[實用新型]一種單片機后備電源

有效

• 申請號: 201120550529.2
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN202353308U
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 許衛軍;周晶
• 申請（專利權）人: 西安航天動力試驗技術研究所
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 張倩

技術領域

本實用新型涉及一種使用法拉電容作為單片機系統的后備電源。

背景技術

超級電容器，又名超大容量電容器、法拉電容、雙電層電容器、EDLCs等，是上世紀七、八十年代發展起來的一種新型的儲能裝置。它是一種介于傳統電容器與電池之間、具有特殊性能的電源，主要依靠雙電層和氧化還原假電容電荷儲存電能，因而不同于傳統的化學電源。超級電容器的突出優點是功率密度高、充放電時間短、循環壽命長、工作溫度范圍寬。基于上述特性，超級電容特別適合作為單片機系統的后備電源，提供主電源喪失時維持系統工作的作用。

現有的單片機系統一般選用電池作為后備電源，存在因為電池的自衰減問題引起后備電源的失效。

例如，在智能水表的國家標準中，要求使用內置電池的水表其電池使用壽命不小于6年，但是在實際使用過程中，大部分電池遠不能達到規定年限。水表要求在電池電量不足時自動關閉閥門，但是由于電池在衰竭到規定電壓時往往不能夠穩定提供關閉閥門所需要的大電流，導致這一重要功能失效，成為致命故障(水表電源電能不足無法正常計量，同時無法關閉閥門)。為了規避這一問題，有些產品在系統中使用了另一塊小容量電池作為主電源失能時的備用電源，但是作為后備電源的電池效果同樣不是十分理想和穩妥。

發明內容

為了解決現有的單片機系統后備電源存在失效的的技術問題，本實用新型提供一種使用法拉電容作為單片機系統的后備電源，在單片機系統中，在主電源喪失的情況下，提供一種有效的后備電源，以維持系統在需要時間內的正常工作。

本實用新型的技術解決方案：

一種單片機后備電源，包括第一二極管D1、第一穩壓模塊IC1、第一超級電容C1、第二二極管D3、第二超級電容C2以及第二穩壓模塊IC3，

所述第一二極管的正端接單片機主電源的正極，所述第一二極管的負端接第一穩壓模塊的輸入端，所述第一穩壓模塊的輸出端接第二二極管的正端，所述第二二極管的負端接第二穩壓模塊的輸入端，所述第二穩壓模塊的輸出端接負載，所述第一超級電容C1的正極接第一穩壓模塊的輸出端，其負極接主電源的負極；所述第二超級電容的正極接第二穩壓模塊的輸入端，其負極接主電源的負極；所述第一超級電容C1的電容大于第二超級電容C2的電容。

本實用新型所具有的優點：

1、本實用新型選用超級電容作為單片機系統的后備電源，有效解決了使用電池作為后備電源時存在的電池自衰減導致的后備電源失效的問題，使用超級電容，在保證電容正常工況的前提下，可以在各種需要單片機控制儀器設備的使用壽命內有效提供一個備用電源。

2、本實用新型通過在第二二極管和第二穩壓模塊之間并聯有第二超級電容C2，并且第一超級電容C1的電容大于第二超級電容C2的電容，避免了電容釋放大電流出現的電壓波動導致單片機系統工作失效的問題。

附圖說明

圖1為本實用新型后備電源的電路示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明，但本實用新型不限于這些實施例。

如圖1所示一種后備電源，包括第一二極管D1、第一穩壓模塊IC1、第二二極管D3以及第二穩壓模塊IC3，第一二極管的正端接主電源的正極，第一二極管的負端接第一穩壓模塊的2引腳，第一穩壓模塊的3引腳接第二二極管的正端，第二二極管的負端接第二穩壓模塊的2引腳，第二穩壓模塊的3引腳輸出功率，第一穩壓模塊和第二二極管之間并聯有第一超級電容C1，第二二極管和第二穩壓模塊之間并聯有第二超級電容C2，第一超級電容C1的負極、第二超級電容C2的負極以及第二穩壓模塊的1引腳均接主電源的負極，第一穩壓模塊的1引腳接地，第一超級電容C1的電容大于第二超級電容C2的電容。

在系統正常工作時，由主電源對第一超級電容C1和第二超級電容C2進行充電，由第一穩壓模塊IC1保證第一超級電容C1的充電電壓不超過其標稱值。當主電源失能時，由第一超級電容C1提供維持系統工作所需電流電壓。當第一超級電容由于釋放大電流進行功率輸出導致電壓波動時，由第二超級電容C2維持系統電壓。使用超級電容(法拉電容)作為單片機系統后備電源應用，可以支持小電流輸出(較長時間)或大電流功率輸出(短時間)

電壓檢測模塊用于檢測后備電源電壓的穩定性。

第一電源穩壓模塊保證第一超級電容的充電電壓不超過其標稱值。

第一超級電容：使用它保證單片機系統在主電源喪失后的正常工作，包括小電流的較長時間維持或短時間的大電流輸出。

第二超級電容用于在第一超級電容釋放大電流功率輸出時保證單片機系統的電源電壓，避免單片機系統失能。