一种轨道交通服务器掉电保护电路及装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种轨道交通服务器掉电保护电路及装置，其中轨道交通服务器掉电保护电路，包括：后备电源控制器，电压输入端连接电源，电压输出端与用电设备连接；超级电容模组，串联在后备电源控制器的两个电容输入端；第一开关MOS管，MOS管的D、G、S端分别连接后备电源控制器的电压输入端、MOS管驱动控制端和电压输出端；后备电源控制器IIC总线与服务器CPU总线连接；后备电源控制器掉电中断端与服务器CPU的GPIO端连接。通过主板CPU外接简单的硬件电路装置完成固态硬盘保护，成本低适合批量制造。

A power-off protection circuit and device for rail transit server

【技术实现步骤摘要】
一种轨道交通服务器掉电保护电路及装置
本专利技术涉及轨道交通
，特别涉及轨道交通服务器掉电保护电路及装置。
技术介绍
目前，轨道交通车载服务器使用环境复杂，供电网络存在一定波动，在列车维护检修时这种情况更甚，因此车载服务器频繁通断电势必会对主板及工业固态硬盘的读写造成数据丢失，严重会导致损坏，系统崩溃。固态硬盘区别于机械硬盘的磁存储方式，磁存储需要扫描磁头和旋转磁盘配合，而固态硬盘是将磁存储方式改成了集成电路存储，这种存储方式抗振动冲击、耐高低温、耐湿热。比机械硬盘更适用于复杂环境场合。固态硬盘最小存储介质是浮栅晶体管，对应着1bit存储单元，通过往晶体管的栅极注入一定数量电子，可实现此晶体管的导通与截止状态，对应0/1等不同的数据。因此，固态硬盘的数据处理需要进行加电，出于闪存先擦除后写入的特性以及磨损均衡等因素影响，固态硬盘内部会有一张地址表(LBA)与数据实际存储地址表(PBA)之间联系的转换表FTL(FlashTranslationLayer)，异常断电即导致FTL映射表损坏，一旦该映射表损坏，会导致固态硬盘变砖。正常设备在遇到突然的电压波动或者断电会出现两种情况。第一种情况是数据丢失，硬盘还在缓存区的数据在遇到突然断电的情况下会丢失；第二种情况是硬盘正在进行写操作，如果突然断电，很大可能导致固态硬盘掉盘。轻则个别位置无法读写，重则完全损坏。目前，UPS不间断电源可实现掉电保护的作用，但UPS电池若应用于轨道交通服务器中，不能通过安全要求条件。带断电保护的固态硬盘价格昂贵，且内部电容使用寿命有限，不适合轨道交通服务器批量生产制造，维护成本高。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种轨道交通服务器掉电保护电路及装置，通过后备电源控制器连接简单的电路，直接监控输入电压来监控硬中断，同时通过门限电路模块设置门限电压来监控软中断，软中断与硬中断协同，增加容错率，实现对硬盘的掉电保护。本专利技术实施例提供了一种轨道交通服务器掉电保护电路，包括：后备电源控制器，电压输入端连接电源，电压输出端与用电设备连接；超级电容模组，串联在后备电源控制器的两个电容输入端；第一开关MOS管，MOS管的D、G、S端分别连接后备电源控制器的电压输入端、MOS管驱动控制端和电压输出端；后备电源控制器IIC总线与服务器主板CPU总线连接；后备电源控制器掉电中断端与服务器主板CPU的GPIO端连接。可选的，还包括门限电路模块，门限电路模块连接在后备电源控制器的中断触发设定端。可选的，所述门限电路模块包括2个串联的分压电阻，限流电路模块的分压节点连接至中断触发设定端。可选的，所述门限电路模块包括2组串联的分压电阻，每组分压电阻由2个并联的电阻组成，限流电路模块的分压节点连接至中断触发设定端。可选的，所述用电设备为服务器主板和固态硬盘。可选的，还包括关断回路模块，关断回路模块一端与MOS管驱动控制端连接，另一端与非必要用电设备回路连接。可选的，所述关断回路模块包括第二开关MOS管，所述第二开关MOS管的G端通过第一限流电阻与MOS管驱动控制端连接，D端通过第二限流电阻与G连接并接地，S端连接非必要用电设备。可选的，所述超级电容模组包括至少2组并联的超级电容器。本专利技术还提供了一种轨道交通服务器掉电保护装置，包括上述任一所述的轨道交通服务器掉电保护电路。专利技术点及有益效果：本专利技术的目的是为了解决轨道交通服务器异常断电固态硬盘的保护问题，提供了一种低成本，有效的掉电保护硬件电路及掉电保护装置。本专利技术提出的保护电路相比现有技术具有下列优点：1.采用超级电容模组作为后备电源，超级电容稳定，绝对安全可靠。2.由超级电容组成的后备电源在掉电时可持续给主板及硬盘供电，保证一段时间内不会跌落至主板和硬盘停止工作的电压值；起到保护硬盘和硬盘数据的作用。3.通过主板CPU外接简单的硬件电路装置完成固态硬盘保护，成本低适合批量制造。4.后备电源控制器通过直接监控输入电压来监控硬中断，同时通过监控门限电压值来监控软中断，软中断与硬中断协同，增加容错率，实现对硬盘的掉电保护。5.可单独控制各用电设备的供电，针对单独需要保护的设备单独供电，并关闭其他无用设备的供电，以延长单独需要保护设备的供电时间。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1示出了根据本专利技术一实施例的轨道交通服务器掉电保护电路图；图2示出了根据本专利技术另一实施例的轨道交通服务器掉电保护电路图；图3示出了根据本专利技术又一实施例的轨道交通服务器掉电保护电路图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术实施例保护的范围。本申请实施例的一种轨道交通服务器掉电保护电路，如图1所示，包括：后备电源控制器，电压输入端连接电源，电压输出端与用电设备连接；超级电容模组，串联在后备电源控制器的两个电容输入端；第一开关MOS管，MOS管的D、G、S端分别连接后备电源控制器的电压输入端、MOS管驱动控制端和电压输出端；后备电源控制器IIC总线与服务器主板CPU总线连接；后备电源控制器掉电中断端与服务器主板CPU的GPIO端连接。利用服务器主板CPU、后备电源控制器通过简单的硬件电路完成，后备电源控制器采用市售芯片，例如可采用LTC3350芯片或LTC4041芯片。电压输入端连接电源，以监测电压输入状态(硬中断信号)，后备电源控制器IIC总线与服务器主板CPU总线连接；后备电源控制器提供IIC总线监控输入电压、超级电容容量等参数，主板可通过IIC总线实时读取电源输入电压；后备电源控制器掉电中断端与服务器主板CPU的GPIO端连接，主板CPU通过GPIO连接后备电源控制器掉电中断端以读取此硬中断信号。当电源正常供电，GPIO读取的掉电中断端硬中断信号为高电平1，则电压输入状态为正常；当电源供电异常，GPIO读取掉电中断端硬中断信号为低电平0，则电压输入状态为中断。后备电源控制器的电压输出端与用电设备连接；超级电容模组，串联在后备电源控制器的两个电容输入端，用于在异常掉电时通过超级电容模组给用电设备供电；第一开关MOS管作为后备电源的切换开关，MOS管的D、G、S端分别连接后备电源控制器的电压输入端、MOS管驱动控制端和电压输出端；当电源输入电压正常时，MOS管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道交通服务器掉电保护电路，其特征在于，包括：后备电源控制器、超级电容模组和第一开关MOS管；/n后备电源控制器的电压输入端连接电源，电压输出端与用电设备连接；/n超级电容模组串联在后备电源控制器的两个电容输入端；/n第一开关MOS管的D、G、S端分别连接后备电源控制器的电压输入端、MOS管驱动控制端和电压输出端；/n后备电源控制器IIC总线与服务器主板CPU总线连接；/n后备电源控制器掉电中断端与服务器主板CPU的GPIO端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通服务器掉电保护电路，其特征在于，包括：后备电源控制器、超级电容模组和第一开关MOS管；
后备电源控制器的电压输入端连接电源，电压输出端与用电设备连接；
超级电容模组串联在后备电源控制器的两个电容输入端；
第一开关MOS管的D、G、S端分别连接后备电源控制器的电压输入端、MOS管驱动控制端和电压输出端；
后备电源控制器IIC总线与服务器主板CPU总线连接；
后备电源控制器掉电中断端与服务器主板CPU的GPIO端连接。


2.根据权利要求1所述的轨道交通服务器掉电保护电路，其特征在于，还包括门限电路模块，门限电路模块连接在后备电源控制器的中断触发设定端。


3.根据权利要求2所述的轨道交通服务器掉电保护电路，其特征在于，所述门限电路模块包括2个串联的分压电阻，门限电路模块的分压节点连接至所述中断触发设定端。


4.根据权利要求2所述的轨道交通服务器掉电保护电路，其特征在于，所述门限电路模块包括2组串联的分压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟干，胡俊普，徐必伟，
申请(专利权)人：众通乐行网络科技深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44