CN207068019U - 一种存储卡保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种存储卡保护电路，包括滤波及蓄能电路和单向电路，单向电路连接于外部电源和存储卡的电源引脚之间，滤波及蓄能电路连接于存储卡的电源引脚和参考地之间；滤波及蓄能电路用于吸收尖峰脉冲以及用于储能，并在外部电源掉电时通过放电对存储卡进行延时供电以使存储卡在睡眠模式下断电；单向电路用于防止滤波及蓄能电路放电时的电流倒灌给其他的电源回路。本保护电路可以吸收尖峰脉冲，避免由于电压超过存储卡的电压额定值造成存储卡损坏；并且通过储能在外部电源掉电时进行放电，从而对存储卡进行延时供电以使存储卡在睡眠模式下断电，这种断电方式较安全；本电路可以直接内嵌到存储卡，成本低；可以对存储卡内的控制器进行保护。

Description

一种存储卡保护电路

技术领域

本实用新型涉及存储卡保护领域，尤其涉及一种存储卡保护电路。

背景技术

SD卡(Secure Digital Memory Card，安全数码卡)内部集成有控制器和存储单元，目前针对SD卡的保护都是针对SD卡内的存储单元本身。

目前，针对SD卡内的控制器的保护技术比较缺乏，这主要是受限于SD/Micro SD的体积过小，保护电路无法内嵌。这直接导致了90％以上的SD/Micro SD损坏都是由于内部控制器的损坏而引起。控制器损坏的原因有多种，最主要的原因是上下电的电源毛刺击穿和读写数据时的异常掉电，这些现象经常会引起控制器本身的损坏，从而导致整个SD/MicroSD无法使用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述无法对SD卡内的控制器进行保护的缺陷，提供一种存储卡保护电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种存储卡保护电路，所述存储卡的电源引脚通过第一电容连接参考地，所述保护电路包括滤波及蓄能电路和单向电路，所述单向电路连接于外部电源和所述存储卡的电源引脚之间，所述滤波及蓄能电路连接于所述存储卡的电源引脚和参考地之间。

在本实用新型所述的存储卡保护电路中，还包括连接于所述单向电路和所述存储卡的电源引脚之间的限流电路。

在本实用新型所述的存储卡保护电路中，所述限流电路包括电阻。

在本实用新型所述的存储卡保护电路中，所述滤波及蓄能电路包括第二电容，所述第二电容连接于所述存储卡的电源引脚和所述参考地之间，所述第二电容的容量值大于所述第一电容的容量值，所述第二电容的额定电压小于所述第一电容的额定电压。

在本实用新型所述的存储卡保护电路中，所述第二电容为超级电容。

在本实用新型所述的存储卡保护电路中，所述单向电路包括二极管，所述二极管的正极连接所述外部电源，所述二极管的负极连接所述存储卡的电源引脚。

在本实用新型所述的存储卡保护电路中，所述二极管的正向压降不超过0.5V，所述二极管的瞬间电流不低于5A，所述二极管的正向持续电流不低于1A。

在本实用新型所述的存储卡保护电路中，所述存储卡为以下任意之一：SD卡、Micro SD卡、CF卡、记忆棒、TF卡、MMC卡。

实施本实用新型的存储卡保护电路，具有以下有益效果：本实用新型的保护电路中的滤波及蓄能电路可以吸收尖峰脉冲，避免由于电压超过存储卡的电压额定值造成存储卡损坏；并且滤波及蓄能电路通过储能在外部电源掉电时进行放电，从而对存储卡进行延时供电以使存储卡在睡眠模式下断电，这种断电方式比较安全；本保护电路可以直接内嵌到存储卡，成本低；可以对存储卡内的控制器进行保护，从而极大地提高存储卡的寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1是本实用新型的存储卡保护电路较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的典型实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，词语“相连”或“连接”，不仅仅包括将两个实体直接相连，也包括通过具有有益改善效果的其他实体间接相连。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

本说明书中使用的“第一”、“第二”等包含序数的术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。例如，在不脱离本发明的权利范围的前提下，第一构成要素可被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。

本实用新型总的思路是：增设滤波及蓄能电路和单向电路，所述单向电路连接于外部电源和存储卡的电源引脚之间，所述滤波及蓄能电路连接于存储卡的电源引脚和参考地之间；其中，所述滤波及蓄能电路用于吸收尖峰脉冲以及用于储能，并在外部电源掉电时通过放电对存储卡进行延时供电以使存储卡在睡眠模式下断电；所述单向电路用于防止滤波及蓄能电路放电时的电流倒灌给其他的电源回路。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本实用新型实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参考图1，是本实用新型的存储卡保护电路较佳实施例的结构示意图。

本实施例中，所述存储卡J1的电源引脚VDD通过电容C1连接参考地。保护电路包括：滤波及蓄能电路200、限流电路300、单向电路100。所述滤波及蓄能电路200连接于存储卡J1的电源引脚VDD和参考地之间，所述单向电路100一端连接外部电源、另一端通过限流电路300连接存储卡J1的电源引脚VDD。其中，所述滤波及蓄能电路200用于吸收尖峰脉冲以及用于储能，并在外部电源掉电时通过放电对存储卡J1进行延时供电以使存储卡在睡眠模式下断电；所述单向电路100用于防止滤波及蓄能电路200放电时的电流倒灌给其他的电源回路。

其中，所述存储卡可以为以下任意之一：SD卡、Micro SD卡、CF卡、记忆棒、TF卡、MMC卡。本实施例中的存储卡为SD卡/Micro SD卡。一般外部电源为3.3V。

具体的，所述单向电路100包括二极管D1，所述滤波及蓄能电路200包括电容C2，所述限流电路300包括电阻R1，所述电容C2的容量值大于所述电容C1的容量值，所述电容C2的额定电压均小于所述电容C1的额定电压。一般来说，大电容滤除低频波，小电容滤除高频波，具体的，电容值和要滤除的频率的平方成反比，具体电容的选择可以用公式C＝4Pi*Pi/(R*f*f)，R即本实施例中电阻R1的阻值，Pi即圆周率。本实施例中，C1主要考虑的是高频滤波，C2主要作用是储能同时起到充当低频滤波的作用。因此电容C1主要用于吸收窄脉冲，电容C2主要是吸收宽脉冲。其中，电容C1连接于存储卡J1的电源引脚VDD和参考地之间，电容C2连接于存储卡J1的电源引脚VDD和参考地之间，二极管D1的正极连接外部电源，二极管D1的负极经由电阻R1连接存储卡J1的电源引脚VDD。

电容C2的工作原理是：在采用SD/Micro SD的设备上下电瞬间，电容C2有效的吸收电源尖峰冲击，从而避免电压超过SD/Micro SD的额定值而造成的SD/Micro SD损坏；在设备掉电以后，电容C2由于电容的放电特性，可以维持一定时间的电压，并且此时设备的主控CPU(Central Processing Unit，中央处理器)已经断电，SD/Micro SD上的时钟、数据引脚均无数据，由于一般的SD/Micro SD的主控默认为如果10ms～500ms没有数据操作则使SD/Micro SD进入低功耗的睡眠模式，此时SD/Micro SD除了维持最基本的心跳以外，不会对存储单元、控制器固件等进行任何的操作，因此在设备掉电以后，SD/Micro SD先进入睡眠模式，在电容C2电量放完后断电，此种断电方式是比较安全的断电方式。

二极管D1的工作原理是：设备正常工作时，利用二极管D1的正向导通的特性给SD/Micro SD的电源引脚供电；设备异常掉电时，二极管D1可以有效的阻止电流倒灌给其他的电源回路而导致的电容C1上的电量被迅速被释放。

优选的，考虑到SD卡的供电电压不能小于2.7V，二极管D1的正向压降Vf不超过0.5V。考虑到电容C2上电瞬间电流较大，二极管D1的瞬间电流不低于5A。考虑到部分SD卡的工作电流达到0.5A，同时考虑到降额设计，二极管D1的正向持续电流不低于1A。本实施例中，二极管D1采用型号为MBR0520L的二极管。

具体的，综合额定功率和持续电流，电阻R1选择阻值为1欧姆的功率电阻即可。电容C1采用容量为10nF且额定电压为50V的陶瓷电容，电容C1耐压取值50V是因为目前市场的绝大部分10nF容量的电容都采用该耐压值，常见且便宜，性价比高。

优选的，电容C2采用超级电容。C2的耐压值则是根据实际需要选择的，考虑到SD卡正常工作电压Vwork为3.3V且最小工作电压Vmin为2.5V，一般需要预留30％～40％的余量，所以C2的耐压值选择比较接近5V，电容C2放电时的平均持续电流I为0.2A，电容C2放电持续时间T为1s，计算所需的超级电容容量为0.25F，因此电容C2选取常用的0.33F/5V的规格。

本实用新型的工作原理是：

设备上电时，电阻R1、电容C1、电容C2组成滤波电路，消除电源的尖峰脉冲对SD卡的冲击，C1主要是消除窄脉冲，C2主要是消除宽脉冲；同时，外部电源通过二极管D1、电阻R1向电容C2进行充电储能；

用户强制关机或者设备异常掉电时，电容C2开始放电从而维持SD卡在工作状态，二极管D1防止电源倒灌到其他电路模块导致放电过快。由于设备的主控CPU已经掉电，因此SD卡的数据和控制命令均已停止。在没有读写操作的条件下，绝大部分SD卡的主控在50ms～500ms内会进入超低功耗的睡眠模式，不会读写SD卡的存储单元或者更新固件，电容C2电量释放完毕时SD卡在睡眠模式下安全掉电。

综上所述，实施本实用新型的存储卡保护电路，具有以下有益效果：本实用新型的保护电路可以吸收尖峰脉冲，避免由于电压超过存储卡的电压额定值造成存储卡损坏；并且通过储能在外部电源掉电时进行放电，从而对存储卡进行延时供电以使存储卡在睡眠模式下断电，这种断电方式比较安全；本保护电路可以直接内嵌到存储卡，成本低；可以对存储卡内的控制器进行保护，从而极大地提高存储卡的寿命。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (8)

1.一种存储卡保护电路，所述存储卡的电源引脚通过第一电容连接参考地，其特征在于，所述保护电路包括滤波及蓄能电路和单向电路，所述单向电路连接于外部电源和所述存储卡的电源引脚之间，所述滤波及蓄能电路连接于所述存储卡的电源引脚和参考地之间。

2.根据权利要求1所述的存储卡保护电路，其特征在于，还包括连接于所述单向电路和所述存储卡的电源引脚之间的限流电路。

3.根据权利要求2所述的存储卡保护电路，其特征在于，所述限流电路包括电阻。

4.根据权利要求1所述的存储卡保护电路，其特征在于，所述滤波及蓄能电路包括第二电容，所述第二电容连接于所述存储卡的电源引脚和所述参考地之间，所述第二电容的容量值大于所述第一电容的容量值，所述第二电容的额定电压小于所述第一电容的额定电压。

5.根据权利要求4所述的存储卡保护电路，其特征在于，所述第二电容为超级电容。

6.根据权利要求1所述的存储卡保护电路，其特征在于，所述单向电路包括二极管，所述二极管的正极连接所述外部电源，所述二极管的负极连接所述存储卡的电源引脚。

7.根据权利要求6所述的存储卡保护电路，其特征在于，所述二极管的正向压降不超过0.5V，所述二极管的瞬间电流不低于5A，所述二极管的正向持续电流不低于1A。

8.根据权利要求1所述的存储卡保护电路，其特征在于，所述存储卡为以下任意之一：SD卡、Micro SD卡、CF卡、记忆棒、TF卡、MMC卡。