一种掉电保护电路系统的制作方法

本实用新型涉及电子领域，具体提供一种掉电保护电路系统。

背景技术：

现有技术下的计算机系统中的ram必须始终接上电源，否则它存储的数据就容易丢失，所以电源掉电将是灾难性的。另一方面，在nandflash组成的硬盘设计里面，如果意外掉电，映射信息也将会丢失，无法读取数据信息。如何保护ram存储的数据和映射信息在任何时候都不丢失，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型是针对上述现有技术的不足，提供一种设计合理、结构简单、掉电也能及时存储数据的一种掉电保护电路系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种掉电保护电路系统，由能量单元子系统和控制单元子系统组成，能量单元子系统的vout以及控制单元子系统的control与pmos连接；

所述能量单元子系统用于为电路系统提供一段时间的电能，使用与所述能量单元子系统所占空间相匹配的工作电压的超级电容；

所述控制单元子系统用于为系统电路提供掉电信号，使电路系统及时响应掉电事件。

进一步的，所述能量单元子系统由降压模块、储能模块和升压模块组成，降压模块将输入电压调节为低压，通过二管与储能模块连接，储能模块与升压模块连接，升压模块的vout与pmos的s端连接。经过储能模块升压后的掉电保护电压较输入电压小0.2v-0.6v。

进一步的，所述控制单元子系统由分压模块和电源检测模块组成，所述分压模块通过两路与电源检测模块连接，一路直接与电源检测模块连接，另一路通过二极管与电源检测模块连接，电源检测模块的control与pmos的g端连接，输出control的值代表是否掉电。

作为优选，所述降压模块为电源调节器max1776，用于将输入电压调节为低压，之后经连接的二极管再降压，调节输出电压。

作为优选，所述储能模块采用bct005r5c105fs型号，升压模块采用tps55340。

作为优选，所述分压模块采用分压电阻，电源检测模块采用比较器lm393。

作为优选，所述pmos采用si4425。

本实用新型的掉电保护电路系统和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：

(1)通过该掉电保护电路系统，能够在掉电的时候保证将必要的信息进行存储，防止意外丢失。

(2)在掉电保护电路系统中控制电源子系统，能够使系统电路可以及时响应掉电事件，实时监测电源。

(3)能量单元子系统能够在掉电期间，为系统电路提供一定时间的电能，防止意外掉电而丢失数据和操作等，在存储设备以及网络通信等领域，具有广阔的应用情景。

(4)该电路系统具有设计合理、使用方便、实用性强等优点。

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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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他的附图。

附图1是一种掉电保护电路系统的设计框图；

附图2是一种掉电保护电路系统中控制单元子系统的电路图；

附图3是一种掉电保护电路系统中节点控制电路图；

附图4是一种掉电保护电路系统中能量单元子系统的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

下面给出一个最佳实施例：

如图1所示，本实用新型的一种掉电保护电路系统，其结构是由能量单元子系统和控制单元子系统组成，能量单元子系统的vout以及控制单元子系统的control与pmos连接。能量单元子系统用于为电路系统提供一段时间的电能，使用与所述能量单元子系统所占空间相匹配的工作电压的超级电容。控制单元子系统用于为系统电路提供掉电信号，使电路系统及时响应掉电事件。

能量单元子系统由降压模块、储能模块和升压模块组成，降压模块将输入电压调节为低压，通过二极管与储能模块连接，储能模块与升压模块连接，升压模块的vout与pmos的s端连接。经过储能模块升压后的掉电保护电压较输入电压小0.4v。

控制单元子系统由分压模块和电源检测模块组成，所述分压模块通过两路与电源检测模块连接，一路直接与电源检测模块连接，另一路通过二极管与电源检测模块连接，电源检测模块的control与pmos的g端连接。

降压模块为电源调节器max1776，用于将输入电压调节为低压，之后经连接的二极管再降压，调节输出电压。

其中，储能模块采用bigcap的bct005r5c105fs型号，升压模块采用tps55340，分压模块采用分压电阻，电源检测模块采用比较器lm393。

本实用新型的掉电保护电路系统在使用时，掉电时可以将一些无关紧要的功能关掉，达到节省电量，保证主要的操作能正常完成。在给系统供电时，分两路，一路直连到掉电时需要工作的模块，另一路通过型号为si4425的pmos，开关给掉电时非重要模块供电，掉电控制信号连接在pmos的g端，s端接供电端，d端接电源输出端，掉电控制信号为1是表明掉电，此时g端电压高于s端电压，pmos不导通，从而使得非紧要模块停止供电；正常供电情况下，掉电控制信号为0，此时g端电压小于s端电压，pmos导通，从而使得模块正常供电。此设计可以使得系统选用容量较小的超级电容，从而节省系统空间。

如图2所示，负责实时监测电源，一旦断电发出控制信号，以备系统电路开启掉电保护模式。一个系统电路中，可能需要多个电压来完成相应的功能，vmax为其中最大的电压值，要保证系统掉电后能继续工作，必须各个电压均正常。在此，只需要看vmax。vcom＝r2/(r1+r2)×vin在r1和r2取值上，当输入电源vin存在的情况下，保证vcom>vmax，control输出为0；当外部输入电源vin意外断电时，vcom<vmax，control输出为1，可以将一些无关模块的功能关掉，以节省电量，保证主要的操作能正常完成，在给系统供电时，分两路，一路直连到掉电时需要工作的模块，另一路通过pmos开关给掉电时非重要模块供电。

如图3所示，掉电控制信号control连接在pmos的g端，s端接供电端vout，d端接电源输出端，掉电控制信号control为1是表明掉电，此时g端电压高于s端电压，pmos不导通，从而使得非紧要模块停止供电；正常供电情况下，掉电控制信号control为0，此时g端电压小于s端电压，pmos导通，从而使得模块正常供电。此设计可以使得系统选用容量较小的超级电容，从而节省系统空间。

如图4所示，使用工作电压较小的超级电容，从而使得该单元所占空间较小。选用电源调节器max1776，将输入电压vin调节为低压v1，其中包括二极管d3压降，根据公式v1＝1.25×(r4+r5)/r4,可以调节输出电压v1，其中r4＝10kω。若以5.5v来给5.5v1f超级电容(bigcap的bct005r5c105fs型号)进行充电，r4＝30kω，系统有效电压下限是3v,那么超级电容的有效电量为(5.5v-3v)×1f＝2.5库伦。假若超级电容的电流消耗为10a，那么超级电容还可以维持系统工作的时间为0.25秒。若选用大容量的超级电容，维持工作时间还会增大。

经过储能模块升压后的掉电保护电压vout与系统输入电压vin之间用二极管连接，不需要控制何时需要连接系统输入电压，何时需要输入掉电保护电压。用电源调节器tps55340，使得掉电保护电压vout较系统输入电压vin小约0.4v(二极管压降),保证系统输入电压正常时，消耗系统输入电压。根据公式vout＝1.229×(r8/r9+1)，可以推算出图4中r8/r9的关系。

以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。