CN112860045A - 一种低电压输入掉电数据保护系统及保护方法 - Google Patents

Abstract

一种低电压输入掉电数据保护系统，包括：输入防护电路，用于稳定输出输入电压；主回路控制电路，用于给数据处理器供电；辅助回路，用于在掉电状态下给数据处理器供电；掉电检测电路，用于检测稳压后输入电压端的电压；数据处理单元，用于根据输入电压选择工作模式；以及数据存储器，用于存储掉电时刻数据；本发明还包括保护方法，包括以下步骤：输入正常工作电压，主回路控制电路供电；第一、二比较电压高于基准电压，处于正常工作模式；第二比较电压低于基准电压，第一比较电压高于基准电压，保持原有状态；第一、二比较电压低于基准电压，辅助回路供电，并存储的数据。本发明的有益效果是：掉电状态下无需外部电池供电，及时保存数据。

Description

一种低电压输入掉电数据保护系统及保护方法

技术领域

本发明涉及一种低电压输入掉电数据保护系统及保护方法，属于工业控制领域。

背景技术

在工业现场的控制设备，往往存在着受外部供电影响异常掉电，此时需要控制系统及时回采现场各类传感器的状态，保持自身原有的输出驱动状态，并将自身内部运行的数据及时保存到对应的非易失性存储器中，在系统重新上电后，设备能在原来中断的基础上无缝衔接运行。

现在控制领域普遍采用电池或非易失性随机存储器来实现异常的掉电数据恢复，将需要掉电恢复的数据在系统运行的每个周期保存到非易失性随机存储器中，当需要保存的数据量比较大时，存储器的价格会比较昂贵，同时这种方式只能存储本周期之前的数据，对于当前周期运行的数据存在丢失的概率。专利CN 111049256 A提供了一种用于掉电数据保存的方法，该方法外部电源12～24V给系统供电，再通过稳压器输出3.3V给处理器和法拉电容供电，当外部电源掉电时，利用法拉电容给处理器提供供电电源，从而保存现场数据。该专利：1、要求输入电压要高于处理器供电电压，且需要通过稳压器降压，对于外部电源直接给处理器供电的场合无法适应；2、采用ADC采集外部输入电压，存在采集周期延时，在外部掉电比较快的情况下无法及时识别；3、法拉电容能提供较大的瞬间放电电流，同时在上电时刻对稳压器的供电电流也要求较高，该专利串联了电阻因此无法提供处理器掉电时对电源功耗较大的情况。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种在控制设备外部异常断电状态下无需外部电池供电，及时保存现场掉电时刻所有数据并在电源供电正常后实现系统掉电恢复现场并运行的低电压输入掉电数据保护系统及保护方法。

本发明所述的一种低电压输入掉电数据保护系统，其特征在于，包括：

输入防护电路，用于稳定输出输入电压，所述输入防护电路的稳压前输入电压端与输入电源电连接，所述输入防护电路的稳压后输入电压端分成两路，分别与主回路控制电路、辅助回路的电压输入端电连接；

主回路控制电路，用于给数据处理器供电，所述主回路控制电路的电压输入端与输入防护电路的第一路稳压后输入电压端电连接，所述主回路控制电路的电压输出端与数据处理器的电压输入端电连接；

辅助回路，用于在掉电状态下给数据处理器供电，所述辅助回路的电压输入端与输入防护电路的第二路稳压后输入电压端电连接，所述辅助回路的电压输出端与数据处理器的电压输入端电连接；

掉电检测电路，用于检测稳压后输入电压端的电压，所述掉电检测电路的电压输入端接入所述输入防护电路的稳压后输入电压端，所述掉电检测电路的信号输出端口与所述数据处理器的信号控制端电连接；

数据处理单元，用于根据输入电压选择工作模式，所述数据处理器包括数据处理器和中断立即处理器，所述中断立即处理器的信号输入端与所述掉电检测电路的信号输出端口电连接，所述中断立即处理器的信号输出端与所述数据处理器的信号输入端电连接；所述数据处理器的电压输入端口分别与所述主回路控制电路的电压输出端、所述辅助回路的电压输出端电连接；

以及数据存储器，用于存储掉电时刻从数据处理器传输的数据，所述数据存储器的信号输入端与所述数据处理器的数据传输端口电连接。

进一步，所述输入防护电路包括瞬态抑制二极管、输入保险丝、压敏电阻和输入滤波电容，输入电源的稳压前输入电压端与所述瞬态抑制二极管的一端电连接，所述瞬态抑制二极管的另一端接地；所述压敏电阻和输入滤波电容与所述瞬态抑制二极管并联，并在所述瞬态抑制二极管、所述压敏电阻之间的输入电源上串联输入保险丝；输入电源的稳压后输入电压端分为两路，第一路与主回路控制电路电连接，第二路与辅助回路电路电连接。

进一步，所述的主回路控制电路包括第一N型MOS管、第一栅极下拉电阻和第一电容，所述第一N型MOS管的S极与稳压后输入电压端的第一路电连接，所述第一N型MOS管的D极与数据处理器的处理器电压输入端电连接，第一N型MOS管的G极串联第一栅极下拉电阻后接地，所述第一N型MOS管的G极设有第一数据处理器控制端口，用于与数据处理单元的信号输入端电连接；所述第一电容一端接入第一N型MOS管的D极，另一端接地。

进一步，所述的辅助回路包括第二N型MOS管、第三N型MOS管、第二栅极下拉电阻、第四栅极上拉电阻、限流电阻和法拉电容，所述第二N型MOS管的S极与稳压后输入电压端的第二路电连接，所述第二N型MOS管的D极串联所述限流电阻后与所述第三N型MOS管的S极电连接，第二N型MOS管的G极串联第二栅极下拉电阻后接地,所述第二N型MOS管的栅极设有第二数据处理器控制端口，用于与数据处理单元的信号输入端电连接；所述第三N型MOS管的D极与所述数据处理器的处理器电压输出端电连接，第三N型MOS管的栅极串联第三栅极电阻后接入第三N型MOS管的S极，所述第三N型MOS管的G极设有第三数据处理器控制端口，用于与数据处理单元的信号输出端电连接；所述法拉电容的一端接入所述限流电阻与所述第三N型MOS管的S极之间，另一端接地。

进一步，所述的掉电检测电路包括第一比较电路和第二比较电路，所述第一比较电路包括第一比较器、第一分压电阻和第二分压电阻，所述稳压后输入电压端依次电连接第一分压电阻和第二分压电阻后接地，所述第一比较器设有第一同向端口、第一反向端口、第一接地端口以及第一电平输出端口，所述第一分压电阻和第二分压电阻之间的第一分压点与第一比较器第一信号输出端口的第一同相端口电连接，其中第一分压点输出第一比较电压；所述第一比较器的第一反向端连接基准电压；所述第一比较器的第一电平输出端口与所述中断立即处理器的中断引脚电连接；所述第一比较器的第一接地端口接地；所述第一比较器的第一信号输出端口与所述数据处理器的电压输入端口电连接；

所述第二比较电路包括第二比较器、第三分压电阻和第四分压电阻，所述稳压后输入电压端依次电连接第三分压电阻和第四分压电阻后接地，所述第二比较器设有第二同向端口、第二反向端口、第二信号输出端口、第二接地端口以及第二电平输出端口，所述第三分压电阻和第四分压电阻之间的第二分压点与第二比较器的第二同相端口电连接，其中第二分压点输出第二比较电压；所述第二比较器的第二反向端连接基准电压；所述第二比较器的第二电平输出端口与所述中断立即处理器的中断引脚电连接；所述第二比较器的第二接地端口接地；所述第二比较器的第二信号输出端口与所述数据处理器的电压输入端口电连接。

一种如本发明所述的低电压输入掉电数据保护系统的保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)系统上电，稳压后输入电压端输入正常工作电压，主回路控制电路导通，辅助回路断开，系统由主回路控制电路给数据处理单元供电，同时检测第一分压点输出的第一比较电压和第二分压点输出的第二比较电压，若第一比较电压高于基准电压，第二比较电压低于基准电压，第一电平输出端口输出高电平，第二电平输出端口输出低电平，系统保持上电状态；

2)稳压后输入电压端的电压继续上升，检测第一分压点输出的第一比较电压和第二分压点输出的第二比较电压，若第一比较电压和第二比较电压均高于基准电压，数据处理单元检测第一电平输出端口和第二电平输出端口电平正常，系统进入正常工作模式；

3)稳压后输入电压端的电压下降，检测第一分压点输出的第一比较电压和第二分压点输出的第二比较电压，若第二比较电压低于基准电压，第一比较电压高于基准电压，第二电平输出端口输出低电平，第一电平输出端口输出高电平，数据处理单元检测并保持原有状态；

4)稳压后输入电压端的电压继续下降，检测第一分压点输出的第一比较电压和第二分压点输出的第二比较电压，第一比较电压和第二比较电压均低于基准电压，第一电平输出端口和第二电平输出端口输出低电平，在第一电平输出端口的电平由高变低下降沿触发数据处理器中断，数据处理单元通过中断立即处理器进入掉电模式，将第一数据处理器控制端口、第二数据处理器控制端口的控制信号置高，第三数据处理器控制端口的控制信号置低，关闭主回路控制电路，开通辅助回路；同时将需要存储的数据保存到数据存储器内。

本发明的有益效果是：

①在外部电源直接给系统处理器供电的情况下，能有效解决外部电源异常掉电，实现数据及时有效保存，特点突出，优势明显；

②在输入端增加了瞬态抑制二极管、压敏电阻和保险丝，能有效防止外部电源异常波动对数据处理器供电的影响；

③增加了主回路控制电路，系统正常工作时通过主回路控制电路对系统供电，在外部电源异常掉电情况下切断主回路控制电路，实现系统内部电源与外部电源的回路断开，减小外部电源回路对系统内部电源影响；

④提供辅助回路，辅助回路内外侧通过开关控制，其中内侧开关防止系统上电时大电流给法拉电容充电，增加主回路控制电路所需电源负担，外侧开关用于当系统异常掉电时切断辅助供电回路开关，实现系统内部电源与外部电源的回路断开，减小外部电源回路对系统内部电源影响；

⑤通过对比较器实时对电压进行监控，当监控电压低于设定的值VOL时，通过中断及时输入到数据处理器，实现微妙级的掉电响应，数据处理器判定掉电系统进入掉电模式，进行数据流程异常处理，当电压高于设定的VOH时，系统判定为电源正常，数据处理器进入正常工作模式，VOH和VOL之间预留一定阈值，避免系统在掉电模式和正常工作模式之间频繁切换。

附图说明

图1是本发明的整体结构框图；

图2是本发明的输入防护电路的电路图；

图3是本发明的主回路控制电路的电路图；

图4是本发明的辅助回路的电路图；

图5a是本发明的第一比较电路的电路图；

图5b是本发明的第二比较电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

参照附图：

实施例1本发明所述的一种低电压输入掉电数据保护系统，包括：

输入防护电路1，所述输入防护电路1的稳压前输入电压端VIN+与输入电源电连接，输入电源的电压能直接满足数据处理器供电需求，所述输入防护电路1的稳压后输入电压端VIN’+分成两路，分别与主回路控制电路2、辅助回路3的电压输入端电连接；输入防护电路1一方面为了确保输入电源稳定可靠不影响系统供电，另外一方面系统内部异常不影响输入电源；

主回路控制电路2，用于给数据处理器4供电，所述主回路控制电路2的电压输入端与输入防护电路1的第一路稳压后输入电压端VIN’+电连接，所述主回路控制电路2的电压输出端与数据处理器4的电压输入端电连接；

辅助回路3，用于在掉电状态下给数据处理器供电，所述辅助回路3的电压输入端与输入防护电路1的第二路稳压后输入电压端VIN’+电连接，所述辅助回路3的电压输出端与数据处理器4的电压输入端电连接；

掉电检测电路5，用于检测稳压后输入电压端VIN’+的电压，所述掉电检测电路5的电压输入端接入所述输入防护电路1的稳压后输入电压端VIN’+，所述掉电检测电路的电压输出入端接入所述数据处理单元的电压输入端，所述掉电检测电路5的信号输出端口与所述数据处理器4的信号控制端电连接；

数据处理单元4，用于根据输入电压选择工作模式，所述数据处理器4包括数据处理器和中断立即处理器，所述中断立即处理器的信号输入端与所述掉电检测电路5的信号输出端口电连接，所述中断立即处理器的信号输出端与所述数据处理器的信号输入端电连接；所述数据处理器的电压输入端口分别与所述主回路控制电路2的电压输出端、所述辅助回路3的电压输出端电连接；

以及数据存储器6，用于存储掉电时刻从数据处理器传输的数据，所述数据存储器的信号输入端与所述数据处理器的数据传输端口电连接。

所述输入防护电路1包括瞬态抑制二极管D1、输入保险丝F1、压敏电阻R1和输入滤波电容C1，输入电源的稳压前输入电压端VIN+与所述瞬态抑制二极管D1的一端电连接，所述瞬态抑制二极管D1的另一端接地；所述压敏电阻R1和输入滤波电容C1与所述瞬态抑制二极管D1并联，并在所述瞬态抑制二极管D1、所述压敏电阻R1之间的输入电源上串联输入保险丝F1；输入电源的稳压后输入电压端VIN’+分为两路，第一路与主回路控制电路2电连接，第二路与辅助回路电路3电连接；压敏电阻R1的保护电压略高于系统正常工作电压，起浪涌保护作用，而当内部电路异常不会影响内部电路损坏。

所述的主回路控制电路2包括第一N型MOS管Q1、第一栅极下拉电阻R2和第一电容C3，所述第一N型MOS管Q1的S极与稳压后输入电压端VIN’+的第一路电连接，所述第一N型MOS管Q1的D极与数据处理器4的处理器电压输入端VIN MCU电连接，第一N型MOS管Q1的G极串联第一栅极下拉电阻R2后接地，所述第一N型MOS管Q1的G极设有第一数据处理器控制端口M_CTRL1，用于与数据处理单元4的信号输入端电连接；所述第一电容C3一端接入第一N型MOS管Q1的D极，另一端接地；当电源上电后第一栅极下拉电阻R2下拉，第一N型MOS管Q1导通，第一数据处理器控制端口输出的数据处理单元控制信号M_CTRL为低电平，主回路控制电路2导通给数据处理器供电。

所述的辅助回路3包括第二N型MOS管Q2、第三N型MOS管Q2、第二栅极下拉电阻R3、第四栅极上拉电阻R4、限流电阻R9和法拉电容C2，所述第二N型MOS管Q2的S极与稳压后输入电压端VIN’+的第二路电连接，所述第二N型MOS管Q2的D极串联所述限流电阻R9后与所述第三N型MOS管Q3的S极电连接，第二N型MOS管Q2的G极串联第二栅极下拉电阻R3后接地,所述第二N型MOS管Q2的栅极设有第二数据处理器控制端口输出数据处理单元控制信号M_CTRL为，用于与数据处理单元4的信号输入端电连接；

所述第三N型MOS管Q3的D极与所述数据处理器4的处理器电压输入端VIN MCU电连接，第三N型MOS管Q3的栅极串联第三栅极电阻R4后接入第三N型MOS管Q3的S极，所述第三N型MOS管Q3的G极设有第三数据处理器控制端口S_CTRL，用于与数据处理单元4的信号输入端电连接；所述法拉电容C2的一端接入所述限流电阻R9与所述第三N型MOS管Q3的S极之间，另一端接地；

当外部掉电时，第二N型MOS管Q2切断法拉电容C2对外部供电；当系统上电时，第三N型MOS管Q3避免法拉电容C2对电源冲击影响，第二栅极下拉电阻R4、第三栅极电阻R4分别控制管子第二N型MOS管Q2和第三N型MOS管Q2默认状态，在系统正常供电时，第二N型MOS管Q2导通，第三N型MOS管Q3关闭，法拉电容C2通过第二N型MOS管Q2充电，当系统外部掉电时，通过第二数据处理器控制端口输出数据处理单元控制信号M_CTRL控制第二N型MOS管Q2关闭，通过第三数据处理器控制端口S_CTRL输出的信号控制第三N型MOS管Q3打开，法拉电容C2给数据处理单元4供电。

所述的掉电检测电路5包括第一比较电路和第二比较电路，所述第一比较电路包括第一比较器U1、第一分压电阻R5和第二分压电阻R6，所述稳压后输入电压端VIN’+依次电连接第一分压电阻R5和第二分压电阻R6后接地，所述第一比较器U1设有第一同向端口、第一反向端口、第一接地端口以及第一电平输出端口，所述第一分压电阻R5和第二分压电阻R6之间的第一分压点与第一比较器U1第一信号输出端口的第一同相端口电连接，其中第一分压点输出第一比较电压Vh；所述第一比较器U1的第一反向端连接基准电压Vref；所述第一比较器U1的第一电平输出端口P_H与所述中断立即处理器的中断引脚电连接；所述第一比较器U1的第一接地端口接地；所述第一比较器U1的第一信号输出端口VIN_MCU1与所述数据处理器的电压输入端口电连接；

所述第二比较电路包括第二比较器U2、第三分压电阻R7和第四分压电阻R8，所述稳压后输入电压端VIN’+依次电连接第三分压电阻R7和第四分压电阻R8后接地，所述第二比较器U2设有第二同向端口、第二反向端口、第二信号输出端口、第二接地端口以及第二电平输出端口，所述第三分压电阻R7和第四分压电阻R8之间的第二分压点与第二比较器U2的第二同相端口电连接，其中第二分压点输出第二比较电压Vl；所述第二比较器U2的第二反向端连接基准电压Vref；所述第二比较器U2的第二电平输出端口P_L与所述中断立即处理器的中断引脚电连接；所述第二比较器U2的第二接地端口接地；所述第二比较器U2的第二信号输出端口VIN_MCU2与所述数据处理器的电压输入端口电连接。

稳压后输入电压端VIN’+输出的电压分别经过第一分压电阻R5和第二分压电阻R6、第三分压电阻R7和第四分压电阻R8分压，产生第一比较电压Vh和第二比较电压Vl高低两个电压，分别输入第一比较器U1和第二比较器U2的同相端，Vref为基准电压，输入第一比较器U1和第二比较器U2的反向端，第一电平输出端口P_H和第二电平输出端口P_L接入数据处理单元的中断引脚。VIN’+输入正常时，第一比较电压Vh和第二比较电压Vl均高于基准电压Vref，第一电平输出端口P_H和第二电平输出端口P_L输出高电平，系统判定电源正常。稳压后输入电压端VIN’+电压过低，第一比较电压Vh和第二比较电压Vl均低于基准电压Vref时，第一电平输出端口P_H触发掉电中断，数据处理器单元4进入掉电保护模式，控制第二数据处理器控制端口输出数据处理单元控制信号M_CTRL切断主回路控制电路2，控制第三数据处理器控制端口S_CTRL输出的信号接通辅助回路3，通过法拉电容C2给系统供电，同时将需要存储的数据保存到数据存储器6内。当基准电压Vref电压在第一比较电压Vh和第二比较电压Vl电压之间时，系统保持原有的工作状态。

实施例2一种如实施例1所述的低电压输入掉电数据保护系统的保护方法，包括以下步骤：

1)系统上电，稳压后输入电压端VIN’+输入正常工作电压，主回路控制电路2导通，辅助回路3断开，系统由主回路控制电路2给数据处理单元4供电，同时检测第一分压点输出的第一比较电压Vh和第二分压点输出的第二比较电压Vl，若第一比较电压Vh高于基准电压Vref，第二比较电压Vl低于基准电压Vref，第一电平输出端口P_H输出高电平，第二电平输出端口P_L输出低电平，系统保持上电状态；

2)稳压后输入电压端VIN’+的电压继续上升，检测第一分压点输出的第一比较电压Vh和第二分压点输出的第二比较电压Vl，若第一比较电压Vh和第二比较电压Vl均高于基准电压Vref，数据处理单元4检测第一电平输出端口P_H和第二电平输出端口P_L电平正常，系统进入正常工作模式；

3)稳压后输入电压端VIN’+的电压下降，检测第一分压点输出的第一比较电压Vh和第二分压点输出的第二比较电压Vl，若第二比较电压Vl电压低于基准电压Vref，第一比较电压Vh高于基准电压Vref，第二电平输出端口P_L输出低电平，第一电平输出端口P_H输出高电平，数据处理单元4检测并保持原有状态；

4)稳压后输入电压端VIN’+的电压继续下降，检测第一分压点输出的第一比较电压Vh和第二分压点输出的第二比较电压Vl，第一比较电压Vh和第二比较电压Vl均低于基准电压Vref，第一电平输出端口P_H和第二电平输出端口P_L输出低电平，在第一电平输出端口P_H的电平由高变低下降沿触发数据处理器中断，数据处理单元4通过中断立即处理器进入掉电模式，将第一数据处理器控制端口、第二数据处理器控制端口输出的数据处理单元控制信号M_CTRL置高，第三数据处理器控制端口S_CTRL的控制信号置低，关闭主回路控制电路2，开通辅助回路3；同时将需要存储的数据保存到数据存储器6内。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (6)

1.一种低电压输入掉电数据保护系统，其特征在于，包括：

输入防护电路(1)，用于稳定输出输入电压，所述输入防护电路(1)的稳压前输入电压端(VIN+)与输入电源电连接，所述输入防护电路(1)的稳压后输入电压端(VIN’+)分成两路，分别与主回路控制电路(2)、辅助回路(3)的电压输入端电连接；

主回路控制电路(2)，用于给数据处理器(4)供电，所述主回路控制电路(2)的电压输入端与输入防护电路(1)的第一路稳压后输入电压端(VIN’+)电连接，所述主回路控制电路(2)的电压输出端与数据处理器(4)的电压输入端电连接；

辅助回路(3)，用于在掉电状态下给数据处理器供电，所述辅助回路(3)的电压输入端与输入防护电路(1)的第二路稳压后输入电压端(VIN’+)电连接，所述辅助回路(3)的电压输出端与数据处理器(4)的电压输入端电连接；

掉电检测电路(5)，用于检测稳压后输入电压端(VIN’+)的电压，所述掉电检测电路(5)的电压输入端接入所述输入防护电路(1)的稳压后输入电压端(VIN’+)，所述掉电检测电路(5)的信号输出端口与所述数据处理器(4)的信号控制端电连接；

数据处理单元(4)，用于根据输入电压选择工作模式，所述数据处理器(4)包括数据处理器和中断立即处理器，所述中断立即处理器的信号输入端与所述掉电检测电路(5)的信号输出端口电连接，所述中断立即处理器的信号输出端与所述数据处理器的信号输入端电连接；所述数据处理器的电压输入端口分别与所述主回路控制电路(2)的电压输出端、所述辅助回路(3)的电压输出端电连接；

以及数据存储器，用于存储掉电时刻从数据处理器传输的数据，所述数据存储器的信号输入端与所述数据处理器的数据传输端口电连接。

2.如权利要求1所述的一种低电压输入掉电数据保护系统，其特征在于：所述输入防护电路(1)包括瞬态抑制二极管(D1)、输入保险丝(F1)、压敏电阻(R1)和输入滤波电容(C1)，输入电源的稳压前输入电压端(VIN+)与所述瞬态抑制二极管(D1)的一端电连接，所述瞬态抑制二极管(D1)的另一端接地；所述压敏电阻(R1)和输入滤波电容(C1)与所述瞬态抑制二极管(D1)并联，并在所述瞬态抑制二极管(D1)、所述压敏电阻(R1)之间的输入电源上串联输入保险丝(F1)；输入电源的稳压后输入电压端(VIN’+)分为两路，第一路与主回路控制电路(2)电连接，第二路与辅助回路电路(3)电连接。

3.如权利要求2所述的一种低电压输入掉电数据保护系统，其特征在于：所述的主回路控制电路(2)包括第一N型MOS管(Q1)、第一栅极下拉电阻(R2)和第一电容(C3)，所述第一N型MOS管(Q1)的S极与稳压后输入电压端(VIN’+)的第一路电连接，所述第一N型MOS管(Q1)的D极与数据处理器(4)的处理器电压输入端(VIN MCU)电连接，第一N型MOS管(Q1)的G极串联第一栅极下拉电阻(R2)后接地，所述第一N型MOS管(Q1)的G极设有第一数据处理器控制端口，用于与数据处理单元(4)的信号输入端电连接；所述第一电容(C3)一端接入第一N型MOS管(Q1)的D极，另一端接地。

4.如权利要求3所述的一种低电压输入掉电数据保护系统，其特征在于：所述的辅助回路(3)包括第二N型MOS管(Q2)、第三N型MOS管(Q2)、第二栅极下拉电阻(R3)、第四栅极上拉电阻(R4)、限流电阻(R9)和法拉电容(C2)，所述第二N型MOS管(Q2)的S极与稳压后输入电压端(VIN’+)的第二路电连接，所述第二N型MOS管(Q2)的D极串联所述限流电阻(R9)后与所述第三N型MOS管(Q3)的S极电连接，第二N型MOS管(Q2)的G极串联第二栅极下拉电阻(R3)后接地,所述第二N型MOS管(Q2)的栅极设有第二数据处理器控制端口，用于与数据处理单元(4)的信号输入端电连接；所述第三N型MOS管(Q3)的D极与所述数据处理器(4)的处理器电压输出端(VIN MCU)电连接，第三N型MOS管(Q3)的栅极串联第三栅极电阻(R4)后接入第三N型MOS管(Q3)的S极，所述第三N型MOS管(Q3)的G极设有第三数据处理器控制端口(S_CTRL)，用于与数据处理单元(4)的信号输出端电连接；所述法拉电容(C2)的一端接入所述限流电阻(R9)与所述第三N型MOS管(Q3)的S极之间，另一端接地。

5.如权利要求4所述的一种低电压输入掉电数据保护系统，其特征在于：所述的掉电检测电路(5)包括第一比较电路和第二比较电路，所述第一比较电路包括第一比较器(U1)、第一分压电阻(R5)和第二分压电阻(R6)，所述稳压后输入电压端(VIN’+)依次电连接第一分压电阻(R5)和第二分压电阻(R6)后接地，所述第一比较器(U1)设有第一同向端口、第一反向端口、第一接地端口以及第一电平输出端口，所述第一分压电阻(R5)和第二分压电阻(R6)之间的第一分压点与第一比较器(U1)第一信号输出端口的第一同相端口电连接，其中第一分压点输出第一比较电压(Vh)；所述第一比较器(U1)的第一反向端连接基准电压(Vref)；所述第一比较器(U1)的第一电平输出端口(P_H)与所述中断立即处理器的中断引脚电连接；所述第一比较器(U1)的第一接地端口接地；所述第一比较器(U1)的第一信号输出端口(VIN_MCU1)与所述数据处理器的电压输入端口电连接；

所述第二比较电路包括第二比较器(U2)、第三分压电阻(R7)和第四分压电阻(R8)，所述稳压后输入电压端(VIN’+)依次电连接第三分压电阻(R7)和第四分压电阻(R8)后接地，所述第二比较器(U2)设有第二同向端口、第二反向端口、第二信号输出端口、第二接地端口以及第二电平输出端口，所述第三分压电阻(R7)和第四分压电阻(R8)之间的第二分压点与第二比较器(U2)的第二同相端口电连接，其中第二分压点输出第二比较电压(Vl)；所述第二比较器(U2)的第二反向端连接基准电压(Vref)；所述第二比较器(U2)的第二电平输出端口(P_L)与所述中断立即处理器的中断引脚电连接；所述第二比较器(U2)的第二接地端口接地；所述第二比较器(U2)的第二信号输出端口(VIN_MCU2)与所述数据处理器的电压输入端口电连接。

6.一种如权利要求5所述的低电压输入掉电数据保护系统的保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)系统上电，稳压后输入电压端(VIN’+)输入正常工作电压，主回路控制电路(2)导通，辅助回路(3)断开，系统由主回路控制电路(2)给数据处理单元(4)供电，同时检测第一分压点输出的第一比较电压(Vh)和第二分压点输出的第二比较电压(Vl)，若第一比较电压(Vh)高于基准电压(Vref)，第二比较电压(Vl)低于基准电压(Vref)，第一电平输出端口(P_H)输出高电平，第二电平输出端口(P_L)输出低电平，系统保持上电状态；

2)稳压后输入电压端(VIN’+)的电压继续上升，检测第一分压点输出的第一比较电压(Vh)和第二分压点输出的第二比较电压(Vl)，若第一比较电压(Vh)和第二比较电压(Vl)均高于基准电压(Vref)，数据处理单元(4)检测第一电平输出端口(P_H)和第二电平输出端口(P_L)电平正常，系统进入正常工作模式；

3)稳压后输入电压端(VIN’+)的电压下降，检测第一分压点输出的第一比较电压(Vh)和第二分压点输出的第二比较电压(Vl)，若第二比较电压(Vl)电压低于基准电压(Vref)，第一比较电压(Vh)高于基准电压(Vref)，第二电平输出端口(P_L)输出低电平，第一电平输出端口(P_H)输出高电平，数据处理单元(4)检测并保持原有状态；

4)稳压后输入电压端(VIN’+)的电压继续下降，检测第一分压点输出的第一比较电压(Vh)和第二分压点输出的第二比较电压(Vl)，第一比较电压(Vh)和第二比较电压(Vl)均低于基准电压(Vref)，第一电平输出端口(P_H)和第二电平输出端口(P_L)输出低电平，在第一电平输出端口(P_H)的电平由高变低下降沿触发数据处理器中断，数据处理单元(4)通过中断立即处理器进入掉电模式，将第一数据处理器控制端口、第二数据处理器控制端口输出的数据处理单元控制信号M_CTRL置高，第三数据处理器控制端口(S_CTRL)的控制信号置低，关闭主回路控制电路(2)，开通辅助回路(3)；同时将需要存储的数据保存到数据存储器(6)内。

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