一種應用於安全平臺的SD卡掉電保持電路的製作方法

2023-12-10 11:26:37 3

本實用新型涉及一種電路，具體是一種應用於安全平臺的SD卡掉電保持電路。

背景技術：

在安全平臺(包括但不限於地鐵、有軌電車的車載設備)中，日誌的記錄是排查故障、預防故障、保證系統安全的重要部分，當平臺出現故障(包括但不限於異常掉電，電源抖動等)，能夠正確的保持日誌的完整、準確性變得非常重要。

目前，使用SD卡進行日誌管理的安全平臺中，主要採用三種方法保證掉電時SD卡正常工作：一是加接不間斷電源；二是採用備用電源，保證主電源和備用電源的無縫切換；三是採用軟硬體結合方式實現掉電保護功能。但是仍然存在以下缺陷：在安全平臺(包括但不限於地鐵、有軌電車的車載設備)中，由於車輛等外部環境的不確定性，方法一很難保證；方法二如果採用主備電源的方法，體積大，成本高；方法三不能保證正在寫入瞬間掉電時，數據的完整性。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種應用於安全平臺的SD卡掉電保持電路，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種應用於安全平臺的SD卡掉電保持電路，包括電源監控晶片、功率電阻、boost電源、CPU、buck電源、SD卡、儲能電容；所述功率電阻與儲能電容串聯連接，且功率電阻和儲能電容與電源監控晶片、boost電源並聯連接，功率電阻和儲能電容的另一端分別連接至外部電源的兩端，電源監控晶片、boost電源的兩端分別連接至外部電源的兩端，所述電源監控晶片、boost電源均與CPU電性連接，SD卡與CPU通訊連接，所述boost電源還通過buck電源與SD卡連接。

作為本實用新型進一步的方案：所述電源監控晶片檢測外部電源的狀態，並將外部電源的狀態信息傳送至CPU，若外部電源的狀態為邏輯高『1』，則外部電源通過功率電阻給儲能電容供電，外部電源通過boost電源、buck電源分別給CPU和SD卡供電；若外部電源的狀態為邏輯低『0』，儲能電容給CPU和SD卡供電。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

a.當儲能電容電壓很低時，由於boost電源的升壓作用，電路可長時間為CPU和SD卡供電；

b.電路設計簡單，只採用少數種類的元件，成本較低；

c.電路的供電電壓可根據具體情況進行調整；

d.該電路可以有效濾除外部電源的波動和短時掉電對CPU和SD卡之間的通信造成的幹擾；

e.電路已較好的應用在SIL4安全平臺中，為軟體提供足夠的時間完成數據的讀寫和存儲功能。

附圖說明

圖1為應用於安全平臺的SD卡掉電保持電路的結構示意圖。

圖2為應用於安全平臺的SD卡掉電保持電路的正常工作的示意圖。

圖3為應用於安全平臺的SD卡掉電保持電路的掉電狀態的示意圖。

其中：1-電源監控晶片；2-功率電阻；3-boost電源；4-CPU；5-buck電源；6-SD卡；7-儲能電容；8-外部電源。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。

請參閱圖1，一種應用於安全平臺的SD卡掉電保持電路，包括電源監控晶片1、功率電阻2、boost電源3、CPU4、buck電源5、SD卡6、儲能電容7；所述功率電阻2與儲能電容7串聯連接，且功率電阻2和儲能電容7與電源監控晶片1、boost電源3並聯連接，功率電阻2和儲能電容7的另一端分別連接至外部電源8的兩端，電源監控晶片1、boost電源3的兩端分別連接至外部電源8的兩端，所述電源監控晶片1、boost電源3均與CPU4電性連接，SD卡6與CPU4通訊連接，電源監控晶片1用於檢測外部電源8的狀態，所述boost電源3還通過buck電源5與SD卡6連接。由於目前新的材料工藝和晶片的高集成度，該電路體積非常小，並且通過改變晶片類型為不同類型的CPU4和SD卡6供電；為了保證儲能電容7的充電速率，其中功率電阻2選擇阻值小的功率電阻；電源監控範圍可根據電源的具體情況進行設置。

請參閱圖2，當設備供電正常時，電源監控晶片1檢測到外部電源8的狀態為邏輯高『1』，此時外部電源通過功率電阻2給儲能電容7供電，外部電源通過boost電源3、buck電源5分別給CPU4和SD卡6供電，電路正常工作。

請參閱圖3，當電源掉電時，電源監控晶片1檢測到外部電源8的狀態為邏輯低『0』，儲能電容7給CPU4和SD卡6供電，根據boost電源3的快速響應時間，當儲能電容7的電壓降到很低時，依然能夠產生出適合CPU4工作的電壓，其中保持時間為：t＝RC*Ln[(V1-V0)/(V1-Vt)](其中V0為儲能電容7的初始電壓值；V1為儲能電容7最終可充到或放到的電壓值；Vt為t刻儲能電容7上的電壓值)，保證CPU4和SD卡6長時間的正常工作。

本實用新型的工作原理是：當設備供電正常時，電源監控晶片1檢測到外部電源8的狀態為邏輯高『1』，此時外部電源8通過功率電阻2給儲能電容7供電，外部電源8通過boost電源3、buck電源5分別給CPU4和SD卡6供電，電路正常工作；當外部電源8掉電時，電源監控晶片1檢測到外部電源8的狀態為邏輯低『0』，儲能電容7給CPU4和SD卡6供電，根據boost電源3的快速響應時間，當儲能電容7的電壓降到很低時，依然能夠產生出適合CPU4工作的電壓，其中保持時間為：t＝RC*Ln[(V1-V0)/(V1-Vt)](其中V0為儲能電容7的初始電壓值；V1為儲能電容7最終可充到或放到的電壓值；Vt為t刻儲能電容7上的電壓值)，保證CPU4和SD卡6長時間的正常工作；根據應用狀況的不同，適當更換晶片型號，可以靈活調整保持時間，供電電壓，為不同組合的CPU4和SD卡6供電。在使用SD卡6進行數據存貯的系統中，該電路可以有效濾除外部電源8的波動和短時掉電對CPU4和SD卡6之間的通信造成的幹擾；Boost電源3的存在，使得儲能電容7的內阻不是關鍵因素，晶片選型範圍大大擴大。

該應用於安全平臺的SD卡掉電保持電路具有以下優點：

a.當儲能電容7電壓很低時，由於boost電源3的升壓作用，電路可長時間為CPU4和SD卡6供電；

b.電路設計簡單，只採用少數種類的元件，成本較低；

c.電路的供電電壓可根據具體情況進行調整；

d.該電路可以有效濾除外部電源8的波動和短時掉電對CPU4和SD卡6之間的通信造成的幹擾；

e.電路已較好的應用在SIL4安全平臺中，為軟體提供足夠的時間完成數據的讀寫和存儲功能。

上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利並不限於上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下作出各種變化。