CN104300776B - 直流电源开电飞行时间自动调节装置及调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直流电源开电飞行时间自动调节装置及调节方法，其装置包括MCU控制模块、AD采集电路、电源开关、直流电源管理模块，直流电源管理模块用于提供电压，MCU控制模块用于发出方波信号，电源开关用于根据方波信号和直流电源管理模块提供的电压向待供电模块输出电压，AD采集电路用于采集电源开关的输出电压值并传输至MCU控制模块，MCU控制模块根据AD采集电路采集的电压值计算开电飞行时间并调整方波信号。本发明的调节方法采用实时采集的电源开关输出端的电压值与设定电压值相比较，计算出相应的飞行时间，再通过向电源开关发送不同方波信号使飞行时间与预设飞行时间相同，自动完成开电飞行时间的调节，保证待供电模块的安全启动。
Description
技术领域
本发明涉及电源技术领域，具体地指一种直流电源开电飞行时间自动调节装置及调节方法。
背景技术
电子设备中的直流电源管理模块负责给设备内各部件供所需的电压，供电开启时，其输出电压从0V逐渐上升到设定的电压值，电压从0V上升至电压设定值所需的时间就是直流电源(表示VDD、VCC等供压源)的开电飞行时间，不同的应用环境对直流电源开电飞行时间的要求不一样，在大多数应用场合，其值一般设置为1ms-50ms。
目前，人们一般采用MCU发送方波信号对直流电源开电飞行时间进行调节，由于不同占空比、不同频率的方波信号产生的飞行时间是不一样的，对电源上电飞行时间的控制是根据设定的电压值及通过改变方波信号的占空比或者频率来实现的；然后利用示波器人工的对开电飞行时间进行调试，得到不同电压不同飞行时间对应方波信号的占空比和频率并建立飞行时间表，当需要设置某一飞行时间时，通过查表的方式得到对应设定电压值的方波信号的占空比和频率，但是这种方案存在以下缺陷：由于硬件的差异性，在一台电子设备上调准后的方波参数，在其它电子设备上有一定的偏移，而且电子设备中每一路需要设置开电飞行时间的直流电源都需要利用示波器调节，工作效率低。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种不需要反复使用示波器调节方波信号、能大幅提高工作效率的直流电源开电飞行时间自动调节装置及调节方法。
为实现上述目的，本发明所设计的直流电源开电飞行时间自动调节装置，其特殊之处在于，包括MCU控制模块、AD采集电路、电源开关、直流电源管理模块，所述直流电源管理模块用于提供电压，所述MCU控制模块用于发出方波信号，所述电源开关用于根据方波信号和直流电源管理模块提供的电压向待供电模块输出电压，所述AD采集电路用于采集电源开关的输出电压值并传输至MCU控制模块，所述MCU控制模块根据AD采集电路采集的电压值计算开电飞行时间并调整方波信号。
进一步地，所述电源开关与待供电模块之间还包括电源输出端开关。电源输出端开关在MCU控制模块发出合适的方波信号前处于关断状态，保护待供电模块的安全。
更进一步地，所述MCU控制模块与电源开关之间还包括逻辑电路，所述MCU控制模块向逻辑电路发出开关信号和方波信号，当开关信号导通时所述逻辑电路向电源开关发出方波信号。所述开关信号为高低电平信号。当MCU控制模块向逻辑电路发送方波信号和开关信号，当发出的方波信号稳定后，开关信号为高电平导通，逻辑电路才向电源开关发出方波信号，这样使电源开关接收的方波信号更稳定，计时更准确。
更进一步地，还包括用于启动所述MCU控制模块发出方波信号的按键。按键的设置是为了使发出自动调节飞行时间的启动指令。
一种根据上述直流电源开电飞行时间自动调节装置的自动调节方法，其特殊之处在于，包括如下步骤：
1)所述直流电源管理模块向电源开关输出电压，所述MCU控制模块根据内部固定参数设置输出电压与预设飞行时间T；
2)所述电源开关接收电压和方波信号并输出电压，所述AD采集电路采集电源开关输出端的电压值并传送至MCU控制模块；
3)当所述MCU控制模块检测到电源开关输出端的电压值大于0时记录上升时间B，当所述MCU控制模块检测到电源开关输出端的电压值等于设定电压值时记录停止时间C，则实际飞行时间T1＝C-B；
4)当T1＝T时，调节完成；当T1≠T时，所述MCU控制模块调整方波信号，重复步骤2)、3)。
优选地，所述步骤4)中MCU控制模块调整方波信号为调整方波信号的占空比或者/和频率。
最佳地，所述MCU控制模块调整方波信号的具体步骤为：当T1<T时，增大方波信号的占空比或者频率或者占空比及频率；当T1>T，减小方波信号的占空比或者频率或者占空比及频率。
本发明的原理为：MCU控制模块将AD采集电路采集的电源开关输出端的电压值与设定电压值相比较，实时计算出相应的飞行时间，再通过向电源开关发送不同的方波信号使飞行时间与预设飞行时间相同。
本发明较现有技术的有益之处在于：消除了直流电源开电飞行时间的调节对示波器的依赖，不需要人工频繁通过示波器调节方波信号，极大地提高了工作效率，且飞行时间记录准确。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图中：1.MCU控制模块，2.按键，3.AD采集电路，4.逻辑电路，5.电源开关，6.电源输出端开关，7.上位机，8.直流电源管理模块。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，本发明所提供的直流电源开电飞行时间自动调节装置，包括MCU控制模块1、按键2、AD采集电路3、逻辑电路4、电源开关5、电源输出端开关6和直流电源管理模块8。其中MCU控制模块1分别与按键2的信号输出端、AD采集电路3的输出端、逻辑电路4的两个输入端、电源输出端开关6的控制端及上位机7相连；逻辑电路4为与门逻辑电路，其输出端与电源开关5的控制端相连；电源开关5的输入端与直流电源管理模块8相连；电源开关5的输出端分别与AD采集电路3的输入端和电源输出端开关6的输入端相连；电源输出端开关6的输出端与外部待供电模块相连。
直流电源管理模块8用于提供电压，MCU控制模块1用于发出方波信号，电源开关5用于根据方波信号和直流电源管理模块8提供的电压向待供电模块输出电压，AD采集电路3用于采集电源开关5的输出电压值并传输至MCU控制模块1，MCU控制模块1根据AD采集电路3采集的电压值计算开电飞行时间并调整方波信号。
根据上述直流电源开电飞行时间自动调节装置的直流电源开电飞行时间自动调节方法如下：例如，需要给外部供电模组提供3.3V的电压，要求开电飞行时间T＝10ms，本发明装置会自动调节出开电飞行时间为10ms时所对应的方波信号的占空比、频率，其具体调节步骤为：
0)初始化自动调节装置，通过上位机7给MCU控制模块1设置输出电压U＝3.3V、预设飞行时间T＝10ms；按下按键2的按钮；MCU控制模块1检测到按键2的开关动作，断开电源输出端开关6的输出；
1)直流电源管理模块8向电源开关5输出电压U＝3.3V，MCU控制模块1向逻辑电路4的一个输入端发送占空比为40％、频率为40KHz的连续方波信号，其中占空比40％、频率40KHz固定在MCU控制模块1程序中，是一个任意给定的固定参数；
2)电源开关5接收电压，AD采集电路3开始采集电源开关5输出端的电压U1，并实时反馈到MCU控制模块1；MCU控制模块1给与门逻辑电路4的另一个输入端发送高电平信号“开”信号，此时电源开关5接收方波信号，输出端的电压U1为0V，记录此时的时间A为09:00:05.001；
3)MCU控制模块1判断AD采集电路3采集的电源开关5输出端的电压U1是否开始上升，当U1大于0时记录开始上升时的时间B为09:00:05.003；
MCU控制模块1判断AD采集电路3采集的电源开关5输出端的电压U1是否等于3.3V，记录相等时的时间C为09:00:05.010，则飞行时间T1＝C-B＝7ms；
4)由于T1<T，则MCU控制模块1增大方波信号的占空比，频率或占空比及频率本实施例固定方波的占空比，步进100Hz增大频率，重复步骤2、3，直至T1＝T；
记录此时方波信号的占空比4％、频率653.6Hz，并存储到MCU控制模块1的存储单元中，完成调节。
需要对外部供电模组供电时，MCU控制模块1直接从存储单元中读取占空比、频率信息，闭合电源输出端开关6。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以设计出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种直流电源开电飞行时间自动调节装置，其特征在于：包括MCU控制模块(1)、AD采集电路(3)、电源开关(5)、直流电源管理模块(8)，所述直流电源管理模块(8)用于提供电压，所述MCU控制模块(1)用于发出方波信号，所述电源开关(5)用于根据方波信号和直流电源管理模块(8)提供的电压向待供电模块(9)输出电压，所述AD采集电路(3)用于采集电源开关(5)的输出电压值并传输至MCU控制模块(1)，所述MCU控制模块(1)根据AD采集电路(3)采集的电压值记录检测到电源开关(5)输出端的电压值大于0时的上升时间B和检测到电源开关(5)输出端的电压值等于设定电压值时的停止时间C，并调整方波信号直至两者的差值即实际飞行时间T1与预设飞行时间相等。
2.根据权利要求1所述的直流电源开电飞行时间自动调节装置，其特征在于：所述电源开关(5)与待供电模块(9)之间还包括电源输出端开关(6)。
3.根据权利要求1所述的直流电源开电飞行时间自动调节装置，其特征在于：所述MCU控制模块(1)与电源开关(5)之间还包括逻辑电路(4)，所述MCU控制模块(1)向逻辑电路(4)发出开关信号和方波信号，当开关信号导通时所述逻辑电路(4)向电源开关(5)发出方波信号。
4.根据权利要求1所述的直流电源开电飞行时间自动调节装置，其特征在于：还包括用于启动所述MCU控制模块(1)发出方波信号的按键(2)。
5.根据权利要求3所述的直流电源开电飞行时间自动调节装置，其特征在于：所述开关信号为高低电平信号。
6.一种根据权利要求1～5中任一项所述的直流电源开电飞行时间自动调节装置的调节方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)所述直流电源管理模块(8)向电源开关(5)输出电压，所述MCU控制模块(1)根据内部固定参数向电源开关(5)发出方波信号；
2)所述电源开关(5)接收电压和方波信号并输出电压，所述AD采集电路(3)采集电源开关(5)输出端的电压值并传送至MCU控制模块(1)；
3)当所述MCU控制模块(1)检测到电源开关(5)输出端的电压值大于0时记录上升时间B，当所述MCU控制模块(1)检测到电源开关(5)输出端的电压值等于设定电压值时记录停止时间C，则实际飞行时间T1＝C-B；
4)T为预设飞行时间，当T1＝T时，记录此时方波信号的占空比、频率，并存储到MCU控制模块(1)的存储单元中，调节完成；当T1≠T时，所述MCU控制模块(1)调整方波信号，重复步骤2)、3)。
7.根据权利要求6所述的直流电源开电飞行时间自动调节装置的调节方法，其特征在于：所述步骤4)中MCU控制模块(1)调整方波信号为调整方波信号的占空比或者/和频率。
8.根据权利要求7所述的直流电源开电飞行时间自动调节装置的调节方法，其特征在于：所述MCU控制模块(1)调整方波信号的具体步骤为：当T1<T时，增大方波信号的占空比或者频率或者占空比及频率；当T1>T，减小方波信号的占空比或者频率或者占空比及频率。
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