一种工控系统的掉电保护电路及方法与流程

本申请涉及工业控制的，特别是涉及一种工控系统的掉电保护电路及方法。

背景技术：

1、目前工控系统多为嵌入式系统，一般使用一个直流电源供电，除了特殊行业之外，很少配备ups电源，一旦直流电源发生掉电，存在配置或数据丢失的问题。为了解决这个问题，目前多采用的办法是定期存储数据或配置到flash存储器中。然而，这种方法会消耗处理器时间，导致处理器需要处理的正常任务受到影响。同时在上述方式中，flash存储器需要将整块block擦除然后编程，每次存储都会浪费当前block的一次擦除寿命，耗费flash存储器的使用寿命。

2、目前，亟需一种工控系统的掉电保护电路及方法来解决当前技术存在的问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种工控系统的掉电保护电路及方法，以解决在工控系统的相关技术中，通过定期存储数据或配置内容到flash存储器中来避免直流电源发生掉电导致的数据丢失，进而导致的flash存储器的使用寿命较低的问题。

2、本申请第一方面提供一种工控系统的掉电保护电路，电路包括：直流电压保护器、第一储能单元、第二储能单元、采样单元、微处理器以及flash存储器；直流电压保护器的一端同时与第一储能单元的一端和电源端耦接，另一端同时与第二储能单元的一端和微处理器的供电端耦接；第一储能单元的另一端和第二储能单元的另一端接地；采样单元的一端与电源端耦接，另一端与微处理器的采样信号接收端耦接；微处理器与flash存储器通过外部存储器接口耦接。

3、本申请通过采用上述电路，在工控系统中的电源端发生掉电时，通过微处理器向flash存储器传输存储数据，同时通过第一储能单元和第二储能单元来延缓掉电导致的微处理器的关机时间，使得在微处理器的供电端的电压下降至小于额定工作电压之前，完成存储数据的传输，避免了定期存储数据或配置内容到flash存储器中导致的flash存储器的使用寿命较低的问题。

4、可选的，微处理器用于在微处理器的采样信号接收端接收到掉电信号时，向flash存储器传输存储数据。

5、可选的，直流电压保护器用于在微处理器向flash存储器传输存储数据完成之前，保持向微处理器的供电端提供供电电压。

6、可选的，第一储能单元或第二储能单元中包括至少一个储能电容器。

7、可选的，第一储能单元用于在发生电压掉落后，维持电源端的输出电压。

8、可选的，第二储能单元用于在发生电压掉落后，维持直流电压保护器的输出电压。

9、可选的，直流电压保护器用于提供微处理器和flash存储器的工作电压。

10、可选的，采样单元包括第一电阻器和第二电阻器；第一电阻器的一端与电源端耦接，另一端与第二电阻器的一端耦接；第二电阻器的一端还与微处理器的采样信号接收端耦接，另一端接地。

11、本申请第二方面提供一种工控系统的掉电保护方法，方法应用于上述任意一种电路中，方法包括：根据微处理器的额定供电电压，设置掉电信号的采样电压阈值；当采样单元的采样电压小于或等于采样电压阈值时，确定微处理器的采样信号接收端接收到掉电信号；当接收到掉电信号时，向flash存储器传输存储数据，同时保持直流电压保护器的输出电压在存储数据传输完成前停止掉落。

12、可选的，方法还包括：当微处理器的供电电压恢复至额定供电电压时，通过flash存储器恢复存储数据。

13、通过采用上述方法，当微处理器的供电电压恢复至额定供电电压时，通过flash存储器恢复存储数据。这一步操作可以保证工控系统在重新上电后能够恢复到掉电前的状态，保证系统的正常运行。

14、与相关技术相比，本申请的有益效果是：在工业控制系统中，避免了通过定期存储数据或配置内容到flash存储器中，进而导致的flash存储器的使用寿命较低的问题。同时，还避免了定期存储数据或配置内容到flash存储器中导致的占用微处理器的正常任务处理时间，提高了微处理器的效率。

技术特征：

1.一种工控系统的掉电保护电路，其特征在于，所述电路包括：

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述微处理器用于在所述微处理器的采样信号接收端接收到掉电信号时，向所述flash存储器传输存储数据。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述直流电压保护器用于在所述微处理器向所述flash存储器传输存储数据完成之前，保持向所述微处理器的供电端提供供电电压。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一储能单元或所述第二储能单元中包括至少一个储能电容器。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，第一储能单元用于在发生电压掉落后，维持所述电源端的输出电压。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二储能单元用于在发生电压掉落后，维持所述直流电压保护器的输出电压。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述直流电压保护器用于提供所述微处理器和所述flash存储器的工作电压。

8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述采样单元包括第一电阻器和第二电阻器；

9.一种工控系统的掉电保护方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-8中任意一种所述的电路中，所述方法包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结
本申请提供一种工控系统的掉电保护电路及方法，电路包括：直流电压保护器、第一储能单元、第二储能单元、采样单元、微处理器以及FLASH存储器；直流电压保护器的一端同时与第一储能单元的一端和电源端耦接，另一端同时与第二储能单元的一端和微处理器的供电端耦接；第一储能单元的另一端和第二储能单元的另一端接地；采样单元的一端与电源端耦接，另一端与微处理器的采样信号接收端耦接；微处理器与FLASH存储器通过外部存储器接口耦接。通过上述技术方案，解决在工控系统的相关技术中，通过定期存储数据或配置内容到FLASH存储器中来避免直流电源发生掉电导致的数据丢失，进而导致的FLASH存储器的使用寿命较低的问题。

技术研发人员：崔月雷
受保护的技术使用者：秦皇岛远舟工业气体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15