[發明專利]基于超級電容后備電源二層管理型交換機

在審

• 申請號: 201310288422.9
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN104283815A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 秦文豪;張軍宏
• 申請（專利權）人: 恒啟電子（蘇州）有限公司
• 主分類號: H04L12/931
• 分類號: H04L12/931;H02J9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

?本發明涉及工業以太網交換機在意外斷電仍能保持數據的正常通訊以及快速反饋信息給控制端基于超級電容后備電源二層管理型交換機，在工業控制現場、軌道交通、道理視頻監視、惡劣環境監測等領域有廣泛應用。

背景技術

工業以太網交換機目前在軌道交通、煤礦、電力通訊系統等行業領域當中，各個設備能夠有效穩定的工作都離不開大量的數據傳輸及控制平臺，在這當中交換機起著至關重要的作用，當交換機的供電出現意外中斷時，會造成部分數據的中斷甚至整個系統的癱瘓，在這過程當中不容易檢測到有異常的交換機，為解決這一問題目前普遍采用的方法有兩種，利用專業斷電監控軟件監控或者配備外部蓄電模塊等來維持斷電后交換機的正常工作及數據的反饋。

專業斷電監控軟件，它是基于同一個交換機所有端口進行檢測控制即該交換機的所有口都沒有數據流過時，可以判斷該交換機供電有問題，這個軟件相對比較方便但不能夠將斷電前的數據進行備份，只能給控制端一個提醒。

配備外部蓄電池模塊，在交換機正常工作時蓄電模塊并聯在交換機的輸入端，并一直處于充電狀態，斷電后蓄電池開始工作，這樣保證了交換機正常數據通訊，在蓄電池工作的這段時間內給控制端留出維護的時間，但它的成本相對比較高。

綜上所述，以上兩種方案從性能維護以及成本控制方面考慮不適宜廣泛推廣應用，已不能滿足工業現場設備性能穩定性要求，迫切需要一種在交換機意外斷電后仍能保持數據的正常通訊以及反饋信息給控制端的交換設備。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足而提出的基于超級電容后備電源二層管理型交換機。本發明的有益效果是提供一款在二層管理型交換機出現意外斷電后，在30s內仍保持正常的數據交換，并且能夠給控制端一個斷電提醒，以繼電器報警或者郵件反饋的形式，這樣控制端能夠準確定位問題點，并能得到及時的維護與解決。

為了保證交換機正常的工作，在上電8s后等交換機完全正常工作后，后備電源開始工作，經過電源芯片LM2679SD構成的電壓轉換電路給超級電容充電，一般15min后完成充電。在充電過程中不會影響二層管理型交換機正常工作，因為基于超級電容的后備電源板工作時的功率不到1W。當意外斷電后，有了后備電源的支持交換機仍保持正常工作，此時檢測電路將檢測到的信號反饋到CPU，CPU將檢測到D的信號以繼電器報警或郵件的方式反饋給控制端。

附圖說明

附圖1是立體圖，其中：[1]訂軌；[2]掛板；[3]接地螺絲；[4]電源端子；[5]右面板；[6]上面板；[7]電源指示燈；[8]繼電器端子；[9]前面板；[10]電纜接口；[11]左面板；[12]下面板。

附圖2是內部結構圖，其中：[21]繼電器口；[22]后備電源引線；[23]主電路板；[24]基于超級電容的后備電源板；[25]電源板；[26]連接線；[27]電源端子。

附圖3是電路原理圖。

具體實施方式

為了達到上述發明目的，本發明的技術方案為：一種基于超級電容后備電源二層管理型交換機，包括機箱、設置在機箱內部的基于超級電容的后備電源板、連接基于超級電容的后備電源跟主電源板的后備電源引線。所述的基于超級電容的后備電源包括三部分：充電部分、放電部分、檢測部分，所述的基于超級電容的后備電源板包括用于為交換機提供所需電源的電源電路，所述的后備電源引線用于連接基于超級電容的后備電源盒主電源板。所述的基于超級電容的后備電源包括。

1、充電部分：輸入電流流過D2單極性瞬態電壓抑制二極管經電源芯片LM2679SD電壓轉換，通過配置電阻使電源芯片的輸出電壓為10V，得到的低壓給四個串聯的電容充電，充滿后一直保持著這樣的狀態。其中D2起到輸入保護作用，防止放電時二極管陰極的電位高于陽極電位后影響輸入端信號的檢查，C10是延緩充電時間電容，延緩充電的目的保證上電后交換機的正常工作，防止出現浪涌電流。剛開始上電瞬間電流先流過D2直接到交換機的電壓輸入端，交換機開始正常工作，8S后后備電源板開始充電，一般15min后電容充滿，在充電過程中不會影響二層管理型交換機的正常工作。