外部掉电数据自动保存检测电路装置的制作方法

1.本实用新型涉及铁路通信系统领域，具体是一种外部掉电数据自动保存检测电路装置。


背景技术：

2.中国铁路进入了高铁时代，高铁采用了大量的计算机技术。控制系统的可靠性和安全性取决于计算机系统。高铁的计算机控制系统由于安装在铁路沿线或者机车上。电磁环境复杂电源供电不稳定。当电力系统中断后重新上电所有的控制参数将消失。控制参数的错误将影响列车的运行安全。现有的技术方案都是集中采用ups供电，ups解决了连续供电问题。当ups和外部电力同时故障将无法保证系统运行参数自动保存，系统重启后系统控制参数将消失需要重新获取或者输入，影响高铁的运行效率。设计开发一计算机系统掉电检测和数据自动保存电路可以解决此问题。


技术实现要素：

3.本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种外部掉电数据自动保存检测电路装置，充电电路简单可靠性高，可以适用用于大部分的计算机控制系统掉电检测、通用性高、适用寿命长、发热量小效率高。解决了计算机设备异常掉电关键数据保存问题。
4.本实用新型包括充电电路、储能电路、放电电路、掉电检测电路，外部输入电源经充电电路处理后给储能电路充电，储能电路通过放点电路输出电源到计算机控制设备；所述的储能电路采用串并联组成电容整列，包括若干串联的电容器，每个电容器均并联一个均压电阻，均压电阻流过的电流至少为电容器漏电流的5倍；所述的放电电路采用二极管d1和二极管d2进行隔离，其中，d1为放电二极管；d2为充电二极管，d2串联有充电电路限流二极管，当外部电源正常时通过d2和充电电路限流二极管构成限流恒压浮充给电容充电，当外部电源故障时通过d1二极管对外部进行放电。
5.由于每个电容器的漏电流（漏电电阻）存在差别，因此电容器串联时必须给每个电容器并联一个均压电阻。流过电阻r的电流必须远大于电容器的漏电流，否则电阻r无法控制电压
6.分配过程。假定流过电阻r的电流为电容器漏电流的5倍，而电容器的稳定漏电流il设定为0.003cu，则均压电阻的计算公式为：
7.r=u/（5*il）=u/0.015 cu=1/0.015c (单位：r：ω；u：v；c：f)。
8.对于cd293 400v 330uf电容器来说，当进行串联组合时，均压电阻r=1/（0.015*330）。
9.掉电检测电路用于对外部输入电源的掉电检测，采用电压比较器进行欠压检测，当输入电压低于比较设定电压时发出告警，同时将储能电容经放电电路输出。
10.计算控制设备实时监测掉电检测电路的输出，当输出告警时自动保存运行过程参数和关键数据同时上报告警。系统根据计算机系统的功耗和实时性能配置超级电容容量。
11.本实用新型有益效果在于：
12.1、采用超级电容替代传统蓄电池。充电电路简单可靠性高，可以适用用于大部分的计算机控制系统掉电检测、通用性高、适用寿命长、发热量小效率高。解决了计算机设备异常掉电关键数据保存问题。
13.2、当计算机控制系统ups发生故障后，系统异常掉电时自动检测同时通知控制系统对控制参数和关键数据进行自动保存并上报告警。提供自动保存系统工作电源。工作时长和输出功率根据具体项目可以进行配置。
附图说明
14.图1为整体电路组成示意图。
15.图2为储能电路和放点电路示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
17.本实用新型由四部分组成：充电电路、储能电路、放电电路、掉电检测电路组成示意图如图1。
18.外部输入电源经充电电路处理后给储能电路充电，本设计采用恒压浮充设计。充电电流采用电阻进行限流。
19.储能电路采用超级电容进行储能，超级电容采用串并联组成电容整列。储能容量根据项目的具体需要进行配置。电容内部串联采用电阻均压设计。电路示意如图2。
20.由于每个电容器的漏电流（漏电电阻）存在差别，因此电容器串联时必须给每个电容器并联一个均压电阻。流过电阻r的电流必须远大于电容器的漏电流，否则电阻r无法控制电压
21.分配过程。假定流过电阻r的电流为电容器漏电流的5倍，而电容器的稳定漏电流il设定为0.003cu，则均压电阻的计算公式为：
22.r=u/（5*il）=u/0.015 cu=1/0.015c (单位：r：ω；u：v；c：f)。
23.对于cd293 400v 330uf电容器来说，当进行串联组合时，均压电阻r=1/（0.015*330）。
24.掉电检测电路用于对外部输入电源的掉电检测，采用电压比较器进行欠压检测，当输入电压低于比较设定电压时发出告警，同时将储能电容经放电电路输出。
25.计算控制设备实时监测掉电检测电路的输出，当输出告警时自动保存运行过程参数和关键数据同时上报告警。系统根据计算机系统的功耗和实时性能配置超级电容容量。
26.放电电路采用d1和d2二极管进行隔离，电路示意如图2。
27.d1为放电二极管；d2为充电二极管；r6为充电电路限流二极管。
28.当外部电源正常时通过d2和r6构成限流恒压浮充给电容充电。
29.当外部电源故障时通过d1二极管对外部进行放电。
30.功能要求：
31.外部掉电检测响应时间小于5ms；
32.输出功率可以根据项目实际进行调整，更换充放电二极管；
33.工作电压dc2.5v-dc48v；
34.储能电容最大容量为100f。
35.环境要求：
36.环境工作温度：-25～+55℃；
37.环境湿度：30～90%rh；
38.海拔高度：0-3000米（101-67kpa）。
39.本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种外部掉电数据自动保存检测电路装置，其特征在于：包括充电电路、储能电路、放电电路，外部输入电源经充电电路处理后给储能电路充电，储能电路通过放点电路输出电源到计算机控制设备；所述的储能电路采用串并联组成电容整列，包括若干串联的电容器，每个电容器均并联一个均压电阻，均压电阻流过的电流至少为电容器漏电流的5倍；所述的放电电路采用二极管d1和二极管d2进行隔离，其中，d1为放电二极管；d2为充电二极管，d2串联有充电电路限流二极管，当外部电源正常时通过d2和充电电路限流二极管构成限流恒压浮充给电容充电，当外部电源故障时通过d1二极管对外部进行放电。2.根据权利要求1所述的外部掉电数据自动保存检测电路装置，其特征在于：所述的外部输入电源连接有掉电检测电路，掉电检测电路采用电压比较器进行欠压检测，当输入电压低于比较设定电压时发出告警，同时将储能电容经放电电路输出。

技术总结
本实用新型提供了一种外部掉电数据自动保存检测电路装置，包括充电电路、储能电路、放电电路，外部输入电源经充电电路处理后给储能电路充电，储能电路通过放点电路输出电源到计算机控制设备；所述的储能电路采用串并联组成电容整列，包括若干串联的电容器，每个电容器均并联一个均压电阻；所述的放电电路采用二极管D1和二极管D2进行隔离，其中，D1为放电二极管；D2为充电二极管，D2串联有充电电路限流二极管。本实用新型充电电路简单可靠性高，可以适用用于大部分的计算机控制系统掉电检测、通用性高、适用寿命长、发热量小效率高。解决了计算机设备异常掉电关键数据保存问题。算机设备异常掉电关键数据保存问题。算机设备异常掉电关键数据保存问题。


技术研发人员：倪小龙 吉鹏程 于欣
受保护的技术使用者：南京泰通科技股份有限公司
技术研发日：2021.09.27
技术公布日：2023/3/9