CN103645788A - 一种微处理器电源保护电路 - Google Patents

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CN103645788A CN201310629294.XA CN201310629294A CN103645788A CN 103645788 A CN103645788 A CN 103645788A CN 201310629294 A CN201310629294 A CN 201310629294A CN 103645788 A CN103645788 A CN 103645788A
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费生波
夏元林
杨永坤
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Shaanxi Qianshan Avionics Co Ltd
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Abstract

本发明属于航空电子技术领域，特别是涉及一种微处理器电源保护电路。本发明所述的一种微处理器电源保护电路，采用继电器电路来实现，连接在电源模块、微处理器的电源和地上，在电源模块掉电后，继电器自动将微处理器的电源接地，让微处理器快速掉电复位，保证处理器能将内部电荷彻底放掉，避免因电源回路中的残余电荷导致处理器再次上电后出现死机现象。本发明在产品掉电后能快速释放储能电容的存储电荷，避免微处理器出现从低电压范围（非0V）上电启动而出现死机；可以保证微处理器在上电和掉电时的工作稳定，提高微处理器的工作可靠性。

Description

一种微处理器电源保护电路
技术领域
本发明属于航空电子技术领域，特别是涉及到一种微处理器电源保护电路。
背景技术
微处理器作为一种可编程的特殊集成电路，已经广泛应用在很多领域。但是，在微处理器的使用过程中，当电源掉电后快速上电会偶发出现“死机”，即使采用硬件复位也无法恢复工作，必须断电后重新上电。发生这种现象的原因是微处理器通常要求必须从0V才能正常启动，当电源掉电后快速上电，电源与地间的储能电容存储了大量电荷，需要一定时间才能释放完毕，但是储能电容通常又是电源滤波、去耦必须采用的器件。因此，需要在产品中增加一种电路，彻底解决这种问题，保证产品的正常工作；特别是一些高安全性要求领域的产品，如航空电子设备等，如果微处理器工作中偶发出现“死机”现象，可能发生非常严重的事故。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种微处理器电源保护电路，能够保证微处理器在电源掉电又快速上电后能正常工作，避免微处理器因电源快速动作或干扰出现死机现象。
技术方案：一种微处理器电源保护电路，包括继电器D1、极性电容C1和非极性电容C2，所述电路中极性电容C1和非极性电容C2并联在电源VCC和GND间；继电器D1的控制端D1_1、D1_2连接在电源VCC和GND上，公共端D1_3连接处理器电源VSS,常闭端D1_4连接GND，常开端D1_5连接电源VCC。
所述继电器为电磁继电器。
所述电磁继电器最小释放电压Vmin大于微处理器最大死锁电压VDH；最大动作电压Vmax小于微处理器最小工作电压VL。
所述电磁继电器释放和吸合时间小于2ms。
所述的微处理器最大死锁电压VDH定位为电源电压VCC的1/10。
有益效果：本发明一种微处理器电源保护电路，在产品掉电后能快速释放储能电容的存储电荷，避免微处理器出现从低电压范围（非0V）上电启动而出现死机；可以保证微处理器在上电和掉电时的工作稳定，提高微处理器的工作可靠性。通常，微处理器会在上电和掉电过程中偶发出现死机现象。由于该问题只有在掉电和上电的特定时间差内出现，因此该问题为不经常发生的偶发故障，不容易发现和复现。但是，这种偶发的故障通常可能会在大批生产中出现，如果生产的产品属于高可靠性要求的特殊产品（如航空电子设备），在大批生产时解决该问题会严重耽误生产进度和花费大量经费，甚至导致产品无法交付。如果在产品设计阶段采用本发明电路，完全可以避免该问题的发生，减小产品设计的风险，避免微处理器的这种故障，从而节省大量的经费和排故处理时间。同时，本发明结构简单，只需要3个元器件，使用、安装方便。
附图说明
图1本发明电路原理图；
图2传统微处理器电源掉电电压变化图；
图3本发明微处理器电源掉电电压变化图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述，请参阅图1至图3。
一种微处理器电源保护电路，包括一个电磁继电器D1、极性电容C1和非极性电容C2。电路中极性电容C1和非极性电容C2并联在电源VCC和GND间；电磁继电器D1的控制端D1_1、D1_2连接电源VCC和GND，公共端D1_3连接微处理器电源VSS,常闭端D1_4连接GND，常开端D1_5连接电源VCC。
极性电容C1和非极性电容C2用于滤除干扰信号，避免干扰信号触发电磁继电器的动作；电源模块未上电时，微处理器通过电磁继电器公共端连接地，保证微处理器不工作时良好接地；电路上电，当电磁继电器D1的控制端的电压大于电磁继电器的动作电压，微处理器通过电磁继电器公共端动作，连接常开端，从而微处理电源VSS连接上电源VCC，微处理器开始工作；电源模块断电时，存储在储能电容的电荷开始放电，当电磁继电器D1控制端的电压小于电磁继电器释放电压，微处理器通过电磁继电器公共端动作，连接常闭端，微处理电源VSS迅速接地，储能电容电荷释放完毕，避免微处理器的供电电源出现从低电压范围上电启动而出现微处理器的死机。
图2为传统微处理器电源掉电电压变化图，图中微处理器采用+3.3V供电，供电电压330mV以下为可能导致微处理器上电死机的工作电压区域。掉电后，储能电容开始放电，微处理器的供电电源VSS开始下降，当进入330mV以下后，电压开始缓慢下降(当电压下降到该范围后，电路的器件都不工作，因此电压下降缓慢)；如果产品此时又上电，微处理器内部寄存器的电荷因外部电压未达到0V而无法清零，导致内部寄存器数据紊乱，微处理器的锁相环会出现死锁，微处理器不能正常工作，出现死机。
如图1和图3，本发明由一个电磁继电器D1、极性电容C1和非极性电容C2。电路中极性电容C1和非极性电容C2并联在电源VCC和GND上；电磁继电器D1的控制端D1_1、D1_2连接在电源VCC和GND上，公共端D1_3连接微处理器电源VSS,常闭端D1_4连接GND，常开端D1_5连接电源VCC。图1中，微处理器VCC为+3.3V供电，微处理器最小工作电压VL为2.0V，微处理器死锁最大电压VDH为330mV，电磁继电器最小释放电压Vmin为1V，电磁继电器最大动作电压Vmax为1.8V,电磁继电器动作延迟为2ms。
电源模块未上电时，微处理器电源VSS通过电磁继电器公共端D1_3连接地，保证微处理器不工作时为0V，不受外围小电压影响，内部无影响上电启动的电荷。
电源模块上电，当电磁继电器D1控制端的电压（VCC对地的电压）大于1.8V，电磁继电器D1的线圈吸合，常开端D1_5和公共端D1_3导通，微处理器通过电磁继电器公共端动作，连接常开端D1_5，从而微处理电源VSS连接上电源VCC，微处理开始启动工作。
电源断电时，存储在储能电容的电荷开始放电，当电磁继电器D1控制端的电压小于1V，电磁继电器的线圈断开，微处理器通过电磁继电器公共端D1_3断开与常开端D1_5的连接，连接常闭端D1_4，由于电磁继电器2ms的动作延迟，微处理电源VSS下降到0.7V后迅速接地，储能电容电荷由于直接接地立刻通过地释放完毕，防止微处理器的供电电源进入330mV以下区域，从而避免微处理器出现死机现象。
图3中，T1为掉电时间，T2为电磁继电器断开时间，T3为电磁继电器断开接地时间。T1时间以前产品正常工作，T1-T3间产品处于掉电阶段，如果在该时刻迅速上电，微处理器能继续工作；T3时间后，电源模块上电，产品进入下一次工作。
极性电容C1和非极性电容C2用于滤除干扰信号，避免干扰信号触发电磁继电器的动作。

Claims (5)

1.一种微处理器电源保护电路，其特征在于，包括继电器D1、极性电容C1和非极性电容C2，所述电路中极性电容C1和非极性电容C2并联在电源VCC和GND间；继电器D1的控制端D1_1、D1_2连接在电源VCC和GND上，公共端D1_3连接处理器电源VSS,常闭端D1_4连接GND，常开端D1_5连接电源VCC。
2.根据权利要求1所述的一种微处理器电源保护电路，其特征在于，所述继电器为电磁继电器。
3.根据权利要求2所述的一种微处理器电源保护电路，其特征在于，所述电磁继电器最小释放电压Vmin大于微处理器最大死锁电压VDH；最大动作电压Vmax小于微处理器最小工作电压VL。
4.根据权利要求3所述的一种微处理器电源保护电路，其特征在于，所述电磁继电器释放和吸合时间小于2ms。
5.根据权利要求3所述的一种微处理器电源保护电路，其特征在于，所述的微处理器最大死锁电压VDH定位为电源电压VCC的1/10。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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