專利名稱：具有電荷存儲器的備用電路的制作方法
具有電荷存儲器的備用電路
本發(fā)明涉及一種包括至少一個電荷存儲器的備用電路，該電荷存 儲器利用第一端子被連接到參考電勢上，并且該電荷存儲器利用第二 端子被連接到在電源與負(fù)栽單元之間的連接點(diǎn)上。
如電子存儲元件、定時器等等那樣的負(fù)栽單元
(Verbrauchereinheit )的備用電路通常是7>知的，并用作為在切斷 真正的電源或者在真正的電源故障時的跨接電源
(Ueberbrueckungsversorgung )。這樣的電路包括至少一個被構(gòu)造為 電池或者被構(gòu)造為電容器的電荷存儲器。對于電池，公知設(shè)置了用于 進(jìn)行重新充電的可能性的這種電路，并且公知其中采用了不可充電的 電池的這種電路。
電荷存儲器被連接到在電源與要供給的負(fù)載單元之間的連接點(diǎn) 上?？沙潆姷碾姾纱鎯ζ魍ǔＳ呻娫唇?jīng)過串聯(lián)電阻來充電。JP 10257691 A例如說明了這種電路，其中，電荷存儲器由電源或者電池經(jīng)過串聯(lián)電 阻來充電。如果電源和電池故障，則電荷存儲器經(jīng)過與串聯(lián)電阻并聯(lián) 布置的二極管來供給負(fù)載單元。
JP 2004159451 A同樣說明了 一種以電容器作為電荷存儲器的備用 電路，該電容器由電源經(jīng)過串聯(lián)電阻來充電。在被切斷的電源的情況 下，電容器經(jīng)過與串聯(lián)電阻并聯(lián)布置的二極管放電，并且因此供給負(fù) 載單元。
不可充電的電池經(jīng)過二極管被連接到連接點(diǎn)上，其中，二極管的 陽極與電池相連接。電流因此只能從電池通向連接點(diǎn)。在連接點(diǎn)與電 源之間，通常設(shè)置阻止朝電源方向的電流的其它二極管。從JP 10032941 Al應(yīng)獲知這種備用電路，其中電池被用作電荷載體。
按照現(xiàn)有技術(shù)，既包含電容器又包含電池的備用電路也是公知的。 JP 10051978 Al說明了這種電路，其中，借助三個二極管來阻止來自 電荷存儲器的電流返回流向電源。
這些由現(xiàn)有技術(shù)公知的備用電路大多針對具有非常微小的電能消 耗的負(fù)栽單元來設(shè)置，以致電容器的電容通常足以超過較長的時間來 供給負(fù)栽單元。在被切斷的或者故障的電源的情況下，按照現(xiàn)有技術(shù)
通過二極管來阻止電流從電荷存儲器返回到電源中。但是朝阻流方向，
泄漏電流也流過二極管，由此減少了電荷存儲器中的針對負(fù)載單元可
供使用的電荷。由此損害了備用電路的供給時間。
本發(fā)明的任務(wù)是說明一種相對于現(xiàn)有技術(shù)被改進(jìn)的備用電路。 根據(jù)本發(fā)明，這通過開始所述類型的備用電路來實(shí)現(xiàn)，其中，在
電源與連接點(diǎn)之間設(shè)置了晶體管，并且其中晶體管的基極和發(fā)射極相
互連接。
通過如此連接的晶體管來阻止電荷存儲器放電到電源中。相對 于具有二極管的公知解決方案，該解決方案的優(yōu)點(diǎn)在于沒有形成額 外費(fèi)用，并且將在備用階段返回流到電源中的泄漏電流降低到二極管 泄漏電流的約十分之一。因此，在電荷存儲器中有更多的電能用于供 給負(fù)載單元。這要么延長了備用持續(xù)時間，要么創(chuàng)造了較小地確定電 荷存儲器的大小的可能性。
將至少一個電荷存儲器構(gòu)造為電容器是有利的，其中，優(yōu)選地采 用所謂的超級電容(Supercap)電容器。在此，涉及具有高電容的可
靠構(gòu)件。
在此，如果在電容器之前連接電阻，則是有利的。因此，可以以 簡單的方式來限制電容器電流。
如果將至少一個電荷存儲器構(gòu)造為電池，則對于具有更高的電能 消耗或者更長的備用時間的負(fù)載單元是有利的。這些電池通常比具有 高電容的電容器便宜。即使在電池的情況下也有利的是，在這些電池 之前連接電阻并且因此限制電流。
此外，對于不可充電的電池，如果在電池之前連接二極管，并且 如果二極管的陽極與電池的正極相連接，則是有利的。因此阻止電流 從電源流向電池。
此外，本發(fā)明的有利的特征還規(guī)定電荷存儲器被構(gòu)造為電容器， 并且電荷存儲器被構(gòu)造為電池。在此，可以在電容器和電池之前分別 連接電阻，并利用二極管保護(hù)不可充電的電池。這樣的電路對于通常 具有短的故障時間的應(yīng)用是有利的，其中，但是也不可排除長的故障 時間或者切斷時間。于是，在短的故障時間期間，經(jīng)過電容器來滿足 負(fù)載單元的供電，而不用給電池加上負(fù)擔(dān)。只有在故障時間長時，電 池才放電，用于供給負(fù)栽單元。在此，可以比在純電容器解決方案中
更小地并且因此成本更有利地確定電容器的大小。相對于純電池解決 方案，延長了電池的壽命，因?yàn)樵撾姵貨]有受到多次的短暫備用時間 的負(fù)擔(dān)。
但是，當(dāng)在一種應(yīng)用中長的備用時間使得有必要采用功率強(qiáng)的電 池時，并且當(dāng)在電池更換期間應(yīng)借助電容器來維持負(fù)載單元的供給時， 這樣的電路也是有利的。
這種備用電路對于包括存儲器和/或定時器的負(fù)載單元是有利的， 因?yàn)檫@樣的器件通常具有微小的電能消耗。
隨后以示例性方式參考附圖來闡述本發(fā)明。其中


圖1以示意圖示出了具有電容器的備用電路，
圖2以示意圖示出了具有電池的備用電路，
圖3以示意圖示出了具有電容器和電池的備用電路。
在圖1中示出的裝置包括電源1，該電源1經(jīng)過雙極性晶體管3與 負(fù)載單元2相連接。在此，雙極性晶體管3示例性地被構(gòu)造為NPN晶 體管，其中發(fā)射極與電源1相連接，而集電極與負(fù)載單元2相連接。 NPN晶體管的基極與發(fā)射極相連接。
在晶體管3與負(fù)載單元2之間，電容器5利用電阻6被連接在連 接點(diǎn)4上。在此，布置在電容器5之前的電阻6是可選的，并用來限 制電容器電流。電容器5的第二端子與參考電勢相連接，電源1和負(fù) 載單元2也連接到該參考電勢上。電容器5例如是具有高電容(例如1 法拉)的所謂的超級電容電容器。
在饋電階段，接通例如具有5 V的電源1。該電壓施加在晶體管3 的基極上，以致該晶體管3變成導(dǎo)通的。電流從電源1經(jīng)過晶體管3 流向負(fù)載單元2，并經(jīng)過可選的電阻6流入電容器5中，因此該電容器 5被充電。
在電源故障時，備用階段開始。不再有電壓施加在晶體管3的基 極上，并且晶體管3阻斷，以致除了最小泄漏電流之外沒有電流可以 朝電源1和其它與電源1相連接的電路單元的方向流動。由電容器5 供給負(fù)載單元2。
在該電路中，電容器5也可以通過可充電的電池來替代。于是， 電阻6;故確定大小來以致不超過電池的最大允許的泄漏電流。
在圖2中示出的電路基本上對應(yīng)于圖1中的那個電路。這里布置了作用相同的PNP晶體管來代替NPN晶體管，并且代替電容器，將不 可充電的電池7連接到連接點(diǎn)4上。在PNP晶體管中，集電極與電源1 相連接，而發(fā)射極與負(fù)載單元2相連接?；鶚O又與發(fā)射極相連接。在 連接點(diǎn)4與電池7之間布置了二極管8，其中二極管8的陽極與電池7 相連接。
在接通的狀態(tài)下，電源1經(jīng)過導(dǎo)通的晶體管3供給負(fù)栽單元2。 二 極管8阻止電流流向電池7。在備用階段，晶體管3阻斷，并且電池7 朝二極管8的導(dǎo)通方向來供給負(fù)載單元2。
在圖3中示出了一種以電池7和電容器5作為電荷存儲器的電路。 在此，兩個電荷存儲器5、 7被連接到在電源l與負(fù)載單元2之間的連 接點(diǎn)4上。有利地，在電容器5之前布置了電阻6，并在電池7之前布 置了二極管8。對于可充電的電池7，設(shè)置電阻而不是二極管8，用于 限制充電電流。在電源1的輸出端上又布置了晶體管3(示例性地被構(gòu) 造為雙極性NPN晶體管)，在被切斷的或者故障的電源的情況下，該 晶體管3阻斷。
電容器5可以要么由電源l和電池7、要么只由電源l來充電。在 后者情況下，在連接了電荷存儲器5和7的兩個連接點(diǎn)4之間布置了 阻止電池7放電到電容器8中的附加二極管9。
例如存儲元件(RAM)或者也稱為實(shí)時時鐘(RTC， Real Time Clock) 的定時器的一個或者多個器件可以;故設(shè)置為負(fù)載單元2。
權(quán)利要求
1.一種備用電路，其包括至少一個電荷存儲器(5，7)，該電荷存儲器(5，7)利用第一端子被連接到參考電勢上，并且該電荷存儲器(5，7)利用第二端子被連接到在電源(1)與負(fù)載單元(2)之間的連接點(diǎn)(4)上，其特征在于， 在電源(1)與連接點(diǎn)(4)之間設(shè)置了晶體管(3)，以及該晶體管(3)的基極和發(fā)射極相互連接。
2. 按照權(quán)利要求1所述的備用電路，其特征在于，所述至少一個 電荷存儲器被構(gòu)造為電容器(5)。
3. 按照權(quán)利要求2所述的備用電路，其特征在于，電阻(6)被連 接在電容器(5)之前。
4. 按照權(quán)利要求1所述的備用電路，其特征在于，所述至少一個 電荷存儲器被構(gòu)造為電池(7)。
5. 按照權(quán)利要求4所述的備用電路，其特征在于，電阻(6)被連 接在電池(7)之前。
6. 按照權(quán)利要求4或5所述的備用電路，其特征在于，二極管(8) 被連接在電池(10)之前，和二極管(8)的陽極與電池(7)的正極 相連接。
7. 按照權(quán)利要求1所述的備用電路，其特征在于，電荷存儲器被 構(gòu)造為電容器(5),并且電荷存儲器被構(gòu)造為電池(10)。
8. 按照權(quán)利要求1至7之一所述的備用電路，其特征在于，所述 負(fù)栽單元(2)包括存儲器和/或定時器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括至少一個電荷存儲器(5，7)的備用電路，該電荷存儲器(5，7)利用第一端子被連接到參考電勢上，并且該電荷存儲器(5，7)利用第二端子被連接到在電源(1)與負(fù)載單元(2)之間的連接點(diǎn)(4)上，其中，在電源(1)與連接點(diǎn)(4)之間設(shè)置晶體管(3)，以及該晶體管(3)的基極和發(fā)射極相互連接。在此，晶體管(3)在備用階段最小化朝電源(1)方向的泄漏電流。
文檔編號H02J9/06GK101346871SQ200680048815
公開日2009年1月14日 申請日期2006年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者G·霍里斯特, W·霍夫米勒 申請人:奧地利西門子公司