CN202513599U - 一种充电电路、存储芯片及耗材容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种充电电路、存储芯片及耗材容器，该充电电路包含的第一储能元件的一端连接电源正极及易失性存储器，另一端连接电源负极；第二可控开关的一端连接第一储能元件连接电源正极的一端，另一端连接第二储能元件的一端及易失性存储器，第二可控开关还包含一可控端；第二储能元件的另一端连接电源负极；第一储能元件在电源为易失性存储器供电时储存电能，在掉电时为易失性存储器供电；第二可控开关在第一储能元件存储电能时断开，根据可控端接收到的控制信号闭合；第二储能元件在第二可控开关闭合时储存电能，在掉电时为易失性存储器供电能。一种存储芯片，包含易失性存储器和非易失性存储器，该芯片还包含：前述所述的充电电路。一种耗材容器，该耗材容器包含：前述所述的存储芯片。采用本实用新型的电路、芯片和容器，能够使暂存于易失性存储器的数据得到有效地保护。

Description

一种充电电路、存储芯片及耗材容器

技术领域

本实用新型涉及打印成像领域，特别涉及一种充电电路及存储芯片及耗材容器。

背景技术

铁电存储器(Ferrum-RAM，FRAM)将只读内存(Read-Only Memory，ROM)的非易失性数据存储特性和随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)的无限次读写、高速读写以及低功耗等优势结合在一起，被广泛地应用于汽车电子及耗材容器等领域。但由于FRAM的价格较高，在一定程度上限制了FRAM的推广应用。

现有的耗材容器，比如用于激光打印机的硒鼓、粉盒，用于喷墨打印机的墨盒，为了降低硬件成本，通常利用包含电池、静态随机存取存储器(StaticRandom Access Memory，SRAM)、及电可擦可编程只读存储器(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)的存储芯片、或者利用包含电池、SRAM及闪存(FLASH)的存储芯片替代FRAM，即在耗材容器被外部电源短暂供电时，待记录数据被写入到存储芯片包含的SRAM中暂存，在掉电后，存储芯片包含的电池作为SRAM的供电电源，提供将SRAM中已写入的待记录数据写入存储芯片包含的EEPROM或者FLASH中的时长内SRAM所需的电能及EEPROM所需的电能，即整个存储芯片的电能。现有的存储芯片由于包含供电的电池，电池的使用寿命和体积，在一定程度上限制了包含电池的存储芯片的推广应用。

为了解决包含电池的存储芯片的上述缺陷，另外一种在耗材容器上装设的存储芯片应运而生，即利用电容替换电池的存储芯片。

图1为现有的存储芯片的结构示意图。现结合图1，对现有的存储芯片的结构进行说明，具体如下：

现有的存储芯片包含：电容C0、SRAM11和EEPROM12。其中，电容C0的一端连接电源正极，另一端接地；SRAM11包含用以连接外部电源的电源端和用以接收外部数据的数据端；SRAM11的电源端连接电容C0连接电源正极的一端；SRAM11的数据端连接外部数据源和EEPROM12。

在外部电源为存储芯片短暂供电时，外部电源为SRAM11供电，外部数据源输出的数据被写入SRAM11中，同时，电容C0存储电能。

在掉电时，为了保证SRAM11中暂存的数据不丢失，电容C0通过与SRAM11形成的放电回路进行放电，为SRAM11和EEPROM12进行供电，以便SRAM11中暂存的数据被写入EEPROM12中，从而进行有效地保存，实现了FRAM的可高速写入、又具有非易失的特性。

若采用图1所示现有的存储芯片，一次将SRAM11中暂存的多个数据写入EEPROM12的多个地址时，由于写入EEPROM12的多个地址需要耗费较长的时间，这就需要电容C0提供较多的电能，这时，现有的存储芯片中的电容C0需要采用大容量电容，以完成从SRAM11到EEPROM12的数据转存过程中SRAM11和EEPROM12所需的电能。若采用大容量电容，在为电容充电时则需要耗费较长的时间，由于存储芯片的外部电源受打印机的控制，电容的充电时间受限于供电时间，若充电时间过短，电容电压未上升到可用值，则电容C0无法提供SRAM11到EEPROM12的数据转存所需的电能，数据不能得到有效地保护。

为了避免上述大电容带来的问题，现有的存储芯片中的电容C0可采用小容量的电容，电容C0的充电过程较快，但放电过程也较快，同样不能保证SRAM11到EEPROM12的数据转存的顺利完成。

综上所述，现有的存储芯片中的由电容构成的充电电路，存在充放电时间不稳定，不能保证转存数据所需的电量及时间，进而不能保证暂存于易失性存储器的数据得到有效地保护。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种充电电路，该充电电路能够为转存数据提供所需的电量及时间，使暂存于易失性存储器的数据得到有效地保护。

本实用新型的目的在于提供一种存储芯片，该存储芯片所装设的充电电路能够为转存数据提供所需的电量及时间，使暂存于易失性存储器的数据得到有效地保护。

本实用新型的目的在于提供一种耗材容器，该耗材容器所装设的存储芯片包含的充电电路能够为转存数据提供所需的电量及时间，使暂存于易失性存储器的数据得到有效地保护。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案具体是这样实现的：

一种充电电路，该充电电路连接易失性存储器，包含：第一储能元件、第二可控开关及第二储能元件；

所述第一储能元件的一端连接电源正极及易失性存储器，另一端连接电源负极；所述第二可控开关的一端连接所述第一储能元件连接电源正极的一端，另一端连接所述第二储能元件的一端及易失性存储器，所述第二可控开关还包含一可控端；所述第二储能元件的另一端连接电源负极；

所述第一储能元件在电源为易失性存储器供电时储存电能，在掉电时为易失性存储器供电；

所述第二可控开关在第一储能元件存储电能时断开，根据可控端接收到的控制信号闭合；

所述第二储能元件在第二可控开关闭合时储存电能，在掉电时为易失性存储器供电；

所述电源为易失性存储器连接的电源。

较佳地，所述第一储能元件与所述第二可控开关之间还连接第一单向导通元件，所述第二可控开关和所述第二储能元件之间还连接第二单向导通元件；

所述第一单向导通元件的负极连接所述第一储能元件连接易失性存储器的一端，正极连接所述第二可控开关未连接第二储能元件的一端；所述第二单向导通元件的负极连接所述第二储能元件连接易失性存储器的一端，正极连接所述第二可控开关未连接第一单向导通元件的一端；

所述第一单向导通元件在所述第一储能元件为易失性存储器供电时，阻止电流流向所述电源正极；

所述第二单向导通元件在所述第二储能元件为易失性存储器供电时，阻止电流流向所述第二可控开关。

较佳地，所述电源正极与所述第一单向导通元件之间还连接第一可控开关；

所述第一可控开关的一端连接电源正极，另一端连接所述第一单向导通元件的正极，所述第一可控开关还包含一可控端；

所述第一可控开关根据可控端接收到的控制信号闭合；

所述第一储能元件还在所述第一可控开关闭合时储存电能。

较佳地，该充电电路还包含N个可控开关及N个储能元件；

第i可控开关的一端连接第i-1可控开关未连接第i-2可控开关的一端，另一端连接第i储能元件的一端及易失性存储器；第i储能元件的另一端连接电源负极；

所述第i可控开关在第i-1储能元件存储电能时断开，在根据可控端接收到的控制信号闭合；

所述第i储能元件在第i可控开关闭合时储存电能，在掉电时为易失性存储器供电；

所述i为大于或等于3且小于或等于N的整数；所述N为大于或等于3的整数。

较佳地，该充电电路还包含N个单向导通元件；

第j单向导通元件的负极连接第j储能元件连接易失性存储器的一端，正极连接第j可控开关和第j+1可控开关连接的一端；第N单向导通元件负极连接第N储能元件连接易失性存储器的一端，正极连接第N可控开关未连接第N-1可控开关的一端；

所述第j单向导通元件在所述第j储能元件为易失性存储器供电时，阻止电流流向第j可控开关；

所述第N单向导通元件在所述第N储能元件为易失性存储器供电时，阻止电流流向第N可控开关；

所述j为大于或等于3且小于或等于N-1的整数。

较佳地，该充电电路还包含：充电控制电路、选择电路和第二附加可控开关；

所述充电控制电路的电源端连接电源正极及第一单向导通元件的负极，信号控制端连接第一可控开关及第二可控开关的可控端；

所述第二附加可控开关的一端连接易失性存储器，另一端连接第二储能元件连接第二单向导通元件的负极的一端，所述第二附加可控开关还包含一可控端；

所述选择电路的电源端连接电源正极及第二单向导通元件的负极，信号控制端连接第二附加可控开关的可控端；

所述充电控制电路在电源供电时，通过信号控制端输出控制信号至第一可控开关，根据电源端的电压检测确定第一储能元件的电压达到预设值，通过信号控制端输出控制信号至第二可控开关；

所述选择电路根据电源端的电压判断第二储能元件的电压是否大于或等于易失性存储器的阈值工作电压，如果是，则通过信号控制端输出控制信号至第二附加可控开关，否则不输出控制信号。

较佳地，该充电电路还包含：充电控制电路；

所述充电控制电路的电源端连接电源正极、第一单向导通元件的负极及第二单向导通元件的负极，信号控制端连接第一可控开关及第二可控开关的可控端；

所述充电控制电路在电源供电时，通过信号控制端输出控制信号至第一可控开关和第二可控开关中的一个可控开关，根据电源端的电压检测确定第一储能元件和第二储能元件中的一个储能元件的电压达到预设值，通过信号控制端输出控制信号至另一可控开关；

所述另一可控开关为第一可控开关或第二可控开关。

较佳地，该充电电路还包含：选择电路、第一附加可控开关和第二附加可控开关；

所述第一附加可控开关的一端连接易失性存储器，另一端连接第一储能元件连接第一单向导通元件的负极的一端；

所述第二附加可控开关的一端连接易失性存储器，另一端连接第二储能元件连接第二单向导通元件的负极的一端；

所述选择电路的电源端连接电源正极、第一单向导通元件的负极及第二单向导通元件的负极，信号控制端连接第一附加可控开关的可控端及第二附加可控开关的可控端；

所述选择电路根据电源端的电压检测到第一储能元件和第二储能元件中的一个储能元件的电压达到预设值，通过信号控制端输出控制信号至与电压达到预设值的储能元件连接的附加可控开关，根据电源端的电压判断另一个储能元件的电压是否大于或等于易失性存储器的阈值工作电压，如果是则输出控制信号至与另一个储能元件连接的附加可控开关，否则不输出控制信号；

所述与电压达到预设值的储能元件连接的附加可控开关为第一附加可控开关或第二附加可控开关。

较佳地，所述第一单向导通元件与所述第一可控开关之间还连接第一限流电阻，所述第二单向导通元件与所述第二可控开关之间还连接第二限流电阻；

第一限流电阻的一端连接所述第一单向导通元件的正极，另一端连接所述第一可控开关的未连接电源正极的一端；第二限流电阻的一端连接所述第二单向导通元件的正极，另一端连接所述第二可控开关的未连接电源正极的一端。

一种存储芯片，包含易失性存储器和非易失性存储器，该芯片还包含：前述所述的充电电路；

所述易失性存储器的电源端连接电源和充电电路，数据端连接数据源和非易失性存储器。

一种耗材容器，该耗材容器包含：前述所述的存储芯片。

由上述的技术方案可见，本实用新型提供了一种充电电路、存储芯片及耗材容器，第一储能元件在电源为易失性存储器供电时储存电能，第二可控开关在第一储能元件的电压达到预设值时闭合，第二储能元件储存能量，在充电电路连接的易失性存储器掉电时，第一储能元件、或者第一储能元件和第二储能元件为易失性存储器供电。采用本实用新型的充电电路、存储芯片及耗材容器，能够为转存数据提供所需的电量及时间，使暂存于易失性存储器中的数据能够在足够长的时间里写入非易失性存储器中，从而得到有效地保护。

附图说明

图1为现有的存储芯片的结构示意图。

图2为本实用新型存储芯片实施例一的结构示意图。

图3为本实用新型存储芯片实施例二的结构示意图。

图4为本实用新型存储芯片实施例三的结构示意图。

图5为本实用新型存储芯片实施例四的结构示意图。

图6(a)～(b)为本实用新型存储芯片实施例四放电效果一的示意图。

图7(a)～(b)为本实用新型存储芯片实施例四放电效果二的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。

本实用新型提供了一种充电电路、存储芯片和耗材容器，充电电路中的第一储能元件的一端连接电源正极及易失性存储器，另一端连接电源负极；第二可控开关的一端连接第一储能元件连接电源正极的一端，另一端连接第二储能元件的一端及易失性存储器；第二储能元件的另一端连接电源负极；第一储能元件在电源为易失性存储器供电时储存电能，在掉电时为易失性存储器供电；第二可控开关在第一储能元件存储电能时断开，根据可控端接收到的控制信号闭合；第二储能元件在第二可控开关闭合时储存电能，在掉电时为易失性存储器供电。

为了表述清楚，现对本实用新型的相关元件进行说明，具体如下：本实用新型的储能元件可采用现有的电容、电感、小容量充电电池等可积蓄电荷的元器件，在下述实施例中，仅以电容作为储能元件为例进行说明；本实用新型的单向导通元件可为晶体二极管、晶体三极管、可控硅和集成电路等电流只能单向流过的元器件，在下述实施例中，将单向导通元件的电流的流入端称为正极，将其电流的流出端称为负极，并以二极管作为单向导通元件为例进行说明。

图2为本实用新型存储芯片实施例一的结构示意图。现结合图2，对实施例一的存储芯片进行说明，具体如下：

实施例一的存储芯片包含充电电路20、易失性存储器21和非易失性存储器22。其中，易失性存储器21可为SRAM，非易失性存储器22可为EEPROM或FLASH。易失性存储器21的电源端连接充电电路20及电源，数据端连接数据源和非易失性存储器22；在电源供电时，易失性存储器21暂存数据源输出的数据，在掉电时，易失性存储器21在充电电路20的供电下，其暂存的数据被写入非易失性存储器22。

实施例一的充电电路20包含：第一单向导通元件D1、第一储能元件C1、第二可控开关S1、第二单向导通元件D2和第二储能元件C2。

第一单向导通元件D1的正极连接电源正极和第二可控开关S1的一端，负极连接易失性存储器21和第一储能元件C1的一端；第一储能元件C1的另一端连接电源负极；第二可控开关S1的另一端连接第二单向导通元件D2的正极，可控端(图2中未示出)连接第一单向导通元件D1的负极；第二单向导通元件D2的负极连接易失性存储器21和第二储能元件C2的一端；第二储能元件C2的另一端连接电源负极。

第一储能元件C1在电源为易失性存储器21供电时储存电能，电压快速上升，第二可控开关S1在检测到第一储能元件C1的电压达到预设值时，比如3.2V，闭合导通，第二储能元件C2开始储存电能；在易失性存储器21与电源的连接断路时，即掉电时，第一储能元件C1、或者第一储能元件C1和第二储能元件C2为易失性存储器21供电，以保证易失性存储器21中暂存的数据被写入非易失性存储器22中。

在实施例一中，第二可控开关S1可采用压控开关、可控硅等由电压控制闭合或断开的可控开关，若第二可控开关S1采用上述由电压控制闭合或断开的可控开关，在可控端连接的第一储能元件C1的电压达到预设值时，第二可控开关S1闭合，在可控端连接的第一储能元件C1的电源低于预设值时，第二可控开关S1断开。

实施例一中的非易失性存储器22的电源端在与电源连接的同时，还分别连接第一储能元件C1连接第一单向导通元件D1负极的一端、及第二储能元件C2连接第二单向导通元件D2负极的一端，在电源掉电时，从第一储能元件C1、或第一储能元件C1和第二储能元件C2获得电能。

实施例一中的充电电路20在掉电时，作为存储芯片的另一个供电电源，为存储芯片包含的所有需要供电硬件芯片提供工作所需的电能，图2仅以充电电路20为易失性存储器21供电为例进行了说明，充电电路20为存储芯片中的其它硬件芯片进行供电的实例与实施例一相同，在此不再对充电电路20为每一个硬件芯片供电的实例进行赘述。

图3为本实用新型存储芯片实施例二的结构示意图。现结合图3，对实施例二的存储芯片进行说明，具体如下：

实施例二的存储芯片与实施例一的存储芯片的结构相比，充电电路的结构不同，现仅对实施例二的充电电路30的结构进行说明，其他结构不再赘述。

实施例二的充电电路30包含：第一可控开关S0、第二可控开关S1、N个可控开关、第一限流电阻R1、第二限流电阻R2、N个限流电阻、第一单向导通元件D1、第二单向导通元件D2、N个单向导通元件、第一储能元件C1、第二储能元件C2及N个储能元件。其中，N为大于或等于3的整数。图3中还示出了第i可控开关Si-1、第i限流电阻Ri、第i单向导通元件Di及第i储能元件Ci，i为大于或等于3且小于或等于N的整数。

第一可控开关S0的一端连接电源正极，另一端连接第一限流电阻R1的一端，可控端(图3中未示出)接收外部输入的控制信号；第一限流电阻R1的另一端连接第一单向导通元件D1的正极；第一单向导通元件D1的负极连接易失性存储器21和第一储能元件C1的一端；第一储能元件C1的另一端连接电源负极。

第二可控开关S1的一端连接第一可控开关S0未连接电源正极的一端，另一端连接第二限流电阻R2的一端，可控端(图3中未示出)连接第一单向导通元件D1的负极；第二限流电阻R2的另一端连接第二单向导通元件D2的正极；第二单向导通元件D2的负极连接易失性存储器21和第二储能元件C2的一端；第二储能元件C2的另一端连接电源负极。

第i可控开关Si-1的一端连接第i-1可控开关未连接第i-2可控开关的一端，另一端连接第i限流电阻Ri的一端，可控端(图3中未示出)连接第i-1储能元件(图3中未示出)连接易失性存储器21的一端；第i限流电阻Ri的另一端连接第i单向导通元件Di的正极；第i单向导通元件Di的负极连接第i储能元件Ci的一端及易失性存储器21；第i储能元件Ci的另一端连接电源负极。

实施例二设置的限流电阻主要是防止充电电流过大，降低对电源的影响，单向导通元件主要是防止储能元件放电过程中电流逆流，最大限度地利用储能元件中储存的电能，在此不再对每一个限流电阻及每一个单向导通元件进行说明。

在存储芯片初始化时需要较大的电能，此时可暂不输出控制信号至第一可控开关S0，待完成初始化后，可输出控制信号至第一可控开关S0，控制其闭合，第一储能元件C1储存电能。第二可控开关S1在检测到第一储能元件C1的电压达到预设值时闭合，第二储能元件C2开始储存电能。第i可控开关Si-1在检测到第i-1储能元件的电压达到预设值时闭合，第i储能元件Ci开始储存电能。

在易失性存储器21与电源的连接断路时，即掉电时，第一储能元件C1、或者第一储能元件C1和第二储能元件C2、或者第一储能元件C1、第二储能元件C2和第i储能元件Ci为易失性存储器21供电，以保证易失性存储器21中暂存的数据被写入非易失性存储器22中。

本实施例中的第一储能元件C1可选用容量小的电容，以保证电压能够较快的上升到预设值，避免了现有技术中采用大电容带来的充电电压上升较慢的问题，同时，第二储能元件C2及N个储能元件又能够储存较多的电能，避免了小电容放电快所造成的放电时间较短的问题。

在实施例二中，第一可控开关S0、第二可控开关S1及第i可控开关Si-1可采用压控开关、可控硅等由电压控制闭合或断开的可控开关，若采用由电压控制闭合或断开的可控开关，第一可控开关S0的可控端根据外部输入的电压控制信号闭合，除第一可控开关S0外的其它可控开关在可控端连接的储能元件的电压达到预设值时闭合，在可控端连接的储能元件的电源低于预设值时断开。

实施例二中的非易失性存储器22的电源端在与电源连接的同时，还分别连接第一储能元件C1连接第一单向导通元件D1负极的一端、第二储能元件C2连接第二单向导通元件D2负极的一端、及第i储能元件Ci连接第i单向导通元件Di负极的一端，在电源掉电时，从第一储能元件C1、或第一储能元件C1和第二储能元件C2、或第一储能元件C1、第二储能元件C2和第i储能元件Ci获得电能。

实施例二中的充电电路30在外部电源停止为存储芯片供电时，可作为存储芯片的另一个供电电源，为存储芯片包含的所有需要供电硬件芯片提供工作所需的电能，图3仅以充电电路30为易失性存储器21供电为例进行了说明，充电电路30为存储芯片中的其它硬件芯片进行供电的实例与实施例二相同，在此不再对充电电路30为每一个硬件芯片供电的实例进行赘述。

图4为本实用新型存储芯片实施例三的结构示意图。现结合图4，对实施例三的存储芯片进行说明，具体如下：

实施例三的存储芯片的结构与实施例一或实施例二的存储芯片的结构相比，仅是充电电路的结构不同。现仅对实施例三的充电电路40的结构进行说明，具体如下：

实施例三的充电电路40包含：第一可控开关S 11、第一单向导通元件D1、第一限流电阻R1、第一储能元件C1、第二可控开关S21、第二单向导通元件D2、第二限流电阻R2、第二储能元件C2、第二附加可控开关S22、充电控制电路401及选择电路402。

第一可控开关S11的一端连接电源正极，另一端连接第一限流电阻R1的一端，可控端连接充电控制电路401的信号控制端；第一限流电阻R1的另一端连接第一单向导通元件D1的正极；第一单向导通元件D1的负极连接第一储能电容C1的一端及充电控制电路401的电源端；第一储能元件C1连接第一单向导通元件D1负极的一端连接易失性存储器21，另一端接地。

第二可控开关S21的一端连接电源正极，另一端连接第二限流电阻R2的一端，可控端连接充电控制电路401的信号控制端；第二限流电阻R2的另一端连接第二单向导通元件D2的正极；第二单向导通元件D2的负极连接第二附加可控开关S22的一端、第二储能电容C2的一端及选择电路402的电源端；第二储能元件C2的另一端接地；第二附加可控开关S22的另一端连接易失性存储器21的电源端，可控端连接选择电路402的信号控制端。

充电控制电路401的电源端连接电源正极、第一单向导通元件D1的负极及第二单向导通元件D2的负极，信号控制端连接第一可控开关S11的控制端和第二可控开关S21的控制端。

选择电路402的电源端连接电源正极、第一单向导通元件D1的负极及第二单向导通元件D2的负极，信号控制端连接第二附加可控开关S22的控制端。

充电控制电路401在电源为易失性存储器21供电时，通过信号控制端输出控制信号至第一可控开关S11，根据电源端检测确定第一储能元件C1的电压值达到预设值，通过信号控制端输出控制信号至第二可控开关S21。

在充电控制电路401输出控制信号至第一可控开关S11前掉电时，充电控制电路401可从第一储能元件C1获得电能，以提供其正常工作所需的电能，完成电压检测和控制信号的输出。在第一储能元件C1的电能不足以提供充电控制电路401的正常工作时，充电控制电路401可通过与第二储能元件C2连接的电源端获得提供其正常工作的电能。

为了保证充电电路40的正常工作，充电电路40在控制第二可控开关S21闭合时，可输出用以控制第一可控开关S11断开的断开信号至先闭合的第一可控开关S11，以保证每一时刻仅有一个储能元件处于充电状态。

选择电路402通过连接第一储能元件C1的电源端，从第一储能元件C1获得掉电后维持其正常工作的电能，还可在第一储能元件C1的电能不足以提供选择电路402正常工作时，通过连接第二储能元件C2的电源端，从第二储能元件C2获得维持其正常工作的电能。

为了最大地利用存储的电能，选择电路402对与易失性存储器21连接的放电电路进行了选择；具体地，选择电路402的电源端检测第二储能元件C2的电压，在第二储能元件C2的电压大于或等于易失性存储器21的阈值工作电压时，才输出控制信号至与其连接的第二附加可控开关S22，否则可能会导致第一储能元件C1的部分电能转移到第二储能元件C2中，造成电能的浪费。

图5为本实用新型存储芯片实施例四的结构示意图。现结合图5，对实施例四的存储芯片进行说明，具体如下：

实施例四的存储芯片的结构与实施例四的存储芯片的结构相比，仅是充电电路的结构不同。现仅对实施例四的充电电路50的结构进行说明，具体如下：

实施例四的充电电路50包含：第一可控开关S11、第一单向导通元件D1、第一限流电阻R1、第一储能元件C1、第一附加可控开关S12、第二可控开关S21、第二单向导通元件D2、第二限流电阻R2、第二储能元件C2、第二附加可控开关S22、充电控制电路501及选择电路502。

第一可控开关S11的一端连接电源正极，另一端连接第一限流电阻R1的一端，可控端连接充电控制电路501的信号控制端；第一限流电阻R1的另一端连接第一单向导通元件D1的正极；第一单向导通元件D1的负极连接第一附加可控开关S12的一端、第一储能电容C1的一端、充电控制电路501的电源端及选择电路502的电源端；第一储能元件C1的另一端接地；第一附加可控开关S12的另一端连接易失性存储器21的电源端，可控端连接选择电路502的信号控制端。

第二可控开关S21的一端连接电源正极，另一端连接第二限流电阻R2的一端，可控端连接充电控制电路501的信号控制端；第二限流电阻R2的另一端连接第二单向导通元件D2的正极；第二单向导通元件D2的负极连接第二附加可控开关S22的一端、第二储能电容C2的一端、充电控制电路501的电源端及选择电路502的电源端；第二储能元件C2的另一端接地；第二附加可控开关S22的另一端连接易失性存储器21的电源端，可控端连接选择电路502的信号控制端。

充电控制电路501的电源端连接电源正极、第一单向导通元件D1的负极及第二单向导通元件D2的负极；信号控制端连接第一可控开关S11的控制端和第二可控开关S21的控制端。

选择电路502的电源端连接电源正极、第一单向导通元件D1的负极及第二单向导通元件D2的负极；信号控制端连接第一附加可控开关S12的控制端和第二附加可控开关S22的控制端。

充电控制电路501在电源为易失性存储器21供电时，输出控制信号至第一可控开关S11和第二可控开关S21的其中之一，可控端接收到控制信号的可控开关闭合，与闭合的可控开关连接的储能元件先开始储存电能，比如：先输出控制信号至第一可控开关S11，与其连接的第一储能元件C1先开始储存电能，或者先输出控制信号至第二可控开关S21，与其连接的第二储能元件C2先开始储存电能。其中，充电控制电路501可根据第一储能元件C1和第二储能元件C2中充电速度快慢确定控制信号输出至哪一个可控开关，比如，若储能元件为电容，则充电控制电路501根据电容值的大小，先输出控制信号至电容值较小的可控开关的可控端。

充电控制电路501根据电源端检测来自第一储能元件C1及第二储能元件C2的电压值，判定假如先开始储存电能的储能元件的电压达到预设值，则输出控制信号至剩余的另一个可控开关，以便与另一个可控开关连接的储能元件开始储存电能。比如：第一储能元件C1先开始储存能量，在充电控制电路501检测到第一储能元件C1的电压达到预设值时，输出控制信号至第二可控开关S21，第二可控开关S21根据可控端接收到的控制信号闭合，第二储能元件C2开始储存电能。

为了保证充电电路50的正常工作，充电电路50在控制剩余的另一个可控开关闭合时，可输出用以控制闭合的可控开关断开的断开信号至先闭合的可控开关，以保证每一时刻仅有一个储能元件处于充电状态。比如：第一储能元件C1先开始储存电能，充电控制电路501在输出一个用以控制断开的可控开关闭合的控制信号至第二可控开关S21时，还输出一个用以控制闭合的可控开关断开的断开信号至第一可控开关S11，以实现第二储能元件C2储存电能的同时第一储能元件C1停止储存电能。

为了最大地利用存储的电能，选择电路502对与易失性存储器21连接的放电电路进行了选择；具体地，选择电路502的电源端检测第一储能元件C1和第二储能元件C2的电压，在检测到电源掉电且一个储能元件的电压达到预设值时，通过信号控制端输出控制信号至与先达到预设值的储能元件连接的附加可控开关，使该附加可控开关闭合，先达到预设值的储能元件为易失性存储器21供电，比如，第一储能元件C1的电压先达到预设值，选择电路502输出控制信号至第一附加可控开关S12的可控端，第一附加可控开关S12闭合，第一储能元件C1为易失性存储器21供电。

同时，选择电路502会对另一个储能元件的电压进行监测，只有其电压大于或等于易失性存储器的阈值工作电压时，才输出控制信号至与其连接的附加可控开关，否则可能会导致先达到预设值的储能元件的部分电能转移到其他储能元件中，造成电能的浪费。

若在本实施例中，第一可控开关S11先闭合，第一储能元件C1先充电，第一附加可控开关S12先闭合，第二可控开关S12后闭合，第二储能元件C2后导通，第二附加可控开关S22选择性闭合。在充电控制电路501输出控制信号至第一可控开关S11前掉电时，充电控制电路501可从第一储能元件C1获得电能，以提供其正常工作所需的电能，完成电压检测和控制信号的输出；在第一储能元件C1的电能不足以提供充电控制电路501的正常工作时，充电控制电路501可通过与第二储能元件C2连接的电源端获得提供其正常工作的电能。

基于上述条件，选择电路502通过连接第一储能元件C1的电源端，从第一储能元件C1获得掉电后维持其正常工作的电能，还可在第一储能元件C1的电能不足以提供选择电路502正常工作时，通过连接第二储能元件C2的电源端，从第二储能元件C2获得维持其正常工作的电能。

图6(a)～(b)为本实用新型存储芯片实施例四放电效果一的示意图，在图6(a)～(b)，第一储能元件C1的电压先达到预设值U1，第二储能元件C2的电压低于预设值U1且高于易失性存储器的阈值工作电压U0，选择电路502输出控制信号至第一附加可控开关S12的可控端和第二附加可控开关S22的可控端后，第一附加可控开关S12和第二附加可控开关S22闭合，第一储能元件C1有部分电能转移到第二储能元件C2，但由于第二储能元件C2供电前的电压大于易失性存储器的阈值工作电压U0，转移的部分电能并未浪费在第二储能元件C2上，在后续的放电过程中，上述电能都能够为易失性存储器21供电，得到最大化地利用。

图7(a)～(b)为本实用新型存储芯片实施例四放电效果二的示意图，在图7(a)～(b)，第一储能元件C1的电压先达到预设值U1，第二储能元件C2的电压低于预设值U1且低于易失性存储器21的阈值工作电压U0，选择电路502输出控制信号至第一附加可控开关S12的可控端和第二附加可控开关S22的可控端后，第一附加可控开关S12和第二附加可控开关S22闭合，第一储能元件C1将一部分电能转移到第二储能元件C2，使第二储能元件C2的电压达到易失性存储器21的阈值工作电压U0。转移到第二储能元件C2上的用以将第二储能元件C2上的电压补足至易失性存储器的阈值工作电压U0的那部分电能，在后续供电的过程中无法用以为易失性存储器21供电，充电电路中储存的电能未得到最大的利用，因此，本实用新型的存储芯片在第二储能元件C2的电压低于易失性存储器21的阈值工作电压U0时，保持第二附加可控开关S22断开，阻止第二储能元件C2为易失性存储器21供电，使充电电路中存储的电能最大化地为易失性存储器21供电。

实施例四中的充电电路50在外部电源停止为存储芯片供电时，可作为存储芯片的另一个供电电源，为存储芯片包含的所有需要供电硬件芯片提供工作所需的电能，图5仅以充电电路50为易失性存储器21供电为例进行了说明，充电电路50为存储芯片中的其它硬件芯片进行供电的实例与实施例四相同，在此不再对充电电路50为每一个硬件芯片供电的实例进行赘述。

实施例三的放电效果与图6及图7所示实施例四的放电效果相同，在此不再对实施例三的放电效果进行赘述。

实施例三及实施例四仅仅以两级储能元件为例进行说明，在两级储能元件的基础上可扩展N级储能元件，多级储能元件中每一级储能元件、可控开关及单向导通元件与充电控制电路及选择电路的连接关系与本实用新型的实施例三或实施例四记载的内容相同，在此不再赘述。

本实用新型的实施例三及实施例四中的充电控制电路和选择电路可采用现有的单片机，在此不再对其内部具体结构进行赘述。

本实用新型还提供了一种耗材容器，本实用新型的耗材容器可为用于激光打印机的硒鼓、粉盒，或用于喷墨打印机的墨盒等打印耗材容器。本实用新型的耗材容器可采用图2所示实施例一的存储芯片、图3所示实施例二的存储芯片、图4所示实施例三的存储芯片、或图5所示实施例四的存储芯片，能够使易失性存储器的数据得到有效地保护。

本实用新型的上述较佳实施例中，可控开关及附加可控开关均可采用压控开关、可控硅、继电器或开关电路，在此不再对可控开关及附加可控开关的具体结构进行赘述；输出至可控开关的控制信号和断开信号可为电压、电流或其他形式的电信号；输出至附加可控开关的控制信号可为电压、电流或其他形式的能控制开关闭合和断开的电信号。

本实用新型的上述较佳实施例中，连接每一个储能元件的支路中包含的单向导通元件、限流电阻及可控开关的连接的先后顺序并不影响充电电路的供电效果，上述较佳实施例仅对连接一个储能元件的包含单向导通元件、限流电阻及可控开关的支路的一种连接方式进行了说明，在上述较佳实施例的基础上对于上述支路中的元件的连接先后顺序所做的任何修改、支路包含的元件进行的等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

本实用新型的上述较佳实施例中，充电电路将存储芯片包含的存储器所需的电能分散存储到多个储能元件中，逐一地或选择性地分阶段充电方式能够保证存储芯片的电源电压上升够快，而不影响正常工作，且电源与存储芯片断开连接时，多个储能元件能够提供较长的放电时间，满足存储芯片的需求；本实用新型的多个储能元件可采用容量小的电容，采用本实用新型的级联方式，不仅能够完成快速充电，而且后充电的电容不会消耗先充电的电容已经冲入的有效电能，保证了使用的电能的最大化，加长放电的时间，有效地对易失性存储器中暂存的数据进行了保护。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种充电电路，其特征在于，该充电电路连接易失性存储器，包含：第一储能元件、第二可控开关及第二储能元件；

所述第一储能元件的一端连接电源正极及易失性存储器，另一端连接电源负极；所述第二可控开关的一端连接所述第一储能元件连接电源正极的一端，另一端连接所述第二储能元件的一端及易失性存储器，所述第二可控开关还包含一可控端；所述第二储能元件的另一端连接电源负极；

所述第一储能元件在电源为易失性存储器供电时储存电能，在掉电时为易失性存储器供电；

所述第二可控开关在第一储能元件存储电能时断开，根据可控端接收到的控制信号闭合；

所述第二储能元件在第二可控开关闭合时储存电能，在掉电时为易失性存储器供电；

所述电源为易失性存储器连接的电源。

2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述第一储能元件与所述第二可控开关之间还连接第一单向导通元件，所述第二可控开关和所述第二储能元件之间还连接第二单向导通元件；

所述第一单向导通元件的负极连接所述第一储能元件连接易失性存储器的一端，正极连接所述第二可控开关未连接第二储能元件的一端；所述第二单向导通元件的负极连接所述第二储能元件连接易失性存储器的一端，正极连接所述第二可控开关未连接第一单向导通元件的一端；

所述第一单向导通元件在所述第一储能元件为易失性存储器供电时，阻止电流流向所述电源正极；

所述第二单向导通元件在所述第二储能元件为易失性存储器供电时，阻止电流流向所述第二可控开关。

3.根据权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述电源正极与所述第一单向导通元件之间还连接第一可控开关；

所述第一可控开关的一端连接电源正极，另一端连接所述第一单向导通元件的正极，所述第一可控开关还包含一可控端；

所述第一可控开关根据可控端接收到的控制信号闭合；

所述第一储能元件还在所述第一可控开关闭合时储存电能。

4.根据权利要求3所述的充电电路，其特征在于，该充电电路还包含N个可控开关及N个储能元件；

第i可控开关的一端连接第i-1可控开关未连接第i-2可控开关的一端，另一端连接第i储能元件的一端及易失性存储器；第i储能元件的另一端连接电源负极；

所述第i可控开关在第i-1储能元件存储电能时断开，在根据可控端接收到的控制信号闭合；

所述第i储能元件在第i可控开关闭合时储存电能，在掉电时为易失性存储器供电；

所述i为大于或等于3且小于或等于N的整数；所述N为大于或等于3的整数。

5.根据权利要求4所述的充电电路，其特征在于，该充电电路还包含N个单向导通元件；

第j单向导通元件的负极连接第j储能元件连接易失性存储器的一端，正极连接第j可控开关和第j+1可控开关连接的一端；第N单向导通元件负极连接第N储能元件连接易失性存储器的一端，正极连接第N可控开关未连接第N-1可控开关的一端；

所述第j单向导通元件在所述第j储能元件为易失性存储器供电时，阻止电流流向第j可控开关；

所述第N单向导通元件在所述第N储能元件为易失性存储器供电时，阻止电流流向第N可控开关；

所述j为大于或等于3且小于或等于N-1的整数。

6.根据权利要求3所述的充电电路，其特征在于，该充电电路还包含：充电控制电路、选择电路和第二附加可控开关；

所述充电控制电路的电源端连接电源正极及第一单向导通元件的负极，信号控制端连接第一可控开关及第二可控开关的可控端；

所述第二附加可控开关的一端连接易失性存储器，另一端连接第二储能元件连接第二单向导通元件的负极的一端，所述第二附加可控开关还包含一可控端；

所述选择电路的电源端连接电源正极及第二单向导通元件的负极，信号控制端连接第二附加可控开关的可控端；

所述充电控制电路在电源供电时，通过信号控制端输出控制信号至第一可控开关，根据电源端的电压检测确定第一储能元件的电压达到预设值，通过信号控制端输出控制信号至第二可控开关；

所述选择电路根据电源端的电压判断第二储能元件的电压是否大于或等于易失性存储器的阈值工作电压，如果是，则通过信号控制端输出控制信号至第二附加可控开关，否则不输出控制信号。

7.根据权利要求3所述的充电电路，其特征在于，该充电电路还包含：充电控制电路；

所述充电控制电路的电源端连接电源正极、第一单向导通元件的负极及第二单向导通元件的负极，信号控制端连接第一可控开关及第二可控开关的可控端；

所述充电控制电路在电源供电时，通过信号控制端输出控制信号至第一可控开关和第二可控开关中的一个可控开关，根据电源端的电压检测确定第一储能元件和第二储能元件中的一个储能元件的电压达到预设值，通过信号控制端输出控制信号至另一可控开关；

所述另一可控开关为第一可控开关或第二可控开关。

8.根据权利要求7所述的充电电路，其特征在于，该充电电路还包含：选择电路、第一附加可控开关和第二附加可控开关；

所述第一附加可控开关的一端连接易失性存储器，另一端连接第一储能元件连接第一单向导通元件的负极的一端；

所述第二附加可控开关的一端连接易失性存储器，另一端连接第二储能元件连接第二单向导通元件的负极的一端；

所述选择电路的电源端连接电源正极、第一单向导通元件的负极及第二单向导通元件的负极，信号控制端连接第一附加可控开关的可控端及第二附加可控开关的可控端；

所述选择电路根据电源端的电压检测到第一储能元件和第二储能元件中的一个储能元件的电压达到预设值，通过信号控制端输出控制信号至与电压达到预设值的储能元件连接的附加可控开关，根据电源端的电压判断另一个储能元件的电压是否大于或等于易失性存储器的阈值工作电压，如果是则输出控制信号至与另一个储能元件连接的附加可控开关，否则不输出控制信号；

所述与电压达到预设值的储能元件连接的附加可控开关为第一附加可控开关或第二附加可控开关。

9.根据权利要求3所述的充电电路，其特征在于，所述第一单向导通元件与所述第一可控开关之间还连接第一限流电阻，所述第二单向导通元件与所述第二可控开关之间还连接第二限流电阻；

第一限流电阻的一端连接所述第一单向导通元件的正极，另一端连接所述第一可控开关的未连接电源正极的一端；第二限流电阻的一端连接所述第二单向导通元件的正极，另一端连接所述第二可控开关的未连接电源正极的一端。

10.一种存储芯片，包含易失性存储器和非易失性存储器，其特征在于，该芯片还包含：前述权利要求1至9任一项所述的充电电路；

所述易失性存储器的电源端连接电源和充电电路，数据端连接数据源和非易失性存储器。

11.一种耗材容器，其特征在于，该耗材容器包含：前述权利要求10所述的存储芯片。

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