CN101431256A - 断电保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种断电保护装置，包括电源输入接口单元和电源输出接口单元，还包括：断电检测单元，用于检测电源输入接口单元的供电，并输出表示供电是否正常的信号；充电单元，用于通过输入接口单元的供电进行充电，并在该供电断电时提供电压；升压单元，用于将来自电源输入接口单元或充电单元提供的电压转换为稳定的电压输送给电源输出接口单元。
Description
技术领域
本发明涉及断电保护领域，特别是涉及一种税控收款机用的断电保护装置。
背景技术
通常税控收款机不具有断电保护装置，一旦发生电网停电，税控收款机中各类物理介质，如内存、税控存储器、***存储器、税控卡、用户卡等之间的单次数据传输就会因断电而中断导致数据传输不完整和各模块之间数据传输不一致，给用户带来不便。
有些税控收款机采用内部设置UPS电源的方式来避免因外部突然断电造成的数据丢失。但是UPS电源具有寿命短，充电时间长，体积大，价格高等缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种断电保护装置，以在突然断电的情况下提供一段时间的稳定的电压。
本发明提供的产生电视测试信号的装置，包括电源输入接口单元和电源输出接口单元，还包括：断电检测单元，用于检测电源输入接口单元的供电，并输出表示供电是否正常的信号；充电单元，用于通过输入接口单元的供电进行充电，并在该供电断电时提供电压；升压单元，用于将来自电源输入接口单元或充电单元提供的电压转换为稳定的电压输送给电源输出接口单元。
由上可以看出，本发明提供的产生电视测试信号的装置，能够在突然断电的情况下提供一段时间的稳定的电压，有效避免因外部突然断电造成数据丢失。
并且，本发明还包括自动关机单元，用于检测充电单元提供的电压低于特定值时断开充电单元向电源输出接口单元的供电，在充电单元提供的电压低于特定值时断开供电，能有效保护采用本发明的设备。
其中，所述充电单元包括：依次串联接地的电容保护电路、正向二极管和电容，与电容并联的维持电容电压均衡电路。能够在断电时提供电压。
其中，所述电容包括串联的两个以上的法拉电容。串联两个以上的法拉电容能大电流放电，由此可以提供稳定的电压。
可选的，所述电容保护电路包括串联的第一限流电阻和第二限流电阻。串联限流电阻能够对法拉电容提供有效的保护。
可选的，所述维持电容电压均衡电路包括串联的第一均衡电阻和第二均衡电阻。串联均衡电阻能防止因电压均衡被打破而出现电容出现过载现象。
附图说明
图1为本发明提供的断电保护装置的原理框图；
图2为本发明提供的断电保护装置的电路图；
具体实施方式
如图1示出了本发明提供的断电保护装置的原理框图，如图所示，包括电源输入接口单元和电源输出接口单元，还包括断电检测单元，充电单元，升压单元，自动关机单元。
其中在所述电源输入接口单元和电源输出接口单元之间连接断电检测单元；在所述电源输入接口还连接有充电单元和升压单元，所述充电单元的另一端连接有自动关机单元，所述自动关机单元的另一端与升压单元输入端连接，所述升压单元输出端连接电源输出接口单元。
断电检测单元用于检测电源输入接口单元的输入电压，当检测该电压正常工作时则断电检测单元向电源输出接口单元的信号端口输出高电平，检测到外部电源断电时断电检测单元向电源输出接口单元的信号端口输出低电平；充电单元用于在外部电源提供电压时充电，外部电源断电时提供电压；升压单元用于将来自电源输入接口单元或充电单元提供的电压转换为稳定的电压，然后输送给电源输出接口单元；自动关机单元用于当检测到充电单元提供的电压低于特定值时断开充电单元向电源输出接口单元的供电。
下面，以将本发明应用在税控收款机为例对本发明提供的装置的工作原理进行介绍，其中，本发明装置连接在税控收款机输入电源处的变压器输出与主板之间，本发明装置电源输出接口单元的信号端口与税控收款机微控制器单元连接。正常工作时，由外部电源通过电源输入接口单元进行供电，同时电源输入接口单元对充电单元进行充电。
断电后，断电检测单元检测到从电源输入接口单元输入的电压降到某一设定值时，即产生一复位信号，该复位信号通过电源输出接口单元的信号端口传输给微控制器单元，以通知微控制器单元外部电源的供电已中断，当微控制器单元收到该复位信号时触发进行数据备份等必要的保护措施。
与此同时，充电单元开始供电，升压单元将充电单元输出的电压升到+5V，通过电源输出接口单元提供给主板继续工作用的电压。
充电单元输出的电压随电量线形下降，当自动关机单元检测到充电单元的供电电压降到另一设定值时，切断充电单元的供电电路，实现自动关机。
由上可以看出，当断电后，在充电单元供电的期间，税控收款机可以完成必要的数据备份等操作，避免因突发断电造成损失。
图2示出了本发明提供的断电保护装置的电路图，如图所示，断电检测单元采用电源检测芯片MAX809LTR，用来实时检测电源输入接口单元的+5v_IN的电压值，正常工作时，该电源检测芯片输出高电平，当检测到电压降到低于4.63v时，输出低电平，该输出电平作为复位信号输出到电源输出接口单元的信号端。
充电单元包括两个法拉电容串联形成的超级电容、肖特基二极管D5采用SS22、由第一限流电阻R6和第二限流电阻R8串联形成的电容保护电路和由第一均衡电阻R7和第二均衡电阻R9串联形成的维持电容电压均衡电路，电容保护电路与二极管串联，所述超级电容一端与连接二极管的负极，一端与地连接，维持电容电压均衡电路与电容并联。R6和R8为限流电阻，用于保护法拉电容，肖特基二极管D5的作用是正向导通，反向截止。R7和R9用来维持两个法拉电容上电压均衡，防止因电压均衡被打破而出现电容出现过载现象。
升压单元由电压转换芯片LM3478MMX和N沟道MOSFETSI4420DY连接构成，不稳定的法拉电容电压和经过D4后电压大约在4.8v的+5v_IN经过电压转换芯片LM3478MMX和N沟道MOSFETSI4420DY被转换成稳定的5v电压。
自动关机单元由电压比较器LM339三极管Q1和P沟道MOSFETSI4933DY连接构成。电压比较器LM339对充电单元法拉电容提供的电压VC1进行检测，当法拉电容提供的电压VC1降到低于3.4v时，电压比较器LM339输出低电平，三极管随之成为截止状态，VC1停止输出，VC2也同时停止输出。
下面结合图2对本发明应用于税控收款机时的工作过程进行介绍。正常工作时，税控收款机通过电源输入接口单元由外部的+5v电压供电，同时充电单元的肖特基二极管D5导通对超级电容进行充电，断电检测单元的电源检测芯片MAX809LTR通过电源输出接口单元的信号端输出高电平，外部电压经过二极管D4后大约降为4.8v，经过升压单元的电压转换芯片LM3478MMX升压到稳定的+5V。
当税控收款机断电后，通过电源输入接口单元输入的+5V_IN电压为0V，当断电检测单元的电源检测芯片MAX809LTR检测到装置内电压降到4.63V时，即产生低电平复位信号通过电源输出接口单元的信号端输出给税控收款机的微控制器单元MCU，MUC根据该低电平复位信号中断PWR_INT供电，并且税控收款机的微控制器单元MCU进行数据备份等必要的保护措施。
与此同时，充电单元的超级电容开始提供大约3.4至4.8v的VC2电压，肖特基二极管D5截止，VC2通过升压单元的电压转换芯片LM3478MMX升压到+5V，提供给税控收款机的主板继续工作用的电压。
充电单元的超级电容的电压随电量线形下降，当自动关机单元的自电压比较器LM339实时检测超级电容的电压VC1，检测到超级电容的供电电压降到3.4v时，输出低电平，关闭三极管Q1，进而关闭VC1和VC2的通路，实现税控收款机自动关机。
进一步的，由于在正常供电时，断电检测单元的电源检测芯片MAX809LTR通过电源输出接口单元的信号端输出高电平，因此还可以将该高电平信号作为启动信号，税控收款机的微控制器单元MCU收到该启动信号后，自动启动税控收款机，以实现外部断电恢复后的自动启动功能。当然，这需要税控收款机具备相应的功能，并被设置为通过该信号自动启动。
以上以应用于税控收款机为例进行说明，不难理解，本发明同样可以应用于其他需要断电保护的设备，如投影机，电视机等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种断电保护装置，包括电源输入接口单元和电源输出接口单元，其特征在于，还包括：
断电检测单元，用于检测电源输入接口单元的供电，并输出表示供电是否正常的信号；
充电单元，用于通过输入接口单元的供电进行充电，并在该供电断电时提供电压；
升压单元，用于将来自电源输入接口单元或充电单元提供的电压转换为稳定的电压输送给电源输出接口单元。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：自动关机单元，用于检测充电单元提供的电压低于特定值时断开充电单元向电源输出接口单元的供电。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述充电单元包括：
依次串联接地的电容保护电路、正向二极管和电容，与电容并联的维持电容电压均衡电路。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电容包括串联的两个以上的法拉电容。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电容保护电路包括串联的第一限流电阻和第二限流电阻。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述维持电容电压均衡电路包括串联的第一均衡电阻和第二均衡电阻。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述断电检测单元包括电源检测芯片MAX809LTR。
8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述升压单元包括依次连接的电压转换芯片LM3478MMX和N沟道MOSFETSI4420DY。
9.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述自动关机单元包括依次连接的电压比较器LM339、三极管Q1和P沟道MOSFET SI4933DY。
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