CN112993934B - 一种远程全局自复位的可恢复电压保护电路及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种远程全局自复位的可恢复电压保护电路及其工作方法，其保护电路包括：包含稳压二极管且连接于直流电源的稳压单元、连接稳压单元的过压保护单元、连接过压保护单元的欠压保护单元以及系统电源驱动单元，其与直流电源连接，且与欠压保护单元连接，以系统驱动电压提供给外部的系统电压供应单元，系统电源驱动单元连接系统电压供应单元及含有电源转换单元、处理单元、通信单元及控制单元的外部的系统，处理单元、通信单元及控制单元连接电源转换单元，且通信单元及处理单元连接控制单元，通信单元连接远程控制单元及过压保护单元。本发明实现了一种具远程控制系统自重启及高低压可恢复保护的全局复位架构。

Description

一种远程全局自复位的可恢复电压保护电路及其工作方法
技术领域
一般而言，本揭示关于硬件领域，并且更明确的是涉及远程全局自复位的可恢复电压保护电路及其工作方法。
背景技术
在电子电力系统中，复位是重要的操作，通常用于设备升级，故障调试，系统集成等场合。常见复位有硬件复位，软件复位。硬件复位主要靠人工手动接触设备复位按键或开关实现；软件复位是通过代码中断, 让系统复位。
电压保护有过压、欠压保护，此类保护可以提升产品可靠性。常见技术方法有使用分立器件如继电器、压敏电阻，或电路实时监控检测等方法。
然而，目前技术往往仅限局部复位，也就是只有当电源及控制部分正常运行时，才可以复位其他部分且没有低压及/或高压保护功能。或者复位信号与系统没有形成闭环，无法做到全局复位且不带远程控制功能等等。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。也就是本发明能实现以下目标：1.实现远程控制系统自重启。2.做到全局复位，让所有模块及/或单元断电后自动启动。3.具有高压，低压可恢复保护功能。当高压，低压超过一定的阈值后，电路关闭运行，实现保护功能。当电压回到正常值，电路自动重启，实现异常消失自动恢复。
为此，本发明的目的在于提出一种远程全局自复位的可恢复电压保护电路及其工作方法，其可以用以解决目前技术的上述缺失。另外，本发明可应用于FPGA原型开发自复位电压保护电路及其工作方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：本发明提供一种远程全局自复位的可恢复电压保护电路，其保护电路包括：伺服端；包含稳压二极管且连接于直流电源的稳压单元；连接所述稳压单元的过压保护单元；连接所述过压保护单元的欠压保护单元以及系统电源驱动单元；与所述直流电源连接，且与所述欠压保护单元连接，以系统驱动电压提供给外部的系统电压供应单元；所述系统电源驱动单元连接所述系统电压供应单元及含有电源转换单元、处理单元、通信单元及控制单元的外部的系统，所述处理单元、所述通信单元及所述控制单元连接所述电源转换单元，且所述通信单元及所述处理单元连接所述控制单元，所述通信单元连接外部的远程控制单元及经由所述伺服端连接所述过压保护单元。
进一步，所述过压保护单元包含第二NMOS管、第五电阻器及第九电阻器，所述第五电阻器、所述第二NMOS管的栅极与所述第九电阻器彼此连接，所述第五电阻器连接于所述第二NMOS管的栅极与所述直流电源之间，所述第九电阻器连接所述系统电压供应单元，所述第二NMOS管的源极连接所述第九电阻器与所述系统电压供应单元之间的连接接点，且所述控制单元连接于所述第二NMOS管的栅极、所述第五电阻器及所述第九电阻器的连接接点。
进一步，所述控制单元经由第六电阻器连接于所述第二NMOS管的栅极、所述第五电阻器及所述第九电阻器的连接接点。
进一步，所述欠压保护单元包含第三NMOS管、第七电阻器及第八电阻器，所述第二NMOS管的漏极、所述第七电阻器及所述第三NMOS管的栅极彼此连接，所述第七电阻器连接于所述第九电阻器与所述系统电压供应单元之间的连接接点，所述第三NMOS管的源极经过所述第八电阻器连接于所述第九电阻器与所述系统电压供应单元之间的另一连接接点。
进一步，所述另一连接接点与所述系统电压供应单元之间串接有第三电容器，且所述第三电容器与所述另一连接接点之间具有接地端。
进一步，所述系统电源驱动单元包含第一NMOS管、第二电阻器及第二电容器，所述第一NMOS管的源极通过第一连接线连接所述第二NMOS管的漏极、所述第七电阻器及所述第三NMOS管的栅极的连接接点，所述第一NMOS管的栅极通过第二连接线连接所述第三NMOS管的漏极，所述第二电阻器及所述第二电容器个别桥接于所述第一连接线与所述第二连接线之间，所述第一NMOS管的漏极连接所述系统电压供应单元，所述直流电源连接于所述第一NMOS管的源极与所述第二电容器之间的所述第一连接线的连接接点。
进一步，所述系统电源驱动单元与所述过压保护单元之间的所述第一连接线与所述第二连接线个别串接有第三电阻器及第四电阻器。
进一步，所述远程控制单元输出通用输入输出信号至所述通信单元，所述过压保护单元及所述欠压保护单元使所述直流电源的电压不通过所述系统电源驱动单元而令所述系统断电，之后所述处理单元的通用输入输出脚使所述过压保护单元及所述欠压保护单元让所述直流电源的电压通过所述系统电源驱动单元而令所述系统上电。
进一步，所述通用输入输出信号为高电平的第一时段中，所述系统电压供应单元为低电平的第二时段及之后所述系统的电压低电平的第三时段的一部分早期时段与所述第一时段的一部分后期时段重迭。
为了实现上述目的，本发明另提供一种远程全局自复位的可恢复电压保护电路的工作方法，其包含以下工作状态：
正常运行的工作状态包含以下步骤：稳压单元的稳压参数匹配直流电源,其电压全部加载在所述稳压单元的稳压二极管上，过压保护单元的第二NMOS管的栅极为低电平状态，欠压保护单元的二电阻器分压了所述直流电源的电压；所述欠压保护单元的第三NMOS管为导通状态，系统电源驱动单元的一电阻器、所述第三NMOS管及另二电阻器分压了所述直流电源的电压，使所述系统电源驱动单元的第一NMOS管的栅极与源极产生压差，所述第一NMOS管为导通状态；及所述直流电源电压流过所述第一NMOS管到系统电压供应单元使系统正常供电而正常运行。
远程全局自复位重启的工作状态包含以下步骤：远程控制单元输出通用输入输出信号至通信单元，所述过压保护单元及所述欠压保护单元使所述直流电源的电压不通过所述系统电源驱动单元而使所述系统断电；及处理单元使所述过压保护单元及所述欠压保护单元让所述直流电源的电压通过所述系统电源驱动单元而使所述系统上电。
过压自恢复保护的工作状态包含以下步骤：当所述直流电源电压达到正常电压+n(V), n(V)作用于所述过压保护单元，其二电阻器分压后给所述过压保护单元的第二NMOS管的栅极，所述第二NMOS管为导通状态，所述系统电源驱动单元的第一NMOS管的栅极为高阻态使所述第一NMOS管为关闭状态，此时所述正常电压+n(V)无法给到所述系统；及当所述直流电源电压回到所述正常电压时，所述正常电压全部加载在所述稳压二极管上，所述过压保护单元的第二NMOS管的栅极为关闭状态，所述第一NMOS管为导通状态，所述系统恢复正常工作。
过压自恢复保护的工作状态包含以下步骤：当所述直流电源电压降低到所述正常电压-m(V)，m(V)被所述系统电源驱动单元与所述过压保护单元之间串接的一电阻器及所述欠压保护单元的一电阻器分压后给所述欠压保护单元，使得所述欠压保护单元的第三NMOS管的栅极按电阻比例，得到1/N*m(V)，所述第三NMOS管的1/N*m(V)＜Vgs ON，所述第三NMOS管为关闭状态；所述系统电源驱动单元的第一NMOS管的栅极为关闭状态，所述正常电压-m(V)无法给到所述系统；及当所述直流电源电压为所述正常电压时，所述欠压保护单元的第三NMOS管的栅极打开，所述系统恢复正常工作。
本发明的技术方案通过远程设备控制系统输出GPIO信号到驱动电路再回到系统形成的闭环以及环路中各半导体传输延迟造成的时间差，实现系统自行控制全局断电效果。另外通过控制单元在下电后输出高阻态特性结合驱动电路半导体开启电压特性、传输时间差，实现断电后自动重启效果。再者基于二极管反向击穿的稳压特性以及设置电阻比例匹配MOS开启电压，实现同时具备过压和欠压可恢复保护效果。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明一种远程全局自复位的可恢复电压保护电路的方块图；
图2为本发明一种远程全局自复位的可恢复电压保护电路的整体框图；
图3为本发明一种远程全局自复位的可恢复电压保护电路在正常运行的工作状态的流程图；
图4为本发明一种远程全局自复位的可恢复电压保护电路在远程控制信号发出重启系统需求时的工作状态的流程图；
图5为本发明一种远程全局自复位的可恢复电压保护电路在远程控制信号发出重启系统需求时的工作状态的说明流程图；
图6为本发明一种远程全局自复位的可恢复电压保护电路在闭环运行的过程波形流程图；
图7为本发明一种远程全局自复位的可恢复电压保护电路在过压自恢复保护工作状态的流程图；
图8为本发明一种远程全局自复位的可恢复电压保护电路的过压保护动作图；
图9为稳压管及半导体MOS电压特性图；
图10为本发明一种远程全局自复位的可恢复电压保护电路在欠压自恢复保护工作状态的流程图。
附图标记说明
1 远程全局自复位的可恢复电压保护电路；
100A 稳压单元；
110 过压保护单元；
120 欠压保护单元；
130 系统电源驱动单元；
2 直流电源；
3 系统电压供应单元；
4、800 系统；
40 电源转换单元；
41 处理单元；
42 控制单元；
43 通信单元；
5 远程控制单元；
200 过压保护电路；
300 欠压保护电路；
400 远程控制设备；
410 通信总线；
500 DC恒压源；
600 系统电源驱动；
700 系统电压；
900 GPIO信号；
C2 第二电容器；
C3 第三电容器；
D3、100 稳压二极管；
M1 第一NMOS管；
M2 第二NMOS管；
M3 第三NMOS管；
L1 第一连接线；
L2 第二连接线；
R2 第二电阻器；
R3 第三电阻器；
R4 第四电阻器；
R5 第五电阻器；
R6 第六电阻器；
R7 第七电阻器；
R8 第八电阻器；
R9 第九电阻器；
GND 接地端；
S31、S32、S33、S41、S42、S71、S72、S101、S102、S103 步骤。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的组件或具有相同或类似功能的组件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语「一个实施例」、「一些实施例」、「示例」、「具体示例」、或「一些示例」等的描述意指结合所述的实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
请参考图1，其为本发明一种远程全局自复位的可恢复电压保护电路的方块图。所述远程全局自复位的可恢复电压保护电路1包括伺服端、包含稳压二极管D3且可连接于直流电源2(特定而言为图2的DC恒压源500)的稳压单元100A(特定而言为图2的稳压二极管100)、可连接所述稳压单元100A的过压保护单元110、可连接所述过压保护单元110(特定而言为图2的过压保护电路200)的欠压保护单元120(特定而言为图2的欠压保护电路300)以及可与所述直流电源2连接且与所述欠压保护单元120连接的系统电源驱动单元130(特定而言为图2的系统电源驱动600)。所述系统电源驱动单元130可以系统驱动电压提供给外部的系统电压供应单元3(特定而言为图2的系统电压700)，所述系统电源驱动单元130可连接所述系统电压供应单元3及含有电源转换单元40、处理单元41、通信单元43及控制单元42的外部的系统4(为图2的系统800)，所述处理单元41、所述通信单元43及所述控制单元42可连接所述电源转换单元40，且至少所述通信单元43及所述处理单元41连接所述控制单元42，所述通信单元43可连接(特定而言经由图2的通信总线410，更特定而言为RS485/232、网络等)外部的远程控制单元5(特定而言为图2的远程控制设备400)，所述控制单元42可经由所述伺服端连接所述过压保护单元110。
如上所述的所述稳压单元100A、所述过压保护单元110、所述欠压保护单元120及所述系统电源驱动单元130可为子电路、电路模块等。所述系统4中的各单元可为电路、模块、芯片等。例如但不限于，中央处理器、系统单芯片、微处理器(MCU)、网络芯片等。
所述远程控制单元5可为但不限于计算机、笔电、手机、随身行动装置、服务器、超级计算机、主机、分布式计算架构、云计算等装置、系统或设备。另外，所述远程控制单元5可以有线连接及无线连接的至少一者连接所述通信单元，例如但不限于，电性连接、量子耦接(量子缠结)、光学连接、无线通信等可传递信号或指令的连接方式。再者，所述系统电压供应单元3可独立于所述系统4外或整合于所述系统4。
特定而言，请参考本发明一种远程全局自复位的可恢复电压保护电路的系统框图的图2。所述过压保护单元110包含第二NMOS管M2、第五电阻器R5及第九电阻器R9，所述第五电阻器R5、所述第二NMOS管M2的栅极与所述第九电阻器R9可彼此连接，所述第五电阻器R5可连接于所述第二NMOS管M2的栅极与所述直流电源2之间，所述第九电阻器R9可连接所述系统电压供应单元3，所述第二NMOS管M2的源极可连接所述第九电阻器R9与所述系统电压供应单元3之间的连接接点，且所述控制单元42可连接于所述第二NMOS管M2的栅极、所述第五电阻器R5及所述第九电阻器R9的连接接点。所述控制单元42可经由第六电阻器R6(所述伺服端处)连接于所述第二NMOS管M2的栅极、所述第五电阻器R5及所述第九电阻器R9的连接接点。
所述欠压保护单元120包含第三NMOS管M3、第七电阻器R7及第八电阻器R8，所述第二NMOS管M2的漏极、所述第七电阻器R7及所述第三NMOS管M3的栅极可彼此连接，所述第七电阻器R7可连接于所述第九电阻器R9与所述系统电压供应单元3之间的连接接点，所述第三NMOS管M3的源极可经过所述第八电阻器R8连接于所述第九电阻器R9与所述系统电压供应单元3之间的另一连接接点。另外，所述另一连接接点与所述系统电压供应单元3之间可串接有第三电容器C3，且所述第三电容器C3与所述另一连接接点之间可具有接地端GND。
所述系统电源驱动单元130包含第一NMOS管M1、第二电阻器R2及第二电容器C2，所述第一NMOS管M1的源极可通过第一连接线连L1连接所述第二NMOS管M2的漏极、所述第七电阻器R7及所述第三NMOS管M3的栅极的连接接点，所述第一NMOS管M1的栅极可通过第二连接线L2连接所述第三NMOS管M3的漏极，所述第二电阻器R2及所述第二电容器C2可个别桥接于所述第一连接线L1与所述第二连接线L2之间，所述第一NMOS管M1的漏极可连接所述系统电压供应单元3，所述直流电源2可连接于所述第一NMOS管M1的源极与所述第二电容器R2之间的所述第一连接线L1的连接接点。
另外，所述系统电源驱动单元130与所述过压保护单元110之间的所述第一连接线L1与所述第二连接线L2可个别串接有第三电阻器R3及第四电阻器R4。
本发明的远程全局自复位的可恢复电压保护电路在不同工作状态的动作可分为以下数种。
正常运行的工作状态：如图3所示，其步骤S31中，稳压单元的稳压参数匹配直流电源,其电压全部加载在所述稳压单元的稳压二极管上，过压保护单元的第二NMOS管的栅极为低电平状态，欠压保护单元的二电阻器分压了所述直流电源的电压。
步骤S32中，所述欠压保护单元的第三NMOS管为导通状态，系统电源驱动单元的一电阻器、所述第三NMOS管及另二电阻器分压了所述直流电源的电压，使所述系统电源驱动单元的第一NMOS管的栅极与源极产生压差，所述第一NMOS管为导通状态。
步骤S33中，所述直流电源电压流过所述第一NMOS管到系统电压供应单元使系统正常供电而正常运行。
详细来说，当所述系统4正常运行时,所述稳压单元100A的稳压参数匹配所述直流电源2,其电压全部加载在所述稳压二极管D3上，所述过压保护单元110中的第二NMOS管M2的栅极电压为0，所述第二NMOS管M2无法导通。此时，所述欠压保护单元120中的第七电阻器R7及第八电阻器R8分压了所述直流电源2的电压，使得所述第三NMOS管M3打开。于是，在所述系统电源驱动单元130中第二电阻器R2、所述第三电阻器R3、所述第三NMOS管M3、所述第八电阻器R8分压了所述直流电源2，使所述系统电源驱动单元130的第一NMOS管的栅极与源极产生了压差，使得所述第一NMOS管M1导通，所以12V的直流电源2电压流过所述第一NMOS管M1到所述系统电压供应单元3，所述系统4正常供电而正常运行。
远程控制信号发出重启系统需求时的工作状态：如图4所示，其步骤S41中，远程控制单元输出通用输入输出信号至通信单元，所述过压保护单元及所述欠压保护单元使所述直流电源的电压不通过所述系统电源驱动单元而使所述系统断电。
步骤S42中，处理单元使所述过压保护单元及所述欠压保护单元让所述直流电源的电压通过所述系统电源驱动单元而使所述系统上电。
简单来说，所述远程控制单元5输出又称复位信号的通用输入输出信号(GPIO)(图2的GPIO信号900)至所述通信单元43，所述过压保护单元110及所述欠压保护单元120使所述直流电源2的电压不通过所述系统电源驱动单元130而令所述系统4断电，之后所述处理单元41的通用输入输出脚使所述过压保护单元110及所述欠压保护单元120让所述直流电源2的电压通过所述系统电源驱动单元130而令所述系统4上电。
详细来说，当所述远程控制单元5通过所述通信单元43与所述远程控制单元5之间的通信手段让所述系统4输出GPIO信号时。所述过压保护单元110中的第二NMOS管M2打开，使所述欠压保护单元120中的第三NMOS管M3的栅极拉低，所述第三NMOS管M3处于关闭状态。从而让所述系统电源驱动单元130中的第一NMOS管M1的栅极呈现高阻态，让所述第一NMOS管M1关闭。所述直流电源2的电压无法通过所述第一NMOS管M1，所述系统电压供应单元3的电压降为0V。整个系统4全部断电。
在整个系统4断电后，所述系统4内的处理单元41也掉电。于是，由所述处理单元41输出的GPIO信号管脚呈现高阻态。则所述过压保护单元110中的第二NMOS管M2关闭。此时所述欠压保护单元120中的第三NMOS管M3的栅极因为有所述第三电阻器R3及所述第七电阻器R7的分压，使得所述第三NMOS管M3再次打开。从而使所述系统电源驱动单元130中的第一NMOS管M1再次导通，所述系统电压供应单元3的电压也由0→12V，让整个系统4重新上电。
实际而言，如图5所示，所述远程控制单元5输出重启需求后所述控制单元42的GPIO信号拉高，所述第二NMOS管的栅极拉高使所述第二NMOS管打开导通，之后M3 Vgs = M2Vds＜M3 Vgs ON，M3 Vgs是所述第三NMOS管的栅源极电压，M2 Vds是所述第二NMOS管的漏源极电压，且
Figure DEST_PATH_IMAGE002
M2 Vgs是所述第二NMOS管的栅源极电压，M3 Vdson是所述第三NMOS管开启的漏源极电压，M1 Vgs ON是所述第一NMOS管的开启电压，R4是所述第四电阻器的电阻值，R8是所述第八电阻器的电阻值，R2是所述第二电阻器的电阻值。而使所述系统4的电压跌落至0，导致了所述系统4停止，也就是所述系统所有单元及/或模块停止。然后所述GPIO信号管脚呈现高阻态，而使
Figure DEST_PATH_IMAGE004
，造成了12V经过所述第三电阻器R3与所述第七电阻器R7分压，所述第三NMOS管M3间有压差，使得所述系统电源驱动单元130的第三NMOS管M3导通，之后所述系统4的电压恢复12V而正常运行直到至少下次GPIO信号、关机及/或电压不稳。其中，M3 Vgs是所述第三NMOS管的栅源极电压，M3 Vgson是所述第三NMOS管的栅源极电压，R3是所述第三电阻器的电阻值，R7是所述第七电阻器的电阻值。
整个系统实现了一个闭环运行，过程波形流程如图6。所述方法不需要人工直接接触设备拨动开关，可以实现远程自复位。无需保留控制单元运行，可实现系统各个单元全部复位。其中，GPIO信号为高电平的第一时段中，所述系统电压供应单元为低电平的第二时段及之后所述系统的电压低电平的第三时段的一部分早期时段与所述第一时段的一部分后期时段重迭。
过压自恢复保护工作状态：
如图7所示，其步骤S71中，当所述直流电源电压达到正常电压+n(V),n(V)作用于所述过压保护单元，其二电阻器分压后给所述过压保护单元的第二NMOS管的栅极，所述第二NMOS管为导通状态，所述系统电源驱动单元的第一NMOS管的栅极为高阻态使所述第一NMOS管为关闭状态，此时所述正常电压+n(V)无法给到所述系统。
步骤S72中，当所述直流电源电压回到所述正常电压时，所述正常电压全部加载在所述稳压二极管上，所述过压保护单元的第二NMOS管的栅极为关闭状态，所述第一NMOS管为导通状态，所述系统恢复正常工作。
详细来说，直流电源电压为12V，当直流电源电压达到12+n(V),n(V)会作用于所述过压保护单元110，被所述第五电阻器R5及所述第九电阻器R9进行分压后给所述过压保护单元110中的第二NMOS管M2的栅极，所述第二NMOS管M2打开导通。则所述第一NMOS管M1的栅极呈现高阻态令所述第一NMOS管M1关闭。因此12+n(V)无法给到所述系统4中，实现了过压保护目的。
当所述直流电源电压回到正常时，所有电压将全部加载在所述稳压二极管D3上。所述过压保护单元110中的第二NMOS管M2的栅极不再得到足够的分压关闭。此时所述第一NMOS管M1再次打开，电路恢复正常工作。过程如图8所示。也就是实际而言，所述系统4正常运行下若发生直流电源电压>12V，则发生稳压管反向击穿，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，而导致M3Vgs=M2 Vds＜M3 Vgs ON ，M2 Vgs是所述第二NMOS管的栅源极电压，R7是所述第七电阻器的电阻值，R3是所述第三电阻器的电阻值，若否则所述系统4正常运行。之后M3Vg高阻态，所述第一NMOS管M1驱动关闭，所述系统4的电压为0V，所述系统4停止运行。
因此，当直流电源电压过压n(V)时，基于二极管反向击穿的稳压特性以及半导体MOS管传输延迟特性，如图9，所述电路具备过压自恢复保护特性。
欠压自恢复保护工作状态:
如图10所示，其步骤S101中，当所述直流电源电压降低到所述正常电压-m(V)，m(V)被所述系统电源驱动单元与所述欠压保护单元之间串接的一电阻器及所述欠压保护单元的一电阻器分压后给所述欠压保护单元，使得所述欠压保护单元的第三NMOS管的栅极按电阻比例，得到1/N*m (V)，所述第三NMOS管的1/N*m (V)＜Vgs ON，所述第三NMOS管为关闭状态。
步骤S102中，所述系统电源驱动单元的第一NMOS管的栅极为关闭状态，所述正常电压-m(V)无法给到所述系统。
步骤S103中，当所述直流电源电压为所述正常电压时，所述欠压保护单元的第三NMOS管的栅极打开，所述系统恢复正常工作。
详细来说，设直流电源电压为12V，当所述直流电源电压降低到12-m(V)，m(V)被所述第三电阻器R3及所述第七电阻器R7分压后给所述欠压保护单元120，使得所述欠压保护单元中的第三NMOS管M3的栅极按电阻比例，得到1/N*m (V)，此时，所述第三NMOS管M3的1/N*m (V)＜Vgs ON，其中Vgs on是一个Mos管开启电压，所述第三NMOS管M3关闭，又，N是所述第三电阻器与所述第七电阻器的比值的倒数，即是1/N。所述第一NMOS管M1的栅极呈现高阻态，所述第一NMOS管M1关闭。因此，12-m(V)无法给到所述系统4中，实现低压保护目的。
当所述直流电源电压回到正常时，所述欠压保护单元120中的第三NMOS管M3的栅极得到足够的分压，再次打开。电路恢复正常工作。
值得注意的是，上述各单元、组件、装置、模块及/或设备之间的连接方式可为直接连接或间接连接。所谓间接连接是指两者之间可设置其它单元、组件、装置、模块及/或设备而不悖离本发明范畴。
本发明能藉由以上电路设计而达到以下效果a.通过系统输出信号经驱动电路再回到系统闭环设计，实现系统自身复位全局。b.增加远程控制电路，避免人工直接接触设备。c.通过在驱动电路中设置相关参数，实现过压保护以及过压消失自恢复保护功能。d.基于同型号双MOS方案，结合设置参数，实现欠压保护及欠压消失自恢复运行功能。消除系统受低压造成的状态不定产生的误动作影响。e.对电路器件无特别高的要求，成本低。f.使用半导体特性做电压保护，避免常规继电器、压敏等分立器件使用，缩小产品尺寸。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种远程全局自复位的可恢复电压保护电路，其包括：
伺服端；
稳压单元，包含稳压二极管且连接于直流电源；
过压保护单元，连接所述稳压单元，所述过压保护单元包含第二NMOS管、第五电阻器及第九电阻器，所述第五电阻器、所述第二NMOS管的栅极与所述第九电阻器彼此连接，所述第五电阻器连接于所述第二NMOS管的栅极与所述直流电源之间，所述第九电阻器连接系统电压供应单元，所述第二NMOS管的源极连接所述第九电阻器与所述系统电压供应单元之间的连接接点；
欠压保护单元，连接所述过压保护单元，所述欠压保护单元包含第三NMOS管、第七电阻器及第八电阻器，所述第二NMOS管的漏极、所述第七电阻器及所述第三NMOS管的栅极彼此连接，所述第七电阻器连接于所述第九电阻器与所述系统电压供应单元之间的连接接点，所述第三NMOS管的源极经过所述第八电阻器连接于所述第九电阻器与所述系统电压供应单元之间的另一连接接点；以及
系统电源驱动单元，与所述直流电源连接，且与所述欠压保护单元连接，以系统驱动电压提供给外部的系统电压供应单元，所述系统电源驱动单元连接所述系统电压供应单元及含有电源转换单元、处理单元、通信单元及控制单元的外部的系统，所述处理单元、所述通信单元及所述控制单元连接所述电源转换单元，且至少所述通信单元及所述处理单元连接所述控制单元，所述通信单元连接外部的远程控制单元，所述控制单元经由所述伺服端连接于所述过压保护单元，且所述控制单元连接于所述第二NMOS管的栅极、所述第五电阻器及所述第九电阻器的连接接点。
2.根据权利要求1所述的远程全局自复位的可恢复电压保护电路，其特征在于，所述控制单元经由第六电阻器连接于所述第二NMOS管的栅极、所述第五电阻器及所述第九电阻器的连接接点。
3.根据权利要求1所述的远程全局自复位的可恢复电压保护电路，其特征在于，所述另一连接接点与所述系统电压供应单元之间串接有第三电容器，且所述第三电容器与所述另一连接接点之间具有接地端。
4.根据权利要求1所述的远程全局自复位的可恢复电压保护电路，其特征在于，所述系统电源驱动单元包含第一NMOS管、第二电阻器及第二电容器，所述第一NMOS管的源极通过第一连接线连接所述第二NMOS管的漏极、所述第七电阻器及所述第三NMOS管的栅极的连接接点，所述第一NMOS管的栅极通过第二连接线连接所述第三NMOS管的漏极，所述第二电阻器及所述第二电容器个别桥接于所述第一连接线与所述第二连接线之间，所述第一NMOS管的漏极连接所述系统电压供应单元，所述直流电源连接于所述第一NMOS管的源极与所述第二电容器之间的所述第一连接线的连接接点。
5.根据权利要求4所述的远程全局自复位的可恢复电压保护电路，其特征在于，所述系统电源驱动单元与所述过压保护单元之间的所述第一连接线与所述第二连接线个别串接有第三电阻器及第四电阻器。
6.根据权利要求1所述的远程全局自复位的可恢复电压保护电路，其特征在于，所述远程控制单元输出通用输入输出信号至所述通信单元，所述过压保护单元及所述欠压保护单元使所述直流电源的电压不通过所述系统电源驱动单元而令所述系统断电，之后所述处理单元的通用输入输出脚使所述过压保护单元及所述欠压保护单元让所述直流电源的电压通过所述系统电源驱动单元而令所述系统上电。
7.根据权利要求6所述的远程全局自复位的可恢复电压保护电路，其特征在于，所述通用输入输出信号为高电平的第一时段中，所述系统电压供应单元为低电平的第二时段及之后所述系统的电压低电平的第三时段的一部分早期时段与所述第一时段的一部分后期时段重迭。
8.一种远程全局自复位的可恢复电压保护电路的工作方法，包括正常运行的工作状态、远程全局自复位重启的工作状态、过压自恢复保护的工作状态及欠压自恢复保护的工作状态：
正常运行的工作状态包含以下步骤：
稳压单元的稳压参数匹配直流电源，其电压全部加载在所述稳压单元的稳压二极管上，过压保护单元的第二NMOS管的栅极为低电平状态，欠压保护单元的第七电阻器及第八电阻器分压了所述直流电源的电压；
所述欠压保护单元的第三NMOS管为导通状态，系统电源驱动单元的一电阻器、所述第三NMOS管及另二电阻器分压了所述直流电源的电压，使所述系统电源驱动单元的第一NMOS管的栅极与源极产生压差，所述第一NMOS管为导通状态；及
所述直流电源电压流过所述第一NMOS管到系统电压供应单元使系统正常供电而正常运行；
远程全局自复位重启的工作状态包含以下步骤：
远程控制单元输出通用输入输出信号至通信单元，所述过压保护单元及所述欠压保护单元使所述直流电源的电压不通过所述系统电源驱动单元而使系统断电；所述系统为包含电源转换单元、处理单元、通信单元及控制单元的外部系统；及
处理单元使所述过压保护单元及所述欠压保护单元让所述直流电源的电压通过所述系统电源驱动单元而使所述系统上电；
过压自恢复保护的工作状态包含以下步骤：
当所述直流电源电压达到正常电压+n(V) ，n(V)作用于所述过压保护单元，其第五电阻器及第九电阻器分压后给所述过压保护单元的第二NMOS管的栅极，所述第二NMOS管为导通状态，所述系统电源驱动单元的第一NMOS管的栅极为高阻态使所述第一NMOS管为关闭状态，此时所述正常电压+n(V)无法给到所述系统；及
当所述直流电源电压回到所述正常电压时，所述正常电压全部加载在所述稳压二极管上，所述过压保护单元的第二NMOS管的栅极为关闭状态，所述第一NMOS管为导通状态，所述系统恢复正常工作；
欠压自恢复保护的工作状态包含以下步骤：
当所述直流电源电压降低到所述正常电压-m(V)，m(V)被第三电阻器及第七电阻器分压后给所述欠压保护单元，使得所述欠压保护单元的第三NMOS管的栅极按电阻比例，得到1/N*m(V)，所述第三NMOS管的1/N*m(V)＜Vgs ON，所述第三NMOS管为关闭状态，Vgs On是Mos管开启电压，1/N是所述第三电阻器与所述第七电阻器的比值的倒数；
所述系统电源驱动单元的第一NMOS管的栅极为关闭状态，所述正常电压-m(V)无法给到所述系统；及
当所述直流电源电压为所述正常电压时，所述欠压保护单元的第三NMOS管的栅极打开，所述系统恢复正常工作；
其中，过压保护单元连接所述稳压单元，所述过压保护单元包含第二NMOS管、第五电阻器及第九电阻器，所述第五电阻器、所述第二NMOS管的栅极与所述第九电阻器彼此连接，所述第五电阻器连接于所述第二NMOS管的栅极与所述直流电源之间，所述第九电阻器连接所述系统电压供应单元，所述第二NMOS管的源极连接所述第九电阻器与所述系统电压供应单元之间的连接接点，且所述控制单元连接于所述第二NMOS管的栅极、所述第五电阻器及所述第九电阻器的连接接点；所述欠压保护单元连接所述过压保护单元，所述欠压保护单元包含第三NMOS管、第七电阻器及第八电阻器，所述第二NMOS管的漏极、所述第七电阻器及所述第三NMOS管的栅极彼此连接，所述第七电阻器连接于所述第九电阻器与所述系统电压供应单元之间的连接接点，所述第三NMOS管的源极经过所述第八电阻器连接于所述第九电阻器与所述系统电压供应单元之间的另一连接接点。
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