專利名稱：一種掉電保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種突發(fā)掉電的保護(hù)電路，更具體的講，本實用新型 涉及一種用于各類電子產(chǎn)品及存儲設(shè)備預(yù)防突發(fā)掉電的保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
眾所周知，許多電子設(shè)備或者存儲設(shè)備，例如硬盤，u盤以及新型固態(tài)盤，隨著其系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，數(shù)據(jù)的讀寫往往是通過文件的方式 完成，而不是直接對存儲單元地址操作，用文件讀寫方式操作數(shù)據(jù)，在設(shè)備操作過程中往往將數(shù)據(jù)緩存在易失性的存儲空間，如SDRAM, —旦系 統(tǒng)意外突然掉電，這些數(shù)據(jù)往往被永久丟失，如果這些丟失的數(shù)據(jù)包括固 件內(nèi)容或者數(shù)據(jù)地址的映射表等系統(tǒng)信息，就將對設(shè)備造成毀滅性的災(zāi)難。 因此，目前大部分電子產(chǎn)品以及存儲設(shè)備都會在電路設(shè)計上，加一個掉電 保護(hù)的設(shè)計，來預(yù)防這種突發(fā)的掉電情況。掉電保護(hù)設(shè)計的目的是使得 設(shè)備在意外失去供電的情況下，可以保證設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的確定性以及記錄 數(shù)據(jù)的完整性；當(dāng)設(shè)備供電恢復(fù)后，現(xiàn)場數(shù)據(jù)及設(shè)備系統(tǒng)狀態(tài)可以及時恢 復(fù)，避免設(shè)備丟失數(shù)據(jù)或者主控產(chǎn)生混亂。對于這種掉電保護(hù)的設(shè)計，雖 然其在整個產(chǎn)品設(shè)計中只占據(jù)很小的一塊，但其地位和作用卻是不可忽視 的。不同的產(chǎn)品和不同的廠家，有不同的設(shè)計方法，但追求的目標(biāo)卻是相 同的，即用最少的資源和成本，來實現(xiàn)一個穩(wěn)定的設(shè)計用來處理這種突然 掉電情況。但是，不恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計往往導(dǎo)致產(chǎn)品成本提高，甚至設(shè)計對于突 然掉電情況的處理不夠理想等狀況?，F(xiàn)有的掉電保護(hù)電路一般釆用如圖1、 2所示的電路，在電路中設(shè)置儲能元件，充電回路采用如圖1所示的降壓 型穩(wěn)壓電路設(shè)計，在放電回路中采用如圖2所示的升壓型穩(wěn)壓電路設(shè)計， 充電回路和放電回路互相分離，兩電路中只共用儲能元件。這種掉電保護(hù) 電路電路實現(xiàn)雖然合理，但是電路中的器件成本較高。
實用新型內(nèi)容
本實用新型解決的技術(shù)問題是提出了性能穩(wěn)定且簡單易行的掉電保 護(hù)電路，將充電回路和放電回路進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，使其能夠在設(shè)備突然掉 電情況下，繼續(xù)為設(shè)備供電一段時間，保證設(shè)備能把處理中的數(shù)據(jù)以及相 關(guān)狀態(tài)信息安全保存。
本實用新型提出的掉電保護(hù)電路，包括充電回路、放電回路，所述充
電回路包括串聯(lián)連接的電感L1、儲能元件和充電控制開關(guān)，所述放電回路 包括串聯(lián)連接的二極管D1和與充電回路共用的電感L1和儲能元件，以及 并聯(lián)連接在電感L1和儲能元件兩端的放電控制開關(guān)。
優(yōu)選的，所述充電回路還包括一個反向并聯(lián)連接在電感Ll和儲能元 件上的續(xù)流二極管D2，續(xù)流二極管D2、電感L1、充電控制開關(guān)和儲能元 件構(gòu)成降壓充電回路。
優(yōu)選的，所述放電回路還包括一個退耦電容C2，該退耦電容C2—端 連接在放電回路輸出端，另一端與地相連，退耦電容C2、續(xù)流二極管D1、 電感L1、放電控制開關(guān)和儲能元件構(gòu)成升壓放電回路。
優(yōu)選的，所述的儲能元件為電容C1或者電池。
優(yōu)選的，所述的放電控制開關(guān)具體為由開關(guān)電源構(gòu)成的開關(guān)電路。
優(yōu)選的，所述的充放電控制開關(guān)為由PWM器件控制的脈沖式開關(guān)子 電路，控制充放電回路對儲能元件進(jìn)行脈沖式充放電。
優(yōu)選的，所述電路還包括一個檢測子電路，通過檢測充電時電感和儲 能元件之間的連接點的電壓控制充電控制開關(guān)的通斷。
優(yōu)選的，所述的檢測子電路上還設(shè)有一個RC濾波子電路。
采用本實用新型的掉電保護(hù)電路，具有以下有益效果-
1. 采用不同的儲能元件，能實現(xiàn)不同的供電時間和供電電壓，保 證了設(shè)備在突然掉電時，可以把操作中的數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)狀態(tài)信 息保存下來；
2. 本實用新型通過儲能檢測腳了解儲能元件的充電情況，同時， 通過充電使能腳控制電源電壓是否對電路繼續(xù)充電；
3. 本實用新型對放電電路的設(shè)計采用升壓電路的設(shè)計，可以根據(jù)
設(shè)備的需要得到不同的電源電壓；
4. 本實用新型放電電路中的放電電壓使能腳的設(shè)計，可以通過使 能該管腳實現(xiàn)對放電電壓的使能控制；
5. 充電電路和放電電路設(shè)計在同一個電路上實現(xiàn)，共用了充放電 電感，縮小了電路規(guī)模，有效地節(jié)約了該掉電保護(hù)裝置的成本， 同時也能保證設(shè)計的穩(wěn)定性；
6. 本實用新型在實施過程中采用開關(guān)電源方式進(jìn)行脈沖充電，可 以方便靈活的對充電電流的大小和充電時間進(jìn)行控制，其充放 電效率高，能量損耗低。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)充電回路原理圖2為現(xiàn)有技術(shù)放電回路原理圖3為本實用新型掉電保護(hù)電路原理圖4為本實用新型掉電保護(hù)電路實施例電路圖5為本實用新型掉電保護(hù)電路工作流程圖。
具體實施方式
下面通過具體實施例，并結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。 如圖3所示的本實用新型掉電保護(hù)電路原理，圖中VCCIN為輸入電源； V0LT_DETECT為儲能檢測腳，其主要用來將儲能電容充電狀況反饋給主控， 由其判斷是否關(guān)閉充電使能；Jl為充電電路的使能開關(guān)，當(dāng)其閉合時，輸 入電源為儲能電容充電，當(dāng)其斷開時，電源停止為電容充電；Ll為充放電 電感，主要用來在充放電過程中儲能；D2為二極管，主要作用是續(xù)流；Cl 為儲能電容，其主要用來儲存電量；J2為放電電路的使能開關(guān)，在充電過 程中，主控將使其處在斷開狀態(tài)，在放電過程中，主控將使其處在間斷的 閉合和斷開狀態(tài)；C2是升壓放電電路的輸出退耦電容，Dl是二極管，單向 導(dǎo)通防止升壓后的電流反向流動；VCC0UT為輸出電源，在設(shè)備突然掉電后， 通過其向設(shè)備供電。
充電過程當(dāng)使能J1閉合，J2斷開時，二極管D2處于不導(dǎo)通狀態(tài)，
Jl、 Ll、 D2以降壓開關(guān)電源的方式給C1充電；當(dāng)使能J1斷開時，電感 Ll釋放電能，產(chǎn)生順時針電流，繼續(xù)向電容C1儲能；然后，電容在反復(fù) 的閉合斷開中，電壓逐漸升高直到與電源平衡。當(dāng)VOLT—DETECT反饋電容 Cl電壓沒有達(dá)到閾值時，電源繼續(xù)向儲能電容C1充電；當(dāng)VOLT—DETECT 反饋的電容C1電壓值達(dá)到閾值時，主控通過斷開J1，停止對儲能電容C1 充電。
放電過程Jl打開，J2、 Ll、 Dl、 C2以升壓開關(guān)電源的方式為外 界供電。通過閉合使能J2，開啟供電電路， 一部分電能被轉(zhuǎn)移到電感Ll 上，然后，斷開使能J2，電感L1將釋放轉(zhuǎn)移其上的電能，同時，產(chǎn)生電 流使得VCCOUT端電勢升高，同時向設(shè)備供電；接下來，再不斷的進(jìn)行閉合 和斷開使能J2，直到設(shè)備主控完成需要保存的內(nèi)容或者電容放電結(jié)束。
如圖4所示為本實用新型設(shè)計思路下的一個實施例，圖中VCC50為圖3原 理圖中的充電放電電源VCCIN和VCCOUT，其中圖上方所示為充電電源VCCIN， 圖中右下所示為放電電源VCCOUT;圖中C5所示為儲能電容；圖中L4所示為 圖3原理圖中的充放電電感L1;圖中電容C94，C95，C11,C12，C93，電阻R26， R31， R4，以及芯片U3(SP6641A/B)組成放電幵關(guān)電路；圖中D2為原理圖中 所示的續(xù)流二極管D2;圖中D1所示為原理圖中所示的續(xù)流二極管D1;圖中 P麗為電源電壓使能管腳，其主要目的是主控通過使能該管腳實現(xiàn)對該充電 電路的開關(guān)作用；圖中所示的V0LT—DETECT跟原理圖中的V0LT—DETECT—樣， 是儲能探測腳；圖中所示BCLPWLEN為放電使能管腳，其主要目的是主控 通過使能該管腳在設(shè)備掉電時保持電源VCC50的電勢；電阻R12， R30以及三 極管Q1組充電開關(guān)電路，其主要作用是PWM為高電位的時候Q1關(guān)閉停止給電 容C5充電，PWM為低電位的時候Q1打開開始給電容充電；電阻R27，電容CIOO 組成濾波電路，其主要作用在于在電壓檢測過程中濾波和過流保護(hù)。
本實用新型的電路工作過程如圖5所示，當(dāng)設(shè)備正常上電后，主控將有 效電源充電使能腳，對儲能電容進(jìn)行充電；然后，主控將周期査詢電容電 壓監(jiān)控腳，如果電壓值不滿足閾值大小，則繼續(xù)有效電源充電使能，繼續(xù) 對電容充電，如果電壓值滿足閾值大小，則無效電源充電使能，停止電源 對電容充電；接下來，主控將根據(jù)設(shè)備工作狀態(tài)控制放電使能，如果設(shè)備 發(fā)生突然掉電，則主控將有效放電使能，使儲能電容放電，經(jīng)過升壓電路 對外提供一段時間的電源電壓，使得主控有充足的時間保存處理中的數(shù)據(jù) 和相關(guān)設(shè)備狀態(tài)信息，保證下次正常上電現(xiàn)場數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)可以恢復(fù)；
如果操作正常結(jié)束，其間沒有產(chǎn)生突然掉電狀況，則設(shè)備主控將會進(jìn)入系 統(tǒng)結(jié)束狀態(tài)，數(shù)據(jù)和操作狀態(tài)信息都被g常保存，則不需要該保護(hù)電路供 電。 '
通過以上實施例，對本實用新型作了說明性描述。此外，本實用新型 可實現(xiàn)的方法包括很多，其主要目的是通過充放電電路，實現(xiàn)當(dāng)設(shè)備在操 作過程中突然掉電時，對設(shè)備提供一段時間的電源電壓，使得設(shè)備可以將 操作中的數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)狀態(tài)保存起來。本實用新型以一種實施例作為說明， 可實現(xiàn)的方法有很多，都是在本實用新型主導(dǎo)思想之下，這些對于本領(lǐng)域 技術(shù)人員來說都是顯然的。此外，本實用新型提出的掉電保護(hù)裝置不僅僅 適用存儲設(shè)備，其他的相似存在突然掉電隱患的電子產(chǎn)品也都可以使用該 實用新型，以解決突發(fā)掉電帶來的危害。此類似應(yīng)用都不能認(rèn)為是脫離本 實用新型的主題思想和使用范圍，對于以上這些對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是 顯而易見的，都包含在本實用新型的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種掉電保護(hù)電路，包括充電回路、放電回路，其特征在于，所述充電回路包括串聯(lián)連接的電感L1、儲能元件和充電控制開關(guān)，所述放電回路包括串聯(lián)連接的二極管D1和與充電回路共用的電感L1和儲能元件，以及并聯(lián)連接在電感L1和儲能元件兩端的放電控制開關(guān)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的掉電保護(hù)電路，其特征在于，所述充電回 路還包括一個反向并聯(lián)連接在電感Ll和儲能元件上的續(xù)流二極管D2，續(xù) 流二極管D2、電感L1、充電控制開關(guān)和儲能元件構(gòu)成降壓充電回路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的掉電保護(hù)電路，其特征在于，所述放電回 路還包括一個退耦電容C2，該退耦電容C2 —端連接在放電回路輸出端， 另一端與地相連，退耦電容C2、續(xù)流二極管D1、電感L1、放電控制開關(guān) 和儲能元件構(gòu)成升壓放電回路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1一3任一項所述的掉電保護(hù)電路，其特征在于，所 述的儲能元件為電容C1或者電池。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1一3任一項所述的掉電保護(hù)電路，其特征在于，所 述的放電控制開關(guān)具體為由開關(guān)電源構(gòu)成的開關(guān)電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1一3任一項所述的掉電保護(hù)電路，其特征在于，所 述的充放電控制開關(guān)為由PWM器件控制的脈沖式開關(guān)子電路，控制充放 電回路對儲能元件進(jìn)行脈沖式充放電。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1一3任一項所述的掉電保護(hù)電路，其特征在于，所 述電路還包括一個檢測子電路，通過檢測充電時電感和儲能元件之間的連 接點的電壓控制充電控制開關(guān)的通斷。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的掉電保護(hù)電路，其特征在于，所述的檢測 子電路上還設(shè)有一個RC濾波子電路。
專利摘要本實用新型公開了一種掉電保護(hù)電路，包括充電回路、放電回路，所述充電回路包括串聯(lián)連接的電感L1、儲能元件和充電控制開關(guān)，所述放電回路包括串聯(lián)連接的二極管D1和與充電回路共用的電感L1和儲能元件，以及并聯(lián)連接在電感L1和儲能元件兩端的放電控制開關(guān)。采用本實用新型的掉電保護(hù)電路，將降壓充電和升壓放電有機(jī)的結(jié)合起來，成為一個穩(wěn)定的整體設(shè)計，并降低了電路的器件成本。
文檔編號H02J15/00GK201075737SQ20072012157
公開日2008年6月18日 申請日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者河 黃 申請人:憶正存儲技術(shù)(深圳)有限公司