CN108429446A - 一种电源重启方法及电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电源重启方法及电路，其通过设置阈值，使Vcc电压保持在某一数值范围内，延长了每次电源重启的时间，从而减少了电源重启次数，延长了功率管处于不工作状态的持续时间，有效降低了重启功耗与外接电容值。
Description
技术领域
本发明属于电源领域，特别涉及一种电源重启方法及电路。
技术背景
在控制电路或控制电路芯片中，因各种原因可能引起电路重启，因而会在设计电路或芯片时具有重启功能，例如，在开关电源等电路设计中，当电源Vcc的采样电压V1降低至欠压保护电压Uvlo_on时，电源重新充电至开启电压Uvlo_off，并输出使能信号EN，完成一次重启。
图1为现有技术中电源重启时的时序图：在t11时段，当V1电压低于开启电压Uvlo_off，电源进入保护状态，外接电容放电，Vcc电压下降，此时使能端有效，电源功率管工作；当V1电压降低到欠压保护电压Uvlo_on时，使能端无效，电源功率管停止工作，Vcc外接电容开始充电，Vcc电压上升，电源进入一次重启，即t12时段；当V1电压上升到等于开启电压Uvlo_off时，电源启动，使能端有效，电源功率管工作，如果外界引起重启的因素未解除，电源再次进入保护状态，外接电容再次放电，Vcc电压下降，即t13时段；如此循环直到引起重启的因素解除，Vcc电压稳定为止。
在等待外界引起重启的因素解除的过程中，电源在一次重启后，如果引起重启的因素未解除，电源会再次进入保护重启过程，直到引起重启的因素解除，反复重启才结束，在此过程中功率管的反复动作，增大了重启功耗；为了使一次重启时间增大，IC应用工程师们往往不得不将Vcc外接电容值选择较大，而这样就会引起因电容体积大引起电路体积大，为减小体积而减小Vcc外接电容值、降低重启功耗是目前亟待解决的问题。
发明内容
鉴于此，为了克服现有技术中电源重启时出现的功率管反复动作、重启功耗大的缺点，本发明通过设置阈值，增大每次重启所用时间，延长功率管处于不工作状态的持续时间，从而减少电源重启次数，降低重启功耗同时减小外接电容值。
为实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：
一种电源重启方法，该方法包括如下步骤：
获得开启电压Uvlo_off和欠压保护电压Uvlo_on，并设置两个电压阈值——Vth1和Vth2，其中，Uvlo_off＞Vth1＞Vth2＞Uvlo_on；
在一个重启过程中，在原重启时段上再增加一延长时段Treset；该延长时段内，设置采样电压V1保持在Vth1和Vth2之间，且使能信号EN保持无效，从而延长每次重启时间，减小重启次数和功耗。
较佳的，上述重启过程中，当采样电压V1首次上升到阈值Vth1时，开始所述延长时段Treset的增加。
较佳的，所述延长时段Treset是N个周期，其中N是大于等于1的正整数，周期是指采样电压V1保持在Vth1和Vth2之间时外接电容充放电的时间段。
相应的，为了实现上述电源重启方法，本发明还提供了一种电源重启电路，该电路包括采样电路、比较电路1、比较电路2、延时电路、控制电路。
其中，所述采样电路用于对电路供电电压Vcc进行采样，从而得到采样电压V1；所述比较电路1用于将采样电压V1与两个设定阈值进行比较，从而输出CLK信号，所述两个设定阈值为Vth1和Vth2，其中，Uvlo_off＞Vth1＞Vth2＞Uvlo_on；所述比较电路2用于将采样电压V1与欠压保护电压Uvlo_on和开启电压Uvlo_off进行比较，从而输出使能信号EN，该使能信号EN用于控制功率管是否工作；所述延时电路用于根据CLK信号和使能信号EN输出延时信号M；所述控制电路用于根据延时信号M、CLK信号和使能信号EN控制电路电压Vcc。
较佳的，所述采样电路，其输入端连接电源Vcc，输出端分别连接所述比较电路1和比较电路2；所述比较电路1，其输入端连接所述采样电路，输出端分别连接所述延时电路和控制电路；所述比较电路2，其输入端连接所述采样电路，输出端分别连接所述延时电路和控制电路；所述延时电路，其输入端分别连接所述比较电路1、比较电路2，输出端连接所述控制电路；所述控制电路，其输入端分别连接所述比较电路1、比较电路2、以及延时电路，其输出端连接电源Vcc。Uvlo_offUvlo_on
较佳的，当V1≤Uvlo_on或V1≥Uvlo_off时，比较电路2输出的使能信号EN变化，当Uvlo_on＜V1＜Uvlo_off时，比较电路2输出的使能信号EN保持不变；同样，当V1≤Vth2或V1≥Vth1时，比较电路1输出的CLK信号变化，在采样电压Vth2＜V1＜Vthl时，比较电路1输出的CLK信号保持不变。
较佳的，当EN无效时，所述延时电路从CLK信号第一个跳变沿开始计时，在计时时段内，所述控制电路根据CLK信号控制外接电容的充放电过程，并设置采样电压V1保持在Vth1和Vth2之间；当计时到设定时间后，所述控制电路控制外接电容继续充电直至V1≥Uvlo_off，EN有效，完成一次重启过程。
较佳的，所述计时时段为采样电压V1保持在Vth1和Vth2之间时外接电容充放电周期的整数倍。
较佳的，各充放电周期相等。
可见，本发明提出了一种电源重启方法及电路，通过设置阈值，延长每次重启所用时间，即延长功率管处于不工作状态的持续时间，从而减少了电源重启次数，降低了重启功耗与外接电容值。
附图说明
图1为现有技术中的电源重启时序图；
图2为本发明一个实施例中的电源重启方法的原理图；
图3为本发明一个实施例中的电源重启电路的结构图；
图4为上述对应图3实施例的电源重启时序图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例及附图1-4对本公开进行具体的说明；
本发明提供一种电源重启方法，其原理如图2所示，设置两个电压阈值——Vth1和Vth2，其中，两个电压阈值与开启电压Uvlo_off、欠压保护电压Uvlo_on之间满足Uvlo_off＞Vth1＞Vth2＞Uvlo_on；在一次重启中，在原重启时段上再增加一延长时段Treset；该延长时段内，设置采样电压V1保持在Vth1和Vth2之间，使能信号EN保持无效，从而延长每次重启时间，减小重启次数降低功耗。
在一个具体实施例中，当采样电压V1首次上升到阈值Vth1时，开始所述延长时段Treset的增加。
进一步的，该延长时段Treset是N个周期，其中N是大于等于1的正整数，周期是指采样电压V1保持在Vth1和Vth2之间时外接电容充放电的时间段。
具体的，在t2时刻，采样电压V1下降到欠压保护电压Uvlo_on，使能信号EN无效，功率管不工作，Vcc外接电容开始充电，Vcc电压上升，采样电压V1也增大；
在t3时刻，采样电压V1上升到阈值Vth1，外接电容开始放电，Vcc电压下降，采样电压V1也减小；
在t4时刻，采样电压V1下降到阈值Vth2，外接电容开始充电，Vcc电压上升，电压V1增大；
在t5时刻，采样电压V1上升到阈值Vth1，外接电容开始放电，Vcc电压下降，采样电压V1也减小，使能信号EN保持无效；
循环t3-t5时刻的过程，直至设定延长时间Treset结束，采样电压V1上升到阈值Vth1时，外接电容继续充电；
在t7时刻，采样电压V1上升到开启电压Uvlo_off，使能信号EN有效，功率管工作，一次重启结束。
根据图2可见，每次重启时间得到了延长，相应减少了电源重启次数，从而降低了重启功耗与外接电容值。
为了实现上述方法，本发明还提供了一种电源重启电路，如图3所示。
该电源重启电路包括采样电路、比较电路1、比较电路2、延时电路、控制电路。其中，所述采样电路用于对Vcc进行采样，从而得到采样电压V1；所述比较电路1用于将采样电压V1与两个设定阈值进行比较，从而输出CLK信号；所述比较电路2用于将采样电压V1与欠压保护电压Uvlo_on和开启电压Uvlo_off进行比较，从而输出使能信号EN，该使能信号EN用于控制功率管是否工作；所述延时电路用于根据CLK信号和使能信号EN输出延时信号M；所述控制电路用于根据延时信号M、CLK信号和使能信号EN控制Vcc。
其中，设定上述两个设定阈值为Vthl和Vth2，且满足Uvlo_off＞Vth1＞Vth2＞Uvlo_on，从而保证延时电路的延时控制。
具体的，对于上述各电路组成的连接结构：所述采样电路，其输入端连接电源Vcc，输出端分别连接所述比较电路1和比较电路2；所述比较电路1，其输入端连接所述采样电路，输出端分别连接所述延时电路和控制电路；所述比较电路2，其输入端连接所述采样电路，输出端分别连接所述延时电路和控制电路；所述延时电路，其输入端分别连接所述比较电路1、比较电路2，输出端连接所述控制电路；所述控制电路，其输入端分别连接所述比较电路1、比较电路2、以及延时电路，其输出端连接电源Vcc。
再进一步的，当V1≤Uvlo_on或V1≥Uvlo_off时，比较电路2输出的使能信号EN变化，当Uvlo_on＜V1＜Uvlo_off时，比较电路2的输出的使能信号EN保持不变；同样，当V1≤Vth2或V1≥Vthl时，比较电路1的输出的CLK信号变化，在采样电压Vth2＜V1＜Vth1时，比较电路1的输出的CLK信号保持不变。
更进一步的，当使能信号EN无效时，所述延时电路从CLK信号第一个跳变沿开始计时，在计时时段内，所述控制电路根据CLK信号控制外接电容的充放电过程，并控制采样电压V1保持在Vthl和Vth2之间；当计时到设定时间Treset后，所述控制电路控制外接电容继续充电直至V1≥Uvlo_off，EN有效，完成一次重启过程。
其中，优选的，设定值Treset是采样电压V1保持在Vth1和Vth2之间时外接电容充放电周期的整数倍；优选地，各充放电周期的周期时间相等。
图4为对应上述实施例中电源重启电路的时序图，具体的：
在t1时刻，采样电压V1下降到参考阈值Vth2，比较电路1输出的CLK信号发生跳变，此时使能信号EN有效；
在t2时刻，当采样电压V1下降到欠压保护电压Uvlo_on，比较电路2输出的使能信号EN发生跳变，使能信号EN变为无效，电源进入一次重启状态，外接电容C充电，Vcc电压上升，采样电压V1也上升；
在t3时刻，采样电压V1上升到参考阈值Vth1，比较电路1输出的CLK信号发生跳变，延时电路开始计时并输出计时信号M给控制电路，控制电路根据计时信号M、使能信号EN和CLK信号控制外接电容放电，使Vcc电压下降，采样电压V1相应下降；
在t4时刻，采样电压V1下降到阈值Vth2，比较电路2输出的CLK信号再次跳变，控制电路控制外接电容充电，采样电压V1上升；
在t5时刻，采样电压V1上升到参考阈值Vth1，比较电路1输出的CLK信号发生跳变，控制电路控制外接电容放电，采样电压V1下降；
在t6时刻，计时到设定值Treset时，计时信号M改变，控制电路根据计时信号M和CLK信号控制外接电容继续充电，采样电压V1继续上升；
在t7时刻，采样电压V1上升到开启电压Uvlo_off，使能信号EN变为有效，一次重启过程完成。
综上可见，本发明通过设置阈值，延长每次电源重启时间，相应延长了功率管处于不工作状态的持续时间，从而减少了电源重启次数，有效降低了重启功耗与外接电容值。
以上实施例仅用以说明本发明公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照上述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替代；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术所述的精神范围。
Claims (10)
1.一种电源重启方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
设置两个电压阈值：Vth1和Vth2，其中，两个电压阈值与开启电压Uvlo_off、欠压保护电压Uvlo_on之间满足Uvlo_off＞Vth1＞Vth2＞Uvlo_on；
在一次重启中，在原重启时段上再增加一延长时段Treset；该延长时段内，采样电压V1保持在Vth1和Vth2之间，使能信号EN保持无效，从而延长每次重启时间，减小重启次数和功耗。
2.根据权利要求1所述的电源重启方法，其特征在于，优选的，上述重启时间中，当采样电压V1首次上升到阈值Vth1时，开始所述延长时段Treset的增加。
3.根据权利要求2所述的电源重启方法，其特征在于，所述延长时段Treset是N个周期，其中N是大于等于1的正整数，周期是指采样电压V1从阈值Vth1到阈值Vth2再回到阈值Vth1的时间段。
4.根据权利要求3所述的电源重启方法，其特征在于，所述延长时段Treset结束时，采样电压V1上升到阈值Vth1后继续上升到Uvlo_off。
5.一种电源重启电路，其特征在于，该电路包括采样电路、比较电路1、比较电路2、延时电路、控制电路；其中，
所述采样电路对Vcc电压进行采样，得到采样电压V1；
所述比较电路1将采样电压V1与两个设定阈值进行比较，输出CLK信号；所述两个设定阈值为Vth1和Vth2，其中，Uvlo_off＞Vth1＞Vth2＞Uvlo_on，Uvlo_off为开启电压，Uvlo_on为欠压保护电压；
所述比较电路2将采样电压V1与欠压保护电压Uvlo_on、开启电压Uvlo_off进行比较，输出使能信号EN，该使能信号EN控制功率管是否工作；
所述延时电路根据CLK信号和使能信号EN输出延时信号M；
所述控制电路根据延时信号M、CLK信号和使能信号EN控制Vcc电压。
6.根据权利要求5所述的电源重启电路，其特征在于，Uvlo_offUvlo_on所述采样电路，其输入端连接电源Vcc，输出端分别连接所述比较电路1和比较电路2；所述比较电路1，其输入端连接所述采样电路，输出端分别连接所述延时电路和控制电路；所述比较电路2，其输入端连接所述采样电路，输出端分别连接所述延时电路和控制电路；所述延时电路，其输入端分别连接所述比较电路1、比较电路2，输出端连接所述控制电路；所述控制电路，其输入端分别连接所述比较电路1、比较电路2、以及延时电路，其输出端连接电源Vcc。
7.根据权利要求6所述的电源重启电路，其特征在于：
当V1≤Uvlo_on或V1≥Uvlo_off时，比较电路2输出的使能信号EN变化，当Uvlo_on＜V1＜Uvlo_off时，比较电路2输出的使能信号EN保持不变；
同样，当V1≤Vth2或V1≥Vth1时，比较电路1输出的CLK信号变化，在采样电压Vth2＜V1＜Vth1时，比较电路1输出的CLK信号保持不变。
8.根据权利要求7所述的电源重启电路，其特征在于：
当EN无效时，所述延时电路从CLK信号第一个跳变沿开始计时，在计时时段内，所述控制电路根据CLK信号控制外接电容的充放电过程，并设置采样电压V1保持在Vth1和Vth2之间；当计时到设定时间后，所述控制电路控制外接电容继续充电直至V1≥Uvlo_off，使能信号EN有效，完成一次重启。
9.根据权利要求8所述的电源重启电路，其特征在于，所述计时时段为采样电压V1保持在Vth1和Vth2之间时外接电容充放电周期的整数倍。
10.根据权利要求9所述的电源重启电路，其特征在于，各充放电周期相等。
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Legal Events
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Country or region after: China Address after: 710199 Building 6, Photonic Chip Hard Technology Enterprise Community, No. 15, Shanglinyuan 1st Road, Hi tech Zone, Xi'an, Shaanxi Applicant after: SHAANXI REACTOR MICROELECTRONICS Co.,Ltd. Address before: Room 301, block a, Hanyun Pavilion, Xi'an Software Park, No.68, Keji 2nd Road, high tech Zone, Xi'an City, Shaanxi Province, 710075 Applicant before: SHAANXI REACTOR MICROELECTRONICS Co.,Ltd. Country or region before: China |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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