[实用新型]基于超级电容的工控机生产数据保护系统

说明书

本实用新型提供了一种基于超级电容的工控机生产数据保护系统，将USB设备断电时临时存储到SD卡中，实现生产数据断电保护。一种基于超级电容的工控机生产数据保护系统，包括超级电容充电电路、超级电容/外部电源切换电路和FPGA，FPGA串接在USB链路，USB_OUT接口对外接工控机，USB_IN接口接FPGA输入端，FPGA输入端还经超级电容/外部电源切换电路连接电池电源和外部电源，外部电源连接超级电容充电电路，FPGA输出端连接DDR存储器和SDK外部存储器。

技术领域

本实用新型涉及一种数据保护系统，具体涉及一种基于超级电容的工控机生产数据保护系统，属于计算机技术领域。

背景技术

随着信息时代的到来，工控计算机越来越多的应用到工业生产中，尤其像冶金、高精密生产、机械建模等领域。但计算机经常遇到异常断电或者异常宕机的风险，在生产过程中导致许多重要生产数据丢失，甚至造成不可恢复的损失。超级电容技术既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有电池的储能特性，当异常断电时合理使用超级电容断电续航的能力，将读写过程中的生产数据临时保存到SD卡中或者其他存储介质中，再次上电时，数据重新读取到系统中，有效防止关键生产数据的意外丢失。

实用新型内容

本实用新型目的是提供了一种基于超级电容的工控机生产数据保护系统，将USB设备断电时临时存储到SD卡中，实现生产数据断电保护。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种基于超级电容的工控机生产数据保护系统，包括超级电容充电电路、超级电容/外部电源切换电路和FPGA，FPGA串接在USB链路，USB_OUT接口对外接工控机，USB_IN接口接FPGA输入端， FPGA输入端还经超级电容/外部电源切换电路连接电池电源和外部电源，外部电源连接超级电容充电电路，FPGA输出端连接DDR存储器和SDK外部存储器。

所述基于超级电容的工控机生产数据保护系统优选方案，超级电容充电电路包括PWM驱动控制电路、BUCK变化电路和充电模式控制电路，PWM驱动控制电路包括脉宽调制器以及与脉宽调制器连接的外围电路，充电模式控制电路包括与脉宽调制器连接的第一电阻RS、第二电阻R9、第三电阻R10、第四电阻R12、第五电阻R13以及稳压管ZD1 。

所述基于超级电容的工控机生产数据保护系统优选方案，BUCK变化电路包括电感L1、二极管D1、电容C6和超级电容SC，二极管D1两端连接电源正极V1+和电源负极V1-,且二极管D1连接电感L1一端，电感L1另一端连接超级电容SC正极，电源负极V1-还经第一电阻RS连接超级电容SC负极，电容C6两端并联在超级电容SC两端。

所述基于超级电容的工控机生产数据保护系统优选方案，脉宽调制器为为TL494芯片,外围电路包括MOS管Q1、电阻R3、电阻R4、电容C4、电阻R7、电阻R8、电阻R14和电阻R15；

MOS管Q1源极连接电源正极V1+，MOS管Q1栅极经电阻R7接脉宽调制器芯片电源正VCC端，MOS管Q1栅极还经电阻R8连接脉宽调制器输出集电极端，MOS管Q1漏极连接超级电容SC正极；

脉宽调制器的反向输入端分两路，一路通过电阻R3经电容C4接电源负极V1-，另一通过电阻R4接GND；脉宽调制器的基准电压端经电阻R14与反向输出端汇合后经电阻R15接电源负极V1-。

所述基于超级电容的工控机生产数据保护系统优选方案，充电模式控制电路包括与脉宽调制器连接的第一电阻RS、第二电阻R9、第三电阻R10、第四电阻R12、第五电阻R13以及稳压管ZD1；其中

稳压管ZD1一端经第四电阻R12及第五电阻R13连接脉宽调制器同向输出端，另一端连接超级电容SC正极；

第二电阻R9一端接GND,另一端接脉宽调制器同向输入端；