專利名稱：電源延時(shí)供電裝置、網(wǎng)絡(luò)主板及網(wǎng)絡(luò)主機(jī)的制作方法
電源延時(shí)供電裝置、網(wǎng)絡(luò)主板及網(wǎng)絡(luò)主機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源控制，尤其是涉及一種電源延時(shí)供電裝置、網(wǎng)絡(luò)主板及網(wǎng)絡(luò)主機(jī)。背景技術(shù)：
在現(xiàn)代高智能網(wǎng)絡(luò)旁路控制技術(shù)中，需要能夠在外部電源斷電情況下對網(wǎng)絡(luò)旁路狀態(tài)進(jìn)行控制。由于外部電源斷電具有不可預(yù)見性的特點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)功能就需要做到以下兩點(diǎn)1、能快速檢測到外部電源斷電的信號，通知網(wǎng)絡(luò)旁路控制器進(jìn)行動作；2、在外部電源異常斷電后，主板上的電壓仍能維持一段時(shí)間的穩(wěn)定值給網(wǎng)絡(luò)旁路裝置執(zhí)行相應(yīng)的動作。有些小型網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)采用直流單電源輸入，輸入電源一旦斷開，主板所有電壓值即開始下降，無法保證網(wǎng)絡(luò)旁路裝置的供電需求。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種為采用直流單電源輸入的計(jì)算機(jī)提供斷電保護(hù)的電源延時(shí)供電裝置?！N電源延時(shí)供電裝置，用于為旁路控制器提供斷電時(shí)的延時(shí)供電，包括第一隔離電路、主儲能電容、電源監(jiān)控模塊、延時(shí)供電模塊、切換電路以及連接在主板電源電路和主要負(fù)載之間的開關(guān)電路；其中為主板電源電路供電的主電源通過所述第一隔離電路為主儲能電容充電；所述 電源監(jiān)控模塊輸入所述主電源電壓并連接延時(shí)供電模塊和開關(guān)電路，用于監(jiān)控主電源電壓，并在主電源電壓下降預(yù)設(shè)壓降時(shí)啟動所述延時(shí)供電模塊并斷開開關(guān)電路；所述延時(shí)供電模塊連接主儲能電容，用于將主儲能電容的電壓轉(zhuǎn)換為旁路控制器工作電壓；所述切換電路與電源監(jiān)控模塊連接，受到電源監(jiān)控模塊輸出信號的控制，所述切換電路還連接主板電源電路的旁路控制器工作電壓輸出端和延時(shí)供電模塊的旁路控制器工作電壓輸出端，用于在延時(shí)供電模塊啟動時(shí)將主板電源電路輸出的旁路控制器工作電壓切換為延時(shí)供電模塊輸出的旁路控制器工作電壓。優(yōu)選地，所述電源監(jiān)控模塊為電壓比較器，所述電壓比較器的兩個(gè)輸入端分別輸入所述主電源電壓和主儲能電容的電壓，所述比較器的輸出端連接所述延時(shí)供電模塊和開關(guān)電路，用于根據(jù)比較器的輸出電壓控制延時(shí)供電模塊的啟閉和開關(guān)電路的通斷。優(yōu)選地，所述延時(shí)供電模塊包括電源控制模塊和電源驅(qū)動模塊，所述電源控制模塊和電源驅(qū)動模塊均輸入所述主儲能電容的電壓，所述電源驅(qū)動模塊輸出電壓，所述電源控制模塊連接所述電源監(jiān)控模塊的輸出端，用于將所述輸出電壓調(diào)整為適合旁路控制器的工作電壓。優(yōu)選地，還包括第二隔離電路和次儲能電容，所述主儲能電容的電壓經(jīng)過第二隔離電路后為次儲能電容充電，所述電源驅(qū)動模塊輸入主儲能電容的電壓，所述電源控制模塊輸入次儲能電容的電壓。
優(yōu)選地，所述主儲能電容和次儲能電容均為包括多個(gè)并聯(lián)的儲能電容的儲能電容組。優(yōu)選地，所述第一隔離電路和第二隔離電路為肖特基二極管、三極管或者直流-直流隔離電源。優(yōu)選地，所述切換電路包括MOS管，所述MOS管的柵極連接電源監(jiān)控模塊的輸出端，所述MOS管的源極和漏極分別連接主板電源電路的旁路控制器的工作電壓輸出端和延時(shí)供電模塊的旁路控制器的工作電壓輸出端。一種網(wǎng)絡(luò)主板，包括主板電源電路、主要負(fù)載和旁路控制器，其特征在于，還包括如權(quán)利要求上述的電源延時(shí)供電裝置。一種網(wǎng)絡(luò)主機(jī)，包括上述網(wǎng)絡(luò)主板。上述延時(shí)供電裝置、網(wǎng)絡(luò)主板及網(wǎng)絡(luò)主機(jī)，通過監(jiān)控主電源電壓，得到控制延時(shí)供電模塊啟閉的信號，能夠在斷電時(shí)使延時(shí)供電模塊為旁路控制器供電，從而旁路控制器的工作電壓即使在主電源斷電時(shí)也未間斷，保證旁路控制器完成預(yù)設(shè)操作。

圖1為一實(shí)施例的電源延時(shí)供電裝置模塊圖；圖2為一優(yōu)選實(shí)施例中延時(shí)供電模塊的電路原理圖；圖3為一優(yōu)選實(shí)施例中的隔離電路和儲能電容的電路圖；圖4為一優(yōu)選實(shí)施例中 切換電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式網(wǎng)絡(luò)旁路功能在網(wǎng)絡(luò)安全行業(yè)計(jì)算機(jī)中有著廣泛的應(yīng)用，隨著HA(雙機(jī)熱備份)的應(yīng)用，對網(wǎng)絡(luò)旁路功能的需求越來越復(fù)雜，要求計(jì)算機(jī)能按照預(yù)設(shè)的參數(shù)在外部電源斷電后進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)旁路狀態(tài)或網(wǎng)絡(luò)斷開狀態(tài)。本實(shí)施例的電源延時(shí)供電裝置即實(shí)現(xiàn)在斷電時(shí)為旁路控制器提供延時(shí)供電的電源供給的功能，以完成預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)旁路或斷開的操作。如圖1所示，為一實(shí)施例的電源延時(shí)供電裝置模塊圖。該電源延時(shí)供電裝置100包括第一隔離電路110、主儲能電容120、電源監(jiān)控模塊130、延時(shí)供電模塊140、開關(guān)電路150以及切換電路180。12V直流主電源經(jīng)第一隔離電路110后，為與第一隔離電路110連接的主儲能電容120充電，使主儲能電容120存儲電能，作為延時(shí)供電的電能來源。電源監(jiān)控模塊130輸入所述主電源的12V直流電壓并連接延時(shí)供電模塊140和開關(guān)電路150。電源監(jiān)控模塊130用于監(jiān)控主電源電壓，并在主電源電壓下降預(yù)設(shè)壓降時(shí)，例如下降IV，啟動延時(shí)供電模塊140并斷開開關(guān)電路150。延時(shí)供電模塊140用于將主儲能電容120的電壓轉(zhuǎn)換成5V的旁路控制器工作電壓輸出到旁路控制器300，為旁路控制器300供電。開關(guān)電路150是主板上自帶的開關(guān)控制用電路，通過控制開關(guān)電路150可以控制主要負(fù)載220是否從主板電源電路210獲取工作電壓，具體工作過程屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不贅述。切換電路180與電源監(jiān)控模塊130連接，受到電源監(jiān)控模塊130輸出信號的控制。切換電路180同時(shí)連接主板電源電路210的旁路控制器工作電壓輸出端和延時(shí)供電模塊140的旁路控制器工作電壓輸出端。切換電路180用于在主電源正常工作時(shí)使主板電源電路210輸出旁路控制器工作電壓到旁路控制器300，在主電源斷電時(shí)，即延時(shí)供電模塊140啟動時(shí)將主板電源電路210輸出的旁路控制器工作電壓切換為延時(shí)供電模塊140輸出的旁路控制器工作電壓。以下說明上述電路的工作原理當(dāng)主電源持續(xù)供電時(shí)，主板處于正常工作狀態(tài)，主板電源電路210為主要負(fù)載220供電的同時(shí)輸出5V的旁路控制器300的工作電壓。當(dāng)主電源斷電時(shí)，主電源的電壓迅速下降。電源監(jiān)控模塊130在檢測到主電源電壓下降預(yù)設(shè)的壓降時(shí)，輸出控制信號啟動延時(shí)供電模塊140并斷開開關(guān)電路150。此時(shí)，主電源電壓由于主要負(fù)載220被切斷與主板電源電路210的聯(lián)系，電壓下降的速度減緩，并且因?yàn)橹靼咫娫措娐?10內(nèi)部電容的儲能，主板電源電路210仍然能夠輸出5V的電壓供給旁路控制器300。與此同時(shí)，延時(shí)供電模塊140啟動，將主儲能電容120的電壓轉(zhuǎn)換為旁路控制器的工作電壓(5V)。切換電路180可順利將主板電源電路210輸出的電壓切換為延時(shí)供電模塊140輸出的電壓。至此，旁路控制器300在斷電時(shí)仍然獲得了不間斷的電源供給，以完成預(yù)設(shè)操作。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，電源監(jiān)控模塊130采用電壓比較器，電壓比較器的兩個(gè)輸入端分別輸入主電源的12V直流電壓和主儲能電容120的電壓，可對兩個(gè)電壓進(jìn)行比較。電壓比較器的輸出端連接延時(shí)供電模塊140和開關(guān)電路150，用于根據(jù)電壓比較器的輸出電壓控制延時(shí)供電模塊140的啟閉和開關(guān)電路150的通斷。12V直流主電源通過第一隔離電路110后電壓有所下降，因此主電源電壓和主儲能電容120的電壓之間有一定的差值，這個(gè)差值與第一隔離電路110直接相關(guān)，并且與其他的電路無關(guān)。當(dāng)主電源持續(xù)供電時(shí)，主板處于正常工作狀態(tài)，此時(shí)輸入到電壓比較器的兩路用于比較的電壓，即主電源電壓和主儲能電容120的電壓之間保持上述的差值，因而電壓比較器130的輸出恒定(高電位或低電位)。此恒定的輸出使延時(shí)供電模塊140關(guān)閉，開關(guān)電路150導(dǎo)通，則主要負(fù)載220可由主板電源電路210提供工作電源，同時(shí)旁路控制器300由主板電源電路210提供5V的工作電源。當(dāng)主電源斷電時(shí)，輸入到電壓比較器的主電源電壓迅速下降，而主儲能電容120上電壓則下降緩慢，一段時(shí)間后，即主電源電壓低于主儲能電容120上的電壓時(shí)，電壓比較器輸出另一恒定值(相適應(yīng)地為低電位或高電位)。此恒定值使延時(shí)供電模塊140開啟，開關(guān)電路150斷開，則主要負(fù)載220迅速與主板電源電路210斷開，減緩了主板電源電路210中的電容上的電能消耗，主電源電壓的下降減緩；另一方面延時(shí)供電模塊140啟動并輸出5V電壓，切換電路180切換到延時(shí)供電模塊140輸出的電壓。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，結(jié)合圖2，延時(shí)供電模塊140包括電源控制模塊142和電源驅(qū)動模塊144。其中電源驅(qū)動模塊144輸出旁路控制器300的工作電壓，電源控制模塊142連接電源監(jiān)控模塊130的輸出端，用于根據(jù)電源監(jiān)控模塊130的輸出使電源驅(qū)動模塊144輸出旁路控制器300的工作電壓。電源控制模塊142和電源驅(qū)動模塊144均輸入主儲能電容120的電壓，由主儲能電容120提供工作電壓。具體地，延時(shí)供電模塊140的電路原理圖如圖2所示，電源控制模塊142包括運(yùn)算放大器及其外圍器件，電源驅(qū)動模塊144包括MOS管及其外圍器件。運(yùn)算放大器的工作電壓VCC12L0NG和MOS管的工作電壓VCC12BYPASS可均由主儲能電容120提供。運(yùn)算放大器的一個(gè)輸入端輸入基準(zhǔn)電壓，另一輸入端米樣MOS管漏極輸出的電壓,進(jìn)行比較后輸出到MOS管的柵極控制MOS管的工作狀態(tài)，從而使MOS管輸出的電壓VCC5BYPASS始終維持在5V左右，作為旁路控制器300的工作電壓。如圖2所示，上述運(yùn)算放大器的基準(zhǔn)電壓由基準(zhǔn)電壓模塊146提供。其中PWR_L0SS信號是電源監(jiān)控模塊130的輸出，在主電源持續(xù)供電時(shí)，PWR_L0SS信號使基準(zhǔn)電壓模塊146中的MOS管導(dǎo)通，此時(shí)電源控制模塊142的運(yùn)算放大器輸入的基準(zhǔn)電壓接地，則電源驅(qū)動模塊144不輸出電壓；在主電源斷電時(shí)，PWR_L0SS信號使基準(zhǔn)電壓模塊146中的MOS管斷開，此時(shí)由基準(zhǔn)電壓器件(例如TL431)及其外圍器件為運(yùn)算放大器提供5V的基準(zhǔn)電壓，從而電源驅(qū)動模塊144可輸出較為穩(wěn)定的5V電壓供旁路控制器300工作。上述的電源控制模塊142還可以采用集成LDO芯片的電源來代替。進(jìn)一步地，參考圖1，上述延時(shí)供電裝置還包括第二隔離電路160和次儲能電容170，主儲能電容120的電壓經(jīng)過第二隔離電路160后為次儲能電容170充電。此時(shí)，可使電源控制模塊142連接次儲能電容170，電源驅(qū)動模塊144連接主儲能電容120。僅采用主儲能電容120供電時(shí)，會造成主儲能電容120的負(fù)載較重，主儲能電容120的電壓要比較高(例如9V)才能維持電源控制模塊142和電源驅(qū)動模塊144同時(shí)工作，低于這個(gè)電壓后電源控制模塊142不能工作，這樣主儲能電容120儲存的電能就不能很好地利用。相對應(yīng)地，如果維持輸出到旁路控制器300的電壓時(shí)間一定，則主儲能電容120初始需要儲存更多電能。當(dāng)使用次儲能電容170為電源控制模塊142供電時(shí)，主儲能電容120電壓可以下降到接近5V，電源控制模塊142仍能獲得足夠的電壓，使電源驅(qū)動模塊144維持輸出的穩(wěn)定，因此可以最大效率地利用主儲能電容120儲存的電能。如圖3所示，在優(yōu)選的實(shí)施例中，第一隔離電路110和第二隔離電路160均采用肖特基二極管，以VCC12DC表示主電源輸入電壓，VCC12BYPASS表示主儲能電容120的電壓，VCC12L0NG表示次儲能電容170的電壓，則VCC12DC從第一隔離電路110的肖特基二極管的陽極輸入，VCC12BYPASS從第二隔離電路160的肖特基二極管的陽極輸入。第一隔離電路110和第二隔離電路160均可防止電壓反向傳輸。為增加儲存電能的量，主儲能電容120和次儲能電容160均可為包括多個(gè)并聯(lián)的儲能電容的儲能電容組。在其他實(shí)施例中，第一隔離電路110和第二隔離電路160還可以為三極管或者直流-直流隔離電源等類似的起隔離作用的器件或電路。如圖4所示，在優(yōu)選實(shí)施例中，切換電路180為MOS管，該MOS管的柵極輸入PWR_LOSS信號，即電源監(jiān)控模塊130的輸出，MOS管的源極和漏極分別輸入主板電源電路210的5V輸出端電壓VCC5SB和延時(shí)供電模塊140輸出5V的旁路控制器工作電壓VCC5BYPASS。上述的電源延時(shí)供電裝置，能夠在斷電時(shí)為旁路控制器延時(shí)供電，使旁路控制器能夠順利完成預(yù)設(shè)操作。進(jìn)一步地，上述的電源延時(shí)供電裝置可應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)主板，該網(wǎng)絡(luò)主板包括主板電源控制電路、主要負(fù)載以及旁路控制器。在電源延時(shí)供電裝置的作用下，該網(wǎng)絡(luò)主板可以提供旁路控制器的延時(shí)供電，使旁路控制器能夠順利完成預(yù)設(shè)操作。進(jìn)一步地，上述網(wǎng)絡(luò)主板可應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)主機(jī)。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電源延時(shí)供電裝置，用于為旁路控制器提供斷電時(shí)的延時(shí)供電，其特征在于，包括第一隔離電路、主儲能電容、電源監(jiān)控模塊、延時(shí)供電模塊、切換電路以及連接在主板電源電路和主要負(fù)載之間的開關(guān)電路；其中 為主板電源電路供電的主電源通過所述第一隔離電路為主儲能電容充電； 所述電源監(jiān)控模塊輸入所述主電源電壓并連接延時(shí)供電模塊和開關(guān)電路，用于監(jiān)控主電源電壓，并在主電源電壓下降預(yù)設(shè)壓降時(shí)啟動所述延時(shí)供電模塊并斷開開關(guān)電路； 所述延時(shí)供電模塊連接主儲能電容，用于將主儲能電容的電壓轉(zhuǎn)換為旁路控制器工作電壓； 所述切換電路與電源監(jiān)控模塊連接，受到電源監(jiān)控模塊輸出信號的控制，所述切換電路還連接主板電源電路的旁路控制器工作電壓輸出端和延時(shí)供電模塊的旁路控制器工作電壓輸出端，用于在延時(shí)供電模塊啟動時(shí)將主板電源電路輸出的旁路控制器工作電壓切換為延時(shí)供電模塊輸出的旁路控制器工作電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的電源延時(shí)供電裝置，其特征在于，所述電源監(jiān)控模塊為電壓比較器，所述電壓比較器的兩個(gè)輸入端分別輸入所述主電源電壓和主儲能電容的電壓，所述比較器的輸出端連接所述延時(shí)供電模塊和開關(guān)電路，用于根據(jù)比較器的輸出電壓控制延時(shí)供電模塊的啟閉和開關(guān)電路的通斷。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電源延時(shí)供電裝置，其特征在于，所述延時(shí)供電模塊包括電源控制模塊和電源驅(qū)動模塊，所述電源控制模塊和電源驅(qū)動模塊均輸入所述主儲能電容的電壓，所述電源驅(qū)動模塊輸出電壓，所述電源控制模塊連接所述電源監(jiān)控模塊的輸出端，用于將所述輸出電壓調(diào)整為適合旁路控制器的工作電壓。
4.如權(quán)利要求3所述的電源延時(shí)供電裝置，其特征在于，還包括第二隔離電路和次儲能電容，所述主儲能電容的電壓經(jīng)過第二隔離電路后為次儲能電容充電，所述電源驅(qū)動模塊輸入主儲能電容的電壓，所述電源控制模塊輸入次儲能電容的電壓。
5.如權(quán)利要求4所述的電源延時(shí)供電裝置，其特征在于，所述主儲能電容和次儲能電容均為包括多個(gè)并聯(lián)的儲能電容的儲能電容組。
6.如權(quán)利要求4所述的電源延時(shí)供電裝置，其特征在于，所述第一隔離電路和第二隔離電路為肖特基二極管、三極管或者直流-直流隔離電源。
7.如權(quán)利要求1所述的電源延時(shí)供電裝置，其特征在于，所述切換電路包括MOS管，所述MOS管的柵極連接電源監(jiān)控模塊的輸出端，所述MOS管的源極和漏極分別連接主板電源電路的旁路控制器的工作電壓輸出端和延時(shí)供電模塊的旁路控制器的工作電壓輸出端。
8.—種網(wǎng)絡(luò)主板，包括主板電源電路、主要負(fù)載和旁路控制器，其特征在于，還包括如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的電源延時(shí)供電裝置。
9.一種網(wǎng)絡(luò)主機(jī)，包括如權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)主板。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電源延時(shí)供電裝置，用于為旁路控制器提供斷電時(shí)的延時(shí)供電，包括第一隔離電路、主儲能電容、電源監(jiān)控模塊、延時(shí)供電模塊、切換電路以及連接在主板電源電路和主要負(fù)載之間的開關(guān)電路；其中為主板電源電路供電的主電源通過所述第一隔離電路為主儲能電容充電；電源監(jiān)控模塊用于監(jiān)控主電源電壓，控制延時(shí)供電模塊的啟閉和開關(guān)電路的通斷；所述延時(shí)供電模塊用于將主儲能電容的電壓轉(zhuǎn)換為旁路控制器工作電壓；所述切換電路用于在延時(shí)供電模塊啟動時(shí)將主板電源電路輸出的旁路控制器工作電壓切換為延時(shí)供電模塊輸出的旁路控制器工作電壓。上述延時(shí)供電裝置，能夠在斷電時(shí)為旁路控制器延時(shí)供電。
文檔編號G06F1/30GK103064497SQ20111032372
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日 公開號201110323722.發(fā)明者陳志列, 薛英儀 申請人:研祥智能科技股份有限公司