[发明专利]一种低电压输入掉电数据保护系统及保护方法

说明书

一种低电压输入掉电数据保护系统，包括：输入防护电路，用于稳定输出输入电压；主回路控制电路，用于给数据处理器供电；辅助回路，用于在掉电状态下给数据处理器供电；掉电检测电路，用于检测稳压后输入电压端的电压；数据处理单元，用于根据输入电压选择工作模式；以及数据存储器，用于存储掉电时刻数据；本发明还包括保护方法，包括以下步骤：输入正常工作电压，主回路控制电路供电；第一、二比较电压高于基准电压，处于正常工作模式；第二比较电压低于基准电压，第一比较电压高于基准电压，保持原有状态；第一、二比较电压低于基准电压，辅助回路供电，并存储的数据。本发明的有益效果是：掉电状态下无需外部电池供电，及时保存数据。

技术领域

本发明涉及一种低电压输入掉电数据保护系统及保护方法，属于工业控制领域。

背景技术

在工业现场的控制设备，往往存在着受外部供电影响异常掉电，此时需要控制系统及时回采现场各类传感器的状态，保持自身原有的输出驱动状态，并将自身内部运行的数据及时保存到对应的非易失性存储器中，在系统重新上电后，设备能在原来中断的基础上无缝衔接运行。

现在控制领域普遍采用电池或非易失性随机存储器来实现异常的掉电数据恢复，将需要掉电恢复的数据在系统运行的每个周期保存到非易失性随机存储器中，当需要保存的数据量比较大时，存储器的价格会比较昂贵，同时这种方式只能存储本周期之前的数据，对于当前周期运行的数据存在丢失的概率。专利CN 111049256 A提供了一种用于掉电数据保存的方法，该方法外部电源12～24V给系统供电，再通过稳压器输出3.3V给处理器和法拉电容供电，当外部电源掉电时，利用法拉电容给处理器提供供电电源，从而保存现场数据。该专利：1、要求输入电压要高于处理器供电电压，且需要通过稳压器降压，对于外部电源直接给处理器供电的场合无法适应；2、采用ADC采集外部输入电压，存在采集周期延时，在外部掉电比较快的情况下无法及时识别；3、法拉电容能提供较大的瞬间放电电流，同时在上电时刻对稳压器的供电电流也要求较高，该专利串联了电阻因此无法提供处理器掉电时对电源功耗较大的情况。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种在控制设备外部异常断电状态下无需外部电池供电，及时保存现场掉电时刻所有数据并在电源供电正常后实现系统掉电恢复现场并运行的低电压输入掉电数据保护系统及保护方法。

本发明所述的一种低电压输入掉电数据保护系统，其特征在于，包括：

输入防护电路，用于稳定输出输入电压，所述输入防护电路的稳压前输入电压端与输入电源电连接，所述输入防护电路的稳压后输入电压端分成两路，分别与主回路控制电路、辅助回路的电压输入端电连接；

主回路控制电路，用于给数据处理器供电，所述主回路控制电路的电压输入端与输入防护电路的第一路稳压后输入电压端电连接，所述主回路控制电路的电压输出端与数据处理器的电压输入端电连接；

辅助回路，用于在掉电状态下给数据处理器供电，所述辅助回路的电压输入端与输入防护电路的第二路稳压后输入电压端电连接，所述辅助回路的电压输出端与数据处理器的电压输入端电连接；

掉电检测电路，用于检测稳压后输入电压端的电压，所述掉电检测电路的电压输入端接入所述输入防护电路的稳压后输入电压端，所述掉电检测电路的信号输出端口与所述数据处理器的信号控制端电连接；

数据处理单元，用于根据输入电压选择工作模式，所述数据处理器包括数据处理器和中断立即处理器，所述中断立即处理器的信号输入端与所述掉电检测电路的信号输出端口电连接，所述中断立即处理器的信号输出端与所述数据处理器的信号输入端电连接；所述数据处理器的电压输入端口分别与所述主回路控制电路的电压输出端、所述辅助回路的电压输出端电连接；

以及数据存储器，用于存储掉电时刻从数据处理器传输的数据，所述数据存储器的信号输入端与所述数据处理器的数据传输端口电连接。