CN106020004B - 一种电源上断电时序控制电路及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电源上断电时序控制电路及控制方法，控制电路包括：整流滤波电路、直流降压电路、分压电路、热敏电阻、继电器、第一开关管、分压延时电路和第二开关管，该控制电路可以输出三种不同的电压信号，并且这三种电压信号能够按照预设时序通电或断电。因此，本发明可同时实现对设备内部芯片不同电源的上电时序和断电时序的控制，保证了设备和芯片运行的可靠性，延长了设备和芯片的使用寿命。并且，本发明中的时序控制电路结构简单，制造成本低，工序简单，因此适宜大面积的推广。

Description

一种电源上断电时序控制电路及控制方法

技术领域

本发明涉及电源智能控制技术领域，更具体的说，涉及一种电源上断电时序控制电路及控制方法。

背景技术

随着电子技术日新月异的发展，DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理器)、CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、大规模集成电路等在通讯、自动控制、航天航空、医疗、家电等领域得到广泛的运用。随着芯片的发展，供电结构基于可靠性、稳定性、成本等方面的考虑也呈现多样化的特点。在这种发展趋势下，设备所采用的电子芯片也多种多样，这些芯片对电源的要求也越来越复杂，对于有多路电源供电的设备，设备内的不同芯片或者同一芯片的不同模块对多路电源的上电时序有严格的要求，有些甚至对断电时序也有要求，若上电或断电时序不当，不仅会影响芯片和设备的可靠性，甚至可能造成芯片的永久性损坏。

目前常用的时序控制电路，大都是采用一种专门的时序控制芯片来实现，该时序控制芯片虽然能够实现上电及断电时序的控制，但是该芯片制造成本高，工序复杂，不适宜大面积的推广。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种电源上断电时序控制电路及控制方法，以实现对设备内部芯片不同电源的上电时序和断电时序的控制，保证了设备和芯片运行的可靠性，延长了设备和芯片的使用寿命。

一种电源上断电时序控制电路，包括：

输入端分别与火线和零线连接的整流滤波电路，所述整流滤波电路的输出端作为第一电压输出端，所述第一电压输出端为在输出电压上升至第二电压时接通，且在所述输出电压下降至低于所述第二电压时断电的输出端；

串联在所述第一电压输出端和第二电压输出端的直流降压电路，所述直流降压电路的开启电压为第一电压，所述第一电压小于所述第二电压；

串联在所述第二电压输出端和第三电压输出端的分压电路；

串联连接在所述零线和所述整流滤波电路之间的热敏电阻；

继电器；

用于在所述第一电压输出端的电压上升至所述第一电压时，在所述第二电压输出端的输出电压驱动下导通的第一开关管，所述第一开关管的控制端通过所述继电器的线圈与所述第二电压输出端连接，所述继电器的常开触点与所述热敏电阻并联连接，所述第一开关管的输入端与所述第三电压输出端连接，所述第一开关管的输出端连接接地端；

分压延时电路；

用于在所述第一电压输出端的输出电压上升至第三电压时导通的第二开关管，所述第二开关管的控制端通过所述分压延时电路连接所述第一电压输出端，所述第二开关管的输入端连接所述第一开关管的控制端，所述第二开关管的输出端连接接地端，其中，所述第三电压大于所述第二电压。

优选的，所述整流滤波电路包括：

输入端分别与所述火线和所述零线连接的整流桥；

以及与所述整流桥的输出端并联连接的第一电容器，所述第一电容器的正极板和所述整流桥的公共端作为所述第一电压输出端。

优选的，所述直流降压电路包括：开关电源芯片及其外围电路。

优选的，所述分压电路包括：

串联连接在所述第二电压输出端和接地端之间的第一分压支路和第二分压支路，所述第一分压支路和所述第二分压支路的公共端作为所述第三电压输出端。

优选的，还包括：设置在所述第二电压输出端和所述继电器的线圈之间的稳压二极管；

所述稳压二极管的阴极连接所述第二电压输出端，所述稳压二极管的阳极连接所述继电器的线圈。

优选的，所述分压延时电路包括：第一电阻、第二电阻和第二电容器；

所述第一电阻的一端连接所述第一电压输出端，所述第一电阻的另一端通过并联连接的所述第二电阻和所述第二电容器连接接地端，所述第一电阻、所述第二电阻和所述第二电容器的公共端连接所述第二开关管的控制端。

优选的，所述第一开关管和所述第二开关管均为三极管。

一种电源上电时序控制电路的控制方法，应用于电源上断电时序控制电路，所述控制方法包括：

上电控制过程：

当第一电压输出端的输出电压上升至第一电压时，直流降压电路导通，第二电压输出端和第三电压输出端均接通，第二开关管关断，第一开关管在所述第二电压输出端的输出电压驱动下导通，所述第二电压输出端完成上电；当所述第一电压输出端的输出电压由所述第一电压上升至第二电压时，所述第一电压输出端完成上电；当所述第一电压输出端的输出电压由所述第二电压上升至第三电压时，所述第二开关管导通，所述第一开关管关断，所述第三电压输出端完成上电，从而实现所述第二电压输出端、所述第一电压输出端和所述第三电压输出端依次上电的时序控制；

断电控制过程：

断开交流电与整流滤波电路之间的连接，当所述第一电压输出端的输出电压下降至低于所述第三电压时，所述第二开关管关断，所述第一开关管导通，所述第三电压输出端完成断电；当所述第一电压输出端的输出电压下降至低于所述第二电压时，所述第一电压输出端完成断电；当所述第一电压输出端的输出电压低于所述第一电压时，所述直流降压电路停止工作，所述第二电压输出端完成断电，从而实现所述第三电压输出端、所述第一电压输出端和所述第二电压输出端依次断电的时序控制。

从上述的技术方案可以看出，本发明公开了一种电源上断电时序控制电路及控制方法，控制电路包括：整流滤波电路、直流降压电路、分压电路、热敏电阻、继电器、第一开关管、分压延时电路和第二开关管，该控制电路可以输出三种不同的电压信号，并且这三种电压信号能够按照预设时序通电或断电。因此，本发明可同时实现对设备内部芯片不同电源的上电时序和断电时序的控制，保证了设备和芯片运行的可靠性，延长了设备和芯片的使用寿命。并且，本发明中的时序控制电路结构简单，制造成本低，工序简单，因此适宜大面积的推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种电源上断电时序控制电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种电源上断电时序控制电路及控制方法，以实现对设备内部芯片不同电源的上电时序和断电时序的控制，保证了设备和芯片运行的可靠性，延长了设备和芯片的使用寿命。

参见图1，本发明实施例公开的一种电源上断电时序控制电路的电路图，该控制电路包括：整流滤波电路11、直流降压电路12、分压电路13、热敏电阻R1、继电器K1、第一开关管Q1、分压延时电路14和第二开关管Q2。

其中：

整流滤波电路11的输入端分别与火线L和零线N连接，整流滤波电路11的输出端作为第一电压输出端VDC，第一电压输出端VDC为输出电压上升至第二电压V2时接通，且在输出电压下降至低于第二电压V2时断电的输出端。

直流降压电路12串联在第一电压输出端VDC和第二电压输出端VCC之间，直流降压电路12的开启电压为第一电压V1，第一电压V1小于第二电压V2。

因此，当第一电压输出端VDC的输出电压低于第一电压V1时，直流降压电路12不工作，第二电压输出端VCC未接通；当第一电压输出端VDC的输出电压达到甚至高于第一电压V1时，直流降压电路12工作，第二电压输出端VCC接通。

分压电路13串联连接在第二电压输出端VCC和第三电压输出端VSP之间。

热敏电阻R1串联连接在零线N和整流滤波电路11之间。

其中，本申请中的热敏电阻为正温度系统热敏电阻。

第一开关管Q1的控制端通过继电器K1的线圈与第二电压输出端VCC连接，继电器K1的常开触点与热敏电阻R1并联连接，第一开关管Q1的输入端与第三电压输出端VSP连接，第一开关管Q1的输出端连接接地端，第一开关管Q1用于在第一电压输出端VDC的输出电压上升至第一电压V1时，在第二电压输出端VCC的输出电压驱动下导通。

第二开关管Q2的控制端通过分压延时电路14连接第一电压输出端VDC，第二开关管Q2的输入端连接第一开关管Q1的控制端，第二开关管Q2的输出端连接接地端，第二开关管Q2用于在第一电压输出端VDC的输出电压上升至第三电压V3时导通。

需要说明的是，本发明中，第一开关管Q1和第二开关管Q2组成开关电路，第三电压输出端VSP的接通由第一电压输出端VDC的输出电压控制该开关电路实现。当第一电压输出端VDC的输出电压低于第三电压V3时，开关电路断开，第三电压输出端VSP未接通；当第一电压输出端VDC的输出电压高于第三电压V3时，开关电路导通，第三电压输出端VSP接通。

为进一步说明本发明公开的电源上断电时序控制电路的电路结构，本发明对各组成部分进行了详细说明。

本实施例中，整流滤波电路11包括：整流桥D1和第一电容器C1，整流桥D1的输入端分别与火线L和零线N连接，第一电容器C1与整流桥D1的输出端并联连接，其中，第一电容器C1的正极板和整流桥D1的公共端作为第一电压输出端VDC。

交流电经过整流桥D1整流后为第一电容器C1充电，从而第一电压输出端VDC产生输出电压。

需要说明的是，继电器K1和热敏电阻R1形成一个限流控制电路，第二电压输出端VCC的输出电压通过该限流控制电路来控制第一电压输出端VDC的接通。

具体的，当第二电压输出端VCC的输出电压低于额定电压时，限流控制电路为高阻抗状态，限定第一电容器C1的充电电流，延缓第一电压输出端VDC的接通；当第二电压输出端VCC的输出电压高于额定电压时，限流控制电路为低阻抗状态，第一电容器C1的充电电流较大，加速第一电压输出端VDC的接通。

直流降压电路12包括：开关电源芯片及其外围电路。

分压电路13包括：串联连接在第二电压输出端VCC和接地端之间的第一分压支路和第二分压支路，所述第一分压支路和所述第二分压支路的公共端作为第三电压输出端VSP。

需要说明的是，在实际应用中，第一分压支路和第二分压支路均可以包括一个(例如，图1中示出第一分压支路包括电阻R2、第二分压支路包括电阻R3)或是多个串联连接的电阻，具体依据实际需要而定，本发明在此不做限定。

优选的，第一开关管Q1和第二开关管Q2均可以为三极管。

当第一开关管Q1关断，第二开关管Q2导通时，为避免第二电压输出端VCC的电压被拉低至接近于地，本发明在第二电压输出端VCC和继电器K1的线圈之间还设置有一个稳压二极管(图1中未示出)，该稳压二极管的阴极连接第二电压输出端VCC，稳压二极管的阳极连接继电器K1的线圈。

分压延时电路14包括：第一电阻R4、第二电阻R5和第二电容器C2；

第一电阻R4的一端连接第一电压输出端VDC，第一电阻R4的另一端通过并联连接的第二电阻R5和第二电容器C2连接接地端，第一电阻R4、第二电阻R5和第二电容器C2的公共端连接第二开关管Q2的控制端。

从图1中可以看出，本发明公开的时序控制电路的输入为交流电(火线和零线)，输出包括：第一电压输出端VDC、第二电压输出端VCC和第三电压输出端VSP。

时序控制电路的输出信号的产生方式：交流电通过整流滤波电路11整流之后在第一电压输出端VDC产生高压直流电，该高压直流电通过直流降压电路12降压在第二电压输出端VCC产生驱动电压信号，该驱动电压信号在通过分压电路13分压在第三电压输出端VSP产生调节电压信号。

针对图1公开的电源上断电时序控制电路，本发明还公开了该控制电路的控制方法，具体如下：

其中，第一电压输出端VDC的输出电压在上电过程会经过从低到高：第一电压V1、第二电压V2和第三电压V3三个电压点，定义，第一电压输出端VDC的输出电压为第二电压V2时，第一电压输出端VDC接通，当第一电压输出端VDC的输出电压达到第三电压V3时，通过第一电阻R4、第二电阻R5分压可使第二开关管Q2导通。

时序控制电路上电控制过程：

当第一电压输出端VDC的输出电压上升至第一电压V1时，直流降压电路12导通，第二电压输出端VCC和第三电压输出端VSP均接通，第二开关管Q2关断，第一开关管Q1在所述第二电压输出端VCC的输出电压驱动下导通，所述第二电压输出端VCC完成上电；当第一电压输出端VDC的输出电压由所述第一电压V1上升至第二电压V2时，所述第一电压输出端VDC完成上电；当所述第一电压输出端VDC的输出电压由所述第二电压V2上升至第三电压V3时，所述第二开关管Q2导通，第一开关管Q1的控制端被拉低，第一开关管Q1关断，所述第三电压输出端VSP完成上电，从而实现第二电压输出端VCC、第一电压输出端VDC和第三电压输出端VSP依次上电的时序控制。

举例说明，采用本发明公开的时序控制电路驱动直流无刷电机的过程：

当时序控制电路上电时，第二电压输出端VCC先上电，直流无刷电机的芯片完成程序初始化，其功率模块开关器件处于关断状态，然后再通过第一电压输出端VDC为功率模块开关器件提供电压，以避免功率模块开关器件在工作状态不确定情况下，通入强电可能造成的短路和元件损坏；第三电压输出端VSP最后上电，可利用分压延时电路14中的RC电路实现电机的软启动，避免因电机快速启动而导致的过流。

时序控制电路断电控制过程：

断开交流电与整流滤波电路11之间的连接，当第一电压输出端VDC的输出电压下降至低于所述第三电压V3时，所述第二开关管Q2关断，所述第一开关管Q1导通，第三电压输出端VSP的输出电压被拉低，第三电压输出端VSP完成断电；当第一电压输出端VDC的输出电压下降至低于所述第二电压V2时，第一电压输出端VDC完成断电；当第一电压输出端的输出电压低于第一电压V1时，直流降压电路12停止工作，第二电压输出端VCC完成断电，从而实现第三电压输出端VSP、第一电压输出端VDC和第二电压输出端VCC依次断电的时序控制。

举例说明，当时序控制电路断电时，先关断第三电压输出端VSP的输出电压，当电机充分减速后再关断第一电压输出端VDC的输出电压，这样可以避免电机高速运行时，第一电压输出端VDC突然断电，绕组反电动势过高冲击功率模块开关器件，导致功率模块开关器件损坏。最后再关断第二电压输出端VCC，以确保断电前功率模块开关器件已经处于可靠的关断状态。

因此，本发明公开的时序控制电路，可以确保控制电路按照VCC-VDC-VSP的顺序上电，这样可以使电机内置控制器在通电时首先完成程序初始化，各引脚达到正常的工作电压，待各路信号及开关管进入正常工作状态之后再通入强电，以避免快速通入强电可能造成电机的冲击损伤。断电时可以确保控制电路按照VSP-VDC-VCC的顺序断电，以避免电机反电动势对功率模块开关器件的反向冲击损伤，保证电机工作的可靠性。

综上可知，本发明公开的电源上断电时序控制电路及控制方法，控制电路包括：整流滤波电路11、直流降压电路12、分压电路13、热敏电阻R1、继电器K1、第一开关管Q1、分压延时电路14和第二开关管Q2，该控制电路可以输出三种不同的电压信号，并且这三种电压信号能够按照预设时序通电或断电。因此，本发明可同时实现对设备内部芯片不同电源的上电时序和断电时序的控制，保证了设备和芯片运行的可靠性，延长了设备和芯片的使用寿命。并且，本发明中的时序控制电路结构简单，制造成本低，工序简单，因此适宜大面积的推广。

需要说明的是，不同的直流降压电路12对应的不同的开启电压，相应的第一电压V1的具体数值也相应不同。

第二电压V2的数值可通过分压电路13调节，不同数值的第二电压V2代表第二电压输出端VCC和第一电压输出端VDC之间上电的时间间隔、以及第一电压输出端VDC和第三电压输出端VSP之间上电的时间间隔的不同。

由第一开关管Q1和第二开关管Q2形成的开关电路也可以采用继电器实现。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种电源上断电时序控制电路，其特征在于，包括：

输入端分别与火线和零线连接的整流滤波电路，所述整流滤波电路的输出端作为第一电压输出端，所述第一电压输出端为在输出电压上升至第二电压时接通，且在所述输出电压下降至低于所述第二电压时断电的输出端；

串联在所述第一电压输出端和第二电压输出端的直流降压电路，所述直流降压电路的开启电压为第一电压，所述第一电压小于所述第二电压；

串联在所述第二电压输出端和第三电压输出端的分压电路；

串联连接在所述零线和所述整流滤波电路之间的热敏电阻；

继电器；

用于在所述第一电压输出端的电压上升至所述第一电压时，在所述第二电压输出端的输出电压驱动下导通的第一开关管，所述第一开关管的控制端通过所述继电器的线圈与所述第二电压输出端连接，所述继电器的常开触点与所述热敏电阻并联连接，所述第一开关管的输入端与所述第三电压输出端连接，所述第一开关管的输出端连接接地端；

分压延时电路；

用于在所述第一电压输出端的输出电压上升至第三电压时导通的第二开关管，所述第二开关管的控制端通过所述分压延时电路连接所述第一电压输出端，所述第二开关管的输入端连接所述第一开关管的控制端，所述第二开关管的输出端连接接地端，其中，所述第三电压大于所述第二电压。

2.根据权利要求1所述的电源上断电时序控制电路，其特征在于，所述整流滤波电路包括：

输入端分别与所述火线和所述零线连接的整流桥；

以及与所述整流桥的输出端并联连接的第一电容器，所述第一电容器的正极板和所述整流桥的公共端作为所述第一电压输出端。

3.根据权利要求1所述的电源上断电时序控制电路，其特征在于，所述直流降压电路包括：开关电源芯片及其外围电路。

4.根据权利要求1所述的电源上断电时序控制电路，其特征在于，所述分压电路包括：

串联连接在所述第二电压输出端和接地端之间的第一分压支路和第二分压支路，所述第一分压支路和所述第二分压支路的公共端作为所述第三电压输出端。

5.根据权利要求1所述的电源上断电时序控制电路，其特征在于，还包括：设置在所述第二电压输出端和所述继电器的线圈之间的稳压二极管；

所述稳压二极管的阴极连接所述第二电压输出端，所述稳压二极管的阳极连接所述继电器的线圈。

6.根据权利要求1所述的电源上断电时序控制电路，其特征在于，所述分压延时电路包括：第一电阻、第二电阻和第二电容器；

所述第一电阻的一端连接所述第一电压输出端，所述第一电阻的另一端通过并联连接的所述第二电阻和所述第二电容器连接接地端，所述第一电阻、所述第二电阻和所述第二电容器的公共端连接所述第二开关管的控制端。

7.根据权利要求1所述的电源上断电时序控制电路，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管均为三极管。

8.一种电源上电时序控制电路的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的电源上断电时序控制电路，所述控制方法包括：

上电控制过程：

当第一电压输出端的输出电压上升至第一电压时，直流降压电路导通，第二电压输出端和第三电压输出端均接通，第二开关管关断，第一开关管在所述第二电压输出端的输出电压驱动下导通，所述第二电压输出端完成上电；当所述第一电压输出端的输出电压由所述第一电压上升至第二电压时，所述第一电压输出端完成上电；当所述第一电压输出端的输出电压由所述第二电压上升至第三电压时，所述第二开关管导通，所述第一开关管关断，所述第三电压输出端完成上电，从而实现所述第二电压输出端、所述第一电压输出端和所述第三电压输出端依次上电的时序控制；

断电控制过程：

断开交流电与整流滤波电路之间的连接，当所述第一电压输出端的输出电压下降至低于所述第三电压时，所述第二开关管关断，所述第一开关管导通，所述第三电压输出端完成断电；当所述第一电压输出端的输出电压下降至低于所述第二电压时，所述第一电压输出端完成断电；当所述第一电压输出端的输出电压低于所述第一电压时，所述直流降压电路停止工作，所述第二电压输出端完成断电，从而实现所述第三电压输出端、所述第一电压输出端和所述第二电压输出端依次断电的时序控制。