树莓派CM4平台超级电容UPS解决方案
在多个行业领域中得到了广泛应用的树莓派CM4平台，在关键依赖系统安全运行的领域中需要一套完善的电源管理系统来确保数据完整保存、系统安全关闭并实现来电自动重启功能。传统的UPS主要依赖各种电池组来提供备用电源，在体积和成本方面存在明显劣势。然而，在基于树莓派平台的实际应用中，在几秒钟至十几秒的数据存储和关机操作时间已经足够满足需求。基于超级电容的低成本且高安全性的解决方案已经完全能够满足这些需求。在我们设计的这套电源管理方案中使用了两块串联使用的22法拉超级电容（SuperCap），其串联后的储能能力足以支持约20至40秒的时间跨度内的持续供电功能
硬件资源介绍：
1，7-28V DC输入。主电源和超级电容充电电路相互独立，均可支持5V3A负载；
2，标准尺寸HDMI输出，支持4K；
3，原生千兆；
4，USB2.0扩展的百兆，可选工业级；
5，USB2.0 Hub，可选工业级；
6，两个USB2.0主机接口，内部预留一个1.25T 4pin接口可扩展4G模组；
7，M.2接口NVME协议SSD固态盘，2242尺寸；
8，2个系统状态指示灯，2个用户指示灯；
9，板载MCU进行供电逻辑管理的UPS电路，标配2个22F超级电容，可续航20-40秒。支持CM4关机后外部电源来电重启；
10，40pin标准扩展接口；
11，CM4可通过GPIO监测到外部电源转换而来的5V电源状态；
12，板载低电压监测芯片，当超级电容放电至2.4V(可定制关机门限)时关闭电源，确保不出现跳闪情况；13，支持TF启动(位于反面)，也支持从eMMC启动(此时TF卡槽不能插卡)，并可通过USB-C接口烧写eMMC版本CM4核心板；
14，一路GPIO按键；
15，用于UPS管理的MCU预留有串口，可进一步丰富和CM4的交互内容(如读取超级电容电压，需定制)；
当首次开机时，在超级电容器被充电的过程中并行启动系统运行。
一旦外部电源出现中断，在GPIO模块的监控下发现这一现象后，则会暂停运行并保存数据后关机。
主控制器持续监控外部电源状态以及整个系统的运行状况。一旦检测到系统已处于关闭状态，则会在超级电容器放完全部电量之前，在外部电源恢复时启动设备。
若CM4未对电源变化进行监控或未采取关机措施，则主控制器将不会主动执行来电后的重启操作。