CN218975144U - 大容量存储电子盘的掉电保护电路 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例中提供了一种大容量存储电子盘的掉电保护电路，综合考虑异常掉电引起电子盘数据丢失或者损坏，本发明在前端将输入电压Vin通过一个防反开关转换成Vbus电压供电子盘工作，有效遏制系统电流倒灌到输入端，避免电子盘上游电路损坏。在后端通过双向DC/DC变换器，根据系统电压Vbus自动切换能量流动方向，实现盘控电压和储能电压两侧能量的双向传输，并采用调频模式以减少功耗损耗。最后通过给储能电容充电调节电子盘的储能电压，该电压值决定电子盘的掉电保护维持时间，结合电子盘实际使用情况计算选择合适电容容值量。本发明通过储能电容放电对后级设备供电，并同时向控制器发出掉电中断信号，控制器关闭文件并进行数据保存。
Description
技术领域
本实用新型属于大容量存储技术领域，尤其涉及一种大容量存储电子盘的掉电保护电路。
背景技术
随着科技的发展，信息对人类社会进步举足轻重，而信息最终会将以数字的形式存储在各种各样的存储介质中，而目前主流的的存储产品已经更新换代为电子盘，而对于电子盘数据的安全显得尤为重要。嵌入式系统的应用环境恶劣，电源电压不稳定，突发性断电以及非法拔插都容易对NandF l ash中的文件系统造成灾难性的影响。为了管理复杂的存储硬件，同时提供可靠高效的存储环境，急需寻找一种电子盘的掉电保护方法。
实用新型内容
有鉴于此，本公开实施例提供一种大容量存储电子盘的掉电保护电路，解决大容量存储电子盘异常掉电后可能造成重要数据丢失和损害的问题。
一种大容量存储电子盘的掉电保护电路，适用于机载上电子盘的掉电保护，机载上安装有控制设备，电子盘用于存储控制设备传输的数据，包括防反开关、双向变换器和储能电容，控制器设备的输出端通过所述防反开关与电子盘连接，所述双向变换器分别与所述储能电容和电子盘电连接，其中：
所述防反开关用于防止电子盘或储能电容产生倒灌电压影响控制设备；
所述电子盘用于存储控制设备传输的数据；
所述双向变换器用于供电电压的转换，正常供电时，所述双向变换器将输入电压转换为第一预设电压，为所述储能电容进行充电，掉电时，所述储能电容反置并进行放电，所述双向变换器将储能电容的放电电压转换为第二预设电压以维持电子盘处于工作状态。
有益效果：
通过一个防反开关转换成系统电压供电子盘工作，有效遏制系统电流倒灌到输入端，并设置过流和过压保护电路防止损害上游电路。综合考虑异常掉电引起电子盘数据丢失或者损坏，本发明在前端将输入电压Vi n通过一个防反开关转换成Vbus电压供电子盘工作，有效遏制系统电流倒灌到输入端，避免电子盘上游电路损坏。在后端通过双向DC/DC变换器，根据系统电压Vbus自动切换能量流动方向，实现盘控电压和储能电压两侧能量的双向传输，并采用调频模式以减少功耗损耗。最后通过给储能电容充电调节电子盘的储能电压，该电压值决定电子盘的掉电保护维持时间，结合电子盘实际使用情况计算选择合适电容容值量。本发明通过储能电容放电对后级设备供电，并同时向控制器发出掉电中断信号，控制器关闭文件并进行数据保存，优点为：第一,法拉电容在其额定电压范围内可以被充电至任意电位，且可以完全放出，电池则受自身化学反应限制，工作在较窄的电压范围，如果放过可能造成永久性破坏。第二，法拉电容与其体积相当的传统电容器相比可以存储更多的能量并且可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响，而电池如果反复传输高功率脉冲，则寿命会大打折扣。第三，法拉电容可以快速充电，而电池快速充电则会受到伤害。第四，法拉电容可以反复循环数十万次，而电池寿命仅几百个循环。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例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公开的一些实施例，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它的附图。
附图1为电子盘掉电保护电路结构示意图；
附图2为储能电压设置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
如图1所述的大容量存储电子盘的掉电保护电路，适用于机载上电子盘的掉电保护，机载上安装有控制设备，电子盘用于存储控制设备传输的数据，包括防反开关、双向变换器(如，双向DC/DC变换器)和储能电容，控制器设备的输出端通过防反开关与电子盘连接，双向变换器分别与储能电容和电子盘电连接，其中：
防反开关用于防止电子盘或储能电容产生倒灌电压影响控制设备；
电子盘用于存储控制设备传输的数据；
双向变换器用于供电电压的转换，正常供电时，双向变换器将输入电压转换为第一预设电压，为储能电容进行充电，掉电时，储能电容反置并进行放电，双向变换器将储能电容的放电电压转换为第二预设电压以维持电子盘处于工作状态。
作为本案所提供的具体实施方式，双向变换器安装有采集芯片，采集芯片包括控制引脚FBC和接地引脚GND，其中，控制引脚与双向变换器的控制端连接，接地引脚与双向变换器的接地端连接。采集芯片有boost和Buck两种工作模式，boost模式为FBS反馈脚，buck内置的参考电压基准为0.6V，当该脚电压超过该值，进入boost模式。正常情况下，采集芯片以boost工作模式为主，对储能电容进行充电，当采集芯片在boost工作模式下的准直电压达到预定值时，双向变换器对采集芯片进行控制，此时boost工作模式停止，由boost模式切换至Buck工作模式，当buck模式的反馈脚电压高于基准参考值时重新进入boost工作模式给储能电容充电，使其稳定在基准值，供异常掉电时使用。
如图2所示，储能电容包括串联的可调电阻R5和可调电阻R6及多个并联的电容(优选的，为坦电容)，可调电阻R5和可调电阻R6的输入端接控制引脚，以适应不同型号电容的设置。可调电阻R5和可调电阻R6均为数字型的可调电阻，由控制引脚FBC进行电阻值的调整。采集芯片的控制引脚FBC设置有一个准直电压，如，1.2V，控制设备通过获取大容量存储电子盘的型号参数，能够计算出可调电阻R5和可调电阻R6的比例，如，输入侧电源掉电时，STR端储能电容将通过双向DC/DC变换器为BUS提供能量。所需的储能电容容量CSTR可由以下表达式计算得到：
通过一个防反开关转换成系统电压供电子盘工作，有效遏制系统电流倒灌到输入端，并设置过流和过压保护电路防止损害上游电路。通过双向DC/DC变换器，根据系统电压Vbus自动切换能量流动方向，实现盘控电压和储能电压两侧能量的双向传输，当电子盘异常掉电时，储能电容缓慢放电给系统电压Vbus正常供电，指示电子盘保存数据。当外部输入电压Vin正常供电之后，通过储能电容升压进行储能，当异常掉电后，储能电容开始放电供Vbus输出正常工作，并根据储能容值计算公式计算放电时间，从而保证在系统异常掉电时，电子盘可以正常工作一段时间，从而保持数据记录的可靠性和完整性。
预充电阶段结束后，DC/DC变换器开始工作，并对STR电容充电至28V。采集芯片采用跳频模式以减少功率损耗，最大储能电压由FBS两端的电阻R5和R6调节。当FBS电压达到1.2V时，变换器停止工作，当FBS电压下降低到1.17V左右，Boost变换器再次工作对储能电容充电。所需的储能电容容量CSTR可由表达式(1)计算得到实际设计800uF的储能电容，当系统掉电时，可以保持的时间为800uF*0.8(28*28-5*5)/2/5/1A＝50ms，系统设计时，在50ms以内完成所有缓存数据的存储，满足具备掉电保护功能的需求。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种大容量存储电子盘的掉电保护电路，适用于机载上电子盘的掉电保护，机载上安装有控制设备，电子盘用于存储控制设备传输的数据，其特征在于，包括防反开关、双向变换器和储能电容，控制器设备的输出端通过所述防反开关与电子盘连接，所述双向变换器分别与所述储能电容和电子盘电连接，其中：
所述防反开关用于防止电子盘或储能电容产生倒灌电压影响控制设备；
所述电子盘用于存储控制设备传输的数据；
所述双向变换器用于供电电压的转换，正常供电时，所述双向变换器将输入电压转换为第一预设电压，为所述储能电容进行充电，掉电时，所述储能电容反置并进行放电，所述双向变换器将储能电容的放电电压转换为第二预设电压以维持电子盘处于工作状态。
2.根据权利要求1所述的大容量存储电子盘的掉电保护电路，其特征在于，所述双向变换器安装采集芯片，所述采集芯片包括控制引脚和接地引脚，其中：
所述控制引脚与所述双向变换器的控制端连接，接地引脚与所述双向变换器的接地端连接。
3.根据权利要求2所述的大容量存储电子盘的掉电保护电路，其特征在于，所述储能电容包括串联的可调电阻R5和可调电阻R6及多个并联的电容；
可调电阻R5和可调电阻R6的输入端接所述控制引脚，以使用不同型号电容的设置。
4.根据权利要求3所述的大容量存储电子盘的掉电保护电路，其特征在于，多个电容均为坦电容。
5.根据权利要求1所述的大容量存储电子盘的掉电保护电路，其特征在于，所述双向变换器为双向DC/DC变换器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223391596.1U CN218975144U (zh) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | 大容量存储电子盘的掉电保护电路 |
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Publications (1)
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|---|---|
| CN218975144U true CN218975144U (zh) | 2023-05-05 |
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ID=86163265
Family Applications (1)
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| CN202223391596.1U Active CN218975144U (zh) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | 大容量存储电子盘的掉电保护电路 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN218975144U (zh) |
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2022
- 2022-12-15 CN CN202223391596.1U patent/CN218975144U/zh active Active
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