[發(fā)明專利]一種掉電保護(hù)電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710103040.2
• 申請(qǐng)日: 2017-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN106886273A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李朋;尹超;張孝飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南浪潮高新科技投資發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): G06F1/30
• 分類號(hào): G06F1/30
• 代理公司: 濟(jì)南信達(dá)專利事務(wù)所有限公司37100
• 代理人: 姜明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，尤其涉及一種掉電保護(hù)電路。

背景技術(shù)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的RAM必須始終接上電源,否則它存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)就會(huì)丟失,因此電源掉電將是災(zāi)難性的。為了保護(hù)RAM存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)任何時(shí)候都不致丟失,通常采用掉電保護(hù)電路來(lái)解決這一問題。同樣的，在NAND Flash組成的硬盤設(shè)計(jì)里面，如果意外掉電，映射信息將會(huì)丟失，無(wú)法讀取數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種掉電保護(hù)電路。加入掉電保護(hù)電路后，可以利用掉電保護(hù)電路將必要的信息進(jìn)行存儲(chǔ)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種掉電保護(hù)電路，主要由電源檢測(cè)模塊、分壓模塊、降壓模塊、儲(chǔ)能模塊以及升壓模塊構(gòu)成；其中，

電源檢測(cè)模塊、分壓模塊、降壓模塊組成的控制單元實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電源，一旦斷電發(fā)出控制信號(hào)，以備系統(tǒng)電路開啟掉電保護(hù)模式。

降壓模塊、儲(chǔ)能模塊以及升壓模塊組成的能量單元，使用工作電壓較小的超級(jí)電容，從而使得該單元所占空間較小。

通過電源檢測(cè)模塊、分壓模塊以及降壓模塊為系統(tǒng)電路提供掉電信號(hào)，使系統(tǒng)電路可以及時(shí)響應(yīng)該事件；降壓、儲(chǔ)能及升壓模塊為系統(tǒng)電路提供一段時(shí)間的電能，防止意外掉電而丟失數(shù)據(jù)和操作。

經(jīng)過儲(chǔ)能模塊升壓后的掉電保護(hù)電壓與系統(tǒng)輸入電壓之間用二極管連接，不需要控制何時(shí)需要連接系統(tǒng)輸入電壓，何時(shí)需要輸入掉電保護(hù)電壓，掉電保護(hù)電壓較系統(tǒng)輸入電壓小約0.4V（二極管壓降）。

進(jìn)一步的，控制單元由比較器LM393、電源調(diào)節(jié)器TPS53319以及分壓電阻組成。

進(jìn)一步的，能量單元選用電源調(diào)節(jié)器MAX1776，將輸入電壓調(diào)節(jié)為低壓，其中包括二極管壓降，調(diào)節(jié)輸出電壓。

進(jìn)一步的，通過使用電源調(diào)節(jié)器TPS55340，使得掉電保護(hù)電壓較系統(tǒng)輸入電壓小約0.4V。

本發(fā)明的有益效果是

通過電源檢測(cè)模塊、分壓模塊以及降壓模塊為系統(tǒng)電路提供掉電信號(hào)，使系統(tǒng)電路可以及時(shí)響應(yīng)該事件；降壓、儲(chǔ)能及升壓模塊為系統(tǒng)電路提供一定時(shí)間的電能，防止意外掉電而丟失數(shù)據(jù)和操作等。該設(shè)計(jì)應(yīng)用于對(duì)意外掉電有特殊要求的領(lǐng)域，比如存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的設(shè)計(jì)框圖；

圖2是控制單元電路圖；

圖3.1是能量單元電路圖的上半部分示意圖；

圖3.2是能量單元電路圖的下半部分示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行更加詳細(xì)的闡述：

本發(fā)明的一種掉電保護(hù)電路的設(shè)計(jì)方法，由電源檢測(cè)模塊、分壓模塊、降壓模塊、儲(chǔ)能模塊以及升壓模塊構(gòu)成，如圖1所示。

電源檢測(cè)模塊、分壓模塊、降壓模塊組成的控制單元由比較器LM393、電源調(diào)節(jié)器TPS53319以及分壓電阻組成，如圖2所示，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電源，一旦斷電發(fā)出控制信號(hào)，以備系統(tǒng)電路開啟掉電保護(hù)模式。一個(gè)系統(tǒng)電路中，可能需要多個(gè)電壓來(lái)完成相應(yīng)的功能，Vmax為其中最大的電壓值，要保證系統(tǒng)掉電后能繼續(xù)工作，必須各個(gè)電壓均正常。在此，只需要看Vmax。Vcom= R2/(R1+R2)×Vin，在R1和R2取值上，當(dāng)輸入電源Vin存在的情況下，保證Vcom>Vmax，Control輸出為0；當(dāng)外部輸入電源Vin意外斷電時(shí)，Vcom<Vmax，Control輸出為1，可以將一些無(wú)關(guān)模塊的功能關(guān)掉，以節(jié)省電量，保證主要的操作能正常完成。

降壓模塊、儲(chǔ)能模塊以及升壓模塊組成的能量單元，如圖3.1、3.2所示，使用工作電壓較小的超級(jí)電容，從而使得該單元所占空間較小。選用電源調(diào)節(jié)器MAX1776，將輸入電壓Vin調(diào)節(jié)為低壓V1，其中包括二極管D3壓降，根據(jù)公式V1=1.25×(R4+R5)/R4,可以調(diào)節(jié)輸出電壓V1，其中R4=10KΩ。若以5V來(lái)給5V 1F超級(jí)電容進(jìn)行充電，R4=30KΩ，系統(tǒng)有效電壓下限是3V,那么超級(jí)電容的有效電量為(5V-3V) × 1F = 2庫(kù)倫。假若超級(jí)電容的電流消耗為10A，那么超級(jí)電容還可以維持系統(tǒng)工作的時(shí)間為0.2秒。若選用大容量的超級(jí)電容，維持工作時(shí)間還會(huì)增大。

經(jīng)過儲(chǔ)能模塊升壓后的掉電保護(hù)電壓Vout與系統(tǒng)輸入電壓Vin之間用二極管連接，不需要控制何時(shí)需要連接系統(tǒng)輸入電壓，何時(shí)需要輸入掉電保護(hù)電壓。用電源調(diào)節(jié)器TPS55340，使得掉電保護(hù)電壓Vout較系統(tǒng)輸入電壓Vin小約0.4V（二極管壓降）,保證系統(tǒng)輸入電壓正常時(shí)，消耗系統(tǒng)輸入電壓。根據(jù)公式Vout=1.229 ×(R8/R9+1)，可以推算出圖3中R8/R9的關(guān)系。