一种断电备用电源的切换装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种断电备用电源的切换装置，其包括控制电路、备份电源；所述控制电路连接所述备份电源；所述控制电路还分别连接外部的内存及其输入电路，用于在检测所述输入电路断电时，通过所述备份电源为所述内存供电。采用上述方案，本实用新型尤其适用于弱电，系统断电后重启时，断电时间在备用电池续航能力范围内，正在实时操作的数据内容并未丢失，重新开机启动后，可以维持上一阶段操作继续进行，从而保证了数据的可靠性。
【专利说明】—种断电备用电源的切换装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及随机存储器的供电，尤其涉及的是，一种断电备用电源的切换装置。
【背景技术】
[0002]在一些电器设备中，需要对随机存储器RAM (Random Access Memory,随机存取内存)中的数据进行不掉电保护，尤其是DDR (Double Data Rate，即DDR SDRAM，双倍速率同步动态随机存储器)。当设备关闭电源后，要切换到备用电池对RAM继续供电，这样RAM中的数据就不会丢失，下次开机后这些数据仍可以被使用。如果仪器设备RAM小，仅仅I到2个存储颗粒，则耗电少，切换电源则不需要多大电量。在另一种情况下也会用到电池做不掉电电源，就是时钟电路。时钟电路为了保存年、月、日、时、分，因此需要用不掉电电源。
[0003]因此，现有系统存在对不掉电电源的需求。并且，电源切换存在于各种不同应用领域，包括强电、弱电、大电流、小电流等。备用电源的供电对象也各不相同，则各种切换实用新型也有各自的特点。
[0004]例如，采用RTC电源切换，为保证在断电重启开机，时间信息依然保存，必须提供给RTC芯片最低需求电源，因为其所需电流甚微，故仅需要很小的纽扣电池通过一个二极管与主电源隔离开来即可。
[0005]或者，采用UPS电源切换，为保证大型机器系统持续工作，则需要为其提供大功率电源。UPS电源则是提供大电压，如市电供电，为整个系统提供市电掉电后的快速供电，其内部也存在一个快速切换的电路。常用USB切换利用静态开关，它是一种无触点开关，是用两个可控硅(SCR)反向并联组成的一种交流开关，其闭合和断开由逻辑控制器控制。分为转换型和并机型两种。转换型开关主要用于两路电源供电的系统，其作用是实现从一路到另一路的自动切换；并机型开关主要用于并联逆变器与市电或多台逆变器。
实用新型内容
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型的断电备用电源的快速切换装置。
[0007]本实用新型的技术方案如下:一种断电备用电源的快速切换装置，其包括控制电路、备份电源；所述控制电路连接所述备份电源；所述控制电路还分别连接外部的内存及其输入电路，用于在检测所述输入电路断电时，通过所述备份电源为所述内存供电。
[0008]优选的，所述切换装置还包括第一电压转换器，所述备份电源通过所述第一电压转换器连接所述内存。
[0009]优选的，所述切换装置中，所述控制电路设置控制开关，其连接一金属氧化物半导体管，所述备份电源通过所述金属氧化物半导体管连接所述第一电压转换器。
[0010]优选的，所述切换装置中，所述金属氧化物半导体管为P沟道的金属氧化物半导体管；其栅极连接所述控制开关，其源极连接所述第一电压转换器其漏极，连接所述备份电源；所述控制电路用于在侦测所述输入电路断电时，通过所述控制开关控制所述金属氧化物半导体管，从而控制所述备份电源是否连通所述第一电压转换器。
[0011]优选的，所述切换装置中，所述控制电路设置与所述第一电压转换器连接的读写输出端，用于控制所述第一电压转换器的开关。
[0012]优选的，所述切换装置中，所述控制电路设置侦测掉电采样单元；所述控制电路通过所述侦测掉电采样单元连接所述输入电路，用于检测所述输入电路是否断电。
[0013]优选的，所述切换装置中，所述侦测掉电采样单元设置电压采样器，用于通过比较采样的两个电压，判断所述输入电路是否断电。
[0014]优选的，所述切换装置中，所述备份电源为4.2V的可充电锂电池，所述第一电压转换器为4.2V转1.5V电压转换器。
[0015]优选的，所述切换装置还包括所述内存及其输入电路。
[0016]优选的，所述切换装置中，所述输入电路还设置储能电容以及第二电压转换器；所述储能电容通过所述第二电压转换器连接所述内存。
[0017]采用上述方案，本实用新型在内存的输入电路断电时，采用备份电源为内存供电，具有很好的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的一个实施例的示意图；
[0019]图2为本实用新型的一个实施例的框架结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以采用许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
[0021]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0022]除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的【技术领域】的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0023]普通用电设备在外电突然断电情况下，其他模块功能均断电停止工作，但是要保证在断电瞬间RAM Cache (缓存)中动态数据不丢失，故必须为其提供持续供电。如图1所示，本实用新型的一个实施例是，一种断电备用电源的切换装置，其包括控制电路、备份电源；所述控制电路连接所述备份电源；所述控制电路还分别连接外部的内存及其输入电路，用于在检测所述输入电路断电时，通过所述备份电源为所述内存供电；即为一种断电备用电源的快速切换装置。这样，通过控制电路快速切换电源到备份电源，通过备份电源提供后备电池供电，及时提供数据保护的应用，尤其适用于弱电切换，保存实时状态信息，尤其是在存储领域，实现大量数据保存在内存的电池快速切换。
[0024]本实用新型的断电备用电源的切换装置，是一种快速切换装置，尤其适用于弱电，且电流适中，即电流不大也不小，例如10至1500毫安，优选的，200至1000毫安，比如支持I到2个DDR3内存条的备用电路，提供备份电压，这样即使在仪器主电压掉电后，内存RAM数据依然保留。例如，一种断电备用电源的快速切换装置，其包括控制电路、备份电源；所述控制电路连接所述备份电源；所述控制电路还分别连接外部的内存及其输入电路；又如，如图2所示，本实用新型的一个实施例是，一种断电备用电源的切换装置，其包括控制电路、备份电源；所述控制电路连接所述备份电源；所述控制电路还设置内存连接端、输入电路第一连接端以及输入电路第二连接端。所述内存连接端连接外部的内存，所述输入电路第一连接端与所述输入电路第二连接端分别连接输入电路，用于在检测所述输入电路断电时，通过所述备份电源为所述内存供电。
[0025]对DDR3内存备份电压的要求分析，DDR3内存条也是有多个RAM颗粒组成，供电电压，高电压版本为1.5V VDDR (Voltage DDR，内存供电电压)，0.75V VTT (TrackingTermination Voltage,监视终止电压)。RAM的特点是读取速度快,多用于CPU的直接数据交换，内部Cache等多为RAM，但是需要对其持续供电以维持数据不丢失。为了保持RAM持续供电以至于数据不丢失，仅仅需要主电压1.5V供电即可，0.75V的VTT则可不需要。故本实用新型将针对1.5V弱电切换做详细说明。优选的，所述切换装置还包括第一电压转换器，所述备份电源通过所述第一电压转换器连接所述内存。
[0026]为保证I条备用DDR内存条的持续供电，假设供电保持24小时，则需要对其持续提供1.5V电压，保证其IDD6自刷新电流。以三星M378B5273DH04GB512MX64为例，则需要提供持续IDD6最大为192mA。虽然电流、电压均较小，但需实现其快速切换，用普通二极管则存在本身的压差及内阻损耗，不适用于持续供电。且对低电压切换也存在电子控制的不好操作性，故选用4.2V的可充电锂电池供电，例如，电池容量为5200mAH。例如，如图2所示，所述备份电源为4.2V的可充电锂电池，所述第一电压转换器为4.2V转1.5V电压转换器，用于将4.2V的备用电源电压转为1.5V的内存所需电压。
[0027]为实现快速切换电压，且减少损耗，则对4.2V电压做切换控制，切换后再使其通过DC-DC同步降压型电源控制器转换为设备所需要电压1.5V。切换4.2V电压，可采用低导通阻抗，响应迅速的P沟道的M0S，利用gate驱动电压-12V作为控制其开关导通。优选的，所述切换装置中，所述控制电路设置控制开关，其连接一 MOS (Metal Oxide Silicon,金属氧化物半导体)管，所述备份电源通过所述金属氧化物半导体管连接所述第一电压转换器。优选的，如图2所示，所述金属氧化物半导体管为P沟道的金属氧化物半导体管；其栅极连接所述控制开关，其源极连接所述第一电压转换器其漏极，连接所述备份电源；所述控制电路用于在侦测所述输入电路断电时，通过所述控制开关控制所述金属氧化物半导体管，从而控制所述备份电源是否连通所述第一电压转换器。
[0028]例如，首先判断设备主电压掉电，且在大电容的储能下未完全掉完，则执行-12V电压输出打开P-MOS开关，使得4.2V的电池电压切换过来给1.5V电压转换器提供供电电压。同时可考虑增加电压转换器的使能关闭控制。在正常主电压供电期间均关闭电压转换输出。[0029]侦测主电压掉电瞬间变化，并做出快速控制MOS开关，且能提供对正常供电期间对电池4.2V的充电功能。具体实现可考虑选用TI (德州仪器)公司的充电IC bq24133。
[0030]优选的，所述切换装置中，所述控制电路设置与所述第一电压转换器连接的读写输出端，用于控制所述第一电压转换器的开关。如图2所示，所述控制电路设置10，其连接该4.2V转1.5V电压转换器，控制该4.2V转1.5V电压转换器的使能与失能。
[0031 ] 优选的，所述切换装置中，所述控制电路设置侦测掉电采样单元；所述控制电路通过所述侦测掉电采样单元连接所述输入电路，用于检测所述输入电路是否断电。例如，所述控制电路设置侦测掉电采样单元；所述输入电路设置一精密电阻；所述侦测掉电采样单元分别连接所述精密电阻两端；所述控制电路通过所述侦测掉电采样单元检测所述输入电路是否断电。优选的，所述侦测掉电采样单元设置电压采样器，用于通过比较采样的两个电压，判断所述输入电路是否断电。
[0032]结合应用于上述任一实施例，优选的，所述切换装置还包括所述内存及其输入电路。优选的，所述切换装置中，所述输入电路还设置储能电容以及第二电压转换器；所述储能电容通过所述第二电压转换器连接所述内存。优选的，所述第二电压转换器为12V转
1.5V电压转换器，用于将12V的输入电路电压转为1.5V的内存所需电压。优选的，如图2所示，所述输入电路还设置精密电阻，板卡主电压经精密电阻到第二电压转换器，转换后供电给内存。优选的，侦测掉电采样单元分别连接精密电阻的两端，通过检测其电压确定所述输入电路是否断电。例如，所述输入电路第一连接端与所述输入电路第二连接端分别连接精密电阻的两端。
[0033]进一步地，本实用新型的实施例还包括，上述各实施例的各技术特征，相互组合形成的断电备用电源的快速切换装置。系统断电后重启，断电时间在备用电池续航能力范围内，正在实时操作的数据内容并未丢失，重新开机启动后，可以维持上一阶段操作继续进行。保证数据的可靠性。
[0034]需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种断电备用电源的切换装置，其特征在于，包括控制电路、备份电源； 所述控制电路连接所述备份电源； 所述控制电路还分别连接外部的内存及其输入电路，所述控制电路设置侦测掉电采样单元，所述控制电路通过所述侦测掉电采样单元连接所述输入电路，所述侦测掉电采样单元设置电压采样器，用于通过比较采样的两个电压，判断所述输入电路是否断电，在检测所述输入电路断电时，通过所述备份电源为所述内存供电。
2.根据权利要求1所述切换装置，其特征在于，还包括第一电压转换器，所述备份电源通过所述第一电压转换器连接所述内存。
3.根据权利要求2所述切换装置，其特征在于，所述控制电路设置控制开关，其连接一金属氧化物半导体管，所述备份电源通过所述金属氧化物半导体管连接所述第一电压转换器。
4.根据权利要求3所述切换装置，其特征在于，所述金属氧化物半导体管为P沟道的金属氧化物半导体管； 其栅极连接所述控制开关，其源极连接所述第一电压转换器其漏极，连接所述备份电源； 所述控制电路用于在侦测所述输入电路断电时，通过所述控制开关控制所述金属氧化物半导体管，从而控制所述备份电源是否连通所述第一电压转换器。
5.根据权利要求4所述切换装置，其特征在于，所述控制电路设置与所述第一电压转换器连接的读写输出端，用于控制所述第一电压转换器的开关。
6.根据权利要求5所述切换装置，其特征在于，所述备份电源为4.2V的可充电锂电池，所述第一电压转换器为4.2V转1.5V电压转换器。
7.根据权利要求1至6任一所述切换装置，其特征在于，还包括所述内存及其输入电路。
8.根据权利要求7所述切换装置，其特征在于，所述输入电路还设置储能电容以及第二电压转换器； 所述储能电容通过所述第二电压转换器连接所述内存。
【文档编号】H02J9/06GK203747497SQ201420053997
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年1月27日 优先权日:2014年1月27日
【发明者】曾凯平 申请人:深圳市迪菲特科技股份有限公司