理器模块；第二电源转换模块具有最小工作电压，第二电源转换模块具有最小工作电压，最小工作电压满足当第二直流电压下降至预设电压时，第一直流电压仍大于最小工作电压以使第二电源转换模块持续工作一段时间以继续对中央处理器模块供电。

进一步地，分压模块包括第一电阻和第二电阻；第二电阻的一端连接第一电源转换模块且另一端连接至第一电阻；第一电阻的另一端接地；第一电阻和第二电阻的结点作为输出端连接至电压监控模块的输入端。

进一步地，第二电阻与第一电阻的比值范围为大于等于3且小于等于7.8。

进一步地，第二电阻为可调电阻。

进一步地，基于低电压监控的掉电报警系统还包括滤波模块；滤波模块用于消除第一电源转换模块的输出的波动；分压模块一端连接至滤波模块且另一端连接至电压监控模块；第二电源转换模块一端连接至滤波模块且另一端连接至中央处理器模块。

进一步地，第三直流电压包含多个用于驱动中央处理器模块的驱动电压。

进一步地，第三直流电压包含三个用于驱动中央处理器模块的驱动电压。

进一步地，电压监控模块的输出端连接至中央处理器模块的中断接口；当第二直流电压下降至预设电压时，电压监控模块输出低电平至中央处理器模块的中断接口，中央处理器模块接收到中断接口接收了低电平后发送第二报警信号至网管处理模块。

进一步地，第一电压为直流电压；第一电源转换模块包括降压子模块，降压子模块用于将第一电压转换成第一直流电压。

进一步地，第一电压为交流电压；第一电源转换模块包括：ac/dc转换子模块，用于将第一电压转换成直流电压；降压子模块，用于将转换成直流电压后的第一电压转换成第一直流电压。

本发明的有益之处在于提供的基于低电压监控的掉电报警系统，通过第一电源转换模块将连接至电源输入模块的电源所供应的高电压转换为低电压，并通过电压监控模块监控转换后的低电压，可以减小电压监控模块的支撑成本，同时减小该模块占据pcb板的空间大小。

附图说明

图1是本发明的基于低电压监控的掉电报警系统的示意图；

图2是本发明的基于低电压监控的掉电报警系统的另一实施例的示意图；

图3是图1中的基于低电压监控的掉电报警系统的分压模块的电路图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

如图1至图2所示，一种基于低电压监控的掉电报警系统，包括：电源输入模块1、第一电源转换模块2、分压模块3、电压监控模块4、中央处理器模块5、网管处理模块6和第二电源转换模块7。

具体而言，电源输入模块1连接至电源以将电源接入至该系统中。第一电源转换模块2连接至电源输入模块1，其作用是为了降压，其将连接至电源输入模块1的电源所供应的第一电压转换为第一直流电压，第一直流电压小于第一电压。分压模块3连接至第一电源转换模块2以将第一直流电压转换成第二直流电压，第二直流电压小于第一直流电压。

电压监控模块4连接至分压模块3并由分压模块3转换后的第二直流电压驱动，电压监控模块4用于监控系统是否掉电，电压监控模块4具有预设电压，当第二直流电压下降至预设电压时，电压监控模块4发送第一报警信号至中央处理器模块5的中断引脚。电压监控模块4具体为看门狗芯片，看门狗芯片具有电压监控输入管脚和电压监控输出管脚，电压监控输入管脚监控第二直流电压，当检测到第二直流电压下降到看门狗芯片的预设电压以下时，触发电压监控输出管脚输出低电平，上报给中央处理器模块5的中断引脚。

中央处理器模块5连接至电压监控模块4并在接收到电压监控模块4发送的第一报警信号后发送第二报警信号至网管处理模块6，网管处理模块6连接至中央处理器模块5并接收中央处理器模块5发送的第二报警信号以进行处理。

第二电源转换模块7一端连接至第一电源转换模块2且另一端连接至中央处理器模块5并将经第一电源转换模块2转换得到的第一直流电压转换成用于驱动中央处理器模块5的第三直流电压，一般，第三直流电压包含多个用于驱动中央处理器模块5的驱动电压，优选的，第三直流电压包含三个用于驱动中央处理器模块5的驱动电压。第二电源转换模块7具有最小工作电压，最小工作电压满足当第二直流电压下降至预设电压时，第一直流电压仍大于最小工作电压以使第二电源转换模块7持续工作一段时间以继续对中央处理器模块5供电。

可以理解的是，外部电源可以是直流电源或是交流电源。当电源为直流电源时，第一电压为直流电压，第一电源转换模块2包括降压子模块，降压子模块将第一电压降压成第一直流电压。当电源是交流电源时，第一电压为交流电压，此时，第一电源转换模块2包括ac/dc转换子模块和降压子模块，其中，ac/dc转换子模块将第一电压转换成直流电压，降压子模块将转换成直流电压后的第一电压降压成第一直流电压。作为一种优选的实施方式，分压模块3包括第一电阻r1和第二电阻r2。第二电阻r2的一端连接第一电源转换模块2且另一端连接至第一电阻r1，第一电阻r1的另一端接地。第一电阻r1和第二电阻r2的结点作为输出端连接至电压监控模块4的输入端。其中，第二电阻r2与第一电阻r1的比值范围为大于等于3且小于等于7.8。且第二电阻r2为可调电阻。具体而言，电压监控模块4的输出端连接至中央处理器模块5的中断接口。当第二直流电压下降至预设电压时，电压监控模块4输出低电平至中央处理器模块5的中断接口，中央处理器模块5接收到中断接口接收了低电平后发送第二报警信号至网管处理模块6。

在本实施例中，外部电源为-48v直流电压源，第一电源转换模块2将其转换为12v的第一直流电压给整个单板供电。分压模块3包括第一电阻r1和第二电阻r2，第一电阻r1的阻值为1kω，第二电阻r2的阻值为5.4kω，电压监控模块4的预设电压为1.25v，当系统掉电时，第一直流电压从12v降为8v，此时，经过分压模块3后输出的第二直流电压降为1.25v，电压监控模块4输出低电平至中央处理器模块5的中断接口，中央处理器模块5接收到中断接口接收了低电平后发送第二报警信号至网管处理模块6。

在本实施例中，中央处理器模块5需要三种驱动电压，分别为1.0v、3.3v和1.5v，第二电源转换模块7将12v的第一直流电压转换成1.0v、3.3v和1.5v三个驱动电压并输送至中央处理器模块5以将其驱动。第二电源转换模块7具有最小工作电压4.5v，当第一直流电压从12v降到8v时，第二电源转换模块7仍可以正常工作以驱动中央处理器模块5处理电压监控模块4发送的低电平信号，当第一直流电压从8v降至4.5v以下时，第二电源转换模块7停止向中央处理器模块5供应驱动电压，第一直流电压从8v降至4.5v需要十几毫秒的时间，足够电压监控模块4发送低电平信号至中央处理器模块5后中央处理器模块5再发送第二报警信号至网管处理模块6。

可以理解的是，可以通过调节第二电阻r2的阻值以控制所述中央处理器模块5在系统掉电后可以继续工作的时间，比如将第二电阻r2调节为7.8kω，当第一直流电压从12v降到11v时，第二直流电压为1.25v，达到了电压监控模块4的预设电压，而第一直流电压从11v继续降到4.5v的时间比第一直流电压从8v降至4.5v多出十几毫秒，相比较第二电阻r2为5.4kω时，中央处理器模块5能够在系统掉电后能够持续工作的时间更长。

如图3所示为本发明第二实施例，其中，相同的模块用同一数字指示。与第一实施例相比，基于低电压监控的掉电报警系统除了包括电源输入模块1、第一电源转换模块2、分压模块3、电压监控模块4、中央处理器模块5、网管处理模块6和第二电源转换模块7外，还包括滤波模块8。滤波模块8用于消除第一电源转换模块2的输出的波动。分压模块3一端连接至滤波模块8且另一端连接至电压监控模块4。第二电源转换模块7一端连接至滤波模块8且另一端连接至中央处理器模块5。滤波模块8主要由滤波电路构成，滤波电路的结构为现有电路中常用到的部分，本领域技术人员可以根据现有公开的技术而得知，本发明便不再对其结构赘述。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。