CN208752958U - 存储芯片的欠压保护电路和嵌入式*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种存储芯片的欠压保护电路和嵌入式***，其中，欠压保护电路的稳压模块的输入端与外部电源连接，其第一输出端与比较模块的第一输入端连接，其第二输出端接地，稳压模块的第一输出端输出的电压为基准电压；基准电压由比较模块的内部压降值和目标电压确定；比较模块的第二输入端与外部电源连接，其输出端与开关模块的控制端连接；开关模块的输入端与外部电源连接，其输出端与外部存储芯片的供电端连接；在比较模块的第二输入端输入的电源电压低于目标电压的时，比较模块的输出端输出关断信号，使开关模块关闭。本实用新型通过电路结构保护外部存储芯片中的正常的数据不被改写，避免后续单元发生数据读取错误导致的损失。

Description

存储芯片的欠压保护电路和嵌入式***

技术领域

本实用新型涉及保护电路技术领域，尤其涉及一种存储芯片的欠压保护电路和嵌入式***。

背景技术

在各种嵌入式***中，存储芯片是常用且必不可少的信息存储器件，可以存储***用到的各种参数，如设备地址，通讯参数，历史数据等信息。

目前，对于存储芯片一般采用掉电保护，通过掉电检测电路结合开关电路来实现；这种方式的缺陷在于，在一些缓慢掉电的场合，比如在检测到掉电时需要做一些数据保存，便于下次上电时把当前运行的参数直接读取出来接着运行，在线路板上会有法拉电容或后备电池供电，那么如果单片机仍旧能正常工作，而存储芯片可能介于临界状态。单片机继续对其读写的话，就极有可能造成数据的混乱，写入和读出的数据根本不一致，即使有数据校验机制，也会因为单片机写入了不可控的数据，而导致数据混乱，下次正常上电时参数是错误的，会让***按照错误的逻辑运行，有可能会造成严重的后果。

实用新型内容

本实用新型提供的存储芯片的欠压保护电路和嵌入式***，其主要目的在于克服现有存储芯片在一些缓慢掉电的场合，单片机在读取存储芯片的数据时，容易发生数据读取错误，导致的运行错误的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种存储芯片的欠压保护电路，包括稳压模块、比较模块以及开关模块；

所述稳压模块，其输入端与外部电源连接，其第一输出端与所述比较模块的第一输入端连接，其第二输出端接地，所述稳压模块的第一输出端输出的电压为基准电压；所述基准电压由所述比较模块的内部压降值和目标电压确定；

所述比较模块，其第二输入端与外部电源连接，其输出端与开关模块的控制端连接；

所述开关模块，其输入端与外部电源连接，其输出端与外部存储芯片的供电端连接；

在所述比较模块的第二输入端输入的电源电压低于目标电压的时，所述比较模块的输出端输出关断信号，使所述开关模块关闭。

作为一种可实施方式，所述目标电压为外部存储芯片的最低供电电压。

作为一种可实施方式，所述目标电压为2.8V。

作为一种可实施方式，所述稳压模块包括电阻R1和稳压二极管；

所述电阻R1的一端分别与所述比较模块的第一输入端连接和稳压二极管的正极连接；

所述稳压二极管的负极接地。

作为一种可实施方式，所述稳压二极管的型号为1N4758A。

作为一种可实施方式，所述比较模块包括电阻R2、电阻R3、电阻R4以及三极管Q1以及三极管Q2；

所述电阻R2的一端作为比较模块的第一输入端，另一端分别与所述三极管Q1的基极和电阻R3的一端连接；

所述电阻R3的另一端和三极管Q1的发射极连接作为比较模块的第二输入端；

所述三极管Q2，其基极通过所述电阻R4与三极管Q1的集电极连接，其发射极接地，其集电极作为比较模块的输出端。

作为一种可实施方式，所述开关模块包括电阻R5和MOS管；

所述MOS管，其源极分别与所述电阻R5的一端和外部电源连接，其栅极分别与所述比较模块的输出端和电阻R5的另一端连接，其漏极与外部存储芯片的供电端连接；根据所述MOS管栅极输入的关断信号来控制所述MOS管所处的通断状态。

作为一种可实施方式，所述MOS管为PMOS管，型号为SI2301。

相应的，本实用新型还提供一种嵌入式***，包括单片机、电压检测模块以及欠压保护电路；

所述电压检测模块，分别与所述单片机和外部电源连接，用于实时检测外部电源的电源电压，在监测到电源电压低于目标电压时产生报警信号，并将报警信号传输至单片机；

所述单片机，与所述欠压保护电路的外部存储芯片连接，用于在接收到报警信号后，停止读取所述存储芯片中的数据。

与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：

本实用新型提供的存储芯片的欠压保护电路，由比较模块的内部压降值和目标电压确定基准电压，通过稳压模块的第一输出端输出基准电压至所述比较模块的第一输入端；比较模块对其第一输入端的基准电压和第二输入端的电源电压进行比较判断，在判断为电源电压低于目标电压的时，比较模块的输出端输出关断信号，使开关模块关闭，从而使外部电源停止给外部存储芯片供电，保护外部存储芯片中的正常的数据不被改写，避免后续单元发生数据读取错误，导致的运行错误，降低损失。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的存储芯片的欠压保护电路的模块示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的存储芯片的欠压保护电路的电路结构示意图；

图3为本实用新型实施例二提供的嵌入式***的模块示意图。

图中：1、稳压模块；2、比较模块；3、开关模块；4、欠压保护电路；5、电压检测模块；6、单片机。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。

请参阅图1和图2，本实用新型实施例一提供的存储芯片的欠压保护电路，包括稳压模块1、比较模块2以及开关模块3；稳压模块1，其输入端与外部电源连接，其第一输出端与比较模块2的第一输入端连接，其第二输出端接地，稳压模块1的第一输出端输出的电压为基准电压；基准电压由比较模块2的内部压降值和目标电压确定；比较模块2，其第二输入端与外部电源连接，其输出端与开关模块3的控制端连接；开关模块3，其输入端与外部电源连接，其输出端与外部存储芯片的供电端连接；在比较模块2的第二输入端输入的电源电压低于目标电压的时，比较模块2的输出端输出关断信号，使开关模块3关闭。

需要说明的是，外部电源的电源电压在实际中是一个波动值，特别是在一些缓慢掉电的场合，如果电源电压使外部存储芯片处于临界状态，那么就会导致后续单元，比如单片机在读取外部存储芯片中的数据后，会出现运行错误，造成不必要的损失。那么，于本实施例中，目标电压是预先设置的，目标电压大于等于外部存储芯片的最低供电电压。也就是说，只要电源电压比外部存储芯片正常工作的最低供电电压低，那么就会切断外部电源给外部存储芯片的供电，以达到欠压保护的目的。于其他实施例中，目标电压可以为外部存储芯片的最低供电电压。且目标电压设定为2.8V。在不同的应用场景，对于结合其它类型的存储芯片使用，只要根据目标电压选用相匹配的稳压电路中的稳压二极管确定基准电压即可，电路不需要做任何改动，具有极强的通用性。

欠压保护电路包括稳压模块1、比较模块2以及开关模块3。稳压模块1为比较模块2提供基准电压，而基准电压由比较模块2的内部压降值和目标电压确定，根据不用的应用场景或者目标电压的需求，基准电压是可以改变的。比较模块2的内部压降值是有比较模块2内部电路结构决定，通常是一个固定值。比如，比较模块2由三极管组成的，其内部压降值为0.7V。于本实施例中，基准电压是在目标电压减去比较模块2的内部压降值。在目标电压为2.8V时，基准电压就为2.1V。于其他实施例中，稳压模块1的输入端可以连接其他电源。

开关模块3包括不限于开关管和开关电路，开关模块3设置在外部电源和外部存储芯片直接，通过开关模块3的通断状态开控制外部电源是否给外部存储芯片供电。比较模块2是根据两个输入端输入的电压来比较判断比较模块2的输出端是否输出关断信号。实际上也就是比较模块2的第二输入端输入的电源电压与目标电压进行比较，即在比较模块2的第二输入端输入的电源电压低于目标电压的时，比较模块2的输出端输出关断信号，使开关模块3关闭。本实用新型属于硬件电路保护机制，不依赖于后续单元的单片机本身对存储芯片的保护，因为单片机本身运行的嵌入式软件可能会出现死机的情况，导致保护机制可能失灵。而且本实用新型电路的器件简单，对型号无特别要求，占用线路板体积少，却可以可靠的保护各种参数，对***的正常运行起到至关重要的作用。

本实用新型提供的存储芯片的欠压保护电路，由比较模块2的内部压降值和目标电压确定基准电压，通过稳压模块1的第一输出端输出基准电压至比较模块2的第一输入端；比较模块2对其第一输入端的基准电压和第二输入端的电源电压进行比较判断，在判断为电源电压低于目标电压的时，比较模块2的输出端输出关断信号，使开关模块3关闭，从而使外部电源停止给外部存储芯片供电，保护外部存储芯片中的正常的数据不被改写，避免后续单元发生数据读取错误，导致的运行错误，降低损失。

下面对各个模块进行详细说明：

稳压模块1包括电阻R1和稳压二极管；电阻R1的一端分别与比较模块2的第一输入端连接和稳压二极管的正极连接；稳压二极管的负极接地。先通过电阻R1进行分压后用稳压二极管输出基准电压，保证基准电压的准确性。而且稳压二极管的型号可以直接选用1N47XX系列。根据不用的基准电压需要选择相应的型号就可以，使用方便。于本实施例中，稳压二极管的型号可以为1N4758A。

比较模块2包括电阻R2、电阻R3、电阻R4以及三极管Q1以及三极管Q2；电阻R2的一端作为比较模块2的第一输入端，另一端分别与三极管Q1的基极和电阻R3的一端连接；电阻R3的另一端和三极管Q1的发射极连接作为比较模块2的第二输入端；三极管Q2，其基极通过电阻R4与三极管Q1的集电极连接，其发射极接地，其集电极作为比较模块2的输出端。由电阻R3和电阻R2确定比较模块2的内部压降值。于本实施例中，三极管Q1为PNP型，内部压降值为0.7V。在电源电压低于基准电压和内部压降值的相加值时，三极管Q1不导通，那么三极管Q2自然也不导通，即比较模块2输出关断信号；在电源电压高于基准电压和内部压降值的相加值时，三极管Q1导通，使得通过电阻R4与三极管Q1相连的三极管Q2导通，即比较模块2输出通导通信号。本实用新型的比较模块2，结构简单，占用线路板体积少。

开关模块3包括电阻R5和MOS管；MOS管，其源极分别与电阻R5的一端和外部电源连接，其栅极分别与比较模块2的输出端和电阻R5的另一端连接，其漏极与外部存储芯片的供电端连接；根据MOS管栅极输入的关断信号来控制MOS管所处的通断状态。MOS管为PMOS管，型号为SI2301。在比较模块2输出的高低电平信号，其实在结合开关模块3时，如果三极管Q2导通，那么输出的导通信号是高电平，使得MOS管导通。如果三极管Q2关闭，那么三极管Q2拉低开关模块3的控制端，输出的关断信号是低电平，使得MOS管关闭。与其他实施例中，PMOS管的型号可以为A04421。

下面结合实例对上述模块的组成的欠压保护电路工作原理进行说明：比如，外部电源的电源电压为2.7V～3.6V；保护电压即目标电压为2.8V，而稳压二极管选用1N47XX系列，稳压值为2.1V。当电源电压大于2.8V时，即三极管Q1的发射极比基极电压大0.7V时，三极管Q1导通，三极管Q2的基极就有大于0.7V的电压，经过R4限流电阻，使三极管Q2导通，三极管Q2的源极电压为0。也就是说PMOS管的栅极电压为0，对于PMOS管来说，只要栅极电压比源极低2.5V，就会导通。漏极就有电压3.3V输出给存储芯片供电，所以当输入端电压在2.8V～3.3V变动时，外部存储芯片电压同样为2.8V～3.3V，当输入端电压小于2.8V时，三极管Q2就关闭，从而PMOS管关闭，外部存储芯片供电电压瞬间降到0V，保护外部存储芯片的正常数据。

基于同一实用新型的构思，本实用新型实施例二提供一种嵌入式***，该***的实施可参照上述电路的过程实现，重复之处不再冗述。

如图3所示，本实用新型实施例二提供一种嵌入式***包括单片机6、电压检测模块5以及欠压保护电路4；电压检测模块5，分别与单片机6和外部电源连接，用于实时检测外部电源的电源电压，在监测到电源电压低于目标电压时产生报警信号，并将报警信号传输至单片机6；单片机6，与欠压保护电路4的外部存储芯片连接，用于在接收到报警信号后，停止读取存储芯片中的数据。单片机6对存储芯片中的数据进行双重保护，分别利用电压检测模块5来控制单片机6，以及利用欠压保护电路4的硬件电路来保护，进一步提高数据读取的安全性，避免在缓慢掉电的场合，单片机6发生数据读取错误，导致的运行错误的问题。

本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种存储芯片的欠压保护电路，其特征在于，包括稳压模块、比较模块以及开关模块；

所述稳压模块，其输入端与外部电源连接，其第一输出端与所述比较模块的第一输入端连接，其第二输出端接地，所述稳压模块的第一输出端输出的电压为基准电压；所述基准电压由所述比较模块的内部压降值和目标电压确定；

所述比较模块，其第二输入端与外部电源连接，其输出端与开关模块的控制端连接；

所述开关模块，其输入端与外部电源连接，其输出端与外部存储芯片的供电端连接；

在所述比较模块的第二输入端输入的电源电压低于目标电压的时，所述比较模块的输出端输出关断信号，使所述开关模块关闭。

2.如权利要求1所述的存储芯片的欠压保护电路，其特征在于，所述目标电压为外部存储芯片的最低供电电压。

3.如权利要求2所述的存储芯片的欠压保护电路，其特征在于，所述目标电压为2.8V。

4.如权利要求1所述的存储芯片的欠压保护电路，其特征在于，所述稳压模块包括电阻R1和稳压二极管；

所述电阻R1的一端分别与所述比较模块的第一输入端连接和稳压二极管的正极连接；

所述稳压二极管的负极接地。

5.如权利要求4所述的存储芯片的欠压保护电路，其特征在于，所述稳压二极管的型号为1N4758A。

6.如权利要求1所述的存储芯片的欠压保护电路，其特征在于，所述比较模块包括电阻R2、电阻R3、电阻R4以及三极管Q1以及三极管Q2；

所述电阻R2的一端作为比较模块的第一输入端，另一端分别与所述三极管Q1的基极和电阻R3的一端连接；

所述电阻R3的另一端和三极管Q1的发射极连接作为比较模块的第二输入端；

所述三极管Q2，其基极通过所述电阻R4与三极管Q1的集电极连接，其发射极接地，其集电极作为比较模块的输出端。

7.如权利要求1所述的存储芯片的欠压保护电路，其特征在于，所述开关模块包括电阻R5和MOS管；

所述MOS管，其源极分别与所述电阻R5的一端和外部电源连接，其栅极分别与所述比较模块的输出端和电阻R5的另一端连接，其漏极与外部存储芯片的供电端连接；根据所述MOS管栅极输入的关断信号来控制所述MOS管所处的通断状态。

8.如权利要求7所述的存储芯片的欠压保护电路，其特征在于，所述MOS管为PMOS管，型号为SI2301。

9.一种嵌入式***，其特征在于，包括单片机、电压检测模块以及如权利要求1-8任一项所述的欠压保护电路；

所述电压检测模块，分别与所述单片机和外部电源连接，用于实时检测外部电源的电源电压，在监测到电源电压低于目标电压时产生报警信号，并将报警信号传输至单片机；

所述单片机，与所述欠压保护电路的外部存储芯片连接，用于在接收到报警信号后，停止读取所述存储芯片中的数据。