CN220914968U - 一种后备电源控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种后备电源控制电路，属于电源电路领域。本实用新型包括后备电源充放电电路、后备电源控制电路、系统断电检测电路、一路以上使能控制电源电路及MCU芯片，其中，所述后备电源为法拉电容，所述后备电源充放电电路用于为所述法拉电容充放电，所述后备电源充放电电路的输入端接外部电源供电端，所述后备电源控制电路的输入端与所述后备电源充放电电路的输出端相连，所述系统断电检测电路用于掉电检测，输出端分别与所述后备电源的电压输出端及所述MCU芯片的检测端相连，所述后备电源控制电路输出端分别与一路以上的控制电源控制电路输入端相连，用于使能控制所述控制电源控制电路。本实用新型的有益效果为：保护电源电路不发生反复振荡，延长了设备的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电源电路，尤其涉及一种后备电源控制电路。
背景技术
法拉电容器凭借强大的储存容量及存储性能，在许多大中小型设备中得到了普遍运用，且涉及到的行业较为广泛。例如使用在真空开关、仪器仪表、数码相机等微小电流供电的后备电源；太阳能产品以及小型充电产品的充电电池。法拉电容做后备电源使用越来越广，对其使用要求也会越来越高。
运用法拉电容做后备源，目前的基本做法都是让法拉电容直接充放电给负载电源用，当法拉电容掉电到负载电源电路最低工作电压时，负载电源停止工作，由于法拉电容做后备电源在系统断电时负载突然变轻的缘故，后备电源出现反复振荡现象，从而使系统介于临界电压点反复启停，影响设备使用寿命。
实用新型内容
为解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种后备电源控制电路。
本实用新型包括后备电源充放电电路、后备电源控制电路、系统断电检测电路、一路以上使能控制电源电路及MCU芯片，其中，
所述后备电源为法拉电容，所述后备电源充放电电路用于为所述法拉电容充放电，
所述后备电源充放电电路的输入端接外部电源供电端，所述后备电源控制电路的输入端与所述后备电源充放电电路的输出端相连，所述系统断电检测电路用于掉电检测，输出端分别与所述后备电源的电压输出端及所述MCU芯片的检测端相连，所述后备电源控制电路输出端分别与一路以上的控制电源控制电路输入端相连，用于使能控制所述控制电源控制电路。
本实用新型作进一步改进，所述后备电源充放电电路包括稳压二极管D1、稳压二极管D2、稳压二极管D3、电阻R2，其中，所述稳压二极管D1和稳压二极管D2的正极分别与所述外部电源供电端相连，所述稳压二极管D1的负极与电阻R2串联后，接法拉电容C2的正极，所述法拉电容C2的负极接地，所述稳压二极管D3的正极接法拉电容C2的正极，稳压二极管D3的负极与所述稳压二极管D2的负极相接，输出供电电压给后级。
本实用新型作进一步改进，所述MCU芯片设有电源检测脚，所述系统断电检测电路包括复位和监控芯片U1，所述复位和监控芯片U1的引脚1为电压输出引脚，所述MCU芯片的电源检测脚分别与所述复位和监控芯片U1的电压输出引脚与所述后备电源充放电电路的供电电压输出端相连，所述复位和监控芯片U1的引脚2接地，引脚3与外部电源供电端相连。
本实用新型作进一步改进，所述后备电源控制电路包括监控和复位芯片U4及缓冲器U5，所述监控和复位芯片U4的输出脚与所述使能控制电源电路的使能端相连，输入脚与所述后备电源充放电电路输出端相连，
所述缓冲器采用SN74LVC1G07单路缓冲器，其引脚2接所述使能控制电源电路的使能端。
本实用新型作进一步改进，所述使能控制电源电路包括若干个并联的电压转换芯片，用于为MCU芯片提供需要的电压，所述电压转换芯片设有使能脚，所述使能脚与所述后备电源控制电路的输出端相连，所述电压转换芯片还设有电压输出脚及反馈脚，所述MCU芯片供电脚与所述电压转换芯片的电压输出脚相连，所述反馈脚通过反馈电路采集所述MCU芯片供电脚的电压。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过系统断电检测电路检测系统掉电到最低工作电压点，也就是在振荡临界点通过后备电源控制电路，控制使能控制电源电路关断，从而在法拉电容用作后备电源时，保护电源电路不发生反复振荡，延长了设备的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型结构框图；
图2为本实用新型一实施例电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型后备电源控制电路在系统外部电源断电时，对系统进行短时间供电，从而让MCU及时保存数据，防止丢失。
本例的后备电源为法拉电容，所述后备电源控制电路包括后备电源充放电电路、后备电源控制电路、系统断电检测电路、一路以上使能控制电源电路及MCU芯片，其中，所述后备电源充放电电路用于为所述法拉电容充放电，所述后备电源充放电电路的输入端接外部电源供电端，所述后备电源控制电路的输入端与所述后备电源充放电电路的输出端相连，所述系统断电检测电路用于掉电检测，输出端分别与所述后备电源的电压输出端及所述MCU芯片的检测端相连，所述后备电源控制电路输出端分别与一路以上的控制电源控制电路输入端相连，用于使能控制所述控制电源控制电路。
如图2所示，作为本实用新型的一个实施例，本例的后备电源充放电电路包括稳压二极管D1、稳压二极管D2、稳压二极管D3、电阻R2，其中，所述稳压二极管D1和稳压二极管D2的正极分别与所述外部电源供电端相连，所述稳压二极管D1的负极与电阻R2串联后，接法拉电容C2的正极，所述法拉电容C2的负极接地，所述稳压二极管D3的正极接法拉电容C2的正极，稳压二极管D3的负极与所述稳压二极管D2的负极相接，输出供电电压给后级。
通过稳压二极管D1和D2，防止法拉电容C2的电流倒流，并且能够起到稳压作用，本例通过稳压二极管D1和电阻R2的串联支路对法拉电容C2充电，并通过所述稳压二极管D3进行隔离放电，给后级负载供电。
本例的MCU芯片设有电源检测脚POWER_DET，所述系统断电检测电路包括复位和监控芯片U1，本例的复位和监控芯片采用SGM803-TXN3L/TR-3.08V-MCU监控芯片。
所述复位和监控芯片U1的引脚1为电压输出引脚，所述MCU芯片的电源检测脚分别与所述复位和监控芯片U1的电压输出引脚与所述后备电源充放电电路的供电电压+5V_Core相连，所述复位和监控芯片U1的引脚2接地，引脚3接充电口的5V电压供端。
本例的断电检测电路只需要一个检测芯片就可以实现，电路更加简单。
如图2所示，本例的后备电源控制电路包括监控和复位芯片U4及缓冲器U5，所述监控和复位芯片U4的输出脚与所述使能控制电源电路的使能端相连，输入脚与所述后备电源充放电电路输出端相连，所述缓冲器U5采用SN74LVC1G07单路缓冲器，其引脚2接所述使能控制电源电路的使能端。
本例的使能控制电源电路包括2路并联的电压转换芯片，用于为MCU芯片提供需要的不同电压，比如3.3V、1.8V电压，所述电压转换芯片设有使能脚，所述使能脚与所述后备电源控制电路的输出端相连，所述电压转换芯片还设有电压输出脚及反馈脚，所述MCU芯片供电脚与所述电压转换芯片的电压输出脚相连，所述反馈脚通过反馈电路采集所述MCU芯片供电脚的电压。本例的电压转换芯片采用带使能脚的DC-DC电压转换芯片即可。本例的使能控制电源电路还可以设置为1路或多路，满足MCU芯片及后级电路的不同电压供电需求。
本例的工作原理为：
当+5V上电时，法拉电容C2通过稳压二极管D1和电阻R2串联支路进行充电；
当+5V断电后，MCU芯片通过系统断电检测电路检测到断电检测信号，MCU芯片U3及时保存数据，防止丢失；
此时，通过法拉电容作为备用电源放电，当法拉电容C2放电时，+5V_Core逐渐下降，当+5V_Core低于设定值时，所述后备电源控制电路的复位和监控芯片U4关断，使能控制电源电路中的电压转换芯片U2和U6的使能控制引脚，使MCU芯片停止工作；
所述缓冲器U5在所述使能控制电源电路被使能之后，加速法拉电容C2的放电，防止法拉电容C2负载过轻导致+5V_Core上升，导致使能控制电源电路二次上电，MCU芯片误工作，从而在法拉电容用作后备电源时，保护电源电路不发生反复振荡，延长了设备的使用寿命。
以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种后备电源控制电路，其特征在于：包括后备电源充放电电路、后备电源控制电路、系统断电检测电路、一路以上使能控制电源电路及MCU芯片，其中，
所述后备电源为法拉电容，所述后备电源充放电电路用于为所述法拉电容充放电，
所述后备电源充放电电路的输入端接外部电源供电端，所述后备电源控制电路的输入端与所述后备电源充放电电路的输出端相连，所述系统断电检测电路用于掉电检测，输出端分别与所述后备电源的电压输出端及所述MCU芯片的检测端相连，所述后备电源控制电路输出端分别与一路以上的控制电源控制电路输入端相连，用于使能控制所述控制电源控制电路。
2.根据权利要求1所述的后备电源控制电路，其特征在于：所述后备电源充放电电路包括稳压二极管D1、稳压二极管D2、稳压二极管D3、电阻R2，其中，所述稳压二极管D1和稳压二极管D2的正极分别与所述外部电源供电端相连，所述稳压二极管D1的负极与电阻R2串联后，接法拉电容C2的正极，所述法拉电容C2的负极接地，所述稳压二极管D3的正极接法拉电容C2的正极，稳压二极管D3的负极与所述稳压二极管D2的负极相接，输出供电电压给后级。
3.根据权利要求1所述的后备电源控制电路，其特征在于：所述MCU芯片设有电源检测脚，所述系统断电检测电路包括复位和监控芯片U1，所述复位和监控芯片U1的引脚1为电压输出引脚，所述MCU芯片的电源检测脚分别与所述复位和监控芯片U1的电压输出引脚与所述后备电源充放电电路的供电电压输出端相连，所述复位和监控芯片U1的引脚2接地，引脚3与外部电源供电端相连。
4.根据权利要求1所述的后备电源控制电路，其特征在于：所述后备电源控制电路包括监控和复位芯片U4及缓冲器U5，所述监控和复位芯片U4的输出脚与所述使能控制电源电路的使能端相连，输入脚与所述后备电源充放电电路输出端相连，
所述缓冲器采用SN74LVC1G07单路缓冲器，其引脚2接所述使能控制电源电路的使能端。
5.根据权利要求4所述的后备电源控制电路，其特征在于：所述使能控制电源电路包括若干个并联的电压转换芯片，用于为MCU芯片提供需要的电压，所述电压转换芯片设有使能脚，所述使能脚与所述后备电源控制电路的输出端相连，所述电压转换芯片还设有电压输出脚及反馈脚，所述MCU芯片供电脚与所述电压转换芯片的电压输出脚相连，所述反馈脚通过反馈电路采集所述MCU芯片供电脚的电压。
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