CN112953200B - 一种具备先开后关时序控制的电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具备先开后关时序控制的电源，涉及电源技术领域。包括：输入滤波电路、时序控制电路、第一DC/DC转换电路、第一输出滤波电路、第二DC/DC转换电路和第二输出滤波电路。在DC/DC电源设计上，本发明采用时序控制电路，控制电源的输出电压上电和下电次序，保证其中一路输出电压是先上电后下电，另一路输出电压是后上电先下电，从而满足具有先开后关时序控制要求的应用需求，用简单实用的时序控制电路，提高了电源的适应性与可靠性。

Description

一种具备先开后关时序控制的电源
技术领域
本发明涉及电源技术领域，特别是涉及一种具备先开后关时序控制的电源。
背景技术
在DC-DC直流电源技术领域中，输入电压一般为一路直流电压，输出电压一般有12V、5V和3.3V等多路输出直流电压。随着电子技术的发展，各种功能的集成电路陆续出现，其对电源各方面的要求愈加提高，既需要多路电压供电，又要求各路电压具备一定的上电和下电时序。在常规的时序控制中，可采用单片机或专用电路产生控制信号，对电源中的转换电路进行使能控制，实现上电和下电的功能。但电路设计略显复杂，可能还涉及到软件的编写。电源在系统中属于可靠性要求最高的部分，复杂的设计会降低产品的可靠性。
因此，有必要设计一种简单实用的时序控制电路，对电源上电时序和电源下电时序进行控制，从而提高电源的适应性与可靠性。
发明内容
本发明提供一种具备先开后关时序控制的电源，实现不受高温、低温和频繁开关机等条件影响的冲击电流抑制功能，并提供使能控制，确保电源的适应性和可靠性。
本发明一个实施例提供一种具备先开后关时序控制的电源，包括：输入滤波电路，用于对直流输入电压进行滤波后输出直流电压Vi；时序控制电路，用于接收所述直流电压Vi和使能控制信号，并输出第一使能信号和第二使能信号；第一DC/DC转换电路，用于接收所述第一使能信号，并根据所述所述第一使能信号对所述直流电压Vi进行隔离转换并输出直流电压Va；第一输出滤波电路，用于对所述直流电压Va进行滤波降噪后输出直流电压Vo1；第二DC/DC转换电路，用于接收所述第二使能信号，并根据所述所述第二使能信号对所述直流电压Vi进行隔离转换并输出直流电压Vb；第二输出滤波电路，用于对所述直流电压Vb进行滤波降噪后输出直流电压Vo2。
优选地，所述时序控制电路用于实现输出直流电压Vo1先于直流电压Vo2建立，后于直流电压Vo2关闭。
优选地，所述时序控制电路包括：第一限流电阻、信号隔离光耦、第二限流电阻、充电电阻、放电二极管、第一储能电容、第一N沟道场效应管、放电电阻、充电二极管、第二储能电容、第二N沟道场效应管；所述第一限流电阻的一端连接所述使能控制信号的正端，另一端连接所述信号隔离光耦的第一引脚；所述信号隔离光耦的第二引脚连接所述使能控制信号的负端；所述信号隔离光耦的第三引脚接信号地GND；所述第二限流电阻的一端连接直流电压Vi，另一端连接信号隔离光耦的第四引脚；所述充电电阻的一端连接所述信号隔离光耦的第四引脚和所述放电二极管的阴极，另一端连接所述放电二极管的阳极、所述第一储能电容的一端和第一N沟道场效应管的栅极；所述放电电阻的一端连接所述信号隔离光耦的第四引脚和所述充电二极管的阳极，另一端连接所述充电二极管的阴极、所述第二储能电容的一端和第二N沟道场效应管的栅极；所述第一N沟道场效应管的漏极接所述第一使能信号，源极接信号地GND；所述第二N沟道场效应管的漏极接所述第二使能信号，源极接信号地GND；第一储能电容的另一端接信号地GND；第二储能电容的另一端接信号地GND。
优选地，所述使能控制信号是低电平时：直流电压Vi通过第二限流电阻、充电电阻，在第一储能电容两端产生电压，使得第一N沟道场效应管栅源极间电压满足漏源极导通条件，所述第一使能信号为低电平；直流电压Vi通过第二限流电阻、充电二极管，在第二储能电容两端产生电压，使得第二N沟道场效应管栅源极间电压满足漏源极导通条件，所述第二使能信号为低电平；低电平的第一使能信号和第二使能信号，分别控制后级的第一DC/DC转换电路和第二DC/DC转换电路不工作，不输出电源。
优选地，在所述使能控制信号由低电平转为高电平时：经第一限流电阻，在信号隔离光耦的第一引脚和第二引脚之间产生电流，使得信号隔离光耦的第三引脚和第四引脚导通，第四引脚由高电平转为低电平；第一储能电容经放电二极管迅速放电，此电压使得第一N沟道场效应管栅源极间电压不再满足漏源极导通条件，使能信号EN1由低电平转为高电平；第二储能电容经放电电阻缓慢放电，此电压使得第二N沟道场效应管栅源极间电压不再满足漏源极导通条件，使能信号EN2由低电平转为高电平；所述第一使能信号和所述第二使能信号先后由低电平转为高电平，分别控制后级的第一DC/DC转换电路和第二DC/DC转换电路工作，电源依次输出直流电压Vo1和直流电压Vo2。
优选地，在所述使能控制信号由高电平转为低电平时：第一限流电阻和信号隔离光耦的第一引脚和第二引脚之间电流消失，使得信号隔离光耦的第三引脚和第四引脚截止，第四引脚由低电平转为高电平；第二储能电容经充电二极管迅速充电，此电压使得第二N沟道场效应管栅源极间电压满足漏源极导通条件，第二使能信号由高电平转为低电平；第一储能电容经充电电阻缓慢充电，此电压使得第一N沟道场效应管栅源极间电压满足漏源极导通条件，第一使能信号由高电平转为低电平；第二使能信号和第一使能信号先后由高电平转为低电平，分别控制后级的第二DC/DC转换电路和第一DC/DC转换电路不工作，电源输出直流电压Vo2和直流电压Vo1依次消失。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：
本发明提供一种具备先开后关时序控制的电源，包括：输入滤波电路，用于对直流输入电压进行滤波后输出直流电压Vi；时序控制电路，用于接收所述直流电压Vi和所述使能控制信号，并输出第一使能信号和第二使能信号；第一DC/DC转换电路，用于接收所述第一使能信号，并根据所述所述第一使能信号对所述直流电压Vi进行隔离转换并输出直流电压Va；第一输出滤波电路，用于对所述直流电压Va进行滤波降噪后输出直流电压Vo1；第二DC/DC转换电路，用于接收所述第二使能信号，并根据所述所述第二使能信号对所述直流电压Vi进行隔离转换并输出直流电压Vb；第二输出滤波电路，用于对所述直流电压Vb进行滤波降噪后输出直流电压Vo2。所述时序控制电路用于实现输出直流电压Vo1先于直流电压Vo2建立，后于直流电压Vo2关闭。
在DC/DC电源设计上，本发明采用简单的时序控制电路，控制电源的输出电压上电和下电次序，保证其中一路输出电压是先上电后下电，另一路输出电压是后上电先下电，从而满足具有先开后关时序控制要求的应用需求，用简单实用的时序控制电路，提高了电源的适应性与可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的具备先开后关时序控制的电源的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的具备先开后关时序控制的电源中时序控制电路的结构示意图。
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作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。
应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
请参阅图1，图1是本发明实施例提供的具备先开后关时序控制的电源的结构示意图。本实施例提供的具备先开后关时序控制的电源包括：
输入滤波电路100，用于对直流输入电压Vin进行滤波后输出直流电压Vi；
时序控制电路200，用于接收直流电压Vi和使能控制信号EN，并输出第一使能信号EN1和第二使能信号EN2；
第一DC/DC转换电路300，用于接收第一使能信号EN1，并根据第一使能信号EN1对直流电压Vi进行隔离转换并输出直流电压Va；
第一输出滤波电路400，用于对直流电压Va进行滤波降噪后输出直流电压Vo1；
第二DC/DC转换电路500，用于接收第二使能信号EN2，并根据第二使能信号EN2对直流电压Vi进行隔离转换并输出直流电压Vb；
第二输出滤波电路600，用于对直流电压Vb进行滤波降噪后输出直流电压Vo2。
在本实施例中，直流输入电压Vin首先通过输入滤波电路100输入，输入滤波电路100用于削弱供电系统和电源相互之间的电磁兼容影响，然后输出直流电压Vi。
直流电压Vi为第一DC/DC转换电路300提供供电，时序控制电路200在使能控制信号EN控制下为第一DC/DC转换电路300提供第一使能信号EN1，第一DC/DC转换电路300将直流电压Vi进行隔离转换并输出直流电压Va，第一输出滤波电路400对直流电压Va进行滤波降噪后输出直流电压Vo1。
同理，输出直流电压Vi为第二DC/DC转换电路500提供供电，时序控制电路200在使能控制信号EN控制下为第二DC/DC转换电路500提供第二使能信号EN2，第二DC/DC转换电路500将直流电压Vi进行隔离转换并输出直流电压Vb，第二输出滤波电路600对直流电压Vb进行滤波降噪后输出直流电压Vo2。
时序控制电路200用于实现输出直流电压Vo1先于直流电压Vo2建立，后于直流电压Vo2关闭。
请参阅图2，图2是本发明实施例提供的具备先开后关时序控制的电源中时序控制电路的结构示意图。在本实施例中，时序控制电路200包括：第一限流电阻R1、信号隔离光耦B1、第二限流电阻R2、充电电阻R3、放电二极管D1、第一储能电容C1、第一N沟道场效应管S1、放电电阻R4、充电二极管D2、第二储能电容C2、第二N沟道场效应管S2；
第一限流电阻R1的一端连接使能控制信号EN的正端，另一端连接信号隔离光耦B1的第一引脚；
信号隔离光耦B1的第二引脚连接使能控制信号EN的负端；信号隔离光耦B1的第三引脚接信号地GND；
第二限流电阻R2的一端连接直流电压Vi，另一端连接信号隔离光耦B1的第四引脚；
充电电阻R3的一端连接信号隔离光耦B1的第四引脚和放电二极管D1的阴极，另一端连接放电二极管D1的阳极、第一储能电容C1的一端和第一N沟道场效应管S1的栅极；
放电电阻R4的一端连接信号隔离光耦B1的第四引脚和充电二极管D2的阳极，另一端连接充电二极管D2的阴极、第二储能电容C2的一端和第二N沟道场效应管S2的栅极；
第一N沟道场效应管S1的漏极接第一使能信号EN1，源极接信号地GND；第二N沟道场效应管S2的漏极接第二使能信号EN2，源极接信号地GND；第一储能电容C1的另一端接信号地GND；第二储能电容C2的另一端接信号地GND。
根据上述提供的具备先开后关时序控制的电源，在整个工作过程中，电源可以在使能信号控制下，实现输出直流电压Vo1先于直流电压Vo2建立，后于直流电压Vo2关闭。
(1)在使能控制信号EN是低电平时：
直流电压Vi通过第二限流电阻R2、充电电阻R3，在第一储能电容C1两端产生电压，使得第一N沟道场效应管S1栅源极间电压满足漏源极导通条件，第一使能信号EN1为低电平；
直流电压Vi通过第二限流电阻R2、充电二极管D2，在第二储能电容C2两端产生电压，使得第二N沟道场效应管S2栅源极间电压满足漏源极导通条件，第二使能信号EN2为低电平；
低电平的第一使能信号EN1和第二使能信号EN2，分别控制后级的第一DC/DC转换电路300和第二DC/DC转换电路500不工作，不输出电源。
(2)在使能控制信号EN由低电平转为高电平时：
经第一限流电阻R1，在信号隔离光耦B1的第一引脚和第二引脚之间产生电流，使得信号隔离光耦B1的第三引脚和第四引脚导通，第四引脚由高电平转为低电平；
第一储能电容C1经放电二极管D1迅速放电，此电压使得第一N沟道场效应管S1栅源极间电压不再满足漏源极导通条件，使能信号EN1由低电平转为高电平；
第二储能电容C2经放电电阻R4缓慢放电，此电压使得第二N沟道场效应管S2栅源极间电压不再满足漏源极导通条件，使能信号EN2由低电平转为高电平；
第一使能信号EN1和第二使能信号EN2先后由低电平转为高电平，分别控制后级的第一DC/DC转换电路300和第二DC/DC转换电路500工作，电源依次输出直流电压Vo1和直流电压Vo2。
(3)在使能控制信号EN由高电平转为低电平时：
第一限流电阻R1和信号隔离光耦B1的第一引脚和第二引脚之间电流消失，使得信号隔离光耦B1的第三引脚和第四引脚截止，第四引脚由低电平转为高电平；
第二储能电容C2经充电二极管D2迅速充电，此电压使得第二N沟道场效应管S2栅源极间电压满足漏源极导通条件，第二使能信号EN2由高电平转为低电平；
第一储能电容C1经充电电阻R3缓慢充电，此电压使得第一N沟道场效应管S1栅源极间电压满足漏源极导通条件，第一使能信号EN1由高电平转为低电平；
第二使能信号EN2和第一使能信号EN1先后由高电平转为低电平，分别控制后级的第二DC/DC转换电路500和第一DC/DC转换电路300不工作，电源输出直流电压Vo2和直流电压Vo1依次消失。
整个工作过程中，电源可以在使能信号控制下，实现输出直流电压Vo1先于直流电压Vo2建立，后于直流电压Vo2关闭。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种具备先开后关时序控制的电源，其特征在于，包括：
输入滤波电路，用于对直流输入电压进行滤波后输出直流电压Vi；
时序控制电路，用于接收所述直流电压Vi和使能控制信号，并输出第一使能信号和第二使能信号；所述时序控制电路包括：第一限流电阻、信号隔离光耦、第二限流电阻、充电电阻、放电二极管、第一储能电容、第一N沟道场效应管、放电电阻、充电二极管、第二储能电容、第二N沟道场效应管；所述第一限流电阻的一端连接所述使能控制信号的正端，另一端连接所述信号隔离光耦的第一引脚；所述信号隔离光耦的第二引脚连接所述使能控制信号的负端；所述信号隔离光耦的第三引脚接信号地GND；所述第二限流电阻的一端连接直流电压Vi，另一端连接信号隔离光耦的第四引脚；所述充电电阻的一端连接所述信号隔离光耦的第四引脚和所述放电二极管的阴极，另一端连接所述放电二极管的阳极、所述第一储能电容的一端和第一N沟道场效应管的栅极；所述放电电阻的一端连接所述信号隔离光耦的第四引脚和所述充电二极管的阳极，另一端连接所述充电二极管的阴极、所述第二储能电容的一端和第二N沟道场效应管的栅极；所述第一N沟道场效应管的漏极接所述第一使能信号，源极接信号地GND；所述第二N沟道场效应管的漏极接所述第二使能信号，源极接信号地GND；第一储能电容的另一端接信号地GND；第二储能电容的另一端接信号地GND；
第一DC/DC转换电路，用于接收所述第一使能信号，并根据所述所述第一使能信号对所述直流电压Vi进行隔离转换并输出直流电压Va；
第一输出滤波电路，用于对所述直流电压Va进行滤波降噪后输出直流电压Vo1；
第二DC/DC转换电路，用于接收所述第二使能信号，并根据所述所述第二使能信号对所述直流电压Vi进行隔离转换并输出直流电压Vb；
第二输出滤波电路，用于对所述直流电压Vb进行滤波降噪后输出直流电压Vo2。
2.如权利要求1所述的一种具备先开后关时序控制的电源，其特征在于，所述时序控制电路用于实现输出直流电压Vo1先于直流电压Vo2建立，后于直流电压Vo2关闭。
3.如权利要求1所述的一种具备先开后关时序控制的电源，其特征在于，所述使能控制信号是低电平时：
直流电压Vi通过第二限流电阻、充电电阻，在第一储能电容两端产生电压，使得第一N沟道场效应管栅源极间电压满足漏源极导通条件，所述第一使能信号为低电平；
直流电压Vi通过第二限流电阻、充电二极管，在第二储能电容两端产生电压，使得第二N沟道场效应管栅源极间电压满足漏源极导通条件，所述第二使能信号为低电平；
低电平的第一使能信号和第二使能信号，分别控制后级的第一DC/DC转换电路和第二DC/DC转换电路不工作，不输出电源。
4.如权利要求1所述的一种具备先开后关时序控制的电源，其特征在于，在所述使能控制信号由低电平转为高电平时：
经第一限流电阻，在信号隔离光耦的第一引脚和第二引脚之间产生电流，使得信号隔离光耦的第三引脚和第四引脚导通，第四引脚由高电平转为低电平；
第一储能电容经放电二极管迅速放电，此电压使得第一N沟道场效应管栅源极间电压不再满足漏源极导通条件，使能信号EN1由低电平转为高电平；
第二储能电容经放电电阻缓慢放电，此电压使得第二N沟道场效应管栅源极间电压不再满足漏源极导通条件，使能信号EN2由低电平转为高电平；
所述第一使能信号和所述第二使能信号先后由低电平转为高电平，分别控制后级的第一DC/DC转换电路和第二DC/DC转换电路工作，电源依次输出直流电压Vo1和直流电压Vo2。
5.如权利要求1所述的一种具备先开后关时序控制的电源，其特征在于，在所述使能控制信号由高电平转为低电平时：
第一限流电阻和信号隔离光耦的第一引脚和第二引脚之间电流消失，使得信号隔离光耦的第三引脚和第四引脚截止，第四引脚由低电平转为高电平；
第二储能电容经充电二极管迅速充电，此电压使得第二N沟道场效应管栅源极间电压满足漏源极导通条件，第二使能信号由高电平转为低电平；
第一储能电容经充电电阻缓慢充电，此电压使得第一N沟道场效应管栅源极间电压满足漏源极导通条件，第一使能信号由高电平转为低电平；
第二使能信号和第一使能信号先后由高电平转为低电平，分别控制后级的第二DC/DC转换电路和第一DC/DC转换电路不工作，电源输出直流电压Vo2和直流电压Vo1依次消失。
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