如何確保異常掉電引發(fā)的數據安全
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可靠性是每一個(gè)產(chǎn)品的靈魂，如果一個(gè)產(chǎn)品可靠性不好，那它就是一個(gè)失敗的產(chǎn)品，因為客戶(hù)不會(huì )使用存在風(fēng)險的產(chǎn)品，然而產(chǎn)品的可靠性不僅受到上下電、復位等內部因素影響，還會(huì )被供電的突然關(guān)斷、工作環(huán)境等外部因素干擾。產(chǎn)品的控制系統對突然斷電的反應和保護措施是判斷產(chǎn)品可靠性的重要標準。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201805/380382.htm1. 系統掉電保護的重要性和可行性
嵌入式系統的產(chǎn)品在使用或者調試中，會(huì )經(jīng)常遇到系統電源突然掉電的情況，這種突發(fā)情況會(huì )導致系統丟失重要的數據且不能恢復，還有系統在運行中突然中斷，會(huì )對SD卡或者SDRAM等運行內存造成損壞，這種情況往往會(huì )影響產(chǎn)品的可靠性，為了盡量的避免這種不穩定性情況的出現，產(chǎn)品需要增加掉電檢測和保護電路。
掉電檢測和保護電路就是對系統電壓進(jìn)行監測，當系統電壓值下降到低壓警戒值時(shí)，電路會(huì )發(fā)現并做出反應，發(fā)出一個(gè)警告信號，處理器接收到警告信號之后馬上進(jìn)行數據保存等操作，防止系統數據丟失。
圖1是一種典型掉電檢測保護電路，此功能框圖可以讓大家更好的了解掉電檢測保護電路的工作原理。
掉電電路為四個(gè)部分：超級電容電路(含三極管開(kāi)關(guān)電路)、DC-DC升壓電路、LM393比較器電路、DC-DC降壓電路。這四部分電路和處理器組成一個(gè)完整的掉電檢測和保護電路。
圖1 掉電檢測電路框架圖
3. LM393比較器電路運用
LM393比較器電路如圖2所示，圖中比較器IN-輸入端VCC_4V4是MP1542升壓電路的輸出，IN+輸入端是系統的5V電壓，當VIN-> VIN+時(shí)，比較器輸出低電平;當VIN-< VIN+時(shí)，比較器輸出高電平。
圖2 LM393比較器電路
4. MP1542升壓電路運用
MP1542升壓電路如圖3所示，系統通過(guò)LM393的比較器電路控制著(zhù)升壓電路的使能：
系統上電后，比較器兩端輸入大小如下：VIN- < VIN+，因此比較器輸出高電平信號，其中V_DET信號接入MP1542的負反饋端，V_DET為高電平時(shí)拉低電路的輸出，達到不使能升壓電路的效果;
系統斷電后，5V系統電壓快速下降，比較器兩端輸入大小如下：VIN- > VIN+，因此比較器輸出低電平信號，V_DET為低電平時(shí)，根據公式：Vout= [(12/5)+1]*1.25，MP1542的電路輸出4.25V，達到使能升壓電路的效果。
圖3 MP1452電路
5. 掉電檢測保護電路的電源波形和工作過(guò)程
為了更直觀(guān)的理解掉電檢測保護電路的作用，我們繪制了系統工作的電源波形圖，如圖4所示，掉電電路的四個(gè)部分電路分別在不同的時(shí)間發(fā)揮著(zhù)不同的作用。
圖4 系統電源波形圖
當5V電源供電時(shí)，5V電壓促使三極管開(kāi)關(guān)電路導通，LM393比較器的高電平輸出讓MP1542升壓不工作，為超級電容提供只進(jìn)不出的充電環(huán)境(電容充滿(mǎn)后兩端電壓為4V)，系統的常用4.2V電源是5V通過(guò)MP2315降壓電路獲得。
當系統斷電時(shí)，LM393比較器的低電平信號使能MP1542電路，為超級電容提供放電回路(電容電壓有8-10S時(shí)間穩定在2.5-4V，MP1542最低輸出電壓2.5V)，電容電壓通過(guò)MP1452電路升到4.2V，作為處理器的備用供電電源，在開(kāi)啟備用電源之時(shí)，LM393比較器也給處理器發(fā)出了一個(gè)低電平報警信號，如圖2所示，PD_DETC信號直接輸出給處理器，處理器檢測到此信號馬上做出保存數據等一系列關(guān)閉系統的應急操作。
此電路使用時(shí)需要注意：超級電容兩端電壓未達到2.5V之前，掉電檢測保護電路不能正常工作，所以電容充電的時(shí)間需要把控，超級電容的充電公式：t =(C * V)/I，C為超級電容的額定容量，V為超級電容工作電壓，I為充電電流，超級電容充電所需時(shí)間不能太長(cháng)，會(huì )影響系統的性能。
上述文章闡述的電路就是一種非常實(shí)用的系統掉電檢測和保護電路，此電路可以讓嵌入式系統避免突然掉電時(shí)丟失數據的現象，有效的提高了產(chǎn)品的可靠性。
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