10.4. Резервное питание для полупроводниковой памяти

Один из главных недостатков применения МОП-ЗУПВ в основной памяти t связан с тем, что хранимая информация исчезает даже при кратковременных сбоях питания. Этот недостаток устраняется обеспечением резервного источ­ника питания, который работает при отказе основного источника. По сообра­жениям стоимости от неисправности питания защищается только часть си­стемы памяти. При отказе источника питания состояние и важные данные выполняемой программы запоминаются в модулях энергонезависимой памя­ти; после восстановления его наличие этой информации позволяет продол­жить выполнение программы.

Некоторые МОП-ЗУПВ в режиме пассивного хранения потребляют намно­го меньше энергии по сравнению с обычным режимом работы, когда память выполняет операции записи и считывания. Для уменьшения потребляемой энергии от резервного источника питания модуль памяти переводится в пас­сивный режим, в котором все микросхемы запрещены и просто сохраняют

Рис 1015С ит.ма потания с резервным аккум^тором

информацию. Ьллоларя такой возможносги в качестве резервною источил ка питания МОП-памяти применяются аккумуляторы

На рис 10.15 показан блок питания с аккумуляторным резервом. При нормальной работе пшание подается от блока питания, который прообразу ет сетевое переменное напряжение в сгабилизированное постоянное, поддср живаемое на уровне V^ Выходное напряжение аккумулятора меньше обыч­ного у(^, поэтому диод D1 смещен в прямом направлении, а диод D2 - в об­ратном. При отказе основного источника питания конденсатор разряжается до тех пор, пока напряжение на нем не достигнет напряжения аккумулятора В эгот момент диод D2 смещается в прямом направлении и пигание в памягь подается от аккумулятора. После воссгановления основного источника диод D2 запирается, а аккумулятор подзаряжается. Часто для коммутации пита­ния между основным источником и аккумулятором применяется схема с ре­ле. Она работает так, что при нормальной работе питание поступает о г основ­ного источника, а при его отказе — от аккумулятора Реле управляет схема обнаружения отказа питания.

Тип и число аккумуляторов для резервного питания определяют следую щие факторы

ток, потребляемый модулями памяш;

характерно 1ики разряда аккумулятора;

размер, масса и сгоимоггь аккумуляторов,

максимальный временной интервал питания памяги oi резервною источ­ника

Так как модуль памяти состоит из массива микросхем памяти и )лектро-ники обрамления, общий разрядный ток

где N,„ - число микросхем памяти; Р - энергия, потребляемая каждой ми­кросхемой; Ру энергия, погребляемая электроникой обрамления, V на­пряжение питания

Требуемый ток оказывается значительно меньше, если при отказе источ­ника питания память переводится в пассивный режим. Потребляемую энер­гию можно уменьшить также, применяя в интерфейсе и схеме управления КМОП-схемы.

Емкость аккумулятора измеряется в ампер-часах при конкретном разряд­ном токе Однако значение в ампер-часах уменьшается при увеличении раз­рядного тока. Время защиты, обеспечиваемое резервным источником пита­ния, равно отношению ампер-часов к разрядному току при условии, что ток не превышает допустимого значения. Пусть аккумулятор имеет емкость 3,2 А • ч при разрядном токе 1 А, а модуль памяти потребляет 0,8 А. Тогда аккумулятор может питать модуль памяти минимум в течение 4 ч, а при па­раллельном включении трех аккумуляторов это время возрастает до 12 ч.

Желательно, чтобы при разряде выходное напряжение не изменялось. Это­му критерию удовлетворяют заряжаемые и незаряжаемые аккумуляторы. К незаряжаемым относятся ртутные и серебряно-окисные аккумуляторы, имеющие достаточную емкость при малых размерах. К широко распростра­ненным заряжаемым аккумуляторам относятся никель-кадмиевые и евин-цово-калышевые. Хотя они значительно больше и тяжелее большинства ак­кумуляторов, в некоторых применениях важную роль играет возможность их подзарядки от основного источника питания.