CN201230199Y - 掉电保护电路 - Google Patents

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Abstract

一种掉电保护电路，包括依次串连的电源输入接口、掉电保护单元、电源输出接口，其中：电源输出接口设有外部电源掉电信号输入脚，掉电保护单元的结构如下：掉电检测电路的检测电压输入端连接至电源输入接口，掉电检测电路的外部电源掉电信号输出端连接至电源输出接口的外部电源掉电信号输入脚；电源输入接口连接至升压电路的输入端，升压电路的输出端连接至电源输出接口；电源输入接口还与用法拉电容做后备电源的充电电路、自动关机电路、升压电路的输入端依次串连。本实用新型掉电保护电路由于用法拉电容做后备电源，因此寿命长、充电电路简单、充电时间短、体积小。

Description

掉电保护电路
技术领域
本实用新型涉及一种掉电保护电路，特别涉及一种用法拉电容做后备电源的掉电保护电路。
背景技术
现有的掉电保护电路采用充电电池作为后备电源，充电电池存在寿命短、充电电路复杂、充电时间长、体积大等缺点。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种寿命长、充电电路简单、充电时间短、体积小的掉电保护电路。
本实用新型掉电保护电路，包括依次串连的电源输入接口、掉电保护单元、电源输出接口，其中：电源输出接口设有外部电源掉电信号输入脚，掉电保护单元的结构如下：
掉电检测电路的检测电压输入端连接至电源输入接口，掉电检测电路的外部电源掉电信号输出端连接至电源输出接口的外部电源掉电信号输入脚；
电源输入接口连接至升压电路的输入端，升压电路的输出端连接至电源输出接口；
电源输入接口还与用法拉电容做后备电源的充电电路、自动关机电路、升压电路的输入端依次串连。
本实用新型掉电保护电路，其中：充电电路的结构如下：电源输入接口、电阻R6和电阻R8并联构成的限流电阻电路、肖特基二极管D5依次串连至充电电路的输出端，充电电路的输出端通过串联的法拉电容CT4、法拉电容CT5接地，串联的电阻R7和电阻R9并联在法拉电容CT4和法拉电容CT5的串联电路两端。
本实用新型掉电保护电路，其中：所述掉电检测电路使用的芯片为MAX809LD。
本实用新型掉电保护电路，其中：所述升压电路中的升压芯片为LM3478MMX。
本实用新型掉电保护电路由于用法拉电容做后备电源，因此寿命长、充电电路简单、充电时间短、体积小。系统掉电后，利用超级电容(法拉电容)做后备电源，持续供电，让系统做数据保存，以避免因系统突然掉电导致重要数据丢失或不一致。
附图说明
图1是本实用新型掉电保护电路的电路框图；
图2是电源输入接口的电路原理图；
图3是电源输出接口的电路原理图；
图4是掉电检测电路的电路原理图；
图5是升压电路的电路原理图；
图6是充电电路、自动关机电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型掉电保护电路作进一步说明。
图1是本实用新型掉电保护电路的电路框图，本实用新型掉电保护电路，包括依次串连的电源输入接口、掉电保护单元、电源输出接口，其中：电源输出接口设有外部电源掉电信号输入脚，掉电保护单元的结构如下：
掉电检测电路的检测电压输入端连接至电源输入接口；
电源输入接口连接至升压电路的输入端，升压电路的输出端连接至电源输出接口；
电源输入接口还与用法拉电容做后备电源的充电电路、自动关机电路、升压电路的输入端依次串连。
图2是电源输入接口的电路原理图；电源输入接口用于接入外部的正5V电源。
图3是电源输出接口的电路原理图；电源输出接口用于连接用电器，如税控收款机等。
图4是掉电检测电路的电路原理图；MAX809LD为电压检测芯片，当电源输入接口电压(+5V_IN)<4.63V时，外部电源掉电信号输出端输出低电平，否则输出高电平；掉电检测电路的外部电源掉电信号输出端PWR_INT连接至电源输出接口的外部电源掉电信号输入脚PWR_INT。
图5是升压电路的电路原理图；电源输入接口连接至升压电路的输入端+5V_IN，升压电路的输出端连接至电源输出接口的+5V。其中的U1是LM3478MMX，美国国家半导体公司的电压转换芯片，在此用做升压芯片；U2是SI4420DY，N沟道MOSFET。升压电路将法拉电容的电压(大约3.4v-4.8v)或系统电压+5V_IN经过D4之后大约为4.8V左右，升压到稳定的+5V。
图6是充电电路、自动关机电路的电路原理图。充电电路的结构如下：电源输入接口、电阻R6和电阻R8并联构成的限流电阻电路、肖特基二极管D5依次串连至充电电路的输出端，充电电路的输出端通过串联的法拉电容CT4、法拉电容CT5接地，串联的电阻R7和电阻R9并联在法拉电容CT4和法拉电容CT5的串联电路两端，以确保串连的两个法拉电容上电压均衡(如果电压平衡被打破，电容就有可能出现过载)。充电电路的输出端连接至自动关机电路中的输入端VC1。
自动关机电路中的LM339为比较器，实时的检测法拉电容的电压VC1，当VC1降到低于5V*R13/(R11+R13)＝3.4v时，输出低电平，关闭开关管Q1，进而切断VC1至VC2的通路，自动关机。自动关机电路中的输出端连接至升压电路中的输入端VC2。其中的U5(SI4933DY)是P沟道MOSFET。
超级电容与电池进行比较，有如下一些明显特性：
1、超低串联等效电阻(ESR)，功率密度(Power Density)是锂离子电池的数十倍以上，适合大电流放电；
2、超长寿命，充放电大于50万次，是锂离子电池的500倍，是镍氢和镍镉电池的1000倍，如果对超级电容每天充放电20次，连续使用可达68年；
3、可以大电流充电，充电时间短，对充电电路要求简单，能在几十秒到数分钟内完成充电过程，是真正意义上的快速充电.而蓄电池则需要数小时完成充电，采用快速充电也需要几十分钟；
4、温度范围宽-40～+70℃；
5、体积小，外形紧凑，便于安装，节省空间，免维护，可密封；
6、可以在完全放电状态下存储，而过度放电对许多充电电池都是有害的。
整个电路工作流程如下：
正常工作时，用电器利用外部系统的+5V电压供电，同时对法拉电容充电。当系统掉电后，+5V_IN降为0V，当降到4.63V时，MAX809LD产生复位信号(低电平)，触发用电器的MCU中断PWR_INT，这时，用电器的MCU可以进行数据备份等必要的保护措施。此时，法拉电容开始供电，即VC2通过升压DC(LM3478MMX)到+5V，供主板继续工作。法拉电容的电压随电量线形下降，当降到(5V*R13/(R11+R13)＝3.4v)时，切断法拉电容的供电电路，自动关机。
以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种掉电保护电路，包括依次串连的电源输入接口、掉电保护单元、电源输出接口，其特征在于：电源输出接口设有外部电源掉电信号输入脚，掉电保护单元的结构如下：
掉电检测电路的检测电压输入端连接至电源输入接口，掉电检测电路的外部电源掉电信号输出端连接至电源输出接口的外部电源掉电信号输入脚；
电源输入接口连接至升压电路的输入端，升压电路的输出端连接至电源输出接口；
电源输入接口还与用法拉电容做后备电源的充电电路、自动关机电路、升压电路的输入端依次串连。
2.根据权利要求1所述的掉电保护电路，其特征在于：充电电路的结构如下：电源输入接口、电阻R6和电阻R8并联构成的限流电阻电路、肖特基二极管D5依次串连至法拉电容充电电路的输出端，充电电路的输出端通过串联的法拉电容CT4、法拉电容CT5接地，串联的电阻R7和电阻R9并联在法拉电容CT4和法拉电容CT5的串联电路两端。
3.根据权利要求2所述的掉电保护电路，其特征在于：所述掉电检测电路使用的芯片为MAX809LD。
4.根据权利要求3所述的掉电保护电路，其特征在于：所述升压电路中的升压芯片为LM3478MMX。
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