CN201369597Y - 应用于嵌入式系统掉电数据保护的备用电源电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种应用于嵌入式系统掉电数据保护的备用电源电路，其包括：一备用电源子电路，其用以储电和放电；一充电子电路，其与所述的备用电源子电路相连接，用以接收系统提供的电力，向所述的备用电源子电路供电；一开关控制子电路，其与所述的备用电源子电路相连接，用以控制所述的备用电源子电路放电，其中，所述的备用电源子电路包括：两个串联的法拉电容。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种备用电源电路，特别涉及的是一种应用于嵌入式系统掉电数据保护的备用电源电路。
背景技术
在嵌入式系统工作过程当中，发生突然掉电，很容易造成数据丢失，从而给用户造成损失，因此嵌入式系统掉电数据保护一直是技术人员研究的一个重点方向。
以税控收款机为例，其是一种具有税控功能的电子收款机，它应保证经营数据的正确生成、可靠存储和安全传递，并可实现税务机关管理和数据核查等要求。目前市场上使用的普通电子收款机不具有税务控制，只能进行销售小票打印和销售数据记录、管理。国家正在逐步推广的税控收款机是在普通收款机功能基础上加入了税务控制的功能：IC卡全程监控销售过程，记录全部交易数据，可直接打印发票并保存电子发票存根，IC卡或别的方式进行纳税申报、完税等。由于涉及企业利益和国家税收管理，所以其数据存储的安全性、可靠性、一致性有很高的要求，特别是在异常断电的情况下，要保证IC卡、发票数据存储器、实际打印发票之间数据的完整性和一致性，且能支持掉电续打。这就要求税控收款机必须具有一个可靠的掉电数据保护的方案。
对于掉电数据保护，有多种方案可选。一种是用备份电池加SRAM存储器的方案，电池持续给SRAM供电，掉电发生时关键数据存储到SRAM中。这种方案的缺点时可靠性较差，主要是电池的安装易受震动而松动，且考虑电池容量需要做特殊的低功耗设计。如果采用可充电电池，则还需要设计充放电电路，且成本增加。
鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
发明内容
本实用新型的目的在于，提供一种应用于嵌入式系统掉电数据保护的备用电源电路，用以克服上述缺陷。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案在于，提供一种应用于嵌入式系统掉电数据保护的备用电源电路，其包括：一备用电源子电路，其用以储电和放电；
一充电子电路，其与所述的备用电源子电路相连接，用以接收系统提供的电力，向所述的备用电源子电路供电；
一开关控制子电路，其与所述的备用电源子电路相连接，用以控制所述的备用电源子电路放电，其中，所述的备用电源子电路包括：两个串联的法拉电容。
其中，所述的充电子电路为肖特基二极管，其与系统电力输入端相连接，其另一端与所述的备用电源子电路相连接。
较佳的，还包括：一可自恢复保险丝，其设置于所述的肖特基二极管与所述的备用电源子电路之间。
其中，所述的开关控制子电路包括：一压控器件，其通过一第三电阻与一三极管相连接，所述的三极管的发射极接地，且其基极与发射极之间连接有第六电阻，所述的基极通过一第五电阻与外控端相连接。
较佳的，还包括：一均匀保护电路，其设置于所述备用电源子电路的两端，其是由依次串联的第一可调精密稳压二极管、第一电阻、第二可调精密稳压二极管以及第四电阻串联而成。
与现有技术比较本实用新型的有益效果在于，采用大容量法拉电容串联作为备份电源电路的基础，较电池方案有更高的可靠性(不会松动)，可重复充放电，且放电电流较大，并且可控制备份电源电路随时开启或关断放电，灵活而方便。
附图说明
图1为本实用新型应用于嵌入式系统掉电数据保护的备用电源电路的功能结构框图；
图2为本实用新型应用于嵌入式系统掉电数据保护的备用电源电路的电路结构示意图；
图3为本实用新型应用于嵌入式系统掉电数据保护的备用电源电路的电路以税控收款机为例的应用框图。
具体实施方式
以下结合附图，对本新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
请参阅图1所示，其为本实用新型应用于嵌入式系统掉电数据保护的备用电源电路的功能结构框图；其包括：一备用电源子电路12，其用以储电和放电；
一充电子电路11，其与所述的备用电源子电路12相连接，用以接收系统提供的电力，向所述的备用电源子电路12供电；
一开关控制子电路13，其与所述的备用电源子电路12相连接，用以控制所述的备用电源子电路12放电，其中，所述的备用电源子电路12包括：两个串联的法拉电容(第一法拉电容和第二法拉电容)。法拉电容具有体积小、容量大、充电快、充放电电路简单、反复充电次数达数十万次、寿命长的优点，且可承受过充、过放，特别适合这种做小功率备份电源的场合的优点。本实用新型创作者正是利用了这些特点，采用了两个法拉电容串联、参数相同的形式作为备用电源电路的基础，其在理论上应该平均分压工作，即每个分压相同。但实际上，由于材料及制作工艺的原因，很难保证二者很好匹配，法拉电容实际等效参数可能会有较大的差异，从而导致分压不均，进而影响法拉电容的寿命，为此设置一均匀保护电路14，其设置于所述备用电源子电路12的两端，可以确保二者均衡分压。
请参阅图2所示，其为本实用新型应用于嵌入式系统掉电数据保护的备用电源电路的电路结构示意图；所述的充电子电路为肖特基二极管D1，其与系统电力输入端相连接，其另一端与所述的第一法拉电容C1相连接，还包括：一可自恢复保险丝F1，其设置于所述的肖特基二极管D1与所述的第一法拉电容C1之间，所述的可自恢复保险丝F1用于法拉电容的充电限流，其不可用电阻替代，否则系统上电时由于开始瞬间法拉电容需要很大充电电流，导致工作电压VCC_5.0V_P(Sout)不稳定，影响系统其他电路的正常上电，使用所述的可自恢复保险丝F1可限制其最大充电电流；
所述的第二法拉电容C2的一端接地，且所述的第一法拉电容C1和第二法拉电容C2的额定电压为2.5V，容值根据被保护电路的工作电流进行选择，本实用新型使用两个3.3F的法拉电容；所述的开关控制子电路包括：一压控器件Q1，其通过一第三电阻R3与一三极管Q2相连接，所述的三极管Q2的发射极接地，且其基极与发射极之间连接有第六电阻R6，所述的基极通过一第五电阻R5与外控端相连接，VCC_5.0V(即Sin)是系统的输入电源，经过肖特基二极管D2后是系统的工作电源VCC_5.0V_P(Sout)，肖特基二极管D2可以防止工作电流倒灌入电源。
还包括：一均匀保护电路，其设置于所述备用电源子电路的两端，其是由依次串联的第一可调精密稳压二极管D3、第一电阻R1、第二可调精密稳压二极管D4以及第四电阻R4串联而成。
请参阅图3所示，其为本实用新型应用于嵌入式系统掉电数据保护的备用电源电路的电路以税控收款机为例的应用框图。在系统上电后，初始化过程中备用电源电路1放电打开，且始终保持打开状态。系统正常工作过程中，工作电源VCC_5.0V_P(Sout)由输入电源VCC_5.0V(Sin)提供，法拉电容的充放电维持一个平衡的状态。掉电发生时，输入电源VCC_5.0V(Sin)很快降为0，法拉电容自动开始放电维持工作电压VCC_5.0V P(Sout)，同时电源监测电路3给主处理器2发出掉电中断信号，所述的主处理器2马上响应中断，此时所述的备用电源电路1向需要提供掉电保护的电路4提供工作电压VCC_5.0V_P(Sout)，开始做一系列掉电保护的动作(以税控收款机为例其读写IC卡、Flash等)，从而确保数据完整性、一致性。数据保护做完后，所述的主处理器2关断控制备用电源电路1。当然也可不做关断而让法拉电容自然放电，但这个时间会持续较长(若干秒)，在法拉电容电压低到允许的程度之前系统不能重新上电，否则所述的主处理器2会出现上电复位不正常的问题，所以及时的执行备用电源电路1关断，既保证系统能快速重新上电，又保持了电容的电量。
需要强调的是本实用新型不仅适用于于税控收款机掉电数据保护，也可用于其他类似需要掉电执行数据保护的嵌入式系统。
以上说明对本新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1、一种应用于嵌入式系统掉电数据保护的备用电源电路，其特征在于，其包括：一备用电源子电路，其用以储电和放电；
一充电子电路，其与所述的备用电源子电路相连接，用以接收系统提供的电力，向所述的备用电源子电路供电；
一开关控制子电路，其与所述的备用电源子电路相连接，用以控制所述的备用电源子电路放电，其中，所述的备用电源子电路包括：两个串联的法拉电容。
2、根据权利要求1所述的应用于嵌入式系统掉电数据保护的备用电源电路，其特征在于，所述的充电子电路为肖特基二极管，其与系统电力输入端相连接，其另一端与所述的备用电源子电路相连接。
3、根据权利要求2所述的应用于嵌入式系统掉电数据保护的备用电源电路，其特征在于，还包括：一可自恢复保险丝，其设置于所述的肖特基二极管与所述的备用电源子电路之间。
4、根据权利要求1所述的应用于嵌入式系统掉电数据保护的备用电源电路，其特征在于，所述的开关控制子电路包括：一压控器件，其通过一第三电阻与一三极管相连接，所述的三极管的发射极接地，且其基极与发射极之间连接有第六电阻，所述的基极通过一第五电阻与外控端相连接。
5、根据权利要求1-4任一权利要求所述的应用于嵌入式系统掉电数据保护的备用电源电路，其特征在于，还包括：一均匀保护电路，其设置于所述备用电源子电路的两端，其是由依次串联的第一可调精密稳压二极管、第一电阻、第二可调精密稳压二极管以及第四电阻串联而成。
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN201369597Y true CN201369597Y (zh) | 2009-12-23 |
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Cited By (3)
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| CN102589633A (zh) * | 2012-03-07 | 2012-07-18 | 四川恒芯科技有限公司 | 一种嵌入燃气表的数据处理系统 |
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| CN104850182A (zh) * | 2015-05-18 | 2015-08-19 | 西安诺瓦电子科技有限公司 | 应用于嵌入式系统的电路结构和掉电保护方法 |
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2009
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