專利名稱：稅控設(shè)備掉電保護(hù)及超級電容充放電保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電子與信息自動化技術(shù)中的稅控設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。涉及一種應(yīng)用于稅控收款機(jī)的主板掉電保護(hù)和充放電設(shè)計方案。
背景技術(shù)：
稅務(wù)是國家經(jīng)濟(jì)的命脈，因而稅控產(chǎn)品的設(shè)計非常重要。在評價稅控產(chǎn)品主板設(shè)計的諸多指標(biāo)中，通常認(rèn)為稅控的安全性是第一位的。尤其稅控設(shè)備在面臨各種復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境中，對設(shè)計的要求尤為重要。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，稅控設(shè)備必須在外界供電斷電的情況下，實現(xiàn)對于稅控數(shù)據(jù)的有效性和完整性的保護(hù)。
現(xiàn)有技術(shù)對備用電源有所涉及，并設(shè)有大容量的儲能電容(又稱法拉電容或超級電容)，但對這種超級電容的充放電電路的安全性未有充分的設(shè)計。即如何防護(hù)對于充電時產(chǎn)生的大電流，以及斷電時及時切換。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型目的是，為了解決稅控設(shè)備必須在外界供電斷電的情況下，實現(xiàn)對于稅控數(shù)據(jù)的有效性和完整性的保護(hù)的問題，對于掉電保護(hù)的機(jī)制和作為備用電源的超級電容的充放電過程作了特殊處理，使得在實現(xiàn)長的掉電保護(hù)時間的同時，減小了超級電容充放電過程對于設(shè)備電源的影響。
本實用新型的技術(shù)解決方案是稅控設(shè)備掉電保護(hù)及超級電容充放電保護(hù)裝置，包括儲能電容的充、放電電路，其特征是設(shè)第一有源開關(guān)管控制電路，第一開關(guān)管的輸出端接儲能電容，同時此輸出端通過一電阻并聯(lián)連接儲能電容。同時設(shè)有電壓比較電路，其輸出端直接連接或通過一串聯(lián)的放大電路連接有源開關(guān)管的輸入端。
所述電壓比較電路是差分放大電路，兩輸入端是電壓采樣端(受保護(hù)部分電源的電壓)和工作基準(zhǔn)電壓端，并進(jìn)行比較。
第一有源開關(guān)管的串聯(lián)放大電路同時設(shè)有一并聯(lián)的放大電路，此放大電路的輸出端亦連接第一有源開關(guān)管的控制輸入極，其集電極電源連接儲能電容的電壓輸出端。
本發(fā)明的改進(jìn)還包括另設(shè)有第二開關(guān)管控制電路，通過此開關(guān)管控制電路提供直流電源，即其輸出連接掉電保護(hù)及超級電容充放電保護(hù)電路的電源端，其輸入端為差分放大電路的輸出端。
本實用新型利用受保護(hù)部分電源與外界電源的比較值作為掉電狀態(tài)的判斷依據(jù)，有源開關(guān)管控制電路采用MOS管IRF7416的開關(guān)特性和低電阻值的特性，來實現(xiàn)對儲能電容的充、放電的開關(guān)控制。對于充電時產(chǎn)生的大電流，采取了用并聯(lián)的限流電阻充電一定的時間后，利用MOS管IRF7416的開關(guān)特性和低電阻值的特性，來實現(xiàn)對儲能電容的充電的開關(guān)控制。
本實用新型對于掉電保護(hù)的機(jī)制和作為備用電源的超級電容的充放電過程作了特殊處理，使得在實現(xiàn)長的掉電保護(hù)時間的同時，減小了超級電容充放電過程對于設(shè)備電源的影響。
本實用新型的有益效果是1、采用一定容量的電容，本實用新型就能實現(xiàn)10秒以上的掉電保護(hù)時間，保證了對于稅控數(shù)據(jù)的有效性和完整性的保護(hù)2、本實用新型對于掉電保護(hù)的機(jī)制和作為備用電源的超級電容的充放電過程作了特殊處理，使得在實現(xiàn)的同時，減小了超級電容充放電過程對于設(shè)備電源的影響。
3、本實用新型采用低電阻、低差壓的開關(guān)元件，使得充放電的電壓降小于50mV，減少了能量損耗，延長了掉電保護(hù)時間。


圖1是本實用新型電路原理圖具體實現(xiàn)方式如電路圖所增示斷電保護(hù)電路的工作原理是通過儲能電容的放電實現(xiàn)電路異常斷電時對稅控數(shù)據(jù)的保護(hù)利用受保護(hù)部分電源與外界電源的比較值作為掉電狀態(tài)的判斷依據(jù)。電路可以分為儲能電容的充電、儲能電容的穩(wěn)壓。
儲能電容的充電原理由于儲能電容，容量很大，如果不采取措施，充電時會產(chǎn)生很大的電流。會對供電電源產(chǎn)生一定的影響。在這里我們做了如下的處理1、利用MOS管IRF7416的開關(guān)特性和低電阻值的特性，來實現(xiàn)對儲能電容的充、放電的開關(guān)控制。
2、對于充電時產(chǎn)生的大電流，采取了用限流電阻充電一定的時間后，利用MOS管IRF7416(第一和第二開關(guān)管)的開關(guān)特性和低電阻值的特性，來實現(xiàn)對儲能電容的充電的開關(guān)控制，9013是放大器。
首先，儲能的電容的充電過程如下VCC1為電源，通過第二開關(guān)管T2 7416轉(zhuǎn)變?yōu)閂CC，在上電之初，電容通過電阻充電。當(dāng)電容的電壓達(dá)到一定值時，第一開關(guān)管T1 7416導(dǎo)通，電容通過其充電。直到電容的電壓為VCC為止。
電容放電的過程如下在斷電時。通過運(yùn)放393構(gòu)成差分放大電路采樣發(fā)出Powerdat信號，使有源開關(guān)管的輸入端放大器9013截止，從而拉高第一開關(guān)管7416的控制端的電壓，使其截止。使電容不能通過其充電電路放電。從而實現(xiàn)斷電保護(hù)。
儲能電容為二只串聯(lián)電容，每個電容的放電電路是采用均壓芯片TL43與電容并聯(lián)，以保持兩個電容的分壓一致，從而提高電容的使用壽命。
權(quán)利要求1.稅控設(shè)備掉電保護(hù)及超級電容充放電保護(hù)裝置，包括儲能電容的充、放電電路，其特征是設(shè)有第一有源開關(guān)管控制電路，開關(guān)管的輸出端接儲能電容，同時此輸出端通過一電阻并聯(lián)連接儲能電容，另設(shè)有電壓比較電路，其輸出端直接連接或通過一串聯(lián)放大電路連接第一有源開關(guān)管的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稅控設(shè)備掉電保護(hù)及超級電容充放電保護(hù)裝置，其特征是所述電壓比較電路是差分放大電路，兩輸入端是電壓采樣端和工作基準(zhǔn)電壓端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稅控設(shè)備掉電保護(hù)及超級電容充放電保護(hù)裝置，其特征是第一有源開關(guān)管的串聯(lián)放大電路同時設(shè)有一并聯(lián)的放大電路，此放大電路的輸出端亦連接有源開關(guān)管的控制輸入極，其集電極電源連接儲能電容的電壓輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稅控設(shè)備掉電保護(hù)及超級電容充放電保護(hù)裝置，其特征是設(shè)有第二開關(guān)管控制電路，差分放大電路的輸出端或通過一放大電路的輸入端連接第二開關(guān)管控制電路輸入端，此開關(guān)管控制電路輸出工作直流電源，即輸出端連接掉電保護(hù)及超級電容充放電保護(hù)電路的電源端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稅控設(shè)備掉電保護(hù)及超級電容充放電保護(hù)裝置，其特征是儲能電容為二只串聯(lián)電容，每個電容的放電電路是采用均壓芯片TL43與儲能電容并聯(lián)。
專利摘要稅控設(shè)備掉電保護(hù)及超級電容充放電保護(hù)裝置，包括儲能電容的充、放電電路，設(shè)有第一有源開關(guān)管控制電路，開關(guān)管的輸出端接儲能電容，同時此輸出端通過一電阻并聯(lián)連接儲能電容，另設(shè)有電壓比較電路，其輸出端直接連接或通過一串聯(lián)放大電路連接第一有源開關(guān)管的輸入端。本實用新型對于掉電保護(hù)的機(jī)制和作為備用電源的超級電容的充放電過程作了特殊處理，使得在實現(xiàn)的同時，減小了超級電容充放電過程對于設(shè)備電源的影響。本實用新型采用低電阻、低差壓的開關(guān)元件，使得充放電的電壓降小于50mV，減少了能量損耗，延長了掉電保護(hù)時間。
文檔編號H02J9/06GK2917066SQ20062007094
公開日2007年6月27日 申請日期2006年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月4日
發(fā)明者王平, 朱海偉, 徐維磊 申請人:南京熊貓電子股份有限公司, 南京熊貓機(jī)電儀技術(shù)有限公司