一种相机掉电时防止数据丢失的断电保护系统
技术领域
本发明涉及数据存储领域，具体涉及一种相机掉电时防止数据丢失的断电保护系统。
背景技术
随着我国工业事业的迅猛发展，DDR内存条作为常见的电子设备，其应用越来越广泛。由于DDR内存条具有读写速度比掉电不丢失介质如FLASH/硬盘等的读写速度快的优点，DDR内存条被广泛应用于相机内部，用于缓存一些图像数据和文件信息，但由于DDR内存条存在掉电即出现数据完全丢失的情况，为提高数据的安全性和完整性，业内的高端相机产品均支持掉电保护功能。
目前业内相机主流采用UPS/FALSH的掉电保护方案，即在系统电源异常掉电时，利用UPS作为备用电源向相机整体提供掉电保护，但是相机系统无法感知UPS的具体状态，例如UPS是否存在，UPS剩余的电量维持的时间等等，导致相机的掉电保护可靠性较低，另一种是通过使用NVDIMM向相机系统提供保护，在DIMM条中设置相同容量的FLASH存储介质和DRAM芯片和一类大电容，当系统掉电后,NVDIMM利用大电容存储的电量，将DRAM上的数据写入到FLASH介质中，由于集成了大电容和FLASH存储介质，NVDIMM的价格昂贵且体积较大，难以在相机系统内广泛使用。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种相机掉电时防止数据丢失的断电保护系统，包括为整个相机各模块提供工作电压第一电源模块、第一电源模块掉电时启用的第二电源模块、重要数据存储模块；
所述第一电源模块通过第一连接电路与重要数据存储模块连接，用于在相机未掉电时为重要数据存储模块提供工作电压；
所述第一电源模块通过第二连接电路与第二电源模块连接，用于在相机未掉电时为第二电源模块充电；
所述第二电源模块通过第三连接电路与重要数据存储模块连接，且在第一电源模块有电时，由第一电源模块控制第三连接电路处于不导通状态，在第一电源模块掉电时，第二电源模块自动放电使第三连接电路处于导通状态为重要数据存储模块提供工作电压。
作为上述方案的进一步优化，所述第三连接电路包括第三MOS管开关且第三MOS管开关为P沟道增强型MOS管，所述第三MOS管开关的栅极连接第一电源模块，源极连接第二电源模块，漏极连接重要数据存储模块，以使第一电源模块有电时第三MOS管开关的栅极电压等于源极电压处于截止状态，第一电源模块掉电时使得第三MOS管开关的栅极电压小于漏极电压处于导通状态。
作为上述方案的进一步优化，所述第一连接电路和第二连接电路分别包括P沟道增强型的第一MOS管开关和第二MOS管开关。
作为上述方案的进一步优化，所述第一电源模块包括相机系统的CPU模块、充电管理芯片，
所述第一电源模块的输入接口连接外部相机工作电源，同时连接第一MOS管开关的源极、第二MOS管开关的源极、CPU模块、充电管理芯片，所述CPU模块与充电管理芯片的第四引脚连接用于为充电管理芯片提供控制信号，所述充电管理芯片分别通过第一引脚、第二引脚、第三引脚对应连接第一MOS管开关、第二MOS管开关、第三MOS管开关的栅极，所述第一MOS管开关的漏极连接重要数据存储模块、第二MOS管开关的漏极连接第二电源模块。
作为上述方案的进一步优化，所述CPU模块与充电管理芯片的第四引脚连接用于为充电管理芯片提供控制信号，具体为：
第一电源模块有电时：
控制第三引脚高电平，以使第三MOS管开关截止，同时：
在相机工作时，控制第一引脚低电平同时第二引脚高电平，以使第一连接电路导通同时第二连接电路断开，第二电源模块处于未充电状态；
在相机待机时，控制第一引脚高电平同时第二引脚低电平，以使第一连接电路断开同时第二连接电路导通，第二电源模块处于充电状态。
作为上述方案的进一步优化，所述第一电源模块的输入接口在连接外部相机工作电源之前，还连接过压保护模块，用于防止外部相机工作电源过高和纹波过大损坏相机内部元器件。
作为上述方案的进一步优化，所述重要数据模块包括重要数据存储单元和稳压降压电路单元，所述稳压降压电路单元的输入端分别和第一MOS管开关和第三MOS管开关的漏极连接，所述稳压降压电路单元的输出端连接重要数据存储单元。
作为上述方案的进一步优化，所述重要数据存储单元为DDR内存条。
作为上述方案的进一步优化，所述CPU模块与充电管理芯片之间通过保护模块接口连接，所述重要数据存储单元和稳压降压电路单元的输出端之间通过保护模块接口连接。
作为上述方案的进一步优化，所述稳压降压电路单元包括第一稳压降压电路单元和第二稳压降压电路单元，所述第一稳压降压电路单元用于将稳压降压电路单元的输入端接收的电压降为稳定的5V电压，所述第二稳压降压电路单元用于将稳定的5V电压降为DDR内存条工作电压。
本发明的一种相机掉电时防止数据丢失的断电保护系统，具备如下有益效果：
1.本发明，通过第一电源模块通过第二连接电路与第二电源模块连接，第二电源模块通过第三连接电路与重要数据存储模块连接，且在第一电源模块有电时为第二电源模块充电，在第一电源模块掉电时，由第二电源模块为DDR内存条等重要数据存储单元供电，既实现了相机中的DDR内存条等在系统电源异常掉电后仍然保持不掉电，从而达到保证重要数据存储模块内部数据不丢失的目的，不需要增加非易失性内存器件用于掉电后将重要数据转移到非易失性内存器件，又实现了在相机异常掉电时仅为DDR内存条供电，避免了断电后要为整个相机供电所需的大电量，使用的电池体积更小。
2..本发明中，通过在第一电源模块有电时为第二电源模块充电，在第一电源模块掉电时，第二电源模块能释放电能，并且基于自身释放的电能使得第三连接电路自动导通，为DDR内存条提供工作电压，实现在第一电源模块掉电时，切换到第二电源模块不需要额外的切换控制信号或者切换控制系统，从而不需要额外的电源电路驱动控制信号或者控制系统。
3.本发明中，通过利用P沟道增强型MOS管的导通和截止特性，实现在第一电源模块有电时控制其栅极电压，使其处于截止状态，在第一电源模块掉电时，栅极失去第一电源模块提供的电压，由第二电源模块控制其导通，实现自动的供电电源切换功能，电路设计更加简单，便于将外部电池安装在相机内部，占用相机内部空间少，相机体积和重量小。
附图说明
图1为本发明的一种相机掉电时防止数据丢失的断电保护系统的整体的模块框图；
图2为本发明的一种相机掉电时防止数据丢失的断电保护系统的具体电路模块连接框图；
图3为图2的优化方案的电路模块连接框图；
图4为本发明的一种相机掉电时防止数据丢失的断电保护系统的的电路原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
参见图1，本发明提供了一种相机掉电时防止数据丢失的断电保护系统，包括为整个相机各模块提供工作电压第一电源模块、第一电源模块掉电时启用的第二电源模块、重要数据存储模块，在本实施例中重要数据存储模块包括重要数据存储单元和稳压降压电路单元，其中重要数据存储单元以DDR内存条为例进行说明。
第一电源模块通过第一连接电路与重要数据存储模块连接，用于在相机未掉电时为重要数据存储模块提供工作电压；
第一电源模块通过第二连接电路与第二电源模块连接，用于在相机未掉电时为第二电源模块充电；
第二电源模块通过第三连接电路与重要数据存储模块连接，且在第一电源模块有电时，由第一电源模块控制第三连接电路处于不导通状态，在第一电源模块掉电时，第二电源模块自动放电使第三连接电路处于导通状态为重要数据存储模块提供工作电压。
本发明实施例中，第一电源模块提供的工作电压就是相机未掉电时，为整个相机提供工作电压的系统电源；
系统电源正常为相机供电时，仅由第一电源模块驱动工作，第二电源模块不作为电源提供工作电压；当系统电源掉电时，即第一电源模块无法提供工作电压时，仅由第二电源模块驱动工作且仅重要数据存储模块工作，实现了供电路径自动管理功能。
一方面，本发明实施例在相机异常掉电时仅为重要数据存储模块供电，使得相机中的重要数据存储模块(重要的存储介质如DDR内存条等)在系统电源异常掉电后仍然保持不掉电，从而达到保证重要数据存储模块内部数据不丢失的目的，不需要增加非易失性内存器件用于掉电后将重要数据转移到非易失性内存器件，也不需要为整个相机提供电能。
另一方面，本发明实施例在第一电源模块掉电时，切换到第二电源模块不需要额外的切换控制信号或者切换控制系统，从而不需要额外的电源电路驱动控制信号或者控制系统。
对比现有技术使用的在相机异常掉电后使用外部UPS对整个相机供电或在相机掉电后使用小容量电池给系统供电，让CPU检测电源情况后将DDR内存条内缓存的数据传输给FLASH介质，以保证掉电时数据不丢失，本发明实施例的技术方案可实现电路设计更加简单，系统工作流程更为简便，且外部使用的电池的体积更小，可将外部电池安装在相机内部，占用相机内部空间更少，减少相机体积和重量，其次在使用相同容量的电池情况下，本发明的续航时间更长，DDR内存条内缓存的数据保留时间更长。
具体的，参见图2，第一电源模块包括相机系统的CPU模块、充电管理芯片，第三连接电路包括第三MOS管开关且第三MOS管开关为P沟道增强型MOS管，第三MOS管开关的栅极连接第一电源模块，漏极连接第二电源模块，源极连接重要数据存储模块，以使第一电源模块有电时第三MOS管开关的栅极电压等于源极电压处于截止状态，第一电源模块掉电时使得第三MOS管开关的栅极电压小于漏极电压处于导通状态；
第一连接电路和第二连接电路分别包括P沟道增强型的第一MOS管开关和第二MOS管开关；
第一电源模块的输入接口连接外部相机工作电源，同时连接第一MOS管开关的源极、第二MOS管开关的源极、CPU模块、充电管理芯片；
充电管理芯片分别通过第一引脚、第二引脚、第三引脚对应连接第一MOS管开关、第二MOS管开关、第三MOS管开关的栅极，所述第一MOS管开关的漏极连接重要数据存储模块、第二MOS管开关的漏极连接第二电源模块；
CPU模块与充电管理芯片的第四引脚连接用于为充电管理芯片提供控制信号，即为充电管理芯片第一引脚、第二引脚、第三引脚提供高低电平控制信号，以实现第一MOS管开关、第二MOS管开关、第三MOS管开关的导通和截止。
具体的，第一电源模块有电时：
控制第三引脚高电平，以使第三MOS管开关截止，同时：
在相机工作时，控制第一引脚低电平同时第二引脚高电平，以使第一连接电路导通同时第二连接电路断开，第二电源模块处于未充电状态；
在相机待机时，控制第一引脚高电平同时第二引脚低电平，以使第一连接电路断开同时第二连接电路导通，第二电源模块处于充电状态。
也就是说相机正常工作时，控制第一电源模块不给第二电源模块充电，减少工作时对电池充电从而对系统电源带来较大的纹波，相机待机时，内存条不工作时，才会控制第一电源模块给第二电源模块充电，提高了电池的使用安全性能。
第一电源模块有电时：控制第三引脚高电平，以使第三MOS管开关截止，使得第二电源模块无法为内存条供电，实现第一电源模块的优先级高于第二电源模块，在为内存条供电时优先选择第一电源模块。
进一步的，参见图4，本实施例中，外部相机工作电源为VCC_SYS_12V；第二电源模块为电池组电源VABT。
充电管理芯片采用BQ24703PWR芯片，第四引脚为第8引脚使能脚ENABLE，第一引脚、第二引脚、第三引脚分别为BQ24703PWR芯片的24引脚、21引脚、23引脚，第一MOS管开关、第二MOS管开关、第三MOS管开关采用P沟道MOS管SI4435DY、分别为U13、U14、U15；
在外部相机工作电源正常工作时，即第一电源模块有电时：
CPU正常工作，可以向充电管理芯片发送控制信号，基于P沟道增强型MOS管的特性，在相机工作时：
控制23和21引脚高电平，24引脚低电平，实现只有第一MOS管开关导通，外部相机工作电源为内存条供电，而第二电源模块不充电；
在相机待机时：
控制23和24引脚高电平，21引脚低电平，实现只有第二MOS管开关导通，外部相机工作电源停止为内存条供电，为第二电源模块充电；
在外部相机工作电源异常掉电时，即第一电源模块没电时：
CPU处于非工作状态，此时，整个电路包括第二电源模块、第三MOS管开关和重要数据存储模块，第二电源模块放电，第三MOS管开关在第二电源模块作用下导通，由第二电源模块为重要数据存储模块供电。
参见图3，为了优化整个电路结构，在整个电路结构中加入了过压保护模块和保护模块接口，具体的：
第一电源模块的输入接口在连接外部相机工作电源之前，连接过压保护模块，用于防止外部相机工作电源过高和纹波过大损坏相机内部元器件，本实施例中过压保护模块采用过压保护芯片MAX15091A，其中，电池保护板和电池个体差异，会引起低压保护断电的起始电压范围为5.5V-6V。
CPU模块与充电管理芯片之间通过保护模块接口连接，向充电管理芯片的四第引脚发送控制信号，重要数据存储单元和稳压降压电路单元的输出端之间通过保护模块接口连接。
上述重要数据模块，包括重要数据存储单元和稳压降压电路单元，稳压降压电路单元的输入端分别和第一MOS管开关漏极和第三MOS管开关源极的连接，所述稳压降压电路单元的输出端连接重要数据存储单元(即DDR内存条)。
所述稳压降压电路单元包括第一稳压降压电路单元和第二稳压降压电路单元，所述第一稳压降压电路单元用于将稳压降压电路单元的输入端接收的电压降为稳定的5V电压，所述第二稳压降压电路单元用于将稳定的5V电压降为DDR内存条工作电压。
具体的，第一稳压降压电路单元包含但不仅限于BUCK/BOOST类IC、DC/DC调制IC、线性调制IC，其主要作用是：在DDR内存条供电由第一电源模块即系统电源VCC_SYS_12V供电时，将系统电源12V降至5V给后级电源管理芯片供电；在DDR内存条供电由第二电源模块即电池组VBAT电源供电时，由于电池组的输出不是线性输出，故需将高于5V的电压降压为5V，将低于5V的电压升压为5V给后级电源管理芯片供电。第一稳压降压电路单元的输出端接至保护模块接口上。
第一稳压降压电路单元输出端连接的第二稳压降压电路单元，包含但不限于DC/DC调制IC、线性调制IC。其作用是，为DDR内存条提供直接的电源。如DDR3内存条需电源管理芯片将输入的5V转为0.75V/1.5V/3.3V，DDR4内存条需电源管理芯片将输入的5V转为0.6V/1.2V/2.5V。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
