以下是詳細(xì)的掉電保護(hù)電路設(shè)計方案，包含核心模塊、參數(shù)計算及實現(xiàn)步驟：
掉電保護(hù)電路設(shè)計方案
1. 設(shè)計目標(biāo)
- 檢測主電源（如5V）電壓跌落，觸發(fā)保護(hù)動作
- 快速切換至備用電源（超級電容/電池）
- 維持系統(tǒng)供電至少50ms，確保關(guān)鍵數(shù)據(jù)保存
- 支持自動切換與無縫供電
2. 核心模塊設(shè)計
2.1 掉電檢測電路
- 方案選擇：TL431電壓基準(zhǔn)+比較器
- 電路組成：
- TL431產(chǎn)生2.5V基準(zhǔn)電壓
- 電阻分壓網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測主電源電壓（如R1=10kΩ, R2=15kΩ）
- 比較器（LM393）對比分壓與基準(zhǔn)電壓
- 參數(shù)計算：
- 觸發(fā)閾值設(shè)定：當(dāng)主電源電壓跌至4.5V時觸發(fā)
- 分壓比：( V{detect} = V{in} \times \frac{R2}{R1+R2} = 4.5V \times \frac{15k}{25k} = 2.7V )
- TL431輸出2.5V作為比較器參考，當(dāng)分壓低于2.5V時輸出低電平
2.2 備用電源
- 選型：5.5V/1F超級電容（如Maxwell K series）
- 充電管理：
- 限流電阻：( R{charge} = \frac{V{in} - V{cap}}{I{max}} = \frac{5V - 0}{0.5A} = 10Ω )（防止浪涌）
- 并聯(lián)肖特基二極管（1N5819）防止反灌
2.3 電源切換電路
- 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：PMOS自動切換
- 主電源正常時：PMOS（如SI2301）導(dǎo)通，超級電容充電
- 主電源掉電時：PMOS關(guān)斷，超級電容通過二極管（1N4148）供電
- 關(guān)鍵參數(shù)：
- PMOS ( V{GS(th)} < 2.5V )，( R{DS(on)} < 0.1Ω )
- 二極管壓降：<0.3V（肖特基）
2.4 儲能電容計算
- 負(fù)載需求：系統(tǒng)功耗100mA，維持時間50ms
- 電容計算： [ C = \frac{I \cdot \Delta t}{\Delta V} = \frac{0.1A \times 0.05s}{5V - 4V} = 5000\mu F ]
- 配置：并聯(lián)2顆2200μF電解電容+1顆1F超級電容
2.5 控制邏輯
- 信號處理：
- 比較器輸出連接MCU中斷引腳（如GPIO）
- MCU觸發(fā)緊急數(shù)據(jù)保存（保存至EEPROM/FRAM）
- 時序要求：檢測到掉電信號后，10ms內(nèi)完成數(shù)據(jù)存儲
3. 完整電路圖（概要）
主電源5V ──┬─ PMOS(SI2301) ──→ 系統(tǒng)供電
│
├─ R1(10k) ──┬─ LM393(-)
└─ R2(15k) ──┘ │
TL431(2.5V) ── LM393(+)
│
超級電容5.5V ── 限流電阻10Ω ──┤
└─ 1N4148 ──→ 系統(tǒng)供電4. 關(guān)鍵器件清單
| 器件 | 型號/參數(shù) | 數(shù)量 |
|---|---|---|
| 比較器 | LM393 | 1 |
| 電壓基準(zhǔn) | TL431 | 1 |
| PMOS | SI2301 | 1 |
| 超級電容 | 5.5V 1F | 1 |
| 二極管 | 1N4148 | 2 |
| 電解電容 | 2200μF/16V | 2 |
5. 測試與優(yōu)化
- 掉電響應(yīng)測試：用可調(diào)電源模擬電壓跌落，示波器監(jiān)測切換時間（目標(biāo)<1ms）
- 儲能時間驗證：斷開主電源后測量系統(tǒng)電壓維持時間
- 抗干擾設(shè)計：在比較器輸入端增加RC濾波（如10kΩ+0.1μF）
6. 應(yīng)用場景
- 嵌入式系統(tǒng)（如樹莓派、STM32）
- 工業(yè)控制器數(shù)據(jù)保護(hù)
- SSD/U盤防數(shù)據(jù)丟失
注：實際設(shè)計中需根據(jù)負(fù)載電流、電壓容差等參數(shù)調(diào)整元件值，建議使用仿真工具（如LTspice）驗證電路穩(wěn)定性。
過壓保護(hù)電路的多種設(shè)計方案
詳細(xì)介紹了過壓保護(hù)電路的多種設(shè)計方案，包括穩(wěn)壓二極管、穩(wěn)壓芯片LM431、TVS管以及TL431的應(yīng)用。通過分析各個電路的工作原理，探討了不同方案的優(yōu)缺點，適合不同場景的選擇，特別是強調(diào)了電路參數(shù)
2024-11-25 10:30:26
什么是掉電保護(hù)，掉電保護(hù)數(shù)據(jù)常用的3種方案
掉電保護(hù)是系統(tǒng)在掉電之后能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲的一種方式，系統(tǒng)運行中所采集或產(chǎn)生的數(shù)據(jù)常常要求在電源掉電時不被丟失，重新加電后系統(tǒng)能恢復(fù)原來的工作狀態(tài)。
2022-12-19 13:48:51
如何設(shè)計嵌入式系統(tǒng)掉電保護(hù)方案？
在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計過程中，系統(tǒng)的掉電保護(hù)越來越受到重視。如何設(shè)計嵌入式系統(tǒng)掉電保護(hù)方案？這個問題急需解決。
劉祥1982
2019-08-09 07:48:28
實現(xiàn)掉電保護(hù)的三種方案
掉電保護(hù)是系統(tǒng)在掉電之后能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲的一種方式，系統(tǒng)運行中所采集或產(chǎn)生的數(shù)據(jù)常常要求在電源掉電時不被丟失，重新加電后系統(tǒng)能恢復(fù)原來的工作狀態(tài)。
2023-03-06 14:57:21
掉電保護(hù)如何恢復(fù)原來的工作狀態(tài)
掉電保護(hù)是系統(tǒng)在掉電之后能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲的一種方式，系統(tǒng)運行中所采集或產(chǎn)生的數(shù)據(jù)常常要求在電源掉電時不被丟失，重新加電后系統(tǒng)能恢復(fù)原來的工作狀態(tài)。
2023-05-17 09:35:52
RS232/RS485接口的靜電保護(hù)設(shè)計方案分享
電腦中的RS232/RS485接口靜電浪涌保護(hù)設(shè)計方案圖如下：從RS232/RS485接口靜電浪涌防護(hù)方案圖中可以看出，電路保護(hù)器件選用了TVS二極管陣列DW05M2T-B（SOT-23封裝
東沃電子
2020-11-30 15:01:40
圖文USB電路保護(hù)設(shè)計方案資料分享
PPTC（聚正溫度系數(shù)）裝置是對電腦及有關(guān)裝置提供電流過載保護(hù)的一種既可靠又經(jīng)濟(jì)的解決方案。由于這種裝置設(shè)有各種尺寸和功率范圍，讓電路設(shè)計者可以選擇最合適的款式以滿足電路設(shè)計和USB規(guī)范的需求。現(xiàn)時
fdjslkjd
2021-05-13 06:15:24
USB接口電路保護(hù)設(shè)計方案
PPTC（聚正溫度系數(shù)）裝置是對電腦及有關(guān)裝置提供電流過載保護(hù)的一種既可靠又經(jīng)濟(jì)的解決方案。由于這種裝置設(shè)有各種尺寸和功率范圍，讓電路設(shè)計者可以選擇最合適的款式以滿足電路設(shè)計和USB規(guī)范的需求
一只耳朵怪
2020-07-14 18:18:35
求48V轉(zhuǎn)12V降壓電路設(shè)計方案推薦！
求一個48V2A轉(zhuǎn)5V2A的降壓電路設(shè)計方案，要求效率盡量高，輸出穩(wěn)定點，盡量詳細(xì)?；蛘咄扑]幾款適合芯片，求指導(dǎo)大神們?。。?
60user48
2019-07-24 13:01:14
電壓掉電監(jiān)測電路介紹
? 電路在電壓掉電時處于不穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)常需要采取一些應(yīng)對措施。 比如音響內(nèi)部的音頻功率放大電路，在被突然拔掉電源時會發(fā)出刺耳的爆破音。 如果加入電壓掉電監(jiān)測電路，當(dāng)監(jiān)測到電壓掉電時，輸出一個信號來
2025-01-02 10:37:18
littlefs文件系統(tǒng)掉電保護(hù)是如何實現(xiàn)的？
文檔: 在 STM32L4 上應(yīng)用 littlefs 文件系統(tǒng)文檔上說little fs支持 擦寫均衡 和 掉電保護(hù)；擦寫均衡可以理解，通過打包幾條寫入，由寫入幾次變一次，從而增大flash壽命；這樣要寫入的數(shù)據(jù)臨時保存在ram中，掉電不就沒了，這個掉電保護(hù)是如果實現(xiàn)的，是用電池供電的ram嗎
felixbury
2022-10-18 11:26:55
VOIP端口防浪涌保護(hù)設(shè)計方案圖分享
VOIP端口防浪涌保護(hù)方案圖，如下：從VOIP端口浪涌保護(hù)方案圖中可以看出，電路保護(hù)器件選用了半導(dǎo)體放電管DWOS61089-17HN。該VOIP端口保護(hù)方案浪涌能力：DM 6KV CM 6KV
東沃電子
2020-12-03 13:42:14
littlefs文件系統(tǒng)掉電保護(hù)是如何實現(xiàn)的
文檔: 在 STM32L4 上應(yīng)用 littlefs 文件系統(tǒng)文檔上說little fs支持 擦寫均衡 和 掉電保護(hù)；擦寫均衡可以理解，通過打包幾條寫入，由寫入幾次變一次，從而增大flash壽命；這樣要寫入的數(shù)據(jù)臨時保存在ram中，掉電不就沒了，這個掉電保護(hù)是如果實現(xiàn)的，是用電池供電的ram嗎
熊本熊
2022-08-26 14:15:33
針對性的接口電路設(shè)計方案
? 電路需求 KTV環(huán)境惡劣，走線不規(guī)范，產(chǎn)品經(jīng)常損壞，唱歌體驗很差 針對性的接口電路設(shè)計 1.VGA接口靜電保護(hù)方案 2.同軸接口浪涌保護(hù)方案 可以滿足DC18V的高頻頭的防雷方案 3.HDMI
2021-12-01 10:39:05
求一種18650鋰電池充電方案及保護(hù)板電路的設(shè)計方案
18650鋰電池充電方案及保護(hù)板電路構(gòu)思一、電路參數(shù)1、充電電源為USB電源，額定電壓為5V。2、蓄電池為18650鋰電池 3.7V，容量2600mAh3、負(fù)載電機參數(shù)二、電路板功能要求1、充電電壓
hfgdzc
2021-09-13 06:52:37
如何實現(xiàn)電壓掉電監(jiān)測電路的檢測工作
電路在電壓掉電時處于不穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)常需要采取一些應(yīng)對措施。比如音響，內(nèi)部的音頻功率放大電路，在被突然拔掉電源時會發(fā)出刺耳的爆破音。
2020-11-21 11:58:40
嵌入式系統(tǒng)掉電保護(hù)實現(xiàn)的過程是什么？
在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計過程中，系統(tǒng)的掉電保護(hù)越來越受到重視。本文介紹的方法是在用ARM7系列芯片S3C4510B和μClinux構(gòu)建的嵌入式平臺上實現(xiàn)的。整個掉電保護(hù)實現(xiàn)的基本思路是：產(chǎn)生掉電信號，捕捉掉電信號和處理掉電信號。重點介紹這個過程的具體實現(xiàn)。
EnjoyL
2019-11-04 08:20:33
HDMI保護(hù)設(shè)計方案圖及ESD二極管器件選型
ESD二極管廠家東沃電子就科普過好多方案。不可否認(rèn)，HDMI接口靜電保護(hù)方案并不是唯一的，不同的電路保護(hù)器件廠家在設(shè)計方案時，方案和器件選型是有差異的。
2021-11-11 16:58:47
威剛工業(yè)級TLC SSD發(fā)布,支持掉電保護(hù)
威剛今天發(fā)布了一款定位工業(yè)級領(lǐng)域的SSD ISSS333 PLP，特別支持掉電保護(hù)，而且相當(dāng)?shù)钠?、長壽。
2020-02-20 21:13:45
嵌入式系統(tǒng)中的掉電保護(hù)過程是什么樣的？
在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計過程中，系統(tǒng)的掉電保護(hù)越來越受到重視。本文介紹的方法是在用ARM7系列芯片S3C4510B和μClinux構(gòu)建的嵌入式平臺上實現(xiàn)的。整個掉電保護(hù)實現(xiàn)的基本思路是：產(chǎn)生掉電信號，捕捉掉電信號和處理掉電信號。重點介紹這個過程的具體實現(xiàn)。
wq644921241
2019-11-01 08:00:11
直流有刷電機角度和速度控制方案設(shè)計方案 帶電流保護(hù)功能
此控制板本來控制遙控船槳角度用的 ，里面的功能可以實現(xiàn)直流有刷電機正反轉(zhuǎn)，PID恒速，還有轉(zhuǎn)舵角度控制，帶電流保護(hù)功能。 責(zé)任編輯：xj 原文標(biāo)題：直流有刷電機角度和速度控制方案設(shè)計方案(原理圖+源碼) 文章出處：【微信公眾號：電路設(shè)計技能】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
2020-12-07 11:25:58
學(xué)習(xí)IGBT驅(qū)動電路沒有這么難，這份詳細(xì)解析交給你！
本資料介紹了IGBT門極驅(qū)動保護(hù)電路的分類，驅(qū)動電路設(shè)計方案比較（主電路設(shè)計和控制電路設(shè)計），幫助學(xué)者快速了解掌握IGBT驅(qū)動電路原理及設(shè)計方法。
yfdsfqdqd
2020-01-15 07:00:00
一種機載電源掉電檢測電路設(shè)計
針對傳統(tǒng)機載電源掉電檢測電路抗干擾能力差、易誤觸發(fā)的缺點，提出了一種抗干擾能力強、安全性更好的掉電檢測電路。首先，在傳統(tǒng)掉電檢測電路的基礎(chǔ)上引入正反饋電路組成滯回電壓比較器，提高抗干擾能力；其次，為
2023-05-25 09:38:06
手機USB快速充電過壓保護(hù)設(shè)計方案
`手機USB快速充電過壓保護(hù)設(shè)計方案在為手機充電電路提供過壓保護(hù)方面，在考慮到遠(yuǎn)高于6?V的電壓情形，如靜電放電（ESD），其瞬間的應(yīng)力電壓可能高達(dá)幾千伏甚至十幾千伏，這種情形下，可以施加瞬態(tài)電壓
dodo1999
2019-12-23 08:57:12
基于KeyStone架構(gòu)的DSP電源設(shè)計方案
基于KeyStone架構(gòu)的DSP電源設(shè)計方案電源硬件電路設(shè)計與計算
adltom
2021-02-04 06:48:30
工商網(wǎng)監(jiān)
