一种掉电保持电路、控制方法及系统与流程

本技术涉及掉电保持，特别涉及一种掉电保持电路、控制方法及系统。

背景技术：

1、目前，工业控制领域的计算机系统中，当系统掉电时，需要及时保存各种数据，如配置数据、事件日志等，所以一般会使用储能电路来存储电能，在系统掉电时为保存操作供电。

2、但是，由于储能电路存储了一定的电能，在系统掉电时其掉电速度比较慢，容易出现掉电不彻底或漏电的现象，漏出的电能会通过互连通路进入其他电路，对其他电路造成损害，并且，当再次上电时，由于掉电不彻底或漏电会导致系统上电复位时芯片无法可靠复位，导致芯片工作不正常。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于：提供一种掉电保持电路、控制方法及系统，旨在解决相关技术中存在系统掉电缓慢以及容易漏电的技术问题。

2、为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：

3、第一方面，本技术提出一种掉电保持电路，包括电源转换电路、储能电路、掉电检测电路、上下电控制电路和处理器电路；

4、上下电控制电路分别与储能电路和处理器电路连接，电源转换电路与储能电路连接，掉电检测电路分别与电源转换电路和处理器电路连接；

5、其中，处理器电路用于在掉电保持动作完成后输出第一控制信号，上下电控制电路用于基于第一控制信号生成第二控制信号，并基于第二控制信号控制储能电路上电或者下电。

6、可选地，上述掉电保持电路中，上下电控制电路包括开关控制单元、开关单元和泄放单元；

7、开关单元的输入端与储能电路连接，开关单元的输出端与处理器电路连接，开关控制单元分别与处理器电路和开关单元的控制端连接，泄放单元分别与开关控制单元和开关单元的输出端连接；

8、其中，处理器电路用于输出第一控制信号，开关控制单元用于根据第一控制信号生成第二控制信号，并基于第二控制信号控制开关单元的通断以及泄放单元的启停，以控制储能电路上电或者下电。

9、可选地，上述掉电保持电路中，上下电控制电路还包括检测单元；

10、检测单元分别与电源转换电路、开关单元的输出端、处理器电路以及开关控制单元连接；

11、其中，检测单元用于检测电源转换电路或开关单元输入至处理器电路的电压大小，生成第三控制信号并输出，开关控制单元用于根据第一控制信号和第三控制信号生成第二控制信号。

12、可选地，上述掉电保持电路中，掉电保持电路还包括二极管d1；

13、二极管d1的正极与电源转换电路连接，二极管d1的负极通过检测单元与处理器电路连接。

14、可选地，上述掉电保持电路中，储能电路包括超级电容c1和二极管d2；

15、二极管d2的正极与电源转换电路连接，二极管d2的负极和超级电容c1的一端分别与开关单元的输入端连接，超级电容c1的另一端接地。

16、可选地，上述掉电保持电路中，开关单元包括开关管q1，开关管q1包括三极管、场效应管、绝缘栅双极晶体管、功率半导体开关或继电器中的任意一种。

17、可选地，上述掉电保持电路中，上下电控制电路还包括二极管d3；

18、开关管q1的输入端分别与超级电容c1的一端和二极管d2的负极连接，开关管q1的输出端通过二极管d3分别与泄放单元、检测单元和处理器电路连接，开关管q1的控制端与开关控制单元连接。

19、可选地，上述掉电保持电路中，检测单元包括三极管q2；

20、三极管q2的基极与电阻r1的一端连接，电阻r1的另一端分别与电阻r2的一端和电阻r3的一端连接，电阻r2的另一端和三极管q2的发射极分别与电源转换电路、开关单元的输出端和处理器电路连接，三极管q2的集电极分别与电阻r7的一端和开关控制单元连接，电阻r7的另一端接地。

21、可选地，上述掉电保持电路中，检测单元还包括晶闸管scr1；

22、晶闸管scr1的阴极与电阻r3的另一端连接，晶闸管scr1的门极分别与电阻r4的一端、电阻r5的一端和电阻r6的一端连接，电阻r4的另一端分别与电源转换电路、开关单元的输出端和处理器电路连接，电阻r6的另一端与三极管q2的集电极连接，晶闸管scr1的阳极和电阻r5的另一端接地。

23、可选地，上述掉电保持电路中，开关控制单元包括开关管q4和开关管q5；

24、开关管q4的控制端与检测单元连接，开关管q5的控制端分别与电阻r11的一端和处理器电路连接，开关管q4的输入端和开关管q5的输入端分别与开关单元的控制端、电阻r9的一端和电阻r10的一端连接，电阻r9的另一端分别与储能电路和开关单元的输入端连接，电阻r10的另一端与泄放单元连接，开关管q4的输出端、开关管q5的输出端和电阻r11的另一端接地。

25、可选地，上述掉电保持电路中，开关管q4和开关管q5包括三极管、场效应管、绝缘栅双极晶体管或功率半导体开关中的任意一种。

26、可选地，上述掉电保持电路中，泄放单元包括电阻r8和三极管q3；

27、三极管q3的基极与开关控制单元连接，三极管q3的集电极通过电阻r8与开关单元的输出端连接，三极管q3的发射极接地。

28、可选地，上述掉电保持电路中，电源转换电路和掉电检测电路分别与电源连接，处理器电路还与电源转换电路连接；

29、其中，电源转换电路用于在电源上电时，将电源提供的电压转换为供电电压，给处理器电路供电，或者将供电电压存储至储能电路，以在电源下电时，通过储能电路输出储能电压给处理器电路供电；

30、掉电检测电路用于在电源下电时输出掉电检测信号，处理器电路用于根据掉电检测信号生成第一控制信号。

31、第二方面，本技术还提出一种掉电保持控制方法，应用于上述的掉电保持电路，该方法包括：

32、在系统上电时，通过电源转换电路输出供电电压，给处理器电路供电，使处理器电路输出开启态的第一控制信号；

33、通过上下电控制电路根据开启态的第一控制信号，生成并输出开启态的第二控制信号，并基于开启态的第二控制信号控制储能电路上电，存储供电电压；

34、在系统下电时，通过储能电路输出储能电压，给处理器电路供电，使处理器电路执行掉电保持动作，同时，通过掉电检测电路生成并输出掉电检测信号；

35、通过处理器电路根据掉电检测信号，在掉电保持动作完成后输出关闭态的第一控制信号；

36、通过上下电控制电路根据关闭态的第一控制信号，生成并输出关闭态的第二控制信号，并基于关闭态的第二控制信号控制储能电路下电，释放残存电能。

37、第三方面，本技术还提出一种掉电保持控制方法，应用于上述的掉电保持电路，该方法包括：

38、在系统上电时，通过电源转换电路输出供电电压，给处理器电路供电，使处理器电路输出开启态的第一控制信号；

39、通过开关控制单元根据开启态的第一控制信号，生成并输出开启态的第二控制信号，并基于开启态的第二控制信号控制开关单元导通、泄放单元停止，使储能电路上电，存储供电电压；

40、在系统下电时，通过储能电路输出储能电压，给处理器电路供电，使处理器电路执行掉电保持动作，同时，通过掉电检测电路生成并输出掉电检测信号；

41、通过处理器电路根据掉电检测信号，在掉电保持动作完成后输出关闭态的第一控制信号；

42、通过开关控制单元根据关闭态的第一控制信号，生成并输出关闭态的第二控制信号，并基于关闭态的第二控制信号控制开关单元关断、泄放单元启动，使储能电路下电，通过泄放单元释放残存电能。

43、第四方面，本技术还提出一种掉电保持控制方法，应用于上述的掉电保持电路，该方法包括：

44、在系统上电时，通过电源转换电路输出供电电压，使供电电压经检测单元给处理器电路供电；

45、通过检测单元在检测到供电电压达到处理器电路的上电开启电压时生成并输出开启态的第三控制信号；

46、通过处理器电路在启动阶段生成并输出高阻态信号或在启动完成后生成并输出开启态的第一控制信号；

47、通过开关控制单元根据开启态的第三控制信号和高阻态信号或开启态的第一控制信号，生成并输出开启态的第二控制信号，并基于开启态的第二控制信号控制开关单元导通、泄放单元停止，使储能电路上电，存储供电电压；

48、在系统下电时，通过储能电路输出储能电压，给处理器电路供电，使处理器电路执行掉电保持动作，同时，通过掉电检测电路生成并输出掉电检测信号；

49、通过处理器电路根据掉电检测信号，在掉电保持动作完成后输出关闭态的第一控制信号；

50、通过开关控制单元根据开启态的第三控制信号和关闭态的第一控制信号，生成并输出关闭态的第二控制信号，并基于关闭态的第二控制信号控制开关单元关断、泄放单元启动，使储能电路下电，通过泄放单元释放残存电能。

51、可选地，上述掉电保持控制方法中，通过开关控制单元根据开启态的第三控制信号和高阻态信号或开启态的第一控制信号，生成并输出开启态的第二控制信号，并基于开启态的第二控制信号控制开关单元导通、泄放单元停止，使储能电路上电，存储供电电压的步骤之后，该方法还包括：

52、通过检测单元在检测到供电电压低于处理器电路的下电关闭电压时生成并输出关闭态的第三控制信号；

53、通过开关控制单元根据关闭态的第三控制信号和高阻态信号或开启态的第一控制信号，生成并输出关闭态的第二控制信号，并基于关闭态的第二控制信号控制开关单元关断、泄放单元启动，使储能电路下电，通过泄放单元释放残存电能，实现系统故障下电。

54、第五方面，本技术还提出一种掉电保持系统，该系统包括：

55、电源；

56、如上述的掉电保持电路，掉电保持电路与电源连接。

57、本技术提供的上述一个或多个技术方案，可以具有如下优点或至少实现了如下技术效果：

58、本技术提出的一种掉电保持电路、控制方法及系统，采用上下电控制电路串接在储能电路和处理器电路之间，采用电源转换电路给储能电路充电，通过掉电检测电路检测电源掉电情况，在系统下电时通过储能电路给处理器电路供电，使处理器电路执行掉电保持动作，以在系统下电时存储数据，并在掉电保持动作完成后输出第一控制信号，由上下电控制电路基于第一控制信号生成第二控制信号后，根据第二控制信号控制储能电路上电或下电；在下电过程中处理器电路进行数据存储之后，可以将储能电路与处理器电路的连接断开，储能电路不再对处理器电路供电，以便快速掉电，避免出现电源振荡，而储能电路与处理器电路之间残存的电能还可以通过上下电控制电路进行释放，进一步实现了快速掉电，避免掉电不彻底引起漏电等情况发生。