CN103078615A

CN103078615A - 一种延迟电路及其方法

Info

Publication number: CN103078615A
Application number: CN2011104500807A
Authority: CN
Inventors: 文峰
Original assignee: Shanghai Huanchuang Communication Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Huanchuang Communication Technology Co Ltd
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2011-12-29
Publication date: 2013-05-01

Abstract

本发明涉及电学领域，尤其涉及一种延迟电路及其方法。本发明公开了一种延迟电路及其方法，通过采用升压模块将存储电容的输入电压提升，从而在较小容值的电容里存储较多的电能，即采用小容值的电容进行电路的延迟，从而降低了设备成本，同时小电容尺寸小，也便于电路的集成，提高了延迟电路的工作性能。

Description

一种延迟电路及其方法

技术领域

本发明涉及电学领域，尤其涉及一种延迟电路及其方法。

背景技术

目前在用电设备的单板中，为提高突然断电对单机或系统造成的不良影响，经常需要设置延迟电路，以备在断电时延迟电路断电时间，使得电路能顺利地开展必要的应急处理；传统的延迟电路普遍采用的是采用在电源输入端并联电容的方式进行储能和应急供电。

图1是本发明一种延迟电路及其方法的背景技术中传统延迟电路简化的电路示意图；如图1所示，在外部电源输入端11与内部电源直流转直流电路（DC/DC）输入端12之间串联两个二极管13，电容14的一端与上述两二极管12之间的电路连接，另一端接地，用来存储备用电能，当外部电源输入端11断电时电容14释放存储其内的备用电能，以延迟内部电源直流转直流电路（DC/DC）输入端12的断电。

设定二极管13正向压降为 0（实际上由于该值非 0，保持性能还会有相当大的下降）；由于该电路可以支撑延迟的时间由储存的电能决定，既可得公式①：

T_h=C*(U_n ²-U_t ²)/（2*P）

其中，T_h 为支撑延迟的时间，C 为电容14的容值，U_n 为外部电源输入端11的正常电压的标称下限，U_t 为内部电源直流转直流电路输入端12能够正常工作的最低门限电压，P 为内部用电设备在延迟断电阶段内消耗的平均功率；实际电路中U_n比U_t的值大，如若 U_t=0.50*U_n，则公式①则简化为 T_h=37.5% * C*U_n ²/P；若U_t=0.75*U_n，则公式①则简化为T_h=21.9% * C*U_n ²/P；若U_t=0.90*U_n，则公式①则简化为T_h=9.5% * C*U_n ²/P；既在C、P的值保持不变的情况下，U_n和U_t的值越接近，T_h的值就越小，支撑延迟的时间就越短，且T_h值的上限也同时受限于电容的容值C和输入电源电压U_t的下限。

在这种或类似这种电路结构设计下，如果外部电源输入端11的正常电压的标称下限U_n的值接近内部电源直流转直流电路输入端12能够正常工作的最低门限电压U_t的值，就使得支撑延迟的时间T_h急剧下降；若想提高支撑延迟的时间T_h就只能提高电容14的容值C，而大电容值的电容价格高、尺寸大，相应的提高了成本同时也不便于电路集成。

发明内容

本发明公开了一种延迟电路，其中，包括：

外部电源、电源跌落检测模块、升压电路模块、选择电路模块、电路转换模块、应急处理模块、储能模块和滤波模块；

所述外部电源的输出端分别与选择电路模块的输入端、电源跌落检测模块的检测输入端和升压电路模块的输入端电连接；

所述选择电路模块的辅路输入端分别与升压电路模块的输出端和储能模块电连接；所述选择电路模块的输出端分别与电路转换模块和滤波模块电连接；

其中，所述电源跌落检测模块的控制输出端与所述选择电路模块的控制电路输入端电连接，信号输出端与所述应急处理模块连接。

上述的延迟电路，其中，还包括降压电路模块，所述选择电路模块的辅路输入端通过降压电路模块分别与升压电路模块的输出端和储能模块电连接。

上述的延迟电路，其中，所述外部电源为直流电源，所述储能模块为储能电容，所述滤波模块为滤波电容，且所述外部电源、储能电容和滤波电容的负极均接地。

上述的延迟电路，其中，所述升压电路模块为充电泵，所述降压电路模块为无反馈或简易反馈控制的 PWM发生器。

上述的延迟电路，其中，所述电路转换模块为直流转直流的电路。

本发明还公开了一种延迟电路的方法，其中，包括以下步骤：

步骤S1：一外部电源的输出端与选择电路模块的输入端电连接，构成主路电路，以供给连接在所述选择电路模块的输出端的电路转换模块电能；

步骤S2：所述外部电源的输出端通过升压电路模块与所述选择电路模块的辅路输入端串联，并在所述选择电路模块的输入端电连接储能模块，从而构成辅路电路；

步骤S3：所述外部电源的输出端通过电源跌落检测模块与所述选择电路模块的控制输入端电连接，以用于检测主路电路的电压跌落时，控制所述选择电路模块切换至辅路供电，既在主路电路断电时延迟电路转换模块的断电；

其中，所述电源跌落检测模块的检测输出端还电连接应急处理模块，以用于检测主路电路的电压跌落时，发送电路中断信号至所述应急处理模块，起动应急处理程序。

上述的延迟电路的方法，其中，所述选择电路模块的辅路输入端通过降压电路模块分别与升压电路模块的输出端和储能模块电连接。

上述的延迟电路的方法，其中，所述外部电源为直流电源，所述储能模块为储能电容，且所述选择电路模块的输出端还电连接滤波电容，所述电源、储能电容和滤波电容的负极均接地。

上述的延迟电路的方法，其中，所述电路转换模块为直流转直流的电路。

上述的延迟电路的方法，其中，所述升压电路模块为充电泵，所述降压电路模块为无反馈或简易反馈控制的 PWM发生器。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明提出一种延迟电路及其方法，通过采用升压模块将存储电容的输入电压提升，从而在较小容值的电容里存储较多的电能，既采用小容值的电容进行电路的延迟，从而降低了设备成本，同时小电容尺寸小，也便于电路的集成，而在电容放电电路上设置降压模块，从而保证对后续电路电压的适配，提高了延迟电路的工作性能。

附图说明

图1是本发明一种延迟电路及其方法的背景技术中传统延迟电路简化的电路结构示意图；

图2是本发明一种延迟电路及其方法的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

图2是本发明一种延迟电路及其方法的电路结构示意图。如图2所示，本发明公开了一种延迟电路，包括电源21、电源跌落检测模块22、升压电路模块23、储能电容24、降压电路模块25、选择电路模块26、滤波电容27、电路转换模块28和应急处理模块29；其中，电源21的输出端211分别与选择电路模块26的输入端261、电源跌落检测模块22的检测输入端221和升压电路模块23的输入端231电连接；选择电路模块26的辅路输入端262通过降压电路模块25分别与升压电路模块23的输出端和储能电容24电连接；选择电路模块26的输出端263分别与电路转换模块28和滤波电容27电连接；电源跌落检测模块22的控制输出端222与选择电路模块26的控制电路输入端264电连接，信号输出端223与应急处理模块29电连接。

进一步的，电源21为直流电源，其负极211接地；升压电路模块23为充电泵；电路转换模块28为直流转直流的电路（DC/DC）；储能电容24要求具有较高的耐压，且储能电容24的负极241和滤波电容的负极271均接地；降压电路模块25为无反馈或简易反馈的 PWM发生器。

具体的，选择电路模块26的输入端261的电路为主路电路，辅路输入端262的电路为辅路电路，控制电路输入端264的电路为控制电路；当主路电路供电时，辅路电路中的存储电容24存储电能，同时通过升压电路模块23提升电源21供电的电压以提升存储电容24内存储的电能；当主路电路断电时，电源跌落检测模块22通过其检测输入端221检测到主路电路电压跌落，通过控制电路将选择电路模块26转换至辅路电路供电，以延迟其后连接的用电设备断电时间，而当辅助电路供电时，既储能电容24放电，并通过降压电路模块25将电路电压降至后续用电设备的适用电压，这样就能保证整个延迟电路的性能；其中，电源跌落检测模块22通过其检测输入端221检测到主路电路电压跌落时，发送告警信号至应急处理模块29，以在延迟电路延迟断电的时间内启动应急处理程序，如触发Dying Gasp 通知数据包的发送，FLASH 操作的清理，向中央告警系统发送告警消息等，还可以附带一些紧急操作比如关闭大功率器件等，以延长延迟通电保持时间。

本发明还公开了一种延迟电路的方法，包括以下步骤：

首先，在电源21的输出端（正极）212电连接选择电路模块26，形成主路电路，以供给连接在选择电路模块26的输出端263的电路转换模块28电能和滤波电容27。

其次，电源21的输出端（正极）212依次通过升压电路模块23、降压电路模块25与选择电路模块26的辅路输入端262电连接，并在降压电路模块25的输入端251电连接储能电容24，从而构成辅路电路。

然后，电源21的输出端（正极）212通过电源跌落检测模块22与选择电路模块26的控制电路输入端264电连接，以构成控制电路。

进一步的，电源21为直流电源，其负极211接地；升压电路模块23为充电泵；电路转换模块28为直流转直流的电路（DC/DC）；选择电路模块26的输出端263还电连接滤波电容27，储能电容24要求具有较高的耐压，且储能电容24的负极241和滤波电容的负极271均接地；降压电路模块25为无反馈或简易反馈控制的 PWM发生器，也可以不使用降压电路模块25，而通过调整后级的电路转换模块28（DC/DC电路）的适用电压以使得该电路转换模块28的输入端可以适配较高输入电压。

具体的，当主路电路供电时，辅路电路中的存储电容24存储电能，同时通过升压电路模块23提升电源21供电的电压以提升存储电容24内存储的电能；当主路电路断电时，电源跌落检测模块22通过其检测输入端221检测到主路电路电压跌落，通过控制电路将选择电路模块26转换至辅路电路供电，以延迟其后连接的用电设备断电时间，而当辅助电路供电时，既储能电容24放电，并通过降压电路模块25或通过调整后级的电路转换模块28（DC/DC电路）的适用电压以将电路电压降至后续用电设备的适用电压，这样就能保证整个延迟电路的性能；其中，电源跌落检测模块22通过其检测输入端221检测到主路电路电压跌落时，发送告警信号至应急处理模块29，以在延迟电路延迟断电的时间内启动应急处理程序，如触发Dying Gasp 通知数据包的发送，FLASH 操作的清理，向中央告警系统发送告警消息等，还可以附带一些紧急操作比如关闭大功率器件等，以延长延迟通电保持时间。

本发明一种延迟电路及其方法通过采用充电泵将电源输入电压泵到更高的电压上进行储能，并利用降压电路和选择电路以将储能电容上的电压进行降压再输送到后级的DC/DC 变换电路上；由于辅路断电保持电路正常工作时间是在主路电路工作运行一段时间过后，因此储能电容的充电周期可以允许较长时间，所以充电泵的充电通路可以按照普通的小电流电路来设计。

采用公式延迟电路延迟时间计算公式①：T_h=C*(U_n ²-U_t ²)/（2*P）进行计算， T_h 为支撑延迟的时间，C 为电容14的容值，U_n 为外部电源输入端11的正常电压的标称下限，U_t 为内部电源直流转直流电路输入端12能够正常工作的最低门限电压，P 为内部用电设备在延迟断电阶段内消耗的平均功率，假设充电泵采取输出电压为两倍输入电压，代入公式①可得公式②：

T_h=C*(（2*U_n）²-U_t ²)/（2*P）

若 U_t=0.50*U_n，则公式①则简化为 T_h=37.5% * C*U_n ²/P，公式②则简化为187.5% * C*U_n ²/P；

若U_t=0.75*U_n，则公式①则简化为T_h=21.9% * C*U_n ²/P，公式②则简化为171.9% * C*U_n ²/P；

若U_t=0.90*U_n，则公式①则简化为T_h=9.5% * C*U_n ²/P，公式②则简化为159.5% * C*U_n ²/P；

既在电容值不变的情况下，本发明一种延迟电路及其方法保持时间比传统延迟电路延迟时间的 5 倍、8倍甚至 17 倍，既采用小得多的电容值，可以达到同样的延迟时间保持性能。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明提出一种延迟电路及其方法，通过采用升压模块将存储电容的输入电压提升，从而在较小容值的电容里存储较多的电能，既采用小容值的电容进行电路的延迟，从而降低了设备成本，同时小电容尺寸小，也便于电路的集成，提高了延迟电路的工作性能。

通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims

1.一种延迟电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的延迟电路，其特征在于，还包括降压电路模块，所述选择电路模块的辅路输入端通过降压电路模块分别与升压电路模块的输出端和储能模块电连接。

3.根据权利要求2所述的延迟电路，其特征在于，所述外部电源为直流电源，所述储能模块为储能电容，所述滤波模块为滤波电容，且所述外部电源、储能电容和滤波电容的负极均接地。

4.根据权利要求2所述的延迟电路，其特征在于，所述升压电路模块为充电泵，所述降压电路模块为无反馈或简易反馈控制的 PWM发生器。

5.根据权利要求1或2所述的延迟电路，其特征在于，所述电路转换模块为直流转直流的电路。

6.一种延迟电路的方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的延迟电路的方法，其特征在于，所述选择电路模块的辅路输入端通过降压电路模块分别与升压电路模块的输出端和储能模块电连接。

8.根据权利要求7所述的延迟电路的方法，其特征在于，所述外部电源为直流电源，所述储能模块为储能电容，且所述选择电路模块的输出端还电连接滤波电容，所述电源、储能电容和滤波电容的负极均接地。

9.根据权利要求6或7所述的延迟电路的方法，其特征在于，所述电路转换模块为直流转直流的电路。

10.根据权利要求7所述的延迟电路的方法，其特征在于，所述升压电路模块为充电泵，所述降压电路模块为无反馈或简易反馈控制的 PWM发生器。