記憶芯片備用電源電路分析

劉維峰

摘 要記憶芯片在自動(dòng)控制中應(yīng)用廣泛，但在設(shè)備斷電后記憶芯片同時(shí)失電，存儲(chǔ)的信息將丟失，給自動(dòng)控制造成諸多不穩(wěn)定因素，通過(guò)使用電池附加外圍電路可實(shí)現(xiàn)當(dāng)設(shè)備斷電后利用電池供電以保持記憶芯片的信息完好。

【關(guān)鍵詞】記憶芯片電源 電路分析

存儲(chǔ)基本設(shè)置信息的芯片在自動(dòng)控制中廣泛應(yīng)用，如電腦主板、設(shè)備控制板、自動(dòng)控制系統(tǒng)等均有應(yīng)用，記憶的信息包括設(shè)備的配置信息、用戶信息、控制邏輯信息等，對(duì)大多數(shù)記憶芯片來(lái)說(shuō)，對(duì)信息的保存、存儲(chǔ)、記憶均需要相應(yīng)的電源供給，一旦芯片失去工作電源，其內(nèi)部存儲(chǔ)的用戶錄入或設(shè)置的信息將丟失，給用戶實(shí)用帶來(lái)不便，甚至?xí)o工業(yè)控制帶來(lái)較大的安全隱患。

比如電腦主板中BIOS配置，一旦電腦脫離外電源且主板電池故障或被取出，用戶對(duì)BIOS的配置將丟失，再比如在廣播發(fā)射領(lǐng)域，部分型號(hào)的發(fā)射機(jī)對(duì)初始功率等級(jí)的設(shè)置保存于相應(yīng)的芯片中，一旦設(shè)備失電，芯片中記憶的功率等級(jí)數(shù)據(jù)將丟失，下次開(kāi)機(jī)時(shí)就沒(méi)有功率輸出，給自動(dòng)控制帶來(lái)隱患。本文以哈里斯生產(chǎn)的DX10中波廣播發(fā)射機(jī)控制板為例，簡(jiǎn)要分析記憶芯片的供電保障電路工作原理。

1 記憶芯片的使用

以哈里斯生產(chǎn)的DX10系列發(fā)射機(jī)為例，該機(jī)型中功率等級(jí)設(shè)置信息是存儲(chǔ)于控制板上N7等9只集成芯片中，型號(hào)為74HC192E，該芯片為十進(jìn)制同步加減法計(jì)數(shù)器，當(dāng)發(fā)射機(jī)功率設(shè)置完畢后，其數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)于芯片中，該芯片斷電后，存儲(chǔ)信息將消失，為了實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的自動(dòng)控制，必須使該功率等級(jí)信息具備斷電記憶功能，要實(shí)現(xiàn)斷電記憶，需要給該芯片不間斷的供電，由于發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)的獨(dú)立性，不可能為該芯片配備不間斷UPS電源，所以在發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)中，使用干電池等手段為其進(jìn)行供電。

2 芯片供電保障電路分析

存儲(chǔ)記憶芯片供電電路包含工作電源、備用電源、電池供電電源、電容供電電源。也就是說(shuō)，在DX發(fā)射機(jī)控制板中的記憶芯片有四路電源為其供電，第一路是正常工作時(shí)的電源，取自控制板整體工作電源，是其主用電源。第二路是取自發(fā)射機(jī)晶振板的電源，這類備用電源是發(fā)射機(jī)設(shè)備特有的方式，因?yàn)樵诎l(fā)射機(jī)斷開(kāi)控制電源后，為保障晶振的穩(wěn)定性，其晶振部分是正常工作的，除非整個(gè)發(fā)射機(jī)外電斷開(kāi)，該部分才失去電源。第三路是電池供電，當(dāng)發(fā)射機(jī)短時(shí)間外電斷開(kāi)，其控制板記憶芯片依靠三節(jié)5號(hào)電池組成的電池組提供工作電源，以保證其存儲(chǔ)的信息不丟失。第四路是電容供電，該路供電使用法拉級(jí)大容量電容，正常工作時(shí)第一路電源為其充電至工作電壓，芯片瞬間失電時(shí)，靠電容放電維持其芯片工作，該路電源僅供芯片瞬間失電使用，當(dāng)電容放電至芯片維持工作電壓以下，該路電源便不起作用。

如圖1所示，第一路電源為整個(gè)電路板公用電源，受發(fā)射機(jī)低壓電源控制，當(dāng)斷開(kāi)低壓電源而外電正常的情況下，其他電源為記憶芯片供電。當(dāng)外電也斷開(kāi)的情況下，第二路電源也消失，此時(shí)將由電池組為芯片供電，而當(dāng)電池組電壓不足或者故障時(shí)，僅靠電容C1儲(chǔ)存的電能為其供電，由于電容存儲(chǔ)的電能比較有限，故僅作為外電瞬間斷開(kāi)時(shí)起到臨時(shí)保障的作用。

由圖可以看出，第一路、第二路、電池組之間實(shí)用二極管VD1、VD2、VD3進(jìn)行隔離，避免電源返送造成設(shè)備損壞。而電阻器R1、R2的作用則是當(dāng)濾波電容擊穿時(shí)，不至于電源對(duì)地短路，起到保護(hù)電源的作用。濾波電容則是濾除電源當(dāng)中的雜波，時(shí)芯片工作電源更加平滑，增強(qiáng)其可靠性和穩(wěn)定性。

3 總結(jié)

該型電路模型在工業(yè)控制、計(jì)算機(jī)上應(yīng)用廣泛，日常生活中接觸較多的則為電腦主板，采用類似電路對(duì)用戶設(shè)置的BIOS信息進(jìn)行存儲(chǔ)。該電路僅為基本的電路模型，在工業(yè)控制設(shè)計(jì)中可以根據(jù)該電路進(jìn)行按實(shí)際需要進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

參考文獻(xiàn)

[1]殷炳忠.智能型雙電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)[J].電工電氣，2010（05）：26-27.

[2]朱貽瑋.我國(guó)IC芯片制造線現(xiàn)狀和分析[J].中國(guó)集成電路，2011（04）：78-79.

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