[发明专利]一种低温带备用电源管理的掉电告警模块电路及处理方法

说明书

本发明涉及一种低温带备用电源管理的掉电告警模块电路及处理方法。包括电源输入端口、电源输出端口、以太网输入输出接口、RS232/RS485输出接口、DO输出接口、内置电源管理电路、处理器及RTC时钟电路、检测电路等，可以以串联方式接入已安装设备的供电电源和设备之间；内置备用电源管理，确保内置备用电源的充电和温度保护，且主电源和备用电源为负载供电时无切换时间；串联接入方式和丰富多样的通信接口，可便捷的实现工业现场设备的掉电告警功能升级改造。本发明支持掉电告警和关机告警，且支持带有时间戳的信息报文，通过灵活多样的工业通信端口传输，确保告警信息的准确可靠发送；通过关机告警信息指示现场设备进行关键数据存储，避免了应用数据丢失。

技术领域

本发明涉及工业物联网技术领域，尤其涉及到一种适用于低温工业环境的油井数据采集与控制系统中关键设备的掉电告警电路及处理方法，且涉及到备用电源管理技术。

背景技术

油气田物联网的建设和油井数据采集与传输系统的大规模应用，在油井生产现场安装了大量的工业物联网采集控制与传输设备，如无线RTU、无线网关、无线IO、5.8G Mesh主干单元等等，且多为有源供电的关键控制和传输设备。当平台运行中心发现某个井口设备出现无数据故障时，需要安排人员现场巡查作业，而油井多分散且偏远，往返时间长，维护效率低，导致故障恢复时效性差。而大概率的故障原因为现场电源异常，需要再安排专业人员到现场维修。由于无法快速准确定位到故障原因，导致维护效率降低，降低了油井有效生产运行时间，并影响产量。

随着规模化应用和智能化油田对前端数据采集和设备状态管理需求的提升，设备的健康状态及告警信息作为重要信息需要实时的上传至管理平台，掉电告警信息就是其中重要的一项，以便及时准确的判定故障点和故障原因，提升维护效率和油井有效运行时间，降低维护成本和提升产量。

发明内容

本发明提供一种可适用于低温环境，集成电源管理功能的掉电告警模块设计，并且支持丰富的告警信息传输方式，可便捷快速地适配具有工业接口的任何设备内，可直接将原设备升级为支持掉电告警功能。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种低温带备用电源管理的掉电告警模块电路，包括：

电源管理电路，用于感知备用电池组的环境温度，根据所述环境温度实现充电温度控制；

检测电路，用于通过分压电阻网络实现门限，输出电池组工作信号和电量耗尽信号发送至MCU处理器电路；

MCU处理器电路，用于根据电池组工作信号和电量耗尽信号分别产生BATON中断和BATDOWN中断，进行掉电告警信息的处理。

所述电源管理电路，包括：

充电管理芯片，用于通过分压串联网络检测备用电池组的环境温度，输出可变电压至监测电路以实现充电温度控制，并通过状态指示与检测电路进行状态指示；

所述充电管理芯片的电压输入端通过二极管D1接入主电源电压；电压输出端通过二极管D2输出可变电压至检测电路，还通过备用电池组接地；所述充电管理芯片的状态信号输出端通过状态指示与检测电路输出充电状态；

分压串联网络，包括电阻R1、电阻R2与热敏电阻RT1；所述充电管理芯片的NTC输出端依次通过电阻R1、电阻R2接地，电阻R2并联有热敏电阻RT1；

所述备用电池组为磷酸铁锂电池组。

所述电压输出端通过二极管D2输出可变电压至电源变换电路，以使切换电路进行可变电压与电源变换电路输出电压的切换。

所述电压输出端通过二极管D2输出可变电压至内部供电电源处理电路，以实现MCU处理器电路以及与其连接的通信处理电路、以太网Switch电路的供电电源转换。

所述检测电路包含电压基准芯片U2，电压比较器U3、电压比较器U4，