CN113054735A - 一种电路模块以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种电路模块以及电子设备，电路模块包括：电源输入端连接第一开关管的第一输入端，第一开关管的输出端连接电源输出端；电源输入端连接升压单元输入端，升压单元输出端连接储能单元输入端，储能单元输出端连接直流转换单元输入端，直流转换单元输出端连接第二开关管的第一输入端，第二开关管的输出端连接电源输出端；电源输入端连接比较单元第一输入端，比较单元第二输入端用于输入预设阈值，比较单元输出端分别连接第一开关管的第二输入端以及第二开关管的第二输入端；在电源输入端输入的电源电压大于预设阈值的情况下，电源电压输出到电源输出端；或者，在电源电源电压小于或者等于预设阈值的情况下，转换电压输出到电源输出端。

Description

一种电路模块以及电子设备
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种电路模块以及电子设备。
背景技术
近年来，随着通信技术的不断发展，人类的生活方式也发生了巨大的变化，但人们对通信技术的探索却从未停止。为了确保在通信过程中信息的稳定与安全，网络设备的状态监测至关重要，其中掉电告警电路是一种用于监测网络设备状态的方法，换句话说，掉电告警电路实时监测网络设备的电源电压值，并在网络设备的电源开始掉电的情况下，向网管设备或者备份设备发出告警通知，从而维护信息的完整性与可靠性。
目前，掉电告警电路主要设置于网络设备内部，当网络设备开始掉电时，利用网络设备上的储能元器件(如，储能电容、储能电池等)进行供电，从而实现掉电告警功能。一般来说，网络设备的掉电保持时间由储能元器件的电容量决定。当网络设备的功耗很大时，为了保证掉电保持时间，需要增大储能元器件的容量，比如说，更换体积更大的储能电容或者增加储能电容的数量。这种方式使得芯片的布局空间受到极大的限制。
发明内容
本申请实施例公开了一种电路模块以及电子设备。
第一方面，本申请提供了一种电路模块，包括：
电源输入端连接第一开关管的第一输入端，第一开关管的输出端连接电源输出端；
电源输入端连接升压单元的输入端，升压单元的输出端连接储能单元的输入端，储能单元的输出端连接直流转换单元的输入端，直流转换单元的输出端连接第二开关管的第一输入端，第二开关管的输出端连接电源输出端；
电源输入端连接比较单元的第一输入端，比较单元的第二输入端用于输入预设阈值，比较单元的输出端分别连接第一开关管的第二输入端以及第二开关管的第二输入端；
在电源输入端输入到比较单元的电源电压大于预设阈值的情况下，第一开关管导通，第二开关管截止，电源电压通过第一开关管输出到电源输出端，并且，电源电压通过升压单元进行升压从而得到升压电压，升压电压被输入到储能单元进行充电从而得到备用电压，其中，升压电压大于电源电压；或者，
在电源输入端输入到比较单元的电源电压小于或者等于预设阈值的情况下，第一开关管截止，第二开关管导通，储能单元向直流转换单元输出备用电压，备用电压经过直流转换单元进行降压从而得到转换电压，转换电压通过第二开关管输出到电源输出端，其中，转换电压等于电源电压。
在一些可能的设计中，储能单元包括稳压二极管和储能电容，稳压二极管的负极分别连接所述升压单元的输出端和直流转换单元的输入端，稳压二极管的正极接地，稳压二极管与储能电容并联。
在一些可能的设计中，第一开关管包括反相器和第一金属氧化物半导体(MetalOxide Semiconductor,MOS)管，反相器的输入端连接比较单元，反相器的输出端连接第一MOS管的使能端，第一MOS管的输入端连接电源输入端，第一MOS管的输出端连接电源输出端，第二开关管包括第二MOS管，第二MOS管的使能端连接比较单元的输出端，第二MOS管的输入端连接直流转换单元的输出端，第二MOS管的输出端连接电源输出端，
在电源输入端输入到比较单元的电源电压大于预设阈值的情况下，第一开关管导通，第二开关管截止包括：在电源输入端输入到比较单元的电源电压大于预设阈值的情况下，比较单元输出第一电平信号，比较单元分别向反相器和第二MOS管输出第一电平信号，第一电平信号通过反相器得到第二电平信号，第二电平信号输入到第一MOS管的使能端，使得第一MOS管导通，并且第一电平信号输入到第二MOS管的使能端，使得第二MOS管截止，其中，第一电平信号与第二电平信号互为反相电平信号；
在电源输入端输入到比较单元的电源电压小于或者等于预设阈值的情况下，第一开关管截止，第二开关管导通包括：在电源输入端输入到比较单元的电源电压小于或者等于预设阈值的情况下，比较单元输出第二电平信号，比较单元分别向反相器和第二MOS管输出第二电平信号，第二电平信号通过反相器得到第一电平信号，第二电平信号输入到第一MOS管的使能端，使得第一MOS管截止，并且第二电平信号输入到第二MOS管的使能端，使得第二MOS管导通。
在一些可能的设计中，比较单元还用于在电源输入端输入到比较单元的所述电源电压小于或者等于预设阈值的情况下，发送第二电平信号。
在一些可能的设计中，其特征在于，上述电路模块应用于光模块，升压单元为雪崩光电二极管(Avalanche Photon Diode,APD)升压电路。
可以看出，通过利用电路模块内部的升压单元对电源电压进行升压，并利用升压后的高电压为储能单元进行充电，从而在不需要额外增加电源升压芯片的基础上，减小储能电容的体积。当上述电路模块应用于光模块时，可以实现光模块的小型化设计。
第二方面，本申请提供了一种电子设备，包括光模块，光模块包括电源输入端、电源输出端、第一开关管、第二开关管、比较单元、升压单元、储能单元以及直流转换单元，
电源输入端连接第一开关管的第一输入端，第一开关管的输出端连接电源输出端；
电源输入端连接升压单元的输入端，升压单元的输出端连接储能单元的输入端，储能单元的输出端连接直流转换单元的输入端，直流转换单元的输出端连接第二开关管的第一输入端，第二开关管的输出端连接电源输出端；
电源输入端连接比较单元的第一输入端，比较单元的第二输入端用于输入预设阈值，比较单元的输出端分别连接第一开关管的第二输入端以及第二开关管的第二输入端；
在电源输入端输入到比较单元的电源电压大于预设阈值的情况下，第一开关管导通，第二开关管截止，电源电压通过第一开关管输出到电源输出端，并且，电源电压通过升压单元进行升压从而得到升压电压，升压电压被输入到储能单元进行充电从而得到备用电压，其中，升压电压大于电源电压；或者，
在电源输入端输入到比较单元的电源电压小于或者等于预设阈值的情况下，第一开关管截止，第二开关管导通，储能单元向直流转换单元输出备用电压，备用电压经过直流转换单元进行降压从而得到转换电压，转换电压通过第二开关管输出到电源输出端，其中，转换电压等于电源电压。
在一些可能的设计中，储能单元包括稳压二极管和储能电容，稳压二极管的负极分别连接升压单元的输出端和直流转换单元的输入端，稳压二极管的正极接地，稳压二极管与储能电容并联。
在一些可能的设计中，第一开关管包括反相器和第一MOS管，反相器的输入端连接比较单元，反相器的输出端连接第一MOS管的使能端，第一MOS管的输入端连接电源输入端，第一MOS管的输出端连接电源输出端，第二开关管包括第二MOS管，第二MOS管的使能端连接比较单元的输出端，第二MOS管的输入端连接直流转换单元的输出端，第二MOS管的输出端连接电源输出端，
在电源输入端输入到比较单元的电源电压大于预设阈值的情况下，第一开关管导通，第二开关管截止包括：在电源输入端输入到比较单元的电源电压大于预设阈值的情况下，比较单元输出第一电平信号，比较单元分别向反相器和第二MOS管输出第一电平信号，第一电平信号通过反相器得到第二电平信号，第二电平信号输入到第一MOS管的使能端，使得第一MOS管导通，并且第一电平信号输入到第二MOS管的使能端，使得第二MOS管截止，其中，第一电平信号与第二电平信号互为反相电平信号；
在电源输入端输入到比较单元的电源电压小于或者等于预设阈值的情况下，第一开关管截止，第二开关管导通包括：在电源输入端输入到比较单元的电源电压小于或者等于预设阈值的情况下，比较单元输出第二电平信号，比较单元分别向反相器和第二MOS管输出第二电平信号，第二电平信号通过反相器得到第一电平信号，第二电平信号输入到第一MOS管的使能端，使得第一MOS管截止，并且第二电平信号输入到第二MOS管的使能端，使得第二MOS管导通。
在一些可能的设计中，比较单元还用于在电源输入端输入到比较单元的电源电压小于或者等于预设阈值的情况下，发送第二电平信号。
在一些可能的设计中，升压单元为APD升压电路。
可以看出，当电子设备中设置有光模块时，并且在光模块中使用APD升压电路输出的高电压对储能电容进行充电，使得当光模块的电源电压掉电时，可以利用储能电容对光模块进行供电。上述电子设备中，由于借用了光模块内部的APD升压电路输出的高电压对储能电容进行充电，因此在不需要额外增加电源升压芯片的同时，可以减小储能电容的容量，从而使得储能电容的体积大大减小，光模块的体积也相应减小，降低制造成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A是本申请提供的一种可能的掉电告警方式；
图1B是本申请提供的一种可能的掉电告警方式；
图2是本申请提供的一种电路模块；
图3是本申请提供的一种可能的掉电告警电路；
图4是本申请提供的测试结果示意图；
图5是本申请提供的一种可能的掉电告警电路；
图6是本申请提供的一种可能的比较单元示意图；
图7是本申请提供的一种电子设备。
具体实施方式
为了便于理解本申请实施例，首先将分别举例说明本申请实施例在各种应用场合的具体应用。
(1)以光模块为例。
光模块是一种光电转换装置，通常需要安装在光通信设备(如，光网络单元、***等等)中，用于将光通信设备中的电信号转换为光信号或者将光通信设备接收到的光信号转换为电信号。当光模块发生故障时，可能会影响数据的传输，并使得光通信设备之间的业务无法正常运行，其中，光模块的供电故障是常见的故障之一。
需要说明的，光模块的供电故障是由于光模块的外部供电电源掉电而引起的故障。当光模块的外部供电电源掉电时，光模块仍需继续保持工作状态，换句话说，光模块需要在掉电保持时间内将其当前运行状态进行保存，并将其掉电情况进行上报。其中，一种可能的实现方式是安装有光模块的光通信设备(如，光网络单元(Optical Network Unit,ONU))的电源总线上设置掉电告警电路，即在光通信设备的电源输入端与接地端之间并联一个或者多个储能电容，储能电容的容量可以是1mF、10μF或者150μF等等。以图1A为例，光模块所在的光通信设备的电源输入端输入的电源电压为12V，光通信设备的电源输入端分别连接储能电容C1,C2,C3的一端，储能电容C1,C2,C3之间并联，储能电容C1,C2,C3的另一端接地，并且储能电容C1,C2,C3的电容量均为1mF。另一种可能的实现方式是在光模块的电源总线上设置掉电告警电路，即在光模块的电源输入端与接地端之间并联一个或者多个储能电容。以图1B为例，光模块的电源输入端输入的电源电压为3.3V，光模块的电源输入端分别连接储能电容C1,C2,C3,C4的一端，储能电容C1,C2,C3,C4之间并联，储能电容C1,C2,C3,C4的另一端接地，并且储能电容C1,C2,C3,C4的电容量均为1mF。
可以看出，在图1A示出的电路中，利用光通信设备的电源电压为储能电容C1,C2,C3进行充电，当光模块的电源电压掉电时，储能电容C1,C2,C3放电，从而为光模块进行供电。但是，由于储能电容C1,C2,C3连接于光通信设备的电源输入端与接地端之间，储能电容C1,C2,C3为光模块供电的同时，也会为其他正常工作的元器件进行供电，也就是说，储能电容C1,C2,C3放电时为整个光通信设备供电，因此这种方式可能会增大功耗。同理可知，在图1B示出的电路中，当光模块的电源电压开始掉电时，储能电容C1,C2,C3,C4放电，从而为整个光模块进行供电。相较于图1A示出的电路，图1B电路中储能电容的数量明显增多，这是因为：图1A中使用12V的电源电压为储能电容充电，而图1B中仅用3.3V的电源电压为储能电容充电，根据电荷守恒定律可知，图1B示出的电路中需要数量更多的储能电容或者电容量更大的储能电容，才能保证光模块在掉电告警时间内可以继续工作。相较于图1B示出的电路，图1A电路中的储能电容为整个光通信设备供电，而图1B电路中的储能电容仅为光模块供电，因此图1A中的功耗明显大于图1B中的功耗，也就是说，图1A的电路中虽然使用12V的电源电压为储能电容储电，但是由于图1A的功耗过大，因此图1A中的储能电容的数量以及储能电容的电容量并未减少。上述两种方式虽然均可以在光模块电源电压掉电的情况下实现掉电告警，但二者也都存在储能电容的容量大以及储能电容的数量多的情况，从而增大储能电容的封装体积，使得的光通信设备或者光模块的体积也相应增大，不仅无法满足设备小型化发展的趋势，还提高了设备的成本。
(2)以电源储能场景为例。
类似的，本申请实施例也可以应用于电源储能场景中，例如，实时时钟(Real TimeClock,RTC)芯片的电源储能。RTC是一组计数器，主要用于输出实际时间，从而为电子设备提供准确的时间基准。通常情况下，RTC芯片中设置有备用电池，当RTC芯片的主电源掉电时，可以利用备用电池继续为***输出时间，但是当RTC电池内的电量耗尽时需要更换新的RTC电池，为了保证备用电池的供电时长，备用电池的体积通常较大，因此占用RTC芯片的空间较大。
因此，为了解决上述由于储能元器件的体积大而造成电子设备体积增大的问题，本申请提供了一种电路模块，该电路模块可以利用电路中高电压对储能电容进行充电，并在电源输入端输入的电源电压掉电的情况下，利用储能电容作为备用电源，既降低了对储能电容容量的要求，又降低了功耗，从而极大的减小了储能电容的体积，使得储能电容占用电子设备内部芯片的印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)的空间也相应减小，进一步减少电子设备的开发成本，并且满足设备小型化的发展趋势。
下面结合具体的实施例说明本申请提供的电路模块。
如图2所示，图2示出了本申请提供的一种电路模块，电路模块可以分为两部分：备用电源电路模块210(如虚线框所示)以及开关控制电路模块220，其中，备用电路模块210包括升压单元211、储能单元212和直流转换单元213，开关控制电路模块220包括电源输入端221、电源输出端222、第一开关管223、第二开关管224和比较单元225。电路模块的连接关系如下：
电源输入端221连接第一开关管223的第一输入端，第一开关管223的输出端连接电源输出端222；
电源输入端221连接升压单元211的输入端，升压单元211的输出端连接储能单元212的输入端，储能单元212的输出端连接直流转换单元213的输入端，直流转换单元213的输出端连接第二开关管224的第一输入端，第二开关管224的输出端连接电源输出端222；
电源输入端221连接比较单元225的第一输入端，比较单元225的第二输入端用于输入预设阈值，比较单元225的输出端分别连接第一开关管223的第二输入端以及第二开关管224的第二输入端；
在电源输入端221输入到比较单元225的电源电压大于预设阈值的情况下，第一开关管223导通，第二开关管224截止，电源电压通过第一开关管223输出到电源输出端222，并且，电源电压通过升压单元211进行升压从而得到升压电压，升压电压被输入到储能单元212进行充电从而得到备用电压，其中，升压电压大于电源电压；或者，
在电源输入端221输入到比较单元225的电源电压小于或者等于预设阈值的情况下，第一开关管223截止，第二开关管224导通，储能单元212向直流转换单元213输出备用电压，备用电压经过直流转换单元213进行降压从而得到转换电压，转换电压通过第二开关管224输出到电源输出端222，其中，转换电压等于电源电压。
在一具体的实施例中，储能单元212包括一个或者多个储能元器件，储能单元212可以利用升压单元211输出的升压电压为储能元器件进行充电，并在电源电压小于或者等于预设阈值的情况下，输出备用电压。
在一更具体的实施例中，储能单元212包括稳压二极管和储能电容，稳压二极管的负极分别连接所述升压单元211的输出端和直流转换单元213的输入端，稳压二极管的正极接地，稳压二极管与储能电容并联。
在一具体的实施例中，第一开关管223用于控制电源电压输入到电源输出端222，第二开关管224用于控制备用电压输入到电源输出端222，具体地，在电源电压大于预设阈值的情况下，第一开关管控制电源电压流向电源输出端222，而第二开关管控制备用电压无法流向电源输出端222；在电源电压小于预设阈值的情况下，第一开关管控制电源电压无法输出到电源输出端222，第二开关管控制电源电压输出到电源输出端222。
在一更具体的实施例中，第一开关管223包括反相器和第一MOS管，反相器的输入端连接比较单元225，反相器的输出端连接第一MOS管的使能端，第一MOS管的输入端连接电源输入端221，第一MOS管的输出端连接电源输出端222，第二开关管224包括第二MOS管，第二MOS管的使能端连接比较单元225的输出端，第二MOS管的输入端连接直流转换单元213的输出端，第二MOS管的输出端连接电源输出端222，
在电源输入端221输入到比较单元225的电源电压大于预设阈值的情况下，比较单元225输出第一电平信号，比较单元225分别向反相器和第二MOS管输出第一电平信号，第一电平信号通过反相器得到第二电平信号，第二电平信号输入到第一MOS管的使能端，使得第一MOS管导通，并且第一电平信号输入到第二MOS管的使能端，使得第二MOS管截止，其中，第一电平信号与第二电平信号互为反相电平信号；
在电源输入端221输入到比较单元225的电源电压小于或者等于预设阈值的情况下，比较单元225输出第二电平信号，比较单元225分别向反相器和第二MOS管输出第二电平信号，第二电平信号通过反相器得到第一电平信号，第二电平信号输入到第一MOS管的使能端，使得第一MOS管截止，并且第二电平信号输入到第二MOS管的使能端，使得第二MOS管导通。
在一具体的实施例中，比较单元225用于确定电源电压是否掉电，其中，，比较单元可以是比较器和滤波器组合，也可以由集成电路(Integrated Circuit,IC)芯片自带的电源故障输入端(Power Fail Input,PFI)检测功能实现等等，此处不作具体限定。
在一具体的实施例中，比较单元225还用于在电源输入端221输入到比较单元225的所述电源电压小于或者等于预设阈值的情况下，发送第二电平信号。
在一具体的实施例中，升压单元211用于将电源电压进行升压处理得到升压电压，从而对储能单元中的储能元器件进行充电。应理解的，升压单元211不仅用于对储能元器件充电，还用于完成该电路的正常工作。
在一更具体的实施例中，其特征在于，上述电路模块应用于光模块，升压单元211为APD升压电路，其中，APD是一种在激光通信中使用的光敏元器件，用于放大光电信号以提高检测的灵敏度。当APD的PN结上加上反向偏压后，射入的光被PN结吸收后会形成光电流，加大反向偏压后会产生“雪崩”(即光电流成倍激增)的现象，因此APD升压电路用于给APD提供高反向偏压，使得增大光电流。应理解，上述电路模块还可以应用于芯片内部的电源储能场景中，例如，RTC芯片的备用电源储能。
在一具体的实施例中，储能单元输出的备用电压可能大于电源电压，因此直流转换单元313用于将备用电压进行降压得到转换电压，使得在电源电压掉电的情况下，利用转换电压为设备进行供电。其中，直流转换单元为降压电路(如，降压型斩波电路)。
需要说明的，上述实施例提到的“连接”既可以是直接连接，也可以是间接连接，换句话说，“连接”既可以指单元与单元直接通过导线连接，也可以指单元与单元之间通过一个或者元器件(如，电阻)进行连接。比如说，升压单元211的输出端连接储能单元212的输入端，既可以是升压单元211的输出端与储能单元212的输入端之相连，也可以是升压单元211的输出端连接限流电阻的一端，限流电阻的另一端连接储能单元212的输入端，其中，限流电阻的数量可以是一个或者多个，此处不作具体限定。
应理解，第一开关管可以是第一MOS管与三极管的组合，也可以是第一MOS管与晶体管-晶体管逻辑(Transistor-Transistor-Logic,TTL)非门的组合，还可以是开关三极管等等。同理的，第二开关管可以是第二MOS管，也可以是开关三极管等等，此处不作具体限定。另外，MOS管可以是P沟道金属氧化物半导体(Positive Channel Metal OxideSemiconductor,PMOS)管，也可以是N沟道金属氧化物半导体(Negative Channel MetalOxide Semiconductor,NMOS)管，三极管可以是NPN型三极管，也可以是PNP型三极管，此处不作具体限定。
还应理解，直流转换单元213可以是降压电路，并且降压电路可以是降压型斩波变换器，也可以是降压-升压变换器(Buck-Boost Converter)，还可以是丘克变换器(CukConverter)等等，此处不作具体限定。升压单元可以具体为升压性斩波变换器、单端初级电感式转换器(Single Ended Primary Inductance Converter,SEPIC)或者反激式转换器(Flyback Converter)等等，此处不作具体限定。另外，升压单元211需根据具体的应用场景具体确定，例如，在光模块中升压单元是APD升压电路。
上述电路模块中，通过利用电路模块内部的升压单元对电源电压进行升压，并利用升压后的高电压为储能单元进行充电，从而在不需要额外增加电源升压芯片的基础上，减小储能电容的体积。当上述电路模块应用于光模块时，可以实现光模块的小型化设计。另外，通过使用第一开关管和第二开关管，可以较好地适应电源电压正常供电以及掉电时的状态，从而减小功耗。
结合图2示出的电路模块，下面通过一些更为具体的场景进行举例描述。
如图3所示，图3示出了本申请提供的一种掉电告警电路的电路框图。掉电告警电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、三极管Q3、限流电阻R、稳压二极管D、储能电容C、升压电路、降压电路、比较器以及滤波器。其中，MOS管Q1和三极管Q3组成了图2中的第一开关管，MOS管Q2为图2中的第二开关管，稳压二极管D和储能电容C组成了图2中的储能单元，升压电路为图2的升压单元，降压型斩波电路为图2中的直流转换单元，比较器和滤波器组成了图2中的比较单元。
在一具体的实施例中，假设MOS管Q1和MOS管Q2均为PMOS管，三极管Q3为NPN型三极管，则掉电告警电路的连接关系具体如下：
(1)电源输入端连接MOS管Q1的漏极，MOS管Q1的源极连接电源输出端，MOS管Q1的栅极连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极连接滤波器的输出端。
(2)电源输入端连接比较器的第一输入端，比较器的第二输入端用于输入预设阈值，比较器的输出端连接滤波器的输出端。
(3)电源输入端连接APD升压电路的输入端，APD升压电路的输出端连接限流电阻R的一端，限流电阻R的另一端分别连接稳压二极管D的负极和降压电路的输入端，稳压二极管D的正极接地，稳压二极管D与储能电容C并联，降压电路的输出端连接MOS管Q2的源极，MOS管Q2的漏极连接电源输出端，MOS管Q2的栅极连接滤波器的输出端。
下面对图3示出的掉电告警电路的工作流程进行详细说明。
步骤一，当电源输入端到输入比较器的电源电压大于预设阈值时，比较器输出高电平，高电平信号经过滤波器进行滤波，以消除电平信号的抖动，从而得到稳定的高电平信号；滤波器将稳定的高电平信号分别输出到MOS管Q2和三极管Q3，其中，当MOS管Q2的栅极接收到高电平信号时，MOS管Q2截止；当三极管Q3的基极接收到高电平信号时，三极管Q3截止，三极管Q3的集电极输出低电平，并将低电平信号输出到MOS管Q1，MOS管Q1的栅极接收到低电平信号后，MOS管Q1导通，从而使得电源电压经过MOS管Q1输出到电源输出端。同时，电源电压输入到升压电路中，经过升压电路的升压后可以得到升压电压，由于直接利用升压电压对储能电容C进行充电可能会击穿储能电容C，因此可以利用限流电阻R限制充电电流的大小，然后利用稳压二极管D将充电电压稳定到一个固定的电压，再对对储能电容C进行充电，从而得到备用电压，备用电压经过降压电路的降压后得到与电源电压相等的转换电压。需要说明的，由于MOS管Q2截止，因此转换电压无法输出到电源输出端。
步骤二，当电源输入端输入到比较器的电源电压小于或者预设阈值时，比较器输出低电平，低电平信号经过滤波器的滤波后可以得到稳定的低电平信号；滤波器将稳定的低电平信号分别输出到MOS管Q2和三极管Q3，其中，当MOS管Q2的栅极接收到低电平信号时，MOS管Q2导通，从而使得备用电压通过MOS管Q2输出到电源输出端；当三极管Q3的基极接收到低电平信号时，三极管Q3导通，三极管Q3的集电极输出高电平，并将高电平信号输出到MOS管Q1，MOS管Q1的栅极接收到高电平信号后，MOS管Q1截止，从而使得电源输入端输入的电源电压无法经过MOS管Q1输出到电源输出端。同时，由于电源输入端输入到比较器的电源电压小于或者等于预设阈值，即电源输入端输入的电源电压掉电，因此电源电压小于升压电路的驱动电压，升压电路无法将电源电压进行升压，从而无法继续对储能电容进行储能。
应理解，上述电路的示例仅仅用于进行举例，在实际应用中，MOS管以及三极管的数量可以是一个或者多个；MOS管Q1可以是PMOS管，也可以是NMOS管；MOS管Q2可以是PMOS管，也可以是NMOS管；MOS管Q1与MOS管Q2可以是同一类型，也可以是不同类型；三极管可以是NPN型三极管，也可以是PNP型三极管；另外，还可以用其他开关元器件代替MOS管以及三极管，此处不作具体限定。类似的，电路中的其他元器件(如，储能电容、限流电阻等等)的数量可以是一个或者多个，需根据实际情况确定，此处不作具体限定。
为了便于理解本申请实施例的掉电告警效果，下面将通过具体的实验数据进行详细说明。
测试条件为：图3示出的掉电告警电路应用于光模块，且电源输入端输入的电源电压为3.3V，限流电阻R的阻值为18K，储能电容C的电容值为150μF，升压电路为APD升压电路，电源输出端连接1A的负载，其测试结果如下：
当电源电压为3.3V时，APD升压电路输出的升压电压为25～35V，经过限流电阻R后可以得到11V的备用电压。
当电源电压从t1时刻开始掉电时，如图4所示，备用电压从11V开始向下跌落，但是电源输出端输出的电压仍为3.3V，直到t2时刻，电源输出端输出的电压才开始向下跌落。由此可以得到掉电维持时间是t2-t1，并且经测试发现，在上述测试条件下得到的掉电维持时间为2.1ms，并且该电路可用于工业级环境(-40℃～85℃)中。
如图5所示，图5示出了本申请提供的另一种掉电告警电路的电路框图。掉电告警电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、三极管Q3、限流电阻R1、稳压二极管D、储能电容C、升压电路、降压电路、分压电阻R2、分压电阻R3、IC芯片。其中，MOS管Q1和三极管Q3组成了图2中的第一开关管，MOS管Q2为图2中的第二开关管，稳压二极管D和储能电容C组成了图2中的储能单元，升压电路为图2的升压单元，降压型斩波电路为图2中的直流转换单元，IC芯片自带PFI检测功能，内部具备比较器功能(如图6所示)，因此IC芯片可用于代替图2中的比较单元。
在一具体的实施例中，假设MOS管Q1和MOS管Q2均为PMOS管，三极管Q3为NPN型三极管，则掉电告警电路的连接关系具体如下：
(1)电源输入端连接MOS管Q1的漏极，MOS管Q1的源极连接电源输出端，MOS管Q1的栅极连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极连接IC芯片的电源故障输出端(Power Fail Output,PFO)引脚。
(2)电源输入端连接分压电阻R2的一端，分压电阻R2的另一端分别连接IC芯片的PFI引脚以及分压电阻R3的一端，分压电阻R3的另一端接地。
(3)电源输入端连接升压电路的输入端，升压电路的输出端连接限流电阻R的一端，限流电阻R的另一端分别连接稳压二极管D的负极和降压电路的输入端，稳压二极管D的正极接地，稳压二极管D与储能电容C并联，降压电路的输出端连接MOS管Q2的源极，MOS管Q2的漏极连接电源输出端，MOS管Q2的栅极连接滤波器的输出端。
下面对图5示出的掉电告警电路的工作流程进行详细说明。
步骤一，当IC芯片的PFI引脚接收到的电压大于预设阈值时，IC芯片的PFO引脚输出高电平，并将高电平信号分别输出到MOS管Q2和三极管Q3，其中，当MOS管Q2的栅极接收到高电平信号时，MOS管Q2截止；当三极管Q3的基极接收到高电平信号时，三极管Q3截止，三极管Q3的集电极输出低电平，并将低电平信号输出到MOS管Q1，MOS管Q1的栅极接收到低电平信号后，MOS管Q1导通，从而使得电源输入端输入的电源电压经过MOS管Q1输出到电源输出端。同时，电源输入端输入的电源电压输入到升压电路中，经过升压电路的升压后可以得到升压电压，由于直接利用升压电压对储能电容C进行充电可能会击穿储能电容C，因此可以利用限流电阻R限制充电电流的大小，然后利用稳压二极管D将充电电压稳定到一个固定的电压，再对对储能电容C进行充电，从而得到备用电压，备用电压经过降压电路的降压后得到与电源电压相等的转换电压。需要说明的，由于MOS管Q2截止，因此转换电压无法输出到电源输出端。
步骤二，当IC芯片的PFI引脚接收到的电压小于或者等于预设阈值时，IC芯片的PFO引脚输出低电平，并将低电平信号分别输出到MOS管Q2和三极管Q3，其中，当MOS管Q2的栅极接收到低电平信号时，MOS管Q2导通，从而使得备用电压通过MOS管Q2输出到电源输出端；当三极管Q3的基极接收到低电平信号时，三极管Q3导通，三极管Q3的集电极输出高电平，并将高电平信号输出到MOS管Q1，MOS管Q1的栅极接收到高电平信号后，MOS管Q1截止，从而使得电源输入端输入的电源电压无法经过MOS管Q1输出到电源输出端。需要说明的，由于IC芯片的PFI引脚接收到的电压小于或者等于预设阈值，即电源输入端输入的电源电压掉电，因此电源电压小于升压电路的驱动电压，使得升压电路无法将电源电压进行升压，从而无法继续对储能电容进行储能。
需要说明的，IC芯片内部的比较器一端是恒定的参考电压(如，1.25V)，另一端是PFI引脚，其中，IC芯片的PFI引脚接收到的电压为电源电压经过分压电阻R2以及分压电阻R3后得到的电压。
应理解，上述电路的示例仅仅用于进行举例，在实际应用中，MOS管以及三极管的数量可以是一个或者多个；MOS管Q1可以是PMOS管，也可以是NMOS管；MOS管Q2可以是PMOS管，也可以是NMOS管；MOS管Q1与MOS管Q2可以是同一类型，也可以是不同类型；三极管可以是NPN型三极管，也可以是PNP型三极管；另外，还可以用其他开关元器件代替MOS管以及三极管，此处不作具体限定。类似的，电路中的其他元器件(如，储能电容、限流电阻等等)的数量可以是一个或者多个，需根据实际情况确定，此处不作具体限定。
可以看出，当图3或者图5示出的掉电告警电路应用于光模块时，升压电路为APD升压电路，电源输入端输入的电源电压可以具体为3.3V，经过APD升压电路的升压后可以得到25～35V的高压，此时可以选择阻值为18KΩ的限流电阻来限制充电电流的大小，使得对储能电容的进行充电的电压减小至11V，然后利用稳压二极管将11V的充电电压进行稳定，再对储能电容进行充电，得到11V的备用电压，最后将11V的备用电压经过降压电路的降压后得到3.3V的转换电压，以供给光模块继续工作。由于本申请实施方式中利用高电压为储能电容进行充电，相较于利用低电压为储能电容充电，对储能电容的电容量要求较低，例如，利用低电压(3.3V)为储能电容充电时可能需要3个电容量为1mF的储能电容，而利用高电压(25～35V)为储能电容充电时可能仅需要1个电容量为150μF的储能电容，并且，mF级别的储能电容为非固体直插式铝电容，而μF级别的储能电容为贴片式电容，相对于直插式电容的体积较小。因此本申请实施方式可以极大地减小储能电容的体积，进而减小PCB的体积。类似的，当图3或者图5示出的掉电告警电路应用于RTC芯片的电源储能时，可以利用RTC芯片所在的PCB板内的高电压(如，12V)对储能电容进行充电，然后利用储能电容为RTC芯片提供备用电压，使得RTC芯片在主电源掉电时也可以继续工作。因此本申请实施方式可以利用小体积的储能电容代替大体积的备用电池，从而减小RTC芯片的体积以及PCB的体积。
参见图7，图7示出了本申请提供的一种电子设备，电子设备包括光模块，光模块包括电源输入端、电源输出端、第一开关管、第二开关管、比较单元、升压单元、储能单元以及直流转换单元，
电源输入端连接第一开关管的第一输入端，第一开关管的输出端连接电源输出端；
电源输入端连接升压单元的输入端，升压单元的输出端连接储能单元的输入端，储能单元的输出端连接直流转换单元的输入端，直流转换单元的输出端连接第二开关管的第一输入端，第二开关管的输出端连接电源输出端；
电源输入端连接比较单元的第一输入端，比较单元的第二输入端用于输入预设阈值，比较单元的输出端分别连接第一开关管的第二输入端以及第二开关管的第二输入端；
在电源输入端输入到比较单元的电源电压大于预设阈值的情况下，第一开关管导通，第二开关管截止，电源电压通过第一开关管输出到电源输出端，并且，电源电压通过升压单元进行升压从而得到升压电压，升压电压被输入到储能单元进行充电从而得到备用电压，其中，升压电压大于电源电压；或者，
在电源输入端输入到比较单元的电源电压小于或者等于预设阈值的情况下，第一开关管截止，第二开关管导通，储能单元向直流转换单元输出备用电压，备用电压经过直流转换单元进行降压从而得到转换电压，转换电压通过第二开关管输出到电源输出端，其中，转换电压等于电源电压。
在本申请具体的实施例中，储能单元包括稳压二极管和储能电容，稳压二极管的负极分别连接升压单元的输出端和直流转换单元的输入端，稳压二极管的正极接地，稳压二极管与储能电容并联。
在本申请具体的实施例中，第一开关管包括反相器和第一MOS管，反相器的输入端连接比较单元，反相器的输出端连接第一MOS管的使能端，第一MOS管的输入端连接电源输入端，第一MOS管的输出端连接电源输出端，第二开关管包括第二MOS管，第二MOS管的使能端连接比较单元的输出端，第二MOS管的输入端连接直流转换单元的输出端，第二MOS管的输出端连接电源输出端，
在电源输入端输入到比较单元的电源电压大于预设阈值的情况下，比较单元输出第一电平信号，比较单元分别向反相器和第二MOS管输出第一电平信号，第一电平信号通过反相器得到第二电平信号，第二电平信号输入到第一MOS管的使能端，使得第一MOS管导通，并且第一电平信号输入到第二MOS管的使能端，使得第二MOS管截止，其中，第一电平信号与第二电平信号互为反相电平信号；
在电源输入端输入到比较单元的电源电压小于或者等于预设阈值的情况下，比较单元输出第二电平信号，比较单元分别向反相器和第二MOS管输出第二电平信号，第二电平信号通过反相器得到第一电平信号，第二电平信号输入到第一MOS管的使能端，使得第一MOS管截止，并且第二电平信号输入到第二MOS管的使能端，使得第二MOS管导通。
在本申请具体的实施例中，比较单元还用于在电源输入端输入到比较单元的电源电压小于或者等于预设阈值的情况下，发送第二电平信号，以将掉电信息上报给光模块以及电子设备。
在本申请具体的实施例中，升压单元为APD升压电路。
为了简便起见，上面只陈述了电子设备中光模块的掉电告警电路的组成以及连接关系，其中，电子设备可以是ONU设备，也可以是其他光通信设备，此处不作具体限定。另外，上述光模块的掉电告警电路具体可参见图3至图6及其相关描述，此处不再进行赘述。
上述电子设备中设置有光模块时，并且在光模块中使用APD升压电路输出的高电压对储能电容进行充电，使得当光模块的电源电压掉电时，可以利用储能电容对光模块进行供电。上述电子设备中，由于借用了光模块内部的APD升压电路输出的高电压对储能电容进行充电，因此在不需要额外增加电源升压芯片的同时，可以减小储能电容的容量，从而使得储能电容的体积大大减小，光模块的体积也相应减小，降低制造成本。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、存储盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如，固态存储盘(Solid State Disk,SSD))等。在所述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，也可以通过其它的方式实现。例如以上所描述的设备实施例仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的间接耦合或者直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者，也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本申请实施例的方案的目的。
另外，在本申请各实施例中的各功能单元可集成在一个处理单元中，也可以是各单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。所述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质例如可包括：U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或光盘等各种可存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电路模块，其特征在于，包括：
电源输入端连接第一开关管的第一输入端，所述第一开关管的输出端连接电源输出端；
所述电源输入端连接升压单元的输入端，所述升压单元的输出端连接储能单元的输入端，所述储能单元的输出端连接直流转换单元的输入端，所述直流转换单元的输出端连接第二开关管的第一输入端，所述第二开关管的输出端连接所述电源输出端；
所述电源输入端连接比较单元的第一输入端，所述比较单元的第二输入端用于输入预设阈值，所述比较单元的输出端分别连接所述第一开关管的第二输入端以及所述第二开关管的第二输入端；
在所述电源输入端输入到所述比较单元的电源电压大于所述预设阈值的情况下，所述第一开关管导通，所述第二开关管截止，所述电源电压通过所述第一开关管输出到所述电源输出端，并且，所述电源电压通过所述升压单元进行升压从而得到升压电压，所述升压电压被输入到所述储能单元进行充电从而得到备用电压，其中，所述升压电压大于所述电源电压；或者，
在所述电源输入端输入到所述比较单元的所述电源电压小于或者等于所述预设阈值的情况下，所述第一开关管截止，所述第二开关管导通，所述储能单元向所述直流转换单元输出所述备用电压，所述备用电压经过所述直流转换单元进行降压从而得到转换电压，所述转换电压通过所述第二开关管输出到所述电源输出端，其中，所述转换电压等于所述电源电压。
2.根据权利要求1所述的电路模块，其特征在于，所述储能单元包括稳压二极管和储能电容，所述稳压二极管的负极分别连接所述升压单元的输出端和所述直流转换单元的输入端，所述稳压二极管的正极接地，所述稳压二极管与所述储能电容并联。
3.根据权利要求1或2所述的电路模块，其特征在于，所述第一开关管包括反相器和第一金属氧化物半导体MOS管，所述反相器的输入端连接所述比较单元，所述反相器的输出端连接所述第一MOS管的使能端，所述第一MOS管的输入端连接所述电源输入端，所述第一MOS管的输出端连接所述电源输出端，所述第二开关管包括第二MOS管，所述第二MOS管的使能端连接所述比较单元的输出端，所述第二MOS管的输入端连接所述直流转换单元的输出端，所述第二MOS管的输出端连接所述电源输出端，
所述在所述电源输入端输入到所述比较单元的电源电压大于所述预设阈值的情况下，所述第一开关管导通，所述第二开关管截止包括：在所述电源输入端输入到所述比较单元的所述电源电压大于所述预设阈值的情况下，所述比较单元输出第一电平信号，所述比较单元分别向所述反相器和所述第二MOS管输出所述第一电平信号，所述第一电平信号通过所述反相器得到所述第二电平信号，所述第二电平信号输入到所述第一MOS管的使能端，使得所述第一MOS管导通，并且所述第一电平信号输入到所述第二MOS管的使能端，使得所述第二MOS管截止，其中，所述第一电平信号与所述第二电平信号互为反相电平信号；
所述在所述电源输入端输入到所述比较单元的所述电源电压小于或者等于所述预设阈值的情况下，所述第一开关管截止，所述第二开关管导通包括：在所述电源输入端输入到所述比较单元的所述电源电压小于或者等于所述预设阈值的情况下，所述比较单元输出所述第二电平信号，所述比较单元分别向所述反相器和所述第二MOS管输出所述第二电平信号，所述第二电平信号通过所述反相器得到所述第一电平信号，所述第二电平信号输入到所述第一MOS管的使能端，使得所述第一MOS管截止，并且所述第二电平信号输入到所述第二MOS管的使能端，使得所述第二MOS管导通。
4.根据权利要求3所述的电路模块，其特征在于，所述比较单元还用于在所述电源输入端输入到所述比较单元的所述电源电压小于或者等于所述预设阈值的情况下，发送所述第二电平信号。
5.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的电路模块，其特征在于，所述电路模块应用于光模块，所述升压单元为雪崩光电二极管APD升压电路。
6.一种电子设备，其特征在于，包括光模块，所述光模块包括电源输入端、电源输出端、第一开关管、第二开关管、比较单元、升压单元、储能单元以及直流转换单元，
所述电源输入端连接所述第一开关管的第一输入端，所述第一开关管的输出端连接所述电源输出端；
所述电源输入端连接所述升压单元的输入端，所述升压单元的输出端连接所述储能单元的输入端，所述储能单元的输出端连接所述直流转换单元的输入端，所述直流转换单元的输出端连接所述第二开关管的第一输入端，所述第二开关管的输出端连接所述电源输出端；
所述电源输入端连接所述比较单元的第一输入端，所述比较单元的第二输入端用于输入预设阈值，所述比较单元的输出端分别连接所述第一开关管的第二输入端以及所述第二开关管的第二输入端；
在所述电源输入端输入到所述比较单元的电源电压大于所述预设阈值的情况下，所述第一开关管导通，所述第二开关管截止，所述电源电压通过所述第一开关管输出到所述电源输出端，并且，所述电源电压通过所述升压单元进行升压从而得到升压电压，所述升压电压被输入到所述储能单元进行充电从而得到备用电压，其中，所述升压电压大于所述电源电压；或者，
在所述电源输入端输入到所述比较单元的所述电源电压小于或者等于所述预设阈值的情况下，所述第一开关管截止，所述第二开关管导通，所述储能单元向所述直流转换单元输出所述备用电压，所述备用电压经过所述直流转换单元进行降压从而得到转换电压，所述转换电压通过所述第二开关管输出到所述电源输出端，其中，所述转换电压等于所述电源电压。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述储能单元包括稳压二极管和储能电容，所述稳压二极管的负极分别连接所述升压单元的输出端和所述直流转换单元的输入端，所述稳压二极管的正极接地，所述稳压二极管与所述储能电容并联。
8.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于，所述第一开关管包括反相器和第一金属氧化物半导体MOS管，所述反相器的输入端连接所述比较单元，所述反相器的输出端连接所述第一MOS管的使能端，所述第一MOS管的输入端连接所述电源输入端，所述第一MOS管的输出端连接所述电源输出端，所述第二开关管包括第二MOS管，所述第二MOS管的使能端连接所述比较单元的输出端，所述第二MOS管的输入端连接所述直流转换单元的输出端，所述第二MOS管的输出端连接所述电源输出端，
所述在所述电源输入端输入到所述比较单元的电源电压大于所述预设阈值的情况下，所述第一开关管导通，所述第二开关管截止包括：在所述电源输入端输入到所述比较单元的所述电源电压大于所述预设阈值的情况下，所述比较单元输出第一电平信号，所述比较单元分别向所述反相器和所述第二MOS管输出所述第一电平信号，所述第一电平信号通过所述反相器得到所述第二电平信号，所述第二电平信号输入到所述第一MOS管的使能端，使得所述第一MOS管导通，并且所述第一电平信号输入到所述第二MOS管的使能端，使得所述第二MOS管截止，其中，所述第一电平信号与所述第二电平信号互为反相电平信号；
所述在所述电源输入端输入到所述比较单元的所述电源电压小于或者等于所述预设阈值的情况下，所述第一开关管截止，所述第二开关管导通包括：在所述电源输入端输入到所述比较单元的所述电源电压小于或者等于所述预设阈值的情况下，所述比较单元输出所述第二电平信号，所述比较单元分别向所述反相器和所述第二MOS管输出所述第二电平信号，所述第二电平信号通过所述反相器得到所述第一电平信号，所述第二电平信号输入到所述第一MOS管的使能端，使得所述第一MOS管截止，并且所述第二电平信号输入到所述第二MOS管的使能端，使得所述第二MOS管导通。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述比较单元还用于在所述电源输入端输入到所述比较单元的所述电源电压小于或者等于所述预设阈值的情况下，发送所述第二电平信号。
10.根据权利要求1至9任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述升压单元为APD升压电路。
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