CN219123975U - 一种边缘计算设备的双电源供电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种边缘计算设备的双电源供电装置，通过直供电路、应急供电电路、降压电路和电压检测电路之间的配合，能在边缘计算设备断电的瞬间能短暂为边缘计算设备供电、能检测到供电主电源的掉电状态并通知边缘计算设备，为边缘计算设备进行掉电处理工作提供时间，避免了供电主电源的临时波动或掉电，会造成边缘计算设备正常工作的异常中断，有可能导致采集数据的丢失或内置运行***文件损坏，能提高边缘计算设备的运行可靠性、节省边缘计算设备的运维成本。

Description

一种边缘计算设备的双电源供电装置

技术领域：

本实用新型涉及供变电检修领域，特别是涉及一种边缘计算设备的双电源供电装置。

背景技术：

目前，电力部门正在逐步将边缘计算设备运用到变电站、电力隧道、配电房和开闭所等电力现场的环境监控、数据采集传输中，为多种用途的监控平台提供实时、可靠的数据支撑。在这些边缘计算设备工作中，由于供电电源的临时波动或掉电，会造成设备正常工作的异常中断，有可能导致采集数据的丢失或内置运行***文件损坏，严重影响设备的可靠性。如果能在边缘计算设备断电的瞬间能短暂为设备供电、能检测到主电源的掉电状态并通知边缘计算设备，可保证设备运行的可靠性及其使用寿命。

实用新型内容：

为了解决上述技术问题，本实用新型综合了超级电容储电，直流降压技术和运算放大器的电压检测等技术,能在边缘计算设备断电的瞬间能短暂为边缘计算设备供电、能检测到主电源的掉电状态并通知边缘计算设备、并由储能模块进行短时间供电，提高边缘计算设备的运行可靠性、节省边缘计算设备的运维成本。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种技术方案是：一种边缘计算设备的双电源供电装置，包括壳体、直供电路、应急供电电路、降压电路和电压检测电路，其特征是：所述壳体上设置有电源输入端口和电源输出端口，所示直供电路、应急供电电路、降压电路和电压检测电路均设置在所述壳体内，并于电源输入端口和电源输出端口连通，且所述降压电路和电压检测电路串联后与所述直供电路和应急供电电路并联，所述降压电路靠近电源输入端口为电压检测电路进行供电。

进一步的，所述直供电路为串联于电源输入端口和电源输出端口之间，且使电源输入端口向电源输出端口单向导通的二极管D3。

进一步的，所应急供电电路包括二极管D1、二极管D2和储能模块，二极管D1、储能模块和二极管D2串联于电源输入端口和电源输出端口之间，且使电源输入端口向电源输出端口单向导通。

进一步的，二极管D1和储能模块之间串联有对储能模块的充电电流进行限制的限流电阻R1。

进一步的，储能模块包括串联的超级电容C1、超级电容C2、超级电容C3、超级电容C4、超级电容C5和超级电容C6。

进一步的，降压电路包括过流保护器件F1、LDO降压集成电路芯片U1和滤波模块，过流保护器件F1串联于电源输入端口与LDO降压集成电路芯片U1之间，并通过滤波模块保证电压的稳定。

进一步的，电压检测电路包括运算放大器U2、串联分压检测电路和串联分压基准电路，运算放大器U2通过串联分压检测电路与电源输入端口连接，并通过与电源输入端口和降压电路连接的串联分压基准电路提供基准电压。

本实用新型的有益效果为：

通过直供电路、应急供电电路、降压电路和电压检测电路之间的配合，能在边缘计算设备断电的瞬间能短暂为边缘计算设备供电、能检测到供电主电源的掉电状态并通知边缘计算设备，为边缘计算设备进行掉电处理工作提供时间，避免了供电主电源的临时波动或掉电，会造成边缘计算设备正常工作的异常中断，有可能导致采集数据的丢失或内置运行***文件损坏，能提高边缘计算设备的运行可靠性、节省边缘计算设备的运维成本。

为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点更能明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的其中三幅，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1为本申请的结构框图。

图2为本申请的电路图。

具体实施方式：

下面将参照附图详细地描述本实用新型的实施例。虽然附图中显示了本实用新型的某些实施例，然而应当理解的是，本实用新型可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本实用新型。应当理解的是，本实用新型的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本实用新型的保护范围。

应当理解，本实用新型的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本实用新型的范围在此方面不受限制。

本实用新型实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

实施例一

如图1-图2所示，一种边缘计算设备的双电源供电装置，包括壳体、直供电路、应急供电电路、降压电路和电压检测电路，所述壳体上设置有电源输入端口和电源输出端口，所示直供电路、应急供电电路、降压电路和电压检测电路均设置在所述壳体内，并于电源输入端口和电源输出端口连通，且所述降压电路和电压检测电路串联后与所述直供电路和应急供电电路并联，所述降压电路靠近电源输入端口为电压检测电路进行供电。

电源输入端口与直流12V电源连接，电源输出端口与边缘计算设备连接。

直供电路主要使用大功率二极管D3，完成电源输入端和电源输出端的隔离，防止在应急供电的状态下电能反向输出。

应急供电电路主要有二极管D1、二极管D2、电阻R1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和电容C6组成。电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和电容C6均为超级电容，其串联组成应急供电电路的储能模块(根据边缘计算设备的能耗可选择适用型号和容量的超级电容，满足提供合适的工作电压和功率)；二极管D1完成12V电源向储能模块方向单向充电隔离；二极管D2完成储能模块向电源输出端口单向供电，当与电源输入端口连接的直流12V电源失电，C电压低于储能模块电压0.4V后，储能模块经二极管D2给电源输出端口供电；电阻R1是储能模块充电过程中的限流电阻，防止与电源输入端口连接的直流12V电源对储能模块充电时，充电电流过大对直流12V电源冲击影响。

降压电路是将直流12V电源转换为直流3.3V的电压，为电压检测模块供电，主要有过流保护器件F1(熔断器)、LDO降压集成电路U1、电容C7、电容C8、电容C9和电容C10组成。LDO降压集成电路U1是将直流12V电源的12V电压转换成3.3V电压；电容C7、电容C8、电容C9和电容C10是降压模块的滤波电路。

电压检测电路对直流12V电源的电压状态检测(输出电压大于11V为有电状态，否则为失电状态)并将电压状态转换成高低电平(TTL)信号传递给边缘计算设备。

电压检测电路包括运算放大器U2、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7；电阻R6为信号上拉电阻，与3.3V电源和运算放大器U2的1脚相连接，使运算放大器U2的1脚输出稳定电平信号给边缘计算设备；电阻R4和电阻R5组成串联分压基准电路，运算放大器U2的3脚从电阻R5和电阻R4中间连接处取电压值作为基准电压源；电阻R2、电阻R7和电阻R3组成串联分压检测电路，电阻R2一端接电源输入端口检测电压(直流12V电源电压)，运算放大器U2的2脚从电阻R7和电阻R3中间连接处取电压值作为检测电压。当检测电压高于基准电压源时，运算放大器U2的1脚向边缘计算设备输出低电平的信号，否则运算放大器U2的1脚向边缘计算设备输出高电平的信号。

直流12V电源直接对直供模块和储能模块进行单向输出供电，直供电路将直流12V电源单向输出给边缘计算设备供电；应急供电电路中，直流12V电源电压低于储能模块电压0.4V后，储能模块对边缘计算设备进行单向输出供电，且直流12V电源单向输出给储能模块充电；降压电路将直流12V电源转换为直流3.3V的电压，为电压检测模块供电；电压检测电路对直流12V电源的电压状态进行检测并将电压状态转换成开关型报警信号传递给边缘计算设备，其中，当直流12V电源的输出电压大于11V为有电状态，向边缘计算设备输出低电平的信号，当直流12V电源的输出电压小于11V为失电状态，向边缘计算设备输出高电平的信号。

上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，本申请不再赘述。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种边缘计算设备的双电源供电装置，包括壳体、直供电路、应急供电电路、降压电路和电压检测电路，其特征是：所述壳体上设置有电源输入端口和电源输出端口，所示直供电路、应急供电电路、降压电路和电压检测电路均设置在所述壳体内，并于电源输入端口和电源输出端口连通，且所述降压电路和电压检测电路串联后与所述直供电路和应急供电电路并联，所述降压电路靠近电源输入端口为电压检测电路进行供电。

2.根据权利要求1所述的边缘计算设备的双电源供电装置，其特征是：所述直供电路为串联于电源输入端口和电源输出端口之间，且使电源输入端口向电源输出端口单向导通的二极管D3。

3.根据权利要求2所述的边缘计算设备的双电源供电装置，其特征是：所应急供电电路包括二极管D1、二极管D2和储能模块，二极管D1、储能模块和二极管D2串联于电源输入端口和电源输出端口之间，且使电源输入端口向电源输出端口单向导通。

4.根据权利要求3所述的边缘计算设备的双电源供电装置，其特征是：二极管D1和储能模块之间串联有对储能模块的充电电流进行限制的限流电阻R1。

5.根据权利要求4所述的边缘计算设备的双电源供电装置，其特征是：储能模块包括串联的超级电容C1、超级电容C2、超级电容C3、超级电容C4、超级电容C5和超级电容C6。

6.根据权利要求5所述的边缘计算设备的双电源供电装置，其特征是：降压电路包括过流保护器件F1、LDO降压集成电路U1和滤波模块，过流保护器件F1串联于电源输入端口与LDO降压集成电路芯片U1之间，并通过滤波模块保证电压的稳定。

7.根据权利要求6所述的边缘计算设备的双电源供电装置，其特征是：电压检测电路包括运算放大器U2、串联分压检测电路和串联分压基准电路，运算放大器U2通过串联分压检测电路与电源输入端口连接，并通过与电源输入端口和降压电路连接的串联分压基准电路提供基准电压。

Images