CN210742467U - 一种基于NP芯片实现Dying Gasp功能的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于NP芯片实现Dying Gasp功能的装置，连接到通信设备的直流电源，包括相互连接的掉电检测电路、电压转换电路以及NP芯片，掉电检测电路的检测端与电压转换电路连接电源输入端，掉电检测电路连接NP芯片的中断信号输入端；电压转换电路的输出端为掉电检测电路、NP芯片提供工作电源；NP芯片的中断处理模块用于接收掉电信号，并发出掉电报警信号；NP芯片的掉电告警模块内预存有告警报文，接收到掉电报警信号后发出告警报文。掉电后，储能模块短时间内放电，为NP芯片以及掉电检测电路提供工作电源，以保证告警报文的发出；该装置设置在通信设备内部，与通信设备共用NP芯片，体积小，不额外占用设备空间，节省了设备成本。

Description

一种基于NP芯片实现Dying Gasp功能的装置

技术领域

本实用新型涉及通信设备领域，具体涉及一种基于NP芯片实现Dying Gasp功能的装置。

背景技术

Dying Gasp功能是指设备的输入电压断电后，产品还能保证一段时间工作，并将断电信息上报，以便上行设备对重要信息进行存储等操作。现在工程现场使用的通信设备在遇到设备出现故障时，管理方通常不能轻易分辨是传输设备传输线路出了问题还是供电出了问题，所以要求通信设备能发出告警事件来通知网管是否是供电***的问题，由于工程现场的供电***的多样性和检测设备接入网管困难，造成很难直接对设备外部供电的电源进行直接监测并在出现异常时将此事件告警上传至网管上，所以一种集成于通信设备内部，与网管告警***一体化的掉电检测告警***就成为了很多运维管理方的迫切需求。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于NP芯片实现DyingGasp功能的装置，该装置设置在通信设备内部，与通信设备共用NP芯片，体积小，在完成掉电告警功能的同时不额外占用设备空间，节省了设备成本。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于NP芯片实现Dying Gasp功能的装置，其电源输入端连接通信设备的直流电源，包括相互连接的掉电检测电路、电压转换电路以及NP芯片，所述掉电检测电路的检测输入端连接本装置的电源输入端，所述掉电检测电路的检测输出端连接所述NP芯片的中断信号输入端，用于检测输入电源是否掉电，并输出掉电信号；所述电压转换电路的输入端连接本装置的电源输入端，所述电压转换电路的输出端分别连接所述掉电检测电路、所述NP芯片，用于为所述掉电检测电路、所述NP芯片提供工作电源；所述NP芯片包括中断处理模块以及掉电告警模块，所述中断处理模块用于接收掉电信号，并发出掉电报警信号；所述掉电告警模块内预存有告警报文，所述掉电告警模块用于接收所述掉电报警信号并发出所述告警报文。

本装置在检测到直流电源掉电时，及时发出中断信号到NP芯片，NP芯片将预设的告警报文发出，以提醒工作人员出现电源故障；电压转换电路内为NP芯片以及掉电检测电路提供工作电源，以保证告警报文的发出；该装置设置在通信设备内部，与通信设备共用NP芯片，体积小，在完成掉电告警功能的同时不额外占用设备空间，节省了设备成本。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述电压转换电路包括依次串联的防反二极管、DC-DC降压芯片，所述防反二极管的负极连接所述电源输入端的正极，所述防反二极管的正极连接所述DC-DC降压芯片的电压输入端，所述DC-DC降压芯片的电压输出端分别连接所述NP芯片的工作电源输入端以及所述掉电检测电路的工作电源输入端。在本装置工作过程中，防反二极管防止电源掉电时，后面电路中的电容放电对掉电检测电路造成干扰，保护了检测结果的准确性；DC-DC降压芯片将通信设备的直流电源电压转化为本装置适用的直流电压，为本装置提供了可靠的工作电源。

进一步，所述电压转换电路还包括储能模块，所述储能模块的正极连接所述防反二极管的正极，所述储能模块的负极接地；所述储能模块包括并联的多个电解电容，多个所述电解电容的正极连接所述防反二极管的正极，多个所述电解电容的负极接地。当正常工作状态时，通信设备的直流电源为储能模块的电解电容充电，当掉电时，储能模块放电，继续为掉电检测电路以及NP芯片提供工作电源，使得掉电检测电路输出掉电中断信号到NP芯片，NP芯片及时发出掉电告警报文。

进一步，所述储能模块还设置有瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管反偏设置，所述瞬态抑制二极管的正极连接多个所述电解电容的正极，所述瞬态抑制二极管的负极接地。瞬态抑制二极管反偏，和后面的电路并联，当其电压超过崩溃准位时，直接分流过多的电流，吸收电路中可能出现的尖峰能量，将电路的电压钳位在其崩溃电压以内；当过电压消失时，瞬态抑制二极管会自动复归，有效保护后面的电路不受电源导线引入的电压尖峰破坏。

进一步，所述掉电检测电路包括串联的两个分压电阻、两个三极管、两个上拉电阻，两个所述分压电阻的公共节点连接第一个所述三极管的基极，第一个所述三极管的发射极接地，第一个所述三极管的集电极串联第一个所述上拉电阻后与所述电压转换电路的电压输出端连接；第二个所述三极管的基极连接第一个所述三极管的集电极与第一个所述上拉电阻的公共节点，第二个所述三极管的发射极接地，第二个所述三极管的集电极串联第二个所述上拉电阻后与所述电压转换电路的电压输出端连接；第二个所述三极管的集电极与第二个所述上拉电阻的公共节点连接所述NP芯片的中断信号输入端。三极管在掉电检测电路中作为电子开关使用，其具有体积小、无机械触点、开关速度快、便于使用电信号进行控制通断的优点。上拉电阻避免电压的“悬浮”，造成电路的不稳定，在此电路中的应用是为了将NP芯片的中断信号输入端固定在高电平。在未发生掉电时，本装置的直流电源电压为第一个三极管的基极提供输入，此时第一个三极管处于导通状态、其集电极与发射极短路后接地，其集电极为低电位。因为第一个三极管的集电极作为第二个三极管的基极输入，所以此时第二个三极管处于截止状态，NP芯片的中断信号输入端始终保持高电平输入。当发生掉电时，第一个三极管的基极输入不足以使第一个三极管的集电极与发射极导通，所以此时第一个三极管截止，其集电极与工作电源连接，处于高电位状态；第一个三极管的集电极为第二个三极管的基极提供高电位输入，第二个三极管的集电极与发射极导通后接地，此时第二个三极管的集电极变为低电位，NP芯片的中断信号输入端变为低电平输入，NP芯片接收到掉电信号。

进一步，第二个所述三极管的集电极设置有滤波电容，所述滤波电容一端与第二个所述三极管的集电极连接，所述滤波电容的另一端接地，防止掉电检测电路的检测输出端发生信号抖动，使检测结果不准确。

进一步，所述三极管为NPN型三极管。NPN型三极管做电子开关时，适合放在电路的接地端使用，NPN型三极管的基极为高电压时，其集电极与发射极短路，即导通；NPN型三极管的基极为低电压，其集电极与发射极开路，即截止。

进一步，所述DC-DC降压芯片为SY8205。SY8205为比较成熟的一款DC-DC降压芯片，其具有固有的接线方式，降压前的输入电压范围在4.5V～30V，提供3.3V输出电压，能满足本装置的使用需求。

进一步，还包括共模电感，所述共模电感设置在所述电源输入端与所述掉电检测电路之间，所述共模电感的第一个电感与所述电源输入端的正极串联，所述共模电感的第二个电感与所述电源输入端的负极串联。共模电感为电源线提供滤波，过滤共模的电磁干扰信号。

进一步，还包括保险丝，所述保险丝串联在所述电源输入端的正极与所述共模电感的第一个电感之间。保险丝防止直流电源异常流入过大电流烧坏后面的电路，对本装置提供了有效的过电流保护。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种基于NP芯片实现DyingGasp功能的装置，当检测到直流电源掉电时，及时发出中断信号到NP芯片，NP芯片将预设的告警报文发出，以提醒工作人员出现电源故障；掉电后，储能模块短时间内放电，为NP芯片以及掉电检测电路提供工作电源，以保证告警报文的发出；该装置设置在通信设备内部，与通信设备共用NP芯片，体积小，在完成掉电告警功能的同时不额外占用设备空间，节省了设备成本。

附图说明

图1为本实用新型电路原理图；

图2为本实用新型掉电检测电路原理图；

图3为本实用新型电压转换电路原理；

图4为本实用新型***组成框图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

F1、保险丝，C1～C3、电解电容，C6、耦合电容，C4～C5/C7～C21、滤波电容，R1～R2/R5～R8、分压电阻，R3～R4、上拉电阻，R9、电流采样电阻，L1、共模电感，L2、电感，D1、防反二极管，U1、DC-DC降压芯片，CON3、插接端子，TVS、瞬态抑制二极管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1～4所示的一种基于NP芯片实现Dying Gasp功能的装置，设置在通信设备内，用于检测通信设备是否掉电，并在掉电时发出掉电告警报文。其电源输入端连接通信设备的直流电源，其NP芯片共用通信设备的NP芯片。本装置包括相互连接的掉电检测电路、电压转换电路以及NP芯片，所述掉电检测电路的检测输入端连接本装置的电源输入端，所述掉电检测电路的检测输出端连接所述NP芯片的中断信号输入端，用于检测输入电源是否掉电，并输出掉电信号；所述电压转换电路的输入端连接本装置的电源输入端，所述电压转换电路的输出端分别连接所述掉电检测电路、所述NP芯片，用于为所述掉电检测电路、所述NP芯片提供工作电源；所述NP芯片包括中断处理模块以及掉电告警模块，所述中断处理模块用于接收掉电信号，并发出掉电报警信号；所述掉电告警模块内预存有告警报文，所述掉电告警模块用于接收所述掉电报警信号并发出所述告警报文。

本装置在检测到直流电源掉电时，及时发出中断信号到NP芯片，NP芯片将预设的告警报文发出，以提醒工作人员出现电源故障；电压转换电路内为NP芯片以及掉电检测电路提供工作电源，以保证告警报文的发出；该装置设置在通信设备内部，与通信设备共用NP芯片，体积小，在完成掉电告警功能的同时不额外占用设备空间，节省了设备成本。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

现结合具体电路图对电压转换电路进行说明。如图1和图3所示，本装置采用插接端子CON3作为本装置的直流电源输入端，与通信设备的DC12V直流电源连接。所述电压转换电路包括依次串联的防反二极管D1、DC-DC降压芯片U1，所述防反二极管D1的负极连接所述电源输入端的正极，即图2中插接端子CON3的3引脚，所述防反二极管D1的正极连接所述DC-DC降压芯片U1的电压输入端，所述DC-DC降压芯片U1的电压输出端分别连接所述NP芯片的工作电源输入端(即图3中的VDD_MAIN_3.3V)以及所述掉电检测电路的工作电源输入端,即图2中的VDD_3.3V。在本装置工作过程中，防反二极管D1用于防止电源掉电时，后面电路中的电解电容以及滤波电容放电对掉电检测电路造成干扰，保护了检测结果的准确性；DC-DC降压芯片U1将通信设备的DC12V直流电源电压转化为本装置适用的直流电压DC3.3V，为本装置提供了可靠的工作电源。

进一步，所述DC-DC降压芯片U1为SY8205。根据实际需要也可以采用其他型号的直流降压芯片，本实施例采用SY8205作为DC-DC降压芯片U1。SY8205为比较成熟的一款DC-DC降压芯片，其具有固有的接线方式，降压前的输入电压范围在4.5V～30V，提供3.3V输出电压，能满足本装置的使用需求。本实施例中，如图3所示，DC-DC降压芯片U1的具体接线方式如下：VIN1引脚与VIN2引脚连接DC12V电源输入，DC12V电源输入还接有依次串联的分压电阻R5、分压电阻R6后接地，分压电阻R5和分压电阻R6的公共节点连接使能引脚EN，以保证使能引脚EN处于高电平输入，分压电阻R6上并联滤波电容C9,用于高频滤波；VCC引脚串联滤波电容C7后接地，滤波电容C7滤除高频波，使DC-DC降压芯片U1输出的电压更稳定；G引脚接地；SS引脚为DC-DC降压芯片U1延时启动控制端，接滤波电容C8，LX引脚作为PWM输出，连接的电感L2，电感L2与LX引脚相对的一端输出DC3.3V电压，用于为NP芯片以及掉电检测电路提供工作电压；BS引脚为自举电压输入，其串联一个100nF的耦合电容C6后与LX引脚连接；FB引脚作为反馈输入，用于检测芯片的输出电压值，图3中电压输出端VDD_3.3V处依次串联分压电阻R8、分压电阻R7后接地，分压电阻R8与分压电阻R7的公共节点连接FB引脚，分压电阻R8上并联电容C10，用于滤除高频波。为了更有效地保证电压转化电路输出稳定的3.3V电压，在DC-DC降压芯片U1的VIN引脚以及LX引脚处各设置几个并联的滤波电容，具体地，如图3所示，在VIN引脚处设置并联的滤波电容C11、滤波电容C12、滤波电容C13、滤波电容C14，在电感L2上与LX引脚相对的一端设置并联的滤波电容C15、滤波电容C16、滤波电容C17、滤波电容C18、滤波电容C19、滤波电容C20、滤波电容C21。为了确定电压转换电路输出电源的可靠性，还可在电压输出端VDD_3.3V处设置一个电流采样电阻R9，以对电流进行监控。

进一步，所述电压转换电路还包括储能模块，所述储能模块的正极连接所述防反二极管D1的正极，所述储能模块的负极接地；所述储能模块包括并联的多个电解电容，多个所述电解电容的正极连接所述防反二极管的正极，多个所述电解电容的负极接地。如图1所示，电解电容C1、电解电容C2、电解电容C3并联后与防反二极管D1的正极连接，电解电容C1、电解电容C2、电解电容C3的负极接地。储能模块上还并联设置滤波电容C4,用于滤除输入电源的高频波。将多个电解电容并联后，等效串联电阻会减少，同时，这样也可以把纹波电流分摊到多个电容上，使每个电容工作在额定的纹波电流下，但在实际使用中，要把纹波电流平均分布，那么就要使每个电容与纹波电流源的引线阻抗一样，就是说防反二极管D1与每个电解电容正极的连线长度和宽度都要一样，这时候滤波效果最佳。当正常工作状态时，通信设备的直流电源为储能模块的电解电容充电，当掉电时，储能模块放电，继续为掉电检测电路以及NP芯片提供工作电源，使得掉电检测电路输出掉电中断信号到NP芯片，NP芯片及时发出掉电告警报文。

本实施例中，所述储能模块还设置有瞬态抑制二极管TVS，所述瞬态抑制二极管TVS反偏设置，所述瞬态抑制二极管TVS的正极连接多个所述电解电容的正极，所述瞬态抑制二极管TVS的负极接地。瞬态抑制二极管TVS反偏，和后面的电路并联，当其电压超过崩溃准位时，直接分流过多的电流，用于吸收电路中可能出现的尖峰能量，将电路的电压钳位在其崩溃电压以内；当过电压消失时，瞬态抑制二极管TVS会自动复归，有效保护后面的电路不受电源导线引入的电压尖峰破坏。

如图2所示，所述掉电检测电路包括串联的两个分压电阻(分压电阻R1、分压电阻R2)、两个三极管(三极管Q1、三极管Q2)、两个上拉电阻(上拉电阻R3、上拉电阻R4)。三极管采用型号MMBT3904。分压电阻R1、分压电阻R2的公共节点连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极串联上拉电阻R3后与所述电压转换电路的电压输出端(VDD_3.3V)连接；三极管Q1的基极连接三极管Q2的集电极与上拉电阻R3的公共节点，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极串联上拉电阻R4后与所述电压转换电路的电压输出端(VDD_3.3V)连接；三极管Q1的集电极与上拉电阻R4的公共节点连接所述NP芯片的中断信号输入端(即NP芯片的INTR2引脚)。本实施例中三极管在掉电检测电路中作为电子开关使用，其具有体积小、无机械触点、开关速度快、便于使用电信号进行控制通断的优点。上拉电阻避免电压的“悬浮”，造成电路的不稳定，在此电路中的应用是为了将NP芯片的中断信号输入端固定在高电平。在未发生掉电时，本装置的直流电源电压为三极管Q2的基极提供输入，此时三极管Q2处于导通状态、其集电极与发射极短路后接地，其集电极为低电位。因为三极管Q2的集电极作为三极管Q1的基极输入，所以此时三极管Q1处于截止状态，NP芯片的中断信号输入端始终保持高电平输入。当发生掉电时，三极管Q2的基极输入不足以使三极管Q2的集电极与发射极导通，所以此时三极管Q2截止，其集电极与工作电源连接，处于高电位状态；三极管Q2的集电极为三极管Q1的基极提供高电位输入，三极管Q1的集电极与发射极导通后接地，此时三极管Q1的集电极变为低电位，NP芯片的中断信号输入端变为低电平输入，NP芯片接收到掉电信号。

进一步，三极管Q1的集电极设置有滤波电容C5，所述滤波电容C5一端与三极管Q1的集电极连接，所述滤波电容C5的另一端接地，防止掉电检测电路的检测输出端发生信号抖动，使检测结果不准确。

进一步，所述三极管Q1与三极管Q2均为NPN型三极管。NPN型三极管做电子开关时，适合放在电路的接地端使用，NPN型三极管的基极为高电压时，其集电极与发射极短路，即导通；NPN型三极管的基极为低电压，其集电极与发射极开路，即截止。

进一步，还包括共模电感L1，所述共模电感L1设置在所述电源输入端与所述掉电检测电路之间，所述共模电感L1的第一个电感与所述电源输入端的正极串联，所述共模电感的第二个电感与所述电源输入端的负极串联。共模电感L1为电源线提供滤波，过滤共模的电磁干扰信号。

进一步，还包括保险丝F1，所述保险丝串联在所述电源输入端的正极与所述共模电感L1的第一个电感之间。保险丝F1防止直流电源异常流入过大电流烧坏后面的电路，对本装置提供了有效的过电流保护。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种基于NP芯片实现DyingGasp功能的装置，当检测到直流电源掉电时，及时发出中断信号到NP芯片，NP芯片将预设的告警报文发出，以提醒工作人员出现电源故障；掉电后，储能模块短时间内放电，为NP芯片以及掉电检测电路提供工作电源，以保证告警报文的发出；该装置设置在通信设备内部，与通信设备共用NP芯片，体积小，在完成掉电告警功能的同时不额外占用设备空间，节省了设备成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于NP芯片实现Dying Gasp功能的装置，其电源输入端连接通信设备的直流电源，其特征在于，包括相互连接的掉电检测电路、电压转换电路以及NP芯片，所述掉电检测电路的检测输入端连接本装置的电源输入端，所述掉电检测电路的检测输出端连接所述NP芯片的中断信号输入端，用于检测输入电源是否掉电，并输出掉电信号；所述电压转换电路的输入端连接本装置的电源输入端，所述电压转换电路的输出端分别连接所述掉电检测电路、所述NP芯片，用于为所述掉电检测电路、所述NP芯片提供工作电源；所述NP芯片包括中断处理模块以及掉电告警模块，所述中断处理模块用于接收掉电信号，并发出掉电报警信号；所述掉电告警模块内预存有告警报文，所述掉电告警模块用于接收所述掉电报警信号并发出所述告警报文。

2.根据权利要求1所述一种基于NP芯片实现Dying Gasp功能的装置，其特征在于，所述电压转换电路包括依次串联的防反二极管、DC-DC降压芯片，所述防反二极管的负极连接所述电源输入端的正极，所述防反二极管的正极连接所述DC-DC降压芯片的电压输入端，所述DC-DC降压芯片的电压输出端分别连接所述NP芯片的工作电源输入端以及所述掉电检测电路的工作电源输入端。

3.根据权利要求2所述一种基于NP芯片实现Dying Gasp功能的装置，其特征在于，所述电压转换电路还包括储能模块，所述储能模块的正极连接所述防反二极管的正极，所述储能模块的负极接地；所述储能模块包括并联的多个电解电容，多个所述电解电容的正极连接所述防反二极管的正极，多个所述电解电容的负极接地。

4.根据权利要求3所述一种基于NP芯片实现Dying Gasp功能的装置，其特征在于，所述储能模块还设置有瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管反偏设置，所述瞬态抑制二极管的正极连接多个所述电解电容的正极，所述瞬态抑制二极管的负极接地。

5.根据权利要求2所述一种基于NP芯片实现Dying Gasp功能的装置，其特征在于，所述掉电检测电路包括串联的两个分压电阻、两个三极管、两个上拉电阻，两个所述分压电阻的公共节点连接第一个所述三极管的基极，第一个所述三极管的发射极接地，第一个所述三极管的集电极串联第一个所述上拉电阻后与所述电压转换电路的电压输出端连接；第二个所述三极管的基极连接第一个所述三极管的集电极与第一个所述上拉电阻的公共节点，第二个所述三极管的发射极接地，第二个所述三极管的集电极串联第二个所述上拉电阻后与所述电压转换电路的电压输出端连接；第二个所述三极管的集电极与第二个所述上拉电阻的公共节点连接所述NP芯片的中断信号输入端。

6.根据权利要求5所述一种基于NP芯片实现Dying Gasp功能的装置，其特征在于，第二个所述三极管的集电极设置有滤波电容，所述滤波电容一端与第二个所述三极管的集电极连接，所述滤波电容的另一端接地。

7.根据权利要求5所述一种基于NP芯片实现Dying Gasp功能的装置，其特征在于，所述三极管为NPN型三极管。

8.根据权利要求2所述一种基于NP芯片实现Dying Gasp功能的装置，其特征在于，所述DC-DC降压芯片为SY8205。

9.根据权利要求1所述一种基于NP芯片实现Dying Gasp功能的装置，其特征在于，还包括共模电感，所述共模电感设置在所述电源输入端与所述掉电检测电路之间，所述共模电感的第一个电感与所述电源输入端的正极串联，所述共模电感的第二个电感与所述电源输入端的负极串联。

10.根据权利要求9所述一种基于NP芯片实现Dying Gasp功能的装置，其特征在于，还包括保险丝，所述保险丝串联在所述电源输入端的正极与所述共模电感的第一个电感之间。

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