(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202123304520.6 (22)申请日 2021.12.25 (73)专利权人 安徽中家智康科技有限公司 地址 239000 安徽省滁州市丰乐大道 2588 号中试基地 (72)发明人 姜陈宁　查飞　佐井阳　 (74)专利代理 机构 北京权智天下知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11638 专利代理师 卢超 (51)Int.Cl. H02J 7/34(2006.01) H02J 7/00(2006.01) H02H 11/00(2006.01) H02J 9/06(2006.01) H02H 7/16(2006.01)(ESM)同样的发明创造已同日申请发明 专利 (54)实用新型名称 一种超级电容的备份电源系统 (57)摘要 本实用新型公开一种超级电容的备份电源 系统， 包括超级电容充电电路、 比较器电路、 负载 开关电路、 DC ‑DC升压电路、 DC ‑DC降压电路以及 PMOS防反接电路， 所述超级电容充电电路内电性 连接有限流电阻， 所述超级电容充电电路是通过 输出电源进行充电， 并且超级电容充电电路通过 输出电源充电过程中； 本实用新型经过改进后的 电路使得超级电容中存储电能的利用率从不足 百分之十的情况下提升至百分之五十左右， 并且 该电路设计在基础超级电容备份电源电路上增 加了DC‑DC升压电路， 充分利用了超级电容存储 的电能， 同时使电能应用在关键部位， 减少存储 电能浪费的同时避免了反向 电流带来的器件损 坏以及其他负载电路导致的电能迅速损耗的风 险。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 216851393 U 2022.06.28 CN 216851393 U 1.一种超级电容的备份电源系统， 包括超级电容充电电路、 比较器电路、 负载开关电 路、 DC‑DC升压电路、 DC ‑DC降压电路以及PMOS防反接电路， 其特征在于： 所述超级电容充电 电路内电性连接有限流电阻， 所述超级电容充电电路是通过输出电源进行充电， 并且超级 电容充电 电路通过输出电源充电过程中， 限流电阻可适当性的调整； 所述超级电容充电电路与比较器电路电性连接， 所述比较器电路， 是用于检测电路中 是否发生 掉电的强开； 所述超级电容充电电路分别与负载开关电路和DC ‑DC升压电路电性连接， 所述负载开 关电路与DC ‑DC降压电路电性连接， 所述负载开关电路与PMOS防反接电路电性连接， 所述 DC‑DC升压电路与法 拉电容电性连接 。 2.根据权利要求1所述的一种 超级电容的备份电源系统， 其特征在于： 所述限流电阻的 电阻功率需大于充电时电阻上的最大瞬 间功率。 3.根据权利要求1所述的一种 超级电容的备份电源系统， 其特征在于： 所述比较器电路 当正向输入端电压高于反向输入端， 并且输出高电平， 这样DC ‑DC升压电路就会失去功能， 所述DC‑DC升压电路中设置有PW510 0芯片。 4.根据权利要求3所述的一种超级电容的备份电源系统， 其特征在于： 当DC ‑DC升压电 路就会失去功 能后， 系统供电经过负载开关电路， 并通过负载开关电路中设置的负载开关 SGM2554输入给DC ‑DC降压电路中的SGM6013DC ‑DC同步降压芯片， 进行降压， 所述负载开关 SGM2554具有电流反向截止功能。 5.根据权利要求4所述的一种超级电容的备份电源系统， 其特征在于： 所述降压过程 中， PMOS电力中的元器件Vgs输出电流接近为零， 这样使负载开关电路的输出不会反灌至由 PW5100芯片构成的DC ‑DC升压电路中。 6.根据权利要求1所述的一种 超级电容的备份电源系统， 其特征在于： 所述比较器电路 中检测到系统掉电时， 正向输入端电压迅速跌落， 此时比较器输出低电平， 并且DC ‑DC升压 电路中的PW5100芯片使法拉电容存储的电能升压到5V， 当法拉电容电压下跌到0.8V至 1.2V， 将升压后的5V电压经 过降压电路直接为后级系统供电。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 216851393 U 2一种超级电容的备 份电源系统 技术领域 [0001]本实用新型涉及超级电容电路技术领域， 尤其涉及一种超级电容的备份电源系 统。 背景技术 [0002]超级电容的备份电源系统常用于铲嵌入式系统设备中， 在铲嵌入式系统设备中能 够使用到FLAS H芯片或SD卡的情况越来越多， 通过超级电容的备份电源进 行保护数据等， 超 级电容， 又名电化学电容， 双电层电容器、 黄金电容、 法拉电容， 是从上世纪七、 八十年代发 展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件， 并且它不同于传统的化学电源， 是一 种介于传统电容器与电池之间、 具有特殊性能的电源， 主要依靠双电层和氧化还原赝电容 电荷储存电能。 但在其储能的过程并不发生化学反应， 这种储能过程是可逆的， 也正因为此 超级电容器可以反复充放电数十万次； [0003]嵌入式系统设备中使用到FLASH芯片或SD卡 的情况越来越多， 在系统向存储芯片 写入数据的过程中遇到突然掉电的情况时， 可能导致重要数据丢失甚至系统工作异常， 为 了保证嵌入式系统工作的可靠性与数据的完整性， 系统掉电监测与掉电期间的紧急供电是 不可或缺的， 因此本实用新型提出一种超级电容的备份电源系统以解决现有技术中存在的 问题。 实用新型内容 [0004]针对上述问题， 本实用新型的目的在于提出一种超级电容的备份电源系统， 该超 级电容的备份电源系统解决了嵌入式系统设备中使用到FLASH芯片或SD卡的情况越来越 多， 在系统向存储芯片写入数据的过程中遇到突然掉电的情况时， 可能导致重要数据丢失 甚至系统工作异常， 为了保证嵌入式系统工作的可靠性与数据的完整性， 系统掉电监测与 掉电期间的紧急供电是不可或缺的 的问题。 [0005]为实现本实用新型的目的， 本实用新型通过以下技术方案实现： 一种超级电容的 备份电源系统， 包括超级电容充电电路、 比较器电路、 负载开关电路、 D C‑DC升压电路、 D C‑DC 降压电路以及PMOS防反接电路， 所述超级电容充电电路内电性连接有限流电阻， 所述超级 电容充电电路是通过输出电源进行充电， 并且超级电容充电电路通过输出电源充电过程 中， 限流电阻可适当性的调整； [0006]所述超级电容充电电路与比较器电路电性连接， 所述比较器电路， 是用于检测电 路中是否发生 掉电的强开； [0007]所述超级电容充电电路分别与负载开关电路和DC ‑DC升压电路电性连接， 所述负 载开关电路与D C‑DC降压电路电性连接， 所述负载开关电路与P MOS防反接电路电性连接， 所 述DC‑DC升压电路与法 拉电容电性连接 。 [0008]进一步改进在于： 所述限流电阻的电阻功率需大于充电时电阻上的最大瞬间功 率。说　明　书 1/3 页 3 CN 216851393 U 3