CN115776171A

CN115776171A - 一种基于flash芯片的高可靠启动电路

Info

Publication number: CN115776171A
Application number: CN202211533011.7A
Authority: CN
Inventors: 任军; 陈真; 欧阳托日
Original assignee: Hengshuo Semiconductor Hefei Co ltd
Current assignee: Hengshuo Semiconductor Hefei Co ltd
Priority date: 2022-12-02
Filing date: 2022-12-02
Publication date: 2023-03-10

Abstract

本发明公开了一种基于flash芯片的高可靠启动电路，涉及启动控制技术领域，包括输入检测模块，用于电能采样和传输；储能控制模块，用于充放电控制；DC‑DC调节模块，用于电能调节并提供启动电能；超级电容模块，用于短暂充放电控制；智能控制模块，用于控制flash模块的启动；逻辑控制模块，用于判断电能状态并控制定时控制模块定时控制储能模块的工作。本发明基于flash芯片的高可靠启动电路由智能控制模块控制电路正常启动，并为电路提供所需的启动电能，对启动电能进行电压隔离采样和逻辑电能状态判断，在具备启动信号但无法启动电能时，超级电容模块将进行短暂无间隙供电，并由定时控制储能控制模块切换供电。

Description

一种基于flash芯片的高可靠启动电路

技术领域

本发明涉及启动控制技术领域，具体是一种基于flash芯片的高可靠启动电路。

背景技术

Flash(FlashEEPROMMemory，闪存)是存储芯片的一种，通过特定的程序可以修改里面的数据，目前Flash主要有两种NORFlash和NANDFlash，均属于非易失闪存技术，具备容量大、读写速率快等特点，为提高flash芯片的工作效率，保证flash芯片安全的工作环境，大多采用备用电能切换控制电路配合微控制电路的方式，在电源断电后实现电能的切换控制，为flash芯片提供可靠的启动电能，但是在切换的过程中，短暂的断电又恢复供电间隙，容易导致flash芯片自启错误，并且如果电源一开始就无法正常为flash芯片提供所需电能，但微控制器已启动，也将导致flash芯片自启错误，因此有待改进。

发明内容

本发明实施例提供一种基于flash芯片的高可靠启动电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本发明实施例中，提供一种基于flash芯片的高可靠启动电路，该基于flash芯片的高可靠启动电路包括：电源模块，输入检测模块，DC-DC调节模块，超级电容模块，flash模块，储能控制模块，智能控制模块，逻辑控制模块，定时控制模块；

所述电源模块，用于为电路提供所需的直流电能；

所述输入检测模块，与所述电源模块连接，用于对所述电源模块输出的直流电能进行电压采样并输出电压信号，用于将所述电压信号隔离传输给所述逻辑控制模块；

所述储能控制模块，与所述电源模块连接，用于将所述直流电能通过降压电路进行处理并通过储能电路进行储能和放电控制；

所述DC-DC调节模块，与所述电源模块和储能控制模块连接，用于将所述电源模块和储能控制模块输出的电能进行DC-DC调节；

所述超级电容模块，与所述DC-DC调节模块连接，用于通过超级电容电路对输入的电能进行短暂的储能和放电控制；

所述智能控制模块，用于输出启动信号并接收所述逻辑控制模块反馈的信号；

所述flash模块，与所述DC-DC调节模块、超级电容模块和智能控制模块连接，用于接收所述启动信号并控制flash电路的工作，用于为flash电路提供工作电能；

所述逻辑控制模块，与所述输入检测模块和智能控制模块连接，用于通过逻辑运算电路对所述启动信号和电压信号进行逻辑电能状态判断并输出控制信号，用于通过控制信号控制定时控制模块的工作并触发三极管电路向智能控制模块反馈电能状态信号；

所述定时控制模块，与所述逻辑控制模块和储能控制模块连接，用于通过定时控制电路定时控制储能控制模块的放电工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明基于flash芯片的高可靠启动电路采用电源模块和DC-DC调节模块为flash模块提供所需的启动电能，并由智能控制模块输出启动信号启动flash模块的正常工作，为避免提供的启动电能一开始无电的情况，通过输入检测模块和逻辑控制模块对电源模块进行电压隔离采样和逻辑电能状态判断，如果在具备启动信号的情况下，无法提供启动电能，将由超级电容模块进行短暂的无间隙供电，保证启动的可靠进行，并在此期间内，电源模块恢复后可直接供电，如定时控制模块定时后，电源模块仍无电，则由储能控制模块提供启动电能，满足flash模块所需的启动条件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实例提供的一种基于flash芯片的高可靠启动电路的原理方框示意图。

图2为本发明实例提供的一种基于flash芯片的高可靠启动电路的电路图。

图3为本发明实例提供的储能控制模块的连接电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，请参阅图1，一种基于flash芯片的高可靠启动电路包括：电源模块1，输入检测模块2，DC-DC调节模块3，超级电容模块4，flash模块5，储能控制模块6，智能控制模块7，逻辑控制模块8，定时控制模块9；

具体地，所述电源模块1，用于为电路提供所需的直流电能；

输入检测模块2，与所述电源模块1连接，用于对所述电源模块1输出的直流电能进行电压采样并输出电压信号，用于将所述电压信号隔离传输给所述逻辑控制模块8；

储能控制模块6，与所述电源模块1连接，用于将所述直流电能通过降压电路进行处理并通过储能电路进行储能和放电控制；

DC-DC调节模块3，与所述电源模块1和储能控制模块6连接，用于将所述电源模块1和储能控制模块6输出的电能进行DC-DC调节；

超级电容模块4，与所述DC-DC调节模块3连接，用于通过超级电容电路对输入的电能进行短暂的储能和放电控制；

智能控制模块7，用于输出启动信号并接收所述逻辑控制模块8反馈的信号；

flash模块5，与所述DC-DC调节模块3、超级电容模块4和智能控制模块7连接，用于接收所述启动信号并控制flash电路的工作，用于为flash电路提供工作电能；

逻辑控制模块8，与所述输入检测模块2和智能控制模块7连接，用于通过逻辑运算电路对所述启动信号和电压信号进行逻辑电能状态判断并输出控制信号，用于通过控制信号控制定时控制模块9的工作并触发三极管电路向智能控制模块7反馈电能状态信号；

定时控制模块9，与所述逻辑控制模块8和储能控制模块6连接，用于通过定时控制电路定时控制储能控制模块6的放电工作。

在具体实施例中，上述电源模块1可采用多路输出的反激式开关电源电路为电路提供所需的电能，并由输入端口传输给电路，具体不做赘述；上述输入检测模块2可采用电阻分压电路和隔离传输电路分别进行电压采样和隔离传输处理；上述DC-DC调节模块3可采用专门的DC-DC调节电路为flash模块5提供所需的启动电能；上述超级电容模块4可采用超级电容电路进行短暂的充放电控制，为flash提供断站的工作电能，可由DC-DC调节模块3和储能控制模块6提供充电电能，在此不做赘述；上述flash模块5采用flash芯片，具体不做赘述；上述储能控制模块6可采用降压电路和储能电路进行降压和充放电控制，上述智能控制模块7可选用，但并不限于单片机、DSP等微控制器为flash模块5提供启动信号，并与flash模块5进行交互；上述逻辑控制模块8可采用逻辑运算电路和三极管控制电路，由逻辑运算电路判断电能状态并控制三极管控制电路进行信号的传输控制；上述定时控制模块9可采用定时器电路进行控制储能控制模块6的定时工作。

实施例2，在实施例1的基础上，请参阅图2和图3，所述电源模块1包括输入端口；所述DC-DC调节模块3包括第一二极管D1、第一电容C1、第一调节器U1、第六二极管D6、第一电感L1、第二电容C2、第二二极管D2；

具体地，所述输入端口的第一端和第二端连接分别连接第一二极管D1的阳极和所述储能控制模块6，第一二极管D1的阴极连接第一电容C1的一端和第一调节器U1的第一端，第一调节器U1的第三端和第五端均连接第一电容C1的另一端和地端，第一调节器U1的第二端连接第六二极管D6的阴极并通过第一电感L1连接第一调节器U1的第四端、第二电容C2的一端和第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的阴极连接所述超级电容模块4和flash模块5，第六二极管D6的阳极和第二电容C2的另一端均接地。

在具体实施例中，上述输入端口作为多路输出的反激式开关电源电路其中一条输出端口，为电路提供所需电能；上述第一调节器U1可选用LM2576T芯片。

进一步地，所述超级电容模块4包块超级电容模组CD1；所述flash模块5包括flash芯片；所述智能控制模块7包括第一控制器U2；

具体地，所述超级电容模组CD1的第一端连接所述第二二极管D2的阳极和flash芯片的电源端，超级电容模组CD1的第二端和flash芯片的接地端均接地，flash芯片的第一IO端连接第一控制器U2的第一IO端。

在具体实施例中，上述第一控制器U2可选用，但并不限于STM332单片机、STC89C52单片机等单片机，为flash芯片提供启动信号并实现数据交互。

进一步地，所述输入检测模块2包括第四电阻R4和第五电阻R5；

具体地，所述第四电阻R4的第一端连接所述输入端口的第一端，第四电阻R4的第二端通过第五电阻R5连接地端。

进一步地，所述输入检测模块2还包括第一光耦J1、第一电源VCC1、第一电阻R1、第二电阻R2；

具体地，所述第一光耦J1的第一端连接所述第四电阻R4的第二端，第一光耦J1的第二端连接地端，第一光耦J1的第三端通过第一电阻R1连接第一电源VCC1，第一光耦J1的第四端连接所述逻辑控制模块8并通过第二电阻R2连接地端。

在具体实施例中，上述第四电阻R4和第五电阻R5组成电阻分压电路，进行输入电压采样；上述第一光耦J1可选用PC817光电耦合器，隔离传输采样信号；上述第一电源VCC1由储能控制模块6提供，在此不做赘述。

进一步地，所述逻辑控制模块8包括第一逻辑芯片U3、第七电阻R7、第一开关管VT1、第二电源VCC2；

具体地，所述第一逻辑芯片U3的第一输入端和第二输入端分别连接第一光耦J1的第四端和所述第一控制器U2的第一IO端，第一逻辑芯片U3的输出端连接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端连接第一开关管VT1的基极，第一开关管VT1的集电极连接第二电源VCC2，第一开关管VT1的发射极连接所述定时控制模块9。

进一步地，所述逻辑控制模块8还包括第八电阻R8、第九电阻R9、第二开关管VT2、第三电源VCC2；

具体地，所述第八电阻R8的一端连接所述第一逻辑芯片U3的输出端，第八电阻R8的另一端连接第二开关管VT2的基极，第二开关管VT2的集电极连接第三电源VCC2，第二开关管VT2的发射极连接所述第一控制器U2的第二IO端并通过第九电阻R9连接地端。

在具体实施例中，上述第一逻辑芯片U3可选用异或门逻辑芯片，具体用于在第一控制器U2的第一IO端输出启动信号，此启动信号为高电平信号，但此时第一光耦J1截止输出低电平，即电源模块1无电时，第一逻辑芯片U3将输出高电平，或者在第一控制器U2无启动信号输出，但电源模块1有电时，第一逻辑芯片U3将输出高电平控制储能控制模块6提前进入工作；上述第二电源VCC2和第三电源VCC3由储能控制模块6提供，在此不做赘述。

进一步地，所述定时控制模块9包括第三电容C3、第十电阻R10、第三二极管D3、第十电容C10、第一定时器U3；

具体地，所述第三电容C3的一端、第一定时器U3的第四端和第八端连接所述第一开关管VT1的发射极，第三电容C3的另一端连接第三二极管D3的阴极、第一定时器U3的第二端和第六端并通过第十电阻R10连接地端，第三二极管D3的阳极接地，第一定时器U3的第五端通过第四电容连接第一定时器U3的第一端和地端。

进一步地，所述定时控制模块9还包括第十一电阻R11、第三开关管VT3、第六电阻R6、第一功率管Q1；

具体地，所述第十一电阻R11的一端连接所述第一定时器U3的第三端，第十一电阻R11的另一端连接第三开关管VT3的基极，第三开关管VT3的发射极接地，第三开关管VT3的集电极连接第一功率管Q1的栅极并通过第六电阻R6连接第一功率管Q1的源极和所述储能控制模块6，第一功率管Q1的漏极连接所述第一二极管D1的阴极。

在具体实施例中，上述第一定时器U3可选用NE55定时器，组成延时输出高电平信号的定时电路；上述第三开关管VT3可选用NPN型三极管，用于控制第一功率管Q1的导通；上述第一功率管Q1可选用N沟道增强型MOS管，用于控制储能控制模块6的放电工作。

进一步地，所述储能控制模块6包括第四二极管D4、第五电容C5、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第二调节器U4、第六电容C6、第二电感L2、第十五电阻R15、第七电容C7、储能装置和第五二极管D5；

具体地，所述第四二极管D4的阳极连接所述输入端口的第二端，第四二极管D4的阳极连接第二调节器U4的第八端、第十三电阻R13的一端和第十二电阻R12的一端并通过第五电容C5连接地端，第十二电阻R12的另一端连接第二调节器U4的第六端，第十三电阻R13的另一端连接第二调节器U4的第四端并通过第十四电阻R14连接地端，第二调节器U4的第一端通过第六电容C6接地，第二调节器U4的第七端通过第二电感L2连接第二调节器U4的第二端并通过第十五电阻R15连接第二调节器U4的第三端、第七电容C7的一端、储能装置的第一端和第五二极管D5的阳极，第七电容C7的另一端和储能装置的第二端均接地，第五二极管D5的阴极连接所述第一功率管Q1的源极。

在具体实施例中，上述第二调节器U4可选用PWM4203降压芯片，为储能装置提供所需的存储电能。

本发明一种基于flash芯片的高可靠启动电路，由输入端口输入直流电能，并由第一调节器U1对输入的电能进行DC-DC调节，以便为flash芯片的电源端提供所需的启动电能，同时如果需要启动flash芯片，第一控制器U2的第一IO端将输出启动信号，彻底启动flash芯片的工作，由第四电阻R4和第五电阻R5进行电压采样，当输入端口无电时，第一光耦J1截止，第一逻辑芯片U3的第一输入端为低电平，此时如果第一控制器U2有启动信号输出，第一逻辑芯片U3将控制第一开关管VT1和第二开关管VT2导通，第一控制器U2得知输入端口无电，超级电容模组CD1将放电为flash提供短暂的工作电能，同时在超级电容供电期间，第一定时器U3输出低电平，如果输入端口仍然无电，定时结束，第一定时器U3输出高电平控制第三开关管VT3和第一功率管Q1导通，储能装置为第一调节器U1提供电能，保证flash芯片的启动电能的正常供应，如果期间输入端口来电，储能控制模块6不工作，则正常由输入端口供电，保证flash芯片的启动，如果输入端口有电，但第一控制器U2未输出启动信号，将控制储能控制模块6进入准备阶段，避免输入端口出现掉电的情况，提高flash启动的可靠性，无启动信号且输入端口也无电能时，电路不工作，flash芯片不启动，其中储能装置由第二调节器U4供电，满足储能装置的充放电需求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种基于flash芯片的高可靠启动电路，其特征在于，

该基于flash芯片的高可靠启动电路包括：电源模块，输入检测模块，DC-DC调节模块，超级电容模块，flash模块，储能控制模块，智能控制模块，逻辑控制模块，定时控制模块；

所述电源模块，用于为电路提供所需的直流电能；

2.根据权利要求1所述的一种基于flash芯片的高可靠启动电路，其特征在于，所述电源模块包括输入端口；所述DC-DC调节模块包括第一二极管、第一电容、第一调节器、第六二极管、第一电感、第二电容、第二二极管；

所述输入端口的第一端和第二端连接分别连接第一二极管的阳极和所述储能控制模块，第一二极管的阴极连接第一电容的一端和第一调节器的第一端，第一调节器的第三端和第五端均连接第一电容的另一端和地端，第一调节器的第二端连接第六二极管的阴极并通过第一电感连接第一调节器的第四端、第二电容的一端和第二二极管的阳极，第二二极管的阴极连接所述超级电容模块和flash模块，第六二极管的阳极和第二电容的另一端均接地。

3.根据权利要求2所述的一种基于flash芯片的高可靠启动电路，其特征在于，所述超级电容模块包块超级电容模组；所述flash模块包括flash芯片；所述智能控制模块包括第一控制器；

所述超级电容模组的第一端连接所述第二二极管的阳极和flash芯片的电源端，超级电容模组的第二端和flash芯片的接地端均接地，flash芯片的第一IO端连接第一控制器的第一IO端。

4.根据权利要求3所述的一种基于flash芯片的高可靠启动电路，其特征在于，所述输入检测模块包括第四电阻和第五电阻；

所述第四电阻的第一端连接所述输入端口的第一端，第四电阻的第二端通过第五电阻连接地端。

5.根据权利要求4所述的一种基于flash芯片的高可靠启动电路，其特征在于，所述输入检测模块还包括第一光耦、第一电源、第一电阻、第二电阻；

所述第一光耦的第一端连接所述第四电阻的第二端，第一光耦的第二端连接地端，第一光耦的第三端通过第一电阻连接第一电源，第一光耦的第四端连接所述逻辑控制模块并通过第二电阻连接地端。

6.根据权利要求5所述的一种基于flash芯片的高可靠启动电路，其特征在于，所述逻辑控制模块包括第一逻辑芯片、第七电阻、第一开关管、第二电源；

所述第一逻辑芯片的第一输入端和第二输入端分别连接第一光耦的第四端和所述第一控制器的第一IO端，第一逻辑芯片的输出端连接第七电阻的一端，第七电阻的另一端连接第一开关管的基极，第一开关管的集电极连接第二电源，第一开关管的发射极连接所述定时控制模块。

7.根据权利要求6所述的一种基于flash芯片的高可靠启动电路，其特征在于，所述逻辑控制模块还包括第八电阻、第九电阻、第二开关管、第三电源；

所述第八电阻的一端连接所述第一逻辑芯片的输出端，第八电阻的另一端连接第二开关管的基极，第二开关管的集电极连接第三电源，第二开关管的发射极连接所述第一控制器的第二IO端并通过第九电阻连接地端。

8.根据权利要求6所述的一种基于flash芯片的高可靠启动电路，其特征在于，所述定时控制模块包括第三电容、第十电阻、第三二极管、第十电容、第一定时器；

所述第三电容的一端、第一定时器的第四端和第八端连接所述第一开关管的发射极，第三电容的另一端连接第三二极管的阴极、第一定时器的第二端和第六端并通过第十电阻连接地端，第三二极管的阳极接地，第一定时器的第五端通过第四电容连接第一定时器的第一端和地端。

9.根据权利要求8所述的一种基于flash芯片的高可靠启动电路，其特征在于，所述定时控制模块还包括第十一电阻、第三开关管、第六电阻、第一功率管；

所述第十一电阻的一端连接所述第一定时器的第三端，第十一电阻的另一端连接第三开关管的基极，第三开关管的发射极接地，第三开关管的集电极连接第一功率管的栅极并通过第六电阻连接第一功率管的源极和所述储能控制模块，第一功率管的漏极连接所述第一二极管的阴极。

10.根据权利要求9所述的一种基于flash芯片的高可靠启动电路，其特征在于，所述储能控制模块包括第四二极管、第五电容、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第二调节器、第六电容、第二电感、第十五电阻、第七电容、储能装置和第五二极管；

所述第四二极管的阳极连接所述输入端口的第二端，第四二极管的阳极连接第二调节器的第八端、第十三电阻的一端和第十二电阻的一端并通过第五电容连接地端，第十二电阻的另一端连接第二调节器的第六端，第十三电阻的另一端连接第二调节器的第四端并通过第十四电阻连接地端，第二调节器的第一端通过第六电容接地，第二调节器的第七端通过第二电感连接第二调节器的第二端并通过第十五电阻连接第二调节器的第三端、第七电容的一端、储能装置的第一端和第五二极管的阳极，第七电容的另一端和储能装置的第二端均接地，第五二极管的阴极连接所述第一功率管的源极。