CN103034152B - 一种信号次第发送时序控制技术 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于“多米诺骨牌效应”的信号次第发送时序控制技术，该技术替代传统的阻容定时或者单片机晶振控制电路，利用简单的光电耦合器件即可实现复杂的电路功能。本技术实现了使用简化的设计和最少的元器件实现时序控制电路，具有时序稳定可靠，不受温度、电磁干扰等影响的特点。
Description
技术领域
本发明涉及电路技术领域，具体涉及一种基于“多米诺骨牌效应”的信号次第发送时序控制技术。
背景技术
通常情况下，时序控制主要依靠模拟定时芯片或单片机（CPU）来实现。例如：555定时器芯片可以通过外围的阻容定时元器件设定触发信号时间，从而控制时序，这种技术目前应用已较为成熟，但存在很大的弊端，当外界温度变化时，用于设定定时的阻容元器件参数开始漂移，触发信号时间明显变化，有的甚至时序颠倒，而来自外界的未知的一个电磁脉冲将会使芯片瞬间复位或死机，使整个系统崩溃，造成毁灭性灾难；
如图1，LM555定时器单稳态触发模式原理图，以LM555定时器进行时序控制的电路为例，U1～U3为定时芯片，通过外部连接设置为单稳态模式。C为定时电容器，RA和RB为定时电阻器，通过调整它们的容值和阻值设定延迟时间td，设定参数见图2。从图中可以看出，每个单元模块由单独的定时器触发，通过设定不同的延迟时间来实现各组功率输出启动的先后顺序。延迟时间会受到外界因素的影响，这来源于电阻器、电容器甚至是芯片本身对稳定温度的敏感依赖性，电磁干扰信号也是影响延迟时间的重要因素，较大的电磁脉冲还可能使芯片发生非预期的“复位”，各组功率输出顺序将被打乱，造成系统失效或损毁。
如图2，由于LM555定时器芯片需要单独的供电电压，而各组功率输出之间还需要电隔离，所以定时器的供电部分也应隔离，各组芯片的Vcc供电+5V电压由工频变压器的多组次级线圈实现电隔离，通过整流、滤波以及稳压后提供。这种单独供电并且各组隔离的供电设计不但增大了系统失效的可能性，还增加了材料和研发成本。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的在于解决传统电路受温度环境和电磁环境影响大，可能发生非预期“复位”造成时序颠倒的设计缺陷，以及相对复杂的电路设计的问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
一种信号次第发送时序控制技术，依据各组单元模块启动顺序或各组功率输出时序要求确定设计思路，在实际DC/DC变换器设计中考虑采样限流电阻器额定功率和阻值的合理选择，通过极少的元器件简化电路设计，开通或关闭信号按预期的要求次第传递，保证信号时序在任何情况下不会紊乱。
其中，所述时序控制技术中的电路将信号顺序发送到各单元模块电路，保证信号按预期的顺序发送和传递。
其中，信号的传递过程是可逆的，在关闭信号时也是次第发送的，信号顺序与开通信号相同，符合电子设备的设计要求。
其中，所述元器件包括普通金属膜电阻器和光电耦合器。
其中，所述普通金属膜电阻器的数量至少为2个，所述光电耦合器的数量至少为3个。
其中，信号源发出的高电平信号触发U1次级开通，使单元模块1的TTL端处于低电平，功率输A出被打开，再通过限流电阻器从功率输出端口采样电压信号，此信号触发U2次级开通，使单元模块2的TTL端处于低电平，功率输出B被打开，同样，在信号传递的过程中，功率输出C也被打开，实现依次开通。
本技术以电阻器电压采样，光电耦合器信号耦合电路为例，依据各组单元模块启动顺序要求，即各组功率输出时序要求确定设计思路，在实际DC/DC变换器设计中应考虑采样限流电阻器额定功率和阻值的合理选择。
如图3，信号次第开通电路基本原理图信号源发出的高电平信号触发U1的次级开通，使单元模块1的TTL端处于低电平，功率输出A被打开。再通过限流电阻器R1从功率输出B端口采样电压信号，此信号触发U2次级开通，使单元模块2的TTL端处于低电平，功率输出B被打开。同理，通过信号的专递过程，功率输出C也被打开。实现了依次开通过程，该过程的顺序不会因外界干扰或电路故障而造成信号顺序的颠倒。
同样的原理，信号源为低电平时，各组功率输出也会按一定顺序关闭。
有益效果
本发明实现了一种无源的信号控制技术，不需要供电电源，简化了电路设计，从而提高了电路可靠性和降低了成本。更为重要的是它克服了传统时序控制电路时序对外界影响敏感的弊端，使时序控制稳定、可靠。
本发明实现方式通过2只普通的金属膜电阻器和3只光电耦合器即可实现，对限流电阻器R1、R2的精度、温度稳定性均无严格要求。由于信号为开关信号，对光电耦合器的传输比、线性度等指标也无特殊要求。
本发明不仅以三组的功率模块控制为限制，在多组模块或其它种类的模块以及模块电压不同的情况下都可实现，具体实现方式依据具体模块输出电压以及时序要求而定，但存在以下几个基本条件：
1、信号的延迟时间无较高的精度要求；
2、如启动后，控制信号要求“闭锁”，则光电耦合器应选择次级为关断式的型号。
附图说明
图1为LM555定时器单稳态触发模式原理图；
图2为延迟时间设定表；
图3为触发器辅助供电电路原理图；
图4信号次第开通基本电路原理图；
图5信号次第开通实例电路原理图。
具体实施方式
一种信号次第发送时序控制技术，依据各组单元模块启动顺序或各组功率输出时序要求确定设计思路，在实际DC/DC变换器设计中考虑采样限流电阻器额定功率和阻值的合理选择，通过极少的元器件简化电路设计，开通或关闭信号按预期的要求次第传递，保证信号时序在任何情况下不会紊乱。
其中，所述时序控制技术中的电路将信号顺序发送到各单元模块电路，保证信号按预期的顺序发送和传递。
其中，信号的传递过程是可逆的，在关闭信号时也是次第发送的，信号顺序与开通信号相同，符合电子设备的设计要求。
其中，所述元器件包括普通金属膜电阻器和光电耦合器。
其中，所述普通金属膜电阻器的数量至少为2个，所述光电耦合器的数量至少为3个。
其中，信号源发出的高电平信号触发U1次级开通，使单元模块1的TTL端处于低电平，功率输A出被打开，再通过限流电阻器从功率输出端口采样电压信号，此信号触发U2次级开通，使单元模块2的TTL端处于低电平，功率输出B被打开，同样，在信号传递的过程中，功率输出C也被打开，实现依次开通。
以三组具有启动时序要求的功率输出模块电路为例，启动顺序要求为：50W功率模块（输出电压+3.3V）→100W功率模块（输出电压+5V）→150W功率模块（输出电压+12V），如图5所示，本技术方法针对各组输出电压对R1、R2进行匹配设计，使信号传输器件光电耦合器的初级工作在合适的导通电流下，保证控制信号传递的稳定性。根据采样信号的电压值，R1选择为0.5W220Ω金属膜电阻器，R2阻值为668Ω。
本发明举例说明利用限流电阻器采样电路和光电耦合器信号传输电路对三组功率模块的启动顺序进行设计，具有下列特点：
1、无传统电路受温度、电磁干扰影响的缺陷；
2、元器件数量和种类少，并且对元器件指标要求低，提高可靠性的同时降低了成本；
3、无需单独的供电电路，信号能量来源于功率模块自身；
4、光电耦合设计，各组功率模块实现电隔离。
最后应说明的是：显然，上述以三组功率模块为实例仅仅是为清楚地说明本技术在实际使用时的举例，而并非对具体设计方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围之中。
Claims (1)
1.一种信号次第发送时序控制技术，其特征在于：所述时序控制技术中的电路将信号顺序发送到各单元模块电路，保证信号按预期的顺序发送和传递，信号的传递过程是可逆的，在关闭信号时也是次第发送的，信号顺序与开通信号相同，符合电子设备的设计要求，元器件包括普通金属膜电阻器和光电耦合器，所述普通金属膜电阻器的数量至少为2个，所述光电耦合器的数量至少为3个，信号源发出的高电平信号触发U1次级开通，使单元模块1的TTL端处于低电平，功率输出A被打开，再通过限流电阻器从功率输出A采样电压信号，此信号触发U2次级开通，使单元模块2的TTL端处于低电平，功率输出B被打开，在信号传递的过程中，功率输出C也被打开，实现依次开通。
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Publications (2)
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| CN103034152A CN103034152A (zh) | 2013-04-10 |
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