一种在DSP掉电时使用法拉电容作供电电源的电路的制作方法

本实用新型涉及的是一种供电电源的电路。

背景技术：

法拉电容具有超级的储电能力，而且体积小，可靠性高，使用寿命长，由于这许多的特点，法拉电容的应用场合越来越多。比如设计中经常遇到由于突然掉电，有些重要的数据或者操作来不及进行保护而导致数据丢失的情况，传统设计大多会加上充电电池或者纽扣电池充当掉电时的电源。而法拉电容完全可以替代纽扣电池在这种场景中的使用。

图1是在普通单片机中由法拉电容作为掉电备用电源的电路。一种在DSP掉电时使用法拉电容作供电电源的电路。系统掉电时,U2输出低电平，SWITCH为高电平，U1输出为低电平，晶体管导通切换到C1法拉电容供电。该电路复杂，需要电源监测芯片U2和门电路U1一起去控制晶体管的通断，SWITCH的高低电平也需要单片机控制在掉电时有一个默认的状态，有时这个默认的状态会在电路受到干扰时改变，在可靠性方面就存在一定的风险。

技术实现要素：

为克服上述缺陷，本实用新型实现了一种由法拉电容提供突然掉电后电路的供电电源，保证后端DSP在电源掉电后能对重要的数据进行保存及必须执行的功能进行处理。由硬件电路完全实现掉电后的电源切换，且在上电瞬间，法拉电容一边充电，后端DSP一边工作，完全不会因为法拉电容的充电而延时。

一种在DSP掉电时使用法拉电容作供电电源的电路，由第一电阻R1和第二电阻R2并联之后再与第三电阻R3串联组成充电回路的限流电阻，第二二极管D2与限流电阻并联组成第一支路，充电及存储电容由第一电容C1和第二电容C2串联组成，同时第四电阻R4，和第五电阻R5分别并联在第一电容C1和第二电容C2的两端作为充电时均衡电压用，其中并联的第四电阻R4和第一电容C1与并联的第五电阻R5和第二电容C2组成第二支路，第一二极管D1与第一支路，第二支路依次顺序连接。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1 是根据现有技术的在DSP掉电时使用法拉电容作供电电源的电路的电路图。

图2是根据本实用新型的在DSP掉电时使用法拉电容作供电电源的电路的电路图。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图详细描述本实用新型提供的实施例。

本方案的电路原理图如2所示。该电路由二极管D1降电源端的5V电压单向引向后端充电电路及DSP的使用电源。由电阻R1和R2并联之后再与电阻R3串联组成充电回路的限流电阻，真正的充电及存储电容由C1和C2串联组成，同时电阻R4，R5分别并联在C1，C2的两端作为充电时均衡电压用。当5V端掉电时，C1，C2存储的电能通过D2向DSP端供电，D1的单向性决定了当C1，C2供电时，电能不会反灌到前端的5V端。

其中，二极管D1的最大压降为0.39V，R1和R2为6欧姆，R3为20欧姆，C1和C2是红宝石公司的电容，其容量为15法拉。R4，R5电阻分别是100K。

本方案的电源能提供8W的5V电源，后端DSP所有功能正常工作需要4W的电源。刚上电时，法拉电容由0V开始充电，由公式 Q/U=C, i(t)=d(q)/dt得i=C*dU/dt。按照在3分钟的时间充满计算，dt=3*60s，dU=5V, 取两个15F的法拉电容C1，C2串联，则串联电容为7.5F，I=7.5*5/3/60=0.208A, 所以取R=5/0.208=24欧姆，功率为P=5*0.208=1.04W

电源能提供的功率为8W，充电用掉1.04W，DSP后端正常工作所需要的功率为4W，所以上电瞬间法拉电容充电完全不会拉低电压，后端DSP完全能够正常工作。

根据计算选择两个6欧姆的电阻并联和一个20欧姆的电阻串联，电阻选择2512封装2W的器件，通流量为2W/5V=0.4A，对于计算的0.208A电流还有0.192A的余量。

当突然掉电时，法拉电容上存储的电能通过D2直接向后端DSP供电，D2选用的ROHM公司的RSX501L-20，肖特基二极管，具有在3A的情况下最高的导通电压仅0.39V的超低导通电压。其平均整流电流为5A。二极管的导通时间基本可以忽略，当突然掉电时，后端DSP可直接工作，由硬件电路自己判断外部是否掉电，而不需要MCU的IO脚去判断。

当法拉电容放电时，以1A的电流放电，放电10S，dU=1A*10S/7.5F=1.3V,即是当电压降到5-1.3=3.7V时，刚好DSP以1A电流工作可以工作10S， DSP的工作电压现在一般都是1.2V，1.5V，2.5V的低压工作模式，按照2.5V计算，t=(5-2.5)V*7.5F/1A=18.75S。

该电路减少了IC的使用，在PCB 布局时能够有更小的空间，可以让使用该电路的产品变得更加的小型化，且少用IC大大的降低了成本； 同时完全由硬件电路控制充放电，大大的提高了可靠性。用法拉电容替代了纽扣电池或者充电电池的使用，也在成本和可靠性性方面有很好的体现。