一種掉電保護(hù)電路及存儲設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種掉電保護(hù)電路，包括：儲能單元、片選信號控制單元；所述儲能單元連接外部電源，用于在掉電狀況下提供備用電源；所述片選信號控制單元連接儲能單元，用于將片選信號傳輸給外部儲存器；在外部電源連接正常時，所述片選信號控制單元傳輸?shù)谝豢刂菩盘柦o外部儲存器片選信號端，所述第一控制信號使外部儲存器處于正常工作狀態(tài)；在掉電狀態(tài)時，所述片選信號控制單元傳輸?shù)诙刂菩盘柦o外部儲存器片選信號端，所述第二控制信號使外部儲存器處于無效狀態(tài)以保持存儲信息。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明使得存儲器的電源端、片選信號端處于雙電源供電狀態(tài)，無需掉電檢測電路控制，自動完成雙電源的切換，且其切換滿足高速要求。
【專利說明】—種掉電保護(hù)電路及存儲設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種掉電保護(hù)電路及存儲設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在各種以微處理器為核心的電子設(shè)備中，存儲器是常用且必不可少的信息存儲器件，其中靜態(tài)存儲器以其特有的性能，具有特殊的應(yīng)用價值。作為一種易失存儲器，在掉電時保護(hù)信息的完整性，低功耗、低成本、長時間掉電保護(hù)電路必不可少，
但是現(xiàn)有的常規(guī)掉電保護(hù)電路方式，仍然存在的諸多不足，例如已授權(quán)實(shí)用新型掉電保存存儲器(專利號:ZL96209364.5)中采用的由電壓監(jiān)視及RC延時電路、電壓切換開關(guān)和SRAM芯片組成的掉電保存電路，其技術(shù)方案雖然具有使用方便，數(shù)據(jù)不丟失等優(yōu)點(diǎn)，但該技術(shù)方案中沒有考慮片選信號在掉電狀態(tài)下的狀態(tài)，導(dǎo)致存儲器靜態(tài)功耗比較高。
[0003]因此，目前的常規(guī)掉電保護(hù)電路方式，存在如下不足:
1、沒有考慮片選信號在掉電狀態(tài)下的狀態(tài)，導(dǎo)致存儲器靜態(tài)功耗較高，如專利[ZL96209364.5]所述；
2、雖然考慮了片選信號在掉電狀態(tài)下的受控狀態(tài)，但沒有處理好正常狀態(tài)時的工作要求，不適應(yīng)高速存儲，影響了存儲速度；
3、掉電保護(hù)電路有復(fù)雜的電壓檢測和控制電路，導(dǎo)致自身功耗較大；
4、使用電池做備份電源，壽命受限，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種掉電保護(hù)電路及存儲設(shè)備，其具體技術(shù)方案如下:
一種掉電保護(hù)電路，包括:儲能單元、片選信號控制單元；所述儲能單元，連接外部電源，用于在掉電狀況下提供備用電源；所述片選信號控制單元，連接儲能單元，用于將片選信號傳輸給外部儲存器；
在外部電源連接正常時，所述片選信號控制單元傳輸?shù)谝豢刂菩盘柦o外部儲存器片選信號端，所述第一控制信號使外部儲存器處于正常工作狀態(tài)；在掉電狀態(tài)時，所述片選信號控制單元傳輸?shù)诙刂菩盘柦o外部儲存器片選信號端，所述第二控制信號使外部儲存器處于無效狀態(tài)以保持存儲信息。
[0005]進(jìn)一步的，所述儲能單元中，二極管Dl的陽極連接外部電源，其陰極同時與電容Cl、電容C2、電阻Rl的一端相連，電阻Rl的另一端與儲能元件的正極端相連，所述儲能元件的負(fù)極端與電容Cl、電容C2的另一端連接并接地。
[0006]進(jìn)一步的，所述片選信號控制單元中，與非門Ul的兩個輸入端同時連接外部片選信號，其輸出端連接與非門U2的一輸入端，所述與非門U2另一輸入端連接外部電源，所述與非門U2輸出端連接外部儲存器片選信號端，所述與非門Ul、U2的正電源端接外部電源，與非門U1、U2的負(fù)電源端接地。[0007]進(jìn)一步的，所述儲能原件為超級電容。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于提供一種存儲設(shè)備，包括:
一靜態(tài)存儲單元，用于在掉電狀態(tài)下保存數(shù)據(jù)信息；
一儲能單元，連接外部電源，用于在掉電狀況下提供備用電源；
一片選信號控制單元，分別連接儲能單元和靜態(tài)存儲單元，用于傳遞外部片選信號給所述靜態(tài)存儲單元并在掉電狀況下向靜態(tài)存儲單元發(fā)出控制信號，所述控制信號使靜態(tài)存儲單元處于無效狀態(tài)以保持存儲信息。
[0009]進(jìn)一步的，所述儲能單元中，二極管Dl的陽極連接外部電源，其陰極同時與電容Cl、電容C2、電阻Rl的一端和靜態(tài)存儲單元的電源輸入端相連，電阻Rl的另一端與儲能元件的正極端相連，所述儲能元件的負(fù)極端與電容Cl、電容C2的另一端連接并接地。
[0010]進(jìn)一步的，所述片選信號控制單元中，與非門Ul的兩個輸入端同時連接外部片選信號，其輸出端連接與非門U2的一輸入端，所述與非門U2另一輸入端連接外部電源，所述與非門U2輸出端連接靜態(tài)存儲單元的片選信號輸入端，所述與非門Ul、U2的正電源端接外部電源，與非門U1、U2的負(fù)電源端接地。
[0011]進(jìn)一步的，所述儲能原件為超級電容。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:充分考慮掉電特點(diǎn)，使得存儲器的電源端、片選信號端處于雙電源供電狀態(tài)，無需掉電檢測電路控制，自動完成雙電源的切換，且其切換滿足高速要求；在正常供電時，片選信號可受外部信號控制存儲器性能不受任何影響；采用高速門電路，在掉電狀態(tài)下，自身功耗極低；掉電狀態(tài)時，通過片選信號的控制，使存儲器具有很低的靜態(tài)功耗。同時其電路簡單，成本低廉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一種掉電保護(hù)電路的原理框圖。
[0014]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一種掉電保護(hù)電路的電路圖。
[0015]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一種存儲設(shè)備的原理框圖。
[0016]圖4為本發(fā)明實(shí)施例一種存儲設(shè)備的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]如圖1所示，一種掉電保護(hù)電路，包括儲能單元1、片選信號控制單元2 ;所述儲能單元1，連接外部電源，用于在掉電狀況下提供備用電源；所述片選信號控制單元2，連接儲能單元1，用于將片選信號傳輸給外部儲存器；在外部電源連接正常時，所述片選信號控制單元傳輸?shù)谝豢刂菩盘柦o外部儲存器片選信號端，所述第一控制信號使外部儲存器處于正常工作狀態(tài)；在掉電狀態(tài)時，所述片選信號控制單元傳輸?shù)诙刂菩盘柦o外部儲存器片選信號端，所述第二控制信號使外部儲存器處于無效狀態(tài)以保持存儲信息。
[0019]其中，如圖2所示，所述儲能單元中，二極管Dl的陽極連接外部電源，其陰極同時與電容Cl、電容C2、電阻Rl的一端相連，電阻Rl的另一端與儲能元件的正極端相連，所述儲能元件的負(fù)極端與電容Cl、電容C2的另一端連接并接地。在所述片選信號控制單元中，與非門Ul的兩個輸入端同時連接外部片選信號,其輸出端連接與非門U2的一輸入端,所述與非門U2另一輸入端連接外部電源，所述與非門U2輸出端連接外部儲存器片選信號端，所述與非門U1、U2的正電源端接外部電源，與非門U1、U2的負(fù)電源端接地。
[0020]其中:所述儲能元件為超級電容、法拉電容，也可以是普通大容量電容。從而提高壽命，避免目前常用電池做備份電源而導(dǎo)致壽命受限，成本高。
[0021]所述與非門U1?U2為高速CMOS集成器件，具有高速低功耗的特點(diǎn)。
[0022]所述二極管Dl可以為低漏電流開關(guān)二極管。
[0023]所述電阻Rl限流電阻，用于對儲能元件充電時的限流，一般可采用小阻值電阻。
[0024]所述掉電保護(hù)電路的工作原理如下:正常工作狀態(tài)下，二極管Dl處于正向?qū)?，外部電?.3V通過二極管Dl產(chǎn)生備份電源VBAT，為外部儲存器、與非門Uf U2提供電源，并為儲能元件提供充電，電阻Rl為小阻值限流電阻，電容Cf C2為濾波電容。外部片選信號CS作為與非門Ul的輸入,經(jīng)反相后輸出至與非門U2的一個輸入端,與非門U2的另一輸入端為外部電源3.3V，因此外部片選信號CS能保持原相位控制外部儲存器的片選，實(shí)現(xiàn)正常的讀與功能。
[0025]而當(dāng)沒有外部電源3.3V時，電路處于掉電工作狀態(tài)，此時二極管Dl處于反向工作狀態(tài)，具有很小的漏電流，儲能元件通過限流電阻R1，釋放能量，產(chǎn)生電路工作所需的電源VBAT，外部儲存器、與非門Uf U2的工作電源由VBAT提供。在此狀態(tài)下，與非門U2的一個接外部電源3.3V的輸入端此時為掉電狀態(tài)，也就是低電平，因此與非門U2的輸出端始終為高電平，連接到外部儲存器后，確保外部儲存器的片選信號也一直為高電平，讓外部儲存器處于無效狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)外部儲存器在極低功耗下，保持存儲信息。
[0026]附圖3、4所示為采用上述掉電保護(hù)電路的存儲設(shè)備實(shí)施例，包括靜態(tài)存儲單元3，用于在掉電狀態(tài)下保存數(shù)據(jù)信息；儲能單元1，連接外部電源，用于在掉電狀況下提供備用電源；片選信號控制單元2，分別連接儲能單元I和靜態(tài)存儲單元3，用于傳遞外部片選信號給所述靜態(tài)存儲單元并在掉電狀況下向靜態(tài)存儲單元發(fā)出控制信號，所述控制信號使靜態(tài)存儲單元3處于無效狀態(tài)以保持存儲信息。
[0027]其中，在所述儲能單元中，二極管Dl的陽極連接外部電源，其陰極同時與電容Cl、電容C2、電阻Rl的一端和靜態(tài)存儲單元的電源輸入端相連，電阻Rl的另一端與儲能元件的正極端相連，所述儲能元件的負(fù)極端與電容Cl、電容C2的另一端連接并接地。而在所述片選信號控制單元中，與非門Ul的兩個輸入端同時連接外部片選信號，其輸出端連接與非門U2的一輸入端，所述與非門U2另一輸入端連接外部電源，所述與非門U2輸出端連接靜態(tài)存儲單元的片選信號輸入端，所述與非門Ul、U2的正電源端接外部電源，與非門Ul、U2的負(fù)電源端接地。
[0028]其中:所述儲能元件為超級電容、法拉電容，也可以是普通大容量電容。從而提高壽命，避免目前常用電池做備份電源而導(dǎo)致壽命受限，成本高。
[0029]所述與非門U1?U2為高速CMOS集成器件，具有高速低功耗的特點(diǎn)。
[0030]所述二極管Dl可以為低漏電流開關(guān)二極管。
[0031]所述電阻Rl限流電阻，用于對儲能元件充電時的限流，一般可采用小阻值電阻。
[0032]所述存儲設(shè)備的工作原理如下:正常工作狀態(tài)下，二極管Dl處于正向?qū)?，外部電?.3V通過二極管Dl產(chǎn)生備份電源VBAT，為靜態(tài)存儲器、與非門Uf U2提供電源，并為儲能元件提供充電，電阻Rl為小阻值限流電阻，電容Cf C2為濾波電容。外部片選信號CS作為與非門Ul的輸入,經(jīng)反相后輸出至與非門U2的一個輸入端，與非門U2的另一輸入端為外部電源3.3V，因此外部片選信號CS能保持原相位控制靜態(tài)存儲器U3的片選，實(shí)現(xiàn)正常的讀與功能。
[0033]而當(dāng)沒有外部電源3.3V時，電路處于掉電工作狀態(tài)，此時二極管Dl處于反向工作狀態(tài)，具有很小的漏電流，儲能元件通過限流電阻R1，釋放能量，產(chǎn)生電路工作所需的電源VBAT，靜態(tài)存儲器、與非門Uf U2的工作電源由VBAT提供。在此狀態(tài)下，與非門U2的一個接外部電源3.3V的輸入端此時為掉電狀態(tài)，也就是低電平，因此與非門U2的輸出端始終為高電平，連接到靜態(tài)存儲器后，確保靜態(tài)存儲器的片選信號也一直為高電平，讓靜態(tài)存儲器處于無效狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)存儲器在極低功耗下，保持存儲信息。
[0034]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，任何不超過本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神范圍的發(fā)明創(chuàng)造、修改，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種掉電保護(hù)電路，其特征在于，包括:儲能單元、片選信號控制單元； 所述儲能單元，連接外部電源，用于在掉電狀況下提供備用電源； 所述片選信號控制單元，連接儲能單元，用于將片選信號傳輸給外部儲存器； 在外部電源連接正常時，所述片選信號控制單元傳輸?shù)谝豢刂菩盘柦o外部儲存器片選信號端，所述第一控制信號使外部儲存器處于正常工作狀態(tài)；在掉電狀態(tài)時，所述片選信號控制單元傳輸?shù)诙刂菩盘柦o外部儲存器片選信號端，所述第二控制信號使外部儲存器處于無效狀態(tài)以保持存儲信息。
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，所述儲能單元中，二極管Dl的陽極連接外部電源，其陰極同時與電容Cl、電容C2、電阻Rl的一端相連，電阻Rl的另一端與儲能元件的正極端相連，所述儲能元件的負(fù)極端與電容Cl、電容C2的另一端連接并接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的掉電保護(hù)電路，其特征在于，所述片選信號控制單元中，與非門Ul的兩個輸入端同時連接外部片選信號,其輸出端連接與非門U2的一輸入端,所述與非門U2另一輸入端連接外部電源，所述與非門U2輸出端連接外部儲存器片選信號端，所述與非門U1、U2的正電源端接外部電源，與非門U1、U2的負(fù)電源端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的掉電保護(hù)電路，其特征在于，所述儲能原件為超級電容。
5.—種存儲設(shè)備,其特征在于,包括: 一靜態(tài)存儲單元，用于在掉電狀態(tài)下保存數(shù)據(jù)信息； 一儲能單元，連接外部電源，用于在掉電狀況下提供備用電源； 一片選信號控制單元，分別連接儲能單元和靜態(tài)存儲單元，用于傳遞外部片選信號給所述靜態(tài)存儲單元并在掉電狀況下向靜態(tài)存儲單元發(fā)出控制信號，所述控制信號使靜態(tài)存儲單元處于無效狀態(tài)以保持存儲信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的掉電保護(hù)電路，其特征在于，所述儲能單元中，二極管Dl的陽極連接外部電源，其陰極同時與電容Cl、電容C2、電阻Rl的一端和靜態(tài)存儲單元的電源輸入端相連，電阻Rl的另一端與儲能元件的正極端相連，所述儲能元件的負(fù)極端與電容Cl、電容C2的另一端連接并接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掉電保護(hù)電路，其特征在于，所述片選信號控制單元中，與非門Ul的兩個輸入端同時連接外部片選信號,其輸出端連接與非門U2的一輸入端,所述與非門U2另一輸入端連接外部電源，所述與非門U2輸出端連接靜態(tài)存儲單元的片選信號輸入端，所述與非門U1、U2的正電源端接外部電源，與非門U1、U2的負(fù)電源端接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的掉電保護(hù)電路，其特征在于，所述儲能原件為超級電容。
【文檔編號】G11C7/24GK103886893SQ201410131700
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】吳劍鐘, 蔡建平, 霍梅梅, 何加銘 申請人:浙江大學(xué)城市學(xué)院