CN103490604B - 一种设备电源迟滞保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子电路领域。该设备电源迟滞保护电路是：设备电源的正极和负极之间并联两路电阻分压网络，其中第一路由电阻R3和电阻R5串联组成，第二路是由电阻R1、电阻R4和电阻R6顺次串联组成，设备电源的正极还串接一电阻R2后，分别连接于三极管Q1的集电极和三极管Q2的基极，三极管Q1和三极管Q2的发射极均接于设备电源的负极，电阻R3和电阻R5的中间端串接一正向连接的二极管D1后，连接于三极管Q1的基极，电阻R1和电阻R4的中间端连接于三极管Q2的集电极，电阻R4和电阻R6的中间端串接一正向连接的二极管D2后，连接于三极管Q1的基极，三极管Q2的集电极为该电路的输出控制端，控制设备电源的开启或关闭。本发明实现设备电源的迟滞保护、欠压保护功能。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路领域，尤其涉及电源的控制电路。
背景技术
现有的设备在供电电源波动时，由于频繁的开关整机的电源，引起设备复位、对电源及内部电路进行冲击，经常造成设备的损坏；另外在汽车上还需要对电瓶的过放进行欠压关断保护（即电瓶电压不足时关闭电瓶电源）。因此，需要一种有效的手段防止该问题的产生。传统的解决办法由通过运放构成迟滞比较器来控制设备电源的开关实现迟滞保护功能，但是该方法在设备电源（如：DCDC变换器）尚未工作时，运放或比较器的供电是个麻烦的问题。
发明内容
因此，本发明提出一种由普通电阻、二极管、三极管构成简单有效的比较电路，用于实现设备电源的迟滞保护功能、欠压保护功能。
本发明具体采用如下技术方案实现：
一种设备电源迟滞保护电路，由电阻、二极管、三极管构成，具体是：设备电源的正极POWER和负极PGND之间并联两路电阻分压网络，其中第一路由第三电阻R3和第五电阻R5串联组成，第二路是由第一电阻R1、第四电阻R4和第六电阻R6顺次串联组成，设备电源的正极POWER还串接一第二电阻R2后，分别连接于第一三极管Q1的集电极c和第二三极管Q2的基极b，第一三极管Q1和第二三极管Q2的发射极e均接于设备电源的负极PGND，第一路电阻分压网络的第三电阻R3和第五电阻R5的中间端串接一正向连接的第一二极管D1后，连接于第一三极管Q1的基极b，第二路电阻分压网络的第一电阻R1和第四电阻R4的中间端连接于第二三极管Q2的集电极c，第二路电阻分压网络的第四电阻R4和第六电阻R6的中间端串接一正向连接的第二二极管D2后，连接于第一三极管Q1的基极b，第二三极管Q2的集电极c为该设备电源迟滞保护电路的输出控制端CONTRO，连接于设备电源的开关控制端，通过该输出控制端CONTRO的控制电平来控制设备电源的开启或关闭。
优选的，第二路电阻分压网络的第四电阻R4和第六电阻R6的中间端还串接一第七电阻R7。
其中，该设备电源的开启和关闭电压的设定是通过两路电阻分压网络的阻值配置实现。
具体的说，该设备电源的开启电压的设定是由第一路电阻分压网络的第三电阻R3和第五电阻R5的阻值配置实现，该设备电源的关闭电压的设定是由第二路电阻分压网络的第一电阻R1、第四电阻R4和第六电阻R6的阻值配置实现。
其中具体的，第一路电阻分压网络的阻值配置方式是：使第五电阻R5上的电压刚好让第一二极管D1和第一三极管Q1导通，而电阻第三R3加上第五电阻R5的电压即为该设备电源的开启电压的设定值。
其中具体的，第二路电阻分压网络的阻值配置方式是：第六电阻R6上的分压刚好使第二二极管D2和第一三极管Q1导通时，第一电阻R1分压加上第四电阻R4、第六电阻R6的分压为该设备电源的关闭电压的设定值；第四电阻R4加上第六电阻R6的分压为能够控制设备电源的开启的控制电平值，通过调节第四电阻R4的阻值大小实现匹配。
本发明的设备电源迟滞保护电路通过普通电阻、二极管、三极管来构成，从而用于实现设备电源的迟滞保护功能、欠压保护功能。本发明主要具有如下技术优点：
1、开启电压和关闭电压以两路电阻分压网络实现，开启电压、关闭电压以及开启电压和关闭电压的间隔都可以任意配置；
2、该电路不受对象是什么样的电源芯片使能或者不同门槛电压的开关MOS管的影响；实现设备的迟滞启动，保护电瓶，保护设备；
3、该电路简单、可靠，成本低。
附图说明
图1是本发明较佳的电路原理图。
图2是本发明的一个具体实施例的电路图。
图3是该实施例的波形测试图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
图1所示的是本发明的设备电源迟滞保护电路原理，由电阻、二极管、三极管构成。该电路图具体是：设备电源的正极POWER和负极PGND之间并联两路电阻分压网络，其中第一路由第三电阻R3和第五电阻R5串联组成，第二路是由第一电阻R1、第四电阻R4和第六电阻R6顺次串联组成，设备电源的正极POWER还串接一第二电阻R2后，分别连接于第一三极管Q1的集电极c和第二三极管Q2的基极b，第一三极管Q1和第二三极管Q2的发射极e均接于设备电源的负极PGND，第一路电阻分压网络的第三电阻R3和第五电阻R5的中间端串接一正向连接的第一二极管D1后，连接于第一三极管Q1的基极b，第二路电阻分压网络的第一电阻R1和第四电阻R4的中间端连接于第二三极管Q2的集电极c，第二路电阻分压网络的第四电阻R4和第六电阻R6的中间端串接一正向连接的第二二极管D2后，连接于第一三极管Q1的基极b，第二三极管Q2的集电极c为该设备电源迟滞保护电路的输出控制端CONTRO，连接于设备电源的开关控制端（如设备电源的总电源电路的开关管的控制端或者DCDC模块的使能端等能够控制该设备电源的通道开启或关闭的开关控制端），通过该输出控制端CONTRO的控制电平来控制设备电源的开启或关闭。优选的，第二路电阻分压网络的第四电阻R4和第六电阻R6的中间端还串接一第七电阻R7，进行限流保护。
该电路分为前后两级，第一三极管Q1、第三电阻R3、第五电阻R5、第一二极管D1为前级，第二三极管Q2、第二电阻R2、第一电阻R1、第四电阻R4、第六电阻R6为后级，第七电阻R7、第二二极管D2为反馈电路。由前级控制设备电源的开启，开启后由后级通过反馈电路反馈一个电压，进而取代第三电阻R3、第五电阻R5控制前级的第一三极管Q1工作，从而来控制设备电源的关闭。这样通过前级控制设备电源开启，后级控制设备电源关闭，且开启电压的设定值和关闭电压的设定值可以任意配置，达到设备电源的迟滞保护功能和欠压保护功能。设备电源的开启和关闭是通过该电路的输出控制端CONTRO（即第二三极管Q2的集电极c）去控制设备电源的总电源电路的开关管的控制端或者DCDC模块的使能端等开关控制端，从而实现对设备电源的开启或关闭控制。为实现欠压保护功能，设备电源的开启电压设定值Von正常应大于关闭电压的设定值Voff。
其中，该设备电源的开启和关闭电压的设定是通过两路电阻分压网络的阻值配置实现。具体的说，该设备电源的开启电压的设定是由第一路电阻分压网络的第三电阻R3和第五电阻R5的阻值配置实现，该设备电源的关闭电压的设定是由第二路电阻分压网络的第一电阻R1、第四电阻R4和第六电阻R6的阻值配置实现。具体的，第一路电阻分压网络的阻值配置方式是：使第五电阻R5上的电压刚好让第一二极管D1和第一三极管Q1导通，而电阻第三R3加上第五电阻R5的电压即为该设备电源的开启电压的设定值。第二路电阻分压网络的阻值配置方式是：第六电阻R6上的分压刚好使第二二极管D2和第一三极管Q1导通时，第一电阻R1分压加上第四电阻R4、第六电阻R6的分压为该设备电源的关闭电压的设定值；第四电阻R4加上第六电阻R6的分压为能够控制设备电源的开关控制端以实现设备电源通道开启的控制电平值（即输出控制端CONTRO输出的控制电平值可以达到开关控制端的开启值而触发设备电源通道开启），通过调节第四电阻R4的阻值大小实现匹配。
下面对该电路如何实现对设备电源进行迟滞保护功能、欠压保护功能的原理进行详细说明。该电路的工作主要包括如下几个过程：
1、设备的电源电压从小到大增加的过程：第五R5与第三R3的分压未能使第一三极管Q1导通（即未达到开启电压），第一三极管Q1集电极c与发射极e截止，电源通过第二电阻R2控制第二三极管Q2导通，输出控制端CONTRO的控制电平被拉低，此时设备电源关闭，设备停止工作，另外反馈的第二二极管D2正极电压为零，第二二极管D2截止；
2、电源电压继续增大的过程：第五电阻R5与第三电阻R3的分压能使第一三极管Q1导通（即达到开启电压），第一三极管Q1集电极c与发射极e导通，第二三极管Q2基极b的电压被拉低，第二三极管Q2工作集电极c与发射极e截止，输出控制端CONTRO通过第一电阻R1、第四电阻R4、第六电阻R6电阻分压得到的控制电平可以对设备电源开启，设备电源开始工作，另外通过第四R4和第六R6分压、第二二极管D2反馈一个比第一二极管D1强的电压来控制第一三极管Q1导通。此时电源不受第三电阻R3和第五电阻R5控制，实现迟滞功能。此后电源电压继续增加，设备持续工作；
3、电源电压从大到小减小到第三R3和第五R5的分压无法维持第一三极管Q1导通的过程：由于第四电阻R4与第六电阻R6的反馈电压高于第三电阻R3与第五电阻R5的分压，故第一三极管Q1仍导通、第二三极管Q2截止，电源维持开启，设备继续工作；
4、电源电压从大到小减小到第四R4和第六R6的分压无法维持第一三极管Q1导通的过程：第一三极管Q1截止，第二三极管Q2导通，电源关闭，设备停止工作。
下面以一个具体应用实例来说明本发明。
该实施例的设计一个控制设备电源24V开启、22V关闭的迟滞保护电路。该设备电源的开关是通过控制DCDC模块的使能端实现，该DCDC模块的使能端的控制电平为大于1.5V开启，小于1.2V关闭。
参阅图2所示，该实施例的电路是：电源V1的正极和负极之间并联两路电阻分压网络，其中第一路由电阻R101和电阻R102串联组成，第二路是由R104、电阻R105和电阻R106顺次串联组成，电源V1的正极串接电阻R103后，分别连接于三极管Q101的集电极c和三极管Q102的基极b，三极管Q101和三极管Q102的发射极e均接于电源V1的负极，电阻R101和电阻R102的中间端串接一正向连接的二极管D101后，连接于三极管Q101的基极b，电阻R104和电阻R105的中间端连接于三极管Q102的集电极c，电阻R105和电阻R106的中间端串接一正向连接的二极管D102后，连接于三极管Q101的基极b，三极管Q102的集电极c为控制该电源V1开启或关闭的输出控制端，连接于该电源V1的DCDC模块的使能端。其中，将示波器XSC1的分别连接于电源V1的输出端和三极管Q102的集电极c来进行波形测试。
该实施例的电路中，二极管D101、102可以采用普通的1N4148型号的二极管实现，三极管Q101、102可以采用普通的BC817-25型号的NPN管实现。电阻101、102、103、104、105、106可以采用普通电阻实现，优选采用精密电阻。其中，为实现设备电源24V开启、22V关闭的迟滞保护，电阻101、102、103、104、105、106的阻值可以是：电阻101的阻值是430kΩ，电阻102的阻值是13kΩ，电阻103的阻值是330kΩ，电阻104的阻值是200kΩ，电阻105的阻值是24kΩ，电阻106的阻值是7kΩ。当然的，上述的阻值选择仅是一种配置方案，本领域技术人员可以根据上述设备电源的开启和关闭电压的设定的电阻分压网络的阻值配置原理来进行其他的配置方案。
参阅图3所示，根据上述示波器XSC1的波形测试图可见，该实施例的电源迟滞保护电路可以实现22.147V至24.588V之间的迟滞保护功能。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种设备电源迟滞保护电路，由电阻、二极管、三极管构成，具体是：设备电源的正极POWER和负极PGND之间并联两路电阻分压网络，其中第一路由第三电阻R3和第五电阻R5串联组成，第二路是由第一电阻R1、第四电阻R4和第六电阻R6顺次串联组成，设备电源的正极POWER还串接一第二电阻R2后，分别连接于第一三极管Q1的集电极c和第二三极管Q2的基极b，第一三极管Q1和第二三极管Q2的发射极e均接于设备电源的负极PGND，第一路电阻分压网络的第三电阻R3和第五电阻R5的中间端串接一正向连接的第一二极管D1后，连接于第一三极管Q1的基极b，第二路电阻分压网络的第一电阻R1和第四电阻R4的中间端连接于第二三极管Q2的集电极c，第二路电阻分压网络的第四电阻R4和第六电阻R6的中间端串接一正向连接的第二二极管D2后，连接于第一三极管Q1的基极b，第二三极管Q2的集电极c为该设备电源迟滞保护电路的输出控制端CONTRO，连接于设备电源的开关控制端，通过该输出控制端CONTRO的控制电平来控制设备电源的开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的设备电源迟滞保护电路，其特征在于：第二路电阻分压网络的第四电阻R4和第六电阻R6的中间端还串接一第七电阻R7。
3.根据权利要求1或2所述的设备电源迟滞保护电路，其特征在于：该设备电源的开启和关闭电压的设定是通过两路电阻分压网络的阻值配置实现。
4.根据权利要求3所述的设备电源迟滞保护电路，其特征在于：该设备电源的开启电压的设定是由第一路电阻分压网络的第三电阻R3和第五电阻R5的阻值配置实现，该设备电源的关闭电压的设定是由第二路电阻分压网络的第一电阻R1、第四电阻R4和第六电阻R6的阻值配置实现。
5.根据权利要求4所述的设备电源迟滞保护电路，其特征在于：第一路电阻分压网络的阻值配置方式是：使第五电阻R5上的电压刚好让第一二极管D1和第一三极管Q1导通，而第三电阻R3加上第五电阻R5的电压即为该设备电源的开启电压的设定值。
6.根据权利要求4所述的设备电源迟滞保护电路，其特征在于：第二路电阻分压网络的阻值配置方式是：第六电阻R6上的分压刚好使第二二极管D2和第一三极管Q1导通时，第一电阻R1分压加上第四电阻R4、第六电阻R6的分压为该设备电源的关闭电压的设定值；第四电阻R4加上第六电阻R6的分压为能够控制设备电源的开启的控制电平值，通过调节第四电阻R4的阻值大小实现匹配。
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