CN202353308U - 一种单片机后备电源 - Google Patents

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周晶
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Abstract

本实用新型涉及一种单片机后备电源，包括第一二极管、第一稳压模块、第一超级电容、第二二极管、第二超级电容以及第二稳压模块，第一二极管的正端接单片机主电源的正极，第一二极管的负端接第一稳压模块的输入端，第一稳压模块的输出端接第二二极管的正端，第二二极管的负端接第二稳压模块的输入端，第二稳压模块的输出端接负载，第一超级电容的正极接第一稳压模块的输出端，其负极接主电源的负极；第二超级电容的正极接第二稳压模块的输入端，其负极接主电源的负极；第一超级电容的电容大于第二超级电容的电容。本实用新型解决了使用电池作为后备电源时存在的电池自衰减导致的后备电源失效的问题。

Description

一种单片机后备电源
技术领域
本实用新型涉及一种使用法拉电容作为单片机系统的后备电源。
背景技术
超级电容器，又名超大容量电容器、法拉电容、双电层电容器、EDLCs等，是上世纪七、八十年代发展起来的一种新型的储能装置。它是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能，因而不同于传统的化学电源。超级电容器的突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽。基于上述特性，超级电容特别适合作为单片机系统的后备电源，提供主电源丧失时维持系统工作的作用。
现有的单片机系统一般选用电池作为后备电源，存在因为电池的自衰减问题引起后备电源的失效。
例如，在智能水表的国家标准中，要求使用内置电池的水表其电池使用寿命不小于6年，但是在实际使用过程中，大部分电池远不能达到规定年限。水表要求在电池电量不足时自动关闭阀门，但是由于电池在衰竭到规定电压时往往不能够稳定提供关闭阀门所需要的大电流，导致这一重要功能失效，成为致命故障(水表电源电能不足无法正常计量，同时无法关闭阀门)。为了规避这一问题，有些产品在系统中使用了另一块小容量电池作为主电源失能时的备用电源，但是作为后备电源的电池效果同样不是十分理想和稳妥。
发明内容
为了解决现有的单片机系统后备电源存在失效的的技术问题，本实用新型提供一种使用法拉电容作为单片机系统的后备电源，在单片机系统中，在主电源丧失的情况下，提供一种有效的后备电源，以维持系统在需要时间内的正常工作。
本实用新型的技术解决方案：
一种单片机后备电源，包括第一二极管D1、第一稳压模块IC1、第一超级电容C1、第二二极管D3、第二超级电容C2以及第二稳压模块IC3，
所述第一二极管的正端接单片机主电源的正极，所述第一二极管的负端接第一稳压模块的输入端，所述第一稳压模块的输出端接第二二极管的正端，所述第二二极管的负端接第二稳压模块的输入端，所述第二稳压模块的输出端接负载，所述第一超级电容C1的正极接第一稳压模块的输出端，其负极接主电源的负极；所述第二超级电容的正极接第二稳压模块的输入端，其负极接主电源的负极；所述第一超级电容C1的电容大于第二超级电容C2的电容。
本实用新型所具有的优点：
1、本实用新型选用超级电容作为单片机系统的后备电源，有效解决了使用电池作为后备电源时存在的电池自衰减导致的后备电源失效的问题，使用超级电容，在保证电容正常工况的前提下，可以在各种需要单片机控制仪器设备的使用寿命内有效提供一个备用电源。
2、本实用新型通过在第二二极管和第二稳压模块之间并联有第二超级电容C2，并且第一超级电容C1的电容大于第二超级电容C2的电容，避免了电容释放大电流出现的电压波动导致单片机系统工作失效的问题。
附图说明
图1为本实用新型后备电源的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。
如图1所示一种后备电源，包括第一二极管D1、第一稳压模块IC1、第二二极管D3以及第二稳压模块IC3，第一二极管的正端接主电源的正极，第一二极管的负端接第一稳压模块的2引脚，第一稳压模块的3引脚接第二二极管的正端，第二二极管的负端接第二稳压模块的2引脚，第二稳压模块的3引脚输出功率，第一稳压模块和第二二极管之间并联有第一超级电容C1，第二二极管和第二稳压模块之间并联有第二超级电容C2，第一超级电容C1的负极、第二超级电容C2的负极以及第二稳压模块的1引脚均接主电源的负极，第一稳压模块的1引脚接地，第一超级电容C1的电容大于第二超级电容C2的电容。
在系统正常工作时，由主电源对第一超级电容C1和第二超级电容C2进行充电，由第一稳压模块IC1保证第一超级电容C1的充电电压不超过其标称值。当主电源失能时，由第一超级电容C1提供维持系统工作所需电流电压。当第一超级电容由于释放大电流进行功率输出导致电压波动时，由第二超级电容C2维持系统电压。使用超级电容(法拉电容)作为单片机系统后备电源应用，可以支持小电流输出(较长时间)或大电流功率输出(短时间)
电压检测模块用于检测后备电源电压的稳定性。
第一电源稳压模块保证第一超级电容的充电电压不超过其标称值。
第一超级电容：使用它保证单片机系统在主电源丧失后的正常工作，包括小电流的较长时间维持或短时间的大电流输出。
第二超级电容用于在第一超级电容释放大电流功率输出时保证单片机系统的电源电压，避免单片机系统失能。

Claims (1)

1.一种单片机后备电源，包括第一二极管(D1)、第一稳压模块(IC1)、第一超级电容(C1)、第二二极管(D3)、第二超级电容(C2)以及第二稳压模块(IC3)，
所述第一二极管的正端接单片机主电源的正极，所述第一二极管的负端接第一稳压模块的输入端，所述第一稳压模块的输出端接第二二极管的正端，所述第二二极管的负端接第二稳压模块的输入端，所述第二稳压模块的输出端接负载，所述第一超级电容(C1)的正极接第一稳压模块的输出端，其负极接主电源的负极；所述第二超级电容的正极接第二稳压模块的输入端，其负极接主电源的负极；所述第一超级电容(C1)的电容大于第二超级电容(C2)的电容。
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