專利名稱：一種掉電保護電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種突發(fā)掉電的保護電路，更具體的講，本實用新型 涉及一種用于各類電子產(chǎn)品及存儲設備預防突發(fā)掉電的保護電路。
背景技術：
眾所周知，許多電子設備或者存儲設備，例如硬盤，u盤以及新型固態(tài)盤，隨著其系統(tǒng)和結構越來越復雜，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 件內容或者數(shù)據(jù)地址的映射表等系統(tǒng)信息，就將對設備造成毀滅性的災難。 因此，目前大部分電子產(chǎn)品以及存儲設備都會在電路設計上，加一個掉電 保護的設計，來預防這種突發(fā)的掉電情況。掉電保護設計的目的是使得 設備在意外失去供電的情況下，可以保證設備運行狀態(tài)的確定性以及記錄 數(shù)據(jù)的完整性；當設備供電恢復后，現(xiàn)場數(shù)據(jù)及設備系統(tǒng)狀態(tài)可以及時恢 復，避免設備丟失數(shù)據(jù)或者主控產(chǎn)生混亂。對于這種掉電保護的設計，雖 然其在整個產(chǎn)品設計中只占據(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，有不同的設計方法，但追求的目標卻是相 同的，即用最少的資源和成本，來實現(xiàn)一個穩(wěn)定的設計用來處理這種突然 掉電情況。但是，不恰當?shù)脑O計往往導致產(chǎn)品成本提高，甚至設計對于突 然掉電情況的處理不夠理想等狀況?，F(xiàn)有的掉電保護電路一般釆用如圖1、 2所示的電路，在電路中設置儲能元件，充電回路采用如圖1所示的降壓 型穩(wěn)壓電路設計，在放電回路中采用如圖2所示的升壓型穩(wěn)壓電路設計， 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 電路電路實現(xiàn)雖然合理，但是電路中的器件成本較高。

實用新型內容
本實用新型解決的技術問題是提出了性能穩(wěn)定且簡單易行的掉電保 護電路，將充電回路和放電回路進行有機的結合，使其能夠在設備突然掉 電情況下，繼續(xù)為設備供電一段時間，保證設備能把處理中的數(shù)據(jù)以及相 關狀態(tài)信息安全保存。
本實用新型提出的掉電保護電路，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，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。
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、充電控制開關和儲能元 件構成降壓充電回路。
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、放電控制開關和儲能元件構成升壓放電回路。
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具體為由開關電源構成的開關電路。
優(yōu)選的，所述的充放電控制開關為由PWM器件控制的脈沖式開關子 電路，控制充放電回路對儲能元件進行脈沖式充放電。
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的通斷。
優(yōu)選的，所述的檢測子電路上還設有一個RC濾波子電路。
采用本實用新型的掉電保護電路，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計采用升壓電路的設計，可以根據(jù)
設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)約了該掉電保護裝置的成本， 同時也能保證設計的穩(wěn)定性；
6. 本實用新型在實施過程中采用開關電源方式進行脈沖充電，可 以方便靈活的對充電電流的大小和充電時間進行控制，其充放 電效率高，能量損耗低。


圖1為現(xiàn)有技術充電回路原理圖2為現(xiàn)有技術放電回路原理圖3為本實用新型掉電保護電路原理圖4為本實用新型掉電保護電路實施例電路圖5為本實用新型掉電保護電路工作流程圖。
具體實施方式
下面通過具體實施例，并結合附圖對本實用新型進行詳細說明。 如圖3所示的本實用新型掉電保護電路原理，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， 由其判斷是否關閉充電使能；Jl為充電電路的使能開關，當其閉合時，輸 入電源為儲能電容充電，當其斷開時，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，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 導通防止升壓后的電流反向流動；VCC0UT為輸出電源，在設備突然掉電后， 通過其向設備供電。
充電過程當使能J1閉合，J2斷開時，二極管D2處于不導通狀態(tài)，
Jl、 Ll、 D2以降壓開關電源的方式給C1充電；當使能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 的閉合斷開中，電壓逐漸升高直到與電源平衡。當VOLT—DETECT反饋電容 Cl電壓沒有達到閾值時，電源繼續(xù)向儲能電容C1充電；當VOLT—DETECT 反饋的電容C1電壓值達到閾值時，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， 一部分電能被轉移到電感Ll 上，然后，斷開使能J2，電感L1將釋放轉移其上的電能，同時，產(chǎn)生電 流使得VCCOUT端電勢升高，同時向設備供電；接下來，再不斷的進行閉合 和斷開使能J2，直到設備主控完成需要保存的內容或者電容放電結束。
如圖4所示為本實用新型設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組充電開關電路，其主要作用是PWM為高電位的時候Q1關閉停止給電 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。
本實用新型的電路工作過程如圖5所示，當設備正常上電后，主控將有 效電源充電使能腳，對儲能電容進行充電；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)設備工作狀態(tài)控制放電使能，如果設備 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) 和相關設備狀態(tài)信息，保證下次正常上電現(xiàn)場數(shù)據(jù)和設備狀態(tài)可以恢復；
如果操作正常結束，其間沒有產(chǎn)生突然掉電狀況，則設備主控將會進入系 統(tǒng)結束狀態(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)當設備在操 作過程中突然掉電時，對設備提供一段時間的電源電壓，使得設備可以將 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思想之下，這些對于本領域 技術人員來說都是顯然的。此外，本實用新型提出的掉電保護裝置不僅僅 適用存儲設備，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。此類似應用都不能認為是脫離本 實用新型的主題思想和使用范圍，對于以上這些對本領域技術人員來說是 顯而易見的，都包含在本實用新型的范圍內。
權利要求1.一種掉電保護電路，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，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。
2. 根據(jù)權利要求1所述的掉電保護電路，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、充電控制開關和儲能元件構成降壓充電回路。
3. 根據(jù)權利要求1所述的掉電保護電路，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 和儲能元件構成升壓放電回路。
4. 根據(jù)權利要求1一3任一項所述的掉電保護電路，其特征在于，所 述的儲能元件為電容C1或者電池。
5. 根據(jù)權利要求1一3任一項所述的掉電保護電路，其特征在于，所 述的放電控制開關具體為由開關電源構成的開關電路。
6. 根據(jù)權利要求1一3任一項所述的掉電保護電路，其特征在于，所 述的充放電控制開關為由PWM器件控制的脈沖式開關子電路，控制充放 電回路對儲能元件進行脈沖式充放電。
7. 根據(jù)權利要求1一3任一項所述的掉電保護電路，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的通斷。
8. 根據(jù)權利要求7所述的掉電保護電路，其特征在于，所述的檢測 子電路上還設有一個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，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。采用本實用新型的掉電保護電路，將降壓充電和升壓放電有機的結合起來，成為一個穩(wěn)定的整體設計，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)先權日2007年7月20日
發(fā)明者河 黃 申請人:憶正存儲技術(深圳)有限公司