一种超级电容的备份电源系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种超级电容的备份电源系统，包括超级电容充电电路、比较器电路、负载开关电路、DC

【技术实现步骤摘要】
一种超级电容的备份电源系统


[0001]本技术涉及超级电容电路
，尤其涉及一种超级电容的备份电源系统。

技术介绍

[0002]超级电容的备份电源系统常用于铲嵌入式系统设备中，在铲嵌入式系统设备中能够使用到FLASH芯片或SD卡的情况越来越多，通过超级电容的备份电源进行保护数据等，超级电容，又名电化学电容，双电层电容器、黄金电容、法拉电容，是从上世纪七、八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件，并且它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原赝电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次；
[0003]嵌入式系统设备中使用到FLASH芯片或SD卡的情况越来越多，在系统向存储芯片写入数据的过程中遇到突然掉电的情况时，可能导致重要数据丢失甚至系统工作异常，为了保证嵌入式系统工作的可靠性与数据的完整性，系统掉电监测与掉电期间的紧急供电是不可或缺的，因此本技术提出一种超级电容的备份电源系统以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本技术的目的在于提出一种超级电容的备份电源系统，该超级电容的备份电源系统解决了嵌入式系统设备中使用到FLASH芯片或SD卡的情况越来越多，在系统向存储芯片写入数据的过程中遇到突然掉电的情况时，可能导致重要数据丢失甚至系统工作异常，为了保证嵌入式系统工作的可靠性与数据的完整性，系统掉电监测与掉电期间的紧急供电是不可或缺的的问题。
[0005]为实现本技术的目的，本技术通过以下技术方案实现：一种超级电容的备份电源系统，包括超级电容充电电路、比较器电路、负载开关电路、DC
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DC升压电路、DC
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DC降压电路以及PMOS防反接电路，所述超级电容充电电路内电性连接有限流电阻，所述超级电容充电电路是通过输出电源进行充电，并且超级电容充电电路通过输出电源充电过程中，限流电阻可适当性的调整；
[0006]所述超级电容充电电路与比较器电路电性连接，所述比较器电路，是用于检测电路中是否发生掉电的强开；
[0007]所述超级电容充电电路分别与负载开关电路和DC
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DC升压电路电性连接，所述负载开关电路与DC
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DC降压电路电性连接，所述负载开关电路与PMOS防反接电路电性连接，所述DC
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DC升压电路与法拉电容电性连接。
[0008]进一步改进在于：所述限流电阻的电阻功率需大于充电时电阻上的最大瞬间功率。
[0009]进一步改进在于：所述比较器电路当正向输入端电压高于反向输入端，并且输出高电平，这样DC
‑
DC升压电路就会失去功能，所述DC
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DC升压电路中设置有PW5100芯片。
[0010]进一步改进在于：当DC
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DC升压电路就会失去功能后，系统供电经过负载开关电路，并通过负载开关电路中设置的负载开关SGM2554输入给DC
‑
DC降压电路中的SGM6013DC
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DC同步降压芯片，进行降压，所述负载开关SGM2554具有电流反向截止功能。
[0011]进一步改进在于：所述降压过程中，PMOS电力中的元器件Vgs输出电流接近为零，这样使负载开关电路的输出不会反灌至由PW5100芯片构成的DC
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DC升压电路中。
[0012]进一步改进在于：所述比较器电路中检测到系统掉电时，正向输入端电压迅速跌落，此时比较器输出低电平，并且DC
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DC升压电路中的PW5100芯片使法拉电容存储的电能升压到5V，当法拉电容电压下跌到0.8V至1.2V，将升压后的5V电压经过降压电路直接为后级系统供电。
[0013]本技术的有益效果为：本技术经过改进后的电路使得超级电容中存储电能的利用率从不足百分之十的情况下提升至百分之五十左右，并且该电路设计在基础超级电容备份电源电路上增加了DC
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DC升压电路，充分利用了超级电容存储的电能，同时使电能应用在关键部位，减少存储电能浪费的同时避免了反向电流带来的器件损坏以及其他负载电路导致的电能迅速损耗的风险。
附图说明
[0014]图1为本技术的超级电容的备份电源系统结构示意图。
[0015]图2为本技术的超级电容充电远离示意图。
[0016]图3为本技术的常见的超级电容作为后备电源的充放电电路示意图。
具体实施方式
[0017]为了加深对本技术的理解，下面将结合实施例对本技术做进一步详述，本实施例仅用于解释本技术，并不构成对本技术保护范围的限定。
[0018]实施例一
[0019]根据图1
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图3所示，本实施例提供了一种超级电容的备份电源系统，包括超级电容充电电路、比较器电路、负载开关电路、DC
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DC升压电路、DC
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DC降压电路以及PMOS防反接电路，其特征在于：超级电容充电电路内电性连接有限流电阻，超级电容充电电路是通过输出电源进行充电，并且超级电容充电电路通过输出电源充电过程中，限流电阻可适当性的调整；
[0020]超级电容充电电路与比较器电路电性连接，比较器电路，是用于检测电路中是否发生掉电的强开；
[0021]超级电容充电电路分别与负载开关电路和DC
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DC升压电路电性连接，负载开关电路与DC
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DC降压电路电性连接，负载开关电路与PMOS防反接电路电性连接，DC
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DC升压电路与法拉电容电性连接。
[0022]限流电阻的电阻功率需大于充电时电阻上的最大瞬间功率。
[0023]比较器电路当正向输入端电压高于反向输入端，并且输出高电平，这样DC
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DC升压电路就会失去功能，DC
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DC升压电路中设置有PW5100芯片。
[0024]当DC
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DC升压电路就会失去功能后，系统供电经过负载开关电路，并通过负载开关电路中设置的负载开关SGM2554输入给DC
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DC降压电路中的SGM6013DC
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DC同步降压芯片，进行降压，负载开关SGM2554具有电流反向截止功能。
[0025]降压过程中，PMOS电力中的元器件Vgs输出电流接近为零，这样使负载开关电路的输出不会反灌至由PW5100芯片构成的DC
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DC升压电路中。
[0026]比较器电路中检测到系统掉电时，正向输入端电压迅速跌落，此时比较器输出低电平，并且DC
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DC升压电路中的PW5100芯片使法拉电容存储的电能升压到5V，当法拉电容电压下跌到0.8V至1.2V，将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超级电容的备份电源系统，包括超级电容充电电路、比较器电路、负载开关电路、DC
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DC升压电路、DC
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DC降压电路以及PMOS防反接电路，其特征在于：所述超级电容充电电路内电性连接有限流电阻，所述超级电容充电电路是通过输出电源进行充电，并且超级电容充电电路通过输出电源充电过程中，限流电阻可适当性的调整；所述超级电容充电电路与比较器电路电性连接，所述比较器电路，是用于检测电路中是否发生掉电的强开；所述超级电容充电电路分别与负载开关电路和DC
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DC升压电路电性连接，所述负载开关电路与DC
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DC降压电路电性连接，所述负载开关电路与PMOS防反接电路电性连接，所述DC
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DC升压电路与法拉电容电性连接。2.根据权利要求1所述的一种超级电容的备份电源系统，其特征在于：所述限流电阻的电阻功率需大于充电时电阻上的最大瞬间功率。3.根据权利要求1所述的一种超级电容的备份电源系统，其特征在于：所述比较器电路当正向输入端电压高于反向输入端，并且输出高电平，这样DC
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DC升压电路就会失去...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜陈宁，查飞，佐井阳，
申请(专利权)人：安徽中家智康科技有限公司，
类型：新型
国别省市：