CN113484589A

CN113484589A - 一种带有磁滞功能的掉电检测电路及控制系统

Info

Publication number: CN113484589A
Application number: CN202110739161.2A
Authority: CN
Inventors: 邬刚; 海建伟; 王瑞金
Original assignee: Hangzhou Acceleration Technology Co ltd
Current assignee: Hangzhou Acceleration Technology Co ltd
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2021-10-08

Abstract

本发明涉及掉电检测技术，公开了一种带有磁滞功能的掉电检测电路及控制系统，其包括分压电路、磁滞控制电路、基准电压电路和比较电路；分压电路用于设置掉电检测电压和磁滞电压；基准电压电路用于产生基准电压；比较电路用于比较分压电路的采样电压与基准电压电路的基准电压，并将比较的结果传送至磁滞控制电路，磁滞控制电路依据检测的电压进行控制。本发明通过在掉电检测电压阀值附近引入磁滞反馈，避免掉电检测信号在掉电检测电压值附近抖动，保证控制系统能够正确的检测到掉电信号，以保证掉电流程的顺利执行，提高系统的可靠性；通过调整电阻R1、R2、R3的阻值，灵活的设置掉电检测电压和磁滞电压，以适应不同系统、不同环境的应用。

Description

一种带有磁滞功能的掉电检测电路及控制系统

技术领域

本发明涉及掉电检测技术，尤其涉及了一种带有磁滞功能的掉电检测电路及控制系统。

背景技术

随着消费者对电子产品的性能、智能化的要求越来越高，电子产品的集成度也越来越复杂，CPU、MPU、FPGA、DSP被大量的应用于电子产品中，这些复杂的集成电路通常对系统的上下电时序有严格的要求，如果上电时序不对，系统有可能无法启动，所以大多数工程师都能做到正确的上电时序，下电时序通常被大多数工程师忽略，但是下电时序不对，严重的有损坏芯片的风险。

要正确控制下电时序，首先要提前检测到系统掉电信号，在系统停止工作前完成下电操作。

如果掉电检测信号出现抖动，控制系统就会误判状态，导致在真正掉电事件发生时，系统功耗没有得到有效控制，储能电路的能量被系统快速消耗，待掉电电路稳定输出有效信号时，储能电路里剩余的能量就不足以完成剩下的操作，就会造成关键数据丢失、下电时序失控，严重时有可能损坏芯片。

例如专利名称，一种处理器掉电时序控制系统及方法；专利申请号：CN201610647629.4；申请日为：2016-08-09；专利中记载了通过掉电检测电路实时检测处理器的供电电压，当供电电压低于预设阈值时，产生掉电触发信号；掉电控制电路与掉电检测电路相连，接收掉电触发信号后，经预设逻辑处理，将处理器控制在固定功耗的预设状态，以控制处理器内核电压的掉电速度。

现有技术中当供电电源电压跌落到小于检测电压VDET时，输出低电平的掉电信号，但是实际掉电信号是有干扰存在的，同时因为负载的不同，掉电波形也是多种多样的，造成的结果就是掉电检测信号在检测电压VDET附近会出现抖动。

发明内容

本发明针对现有技术掉电检测电路中，当供电电源电压跌落到小于检测电压VDET时，输出低电平的掉电信号，但是实际掉电信号是有干扰存在的，同时因为负载的不同，掉电波形也是多种多样的，造成的结果就是掉电检测信号在检测电压VDET附近会出现抖动，缺点，提供了一种带有磁滞功能的掉电检测电路及控制系统。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种带有磁滞功能的掉电检测电路，包括分压电路、磁滞控制电路、基准电压电路和比较电路；

分压电路用于设置掉电检测电压和磁滞电压；基准电压电路用于产生基准电压；比较电路用于比较分压电路的采样电压与基准电压电路的基准电压，并将比较的结果传送至磁滞控制电路，磁滞控制电路依据检测的电压进行控制。

通过设有磁滞控制电路，从而磁滞电压根据设计需求和应用环境灵活调整，使得输出的掉电检测信号是真实有效且无抖动的，以保证每次的掉电处理流程都能准确执行。

作为优选，还包括输出电路，比较电路输出的比较结果传送至输出电路。

作为优选，分压电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3，电阻R1一端与VIN连接，另一端与电阻R2连接，电阻R2的另一端与电阻R3连接，电阻R3的另外一端接GND；

磁滞控制电路包括电阻R3和MOS管Q2，电阻R3的一端与MOS管Q2的漏极连接，MOS管Q2源极接地，MOS管Q2的栅极与比较器U1的输出脚相连；

基准电压电路包括电阻R4和并联基准电压源U2，电阻R4的一端与电源相连，电阻R4的另外一端与基准电压芯片U2的基准电压端相连，基准电压芯片U2的另外一端接GND；

比较电路包括电压比较器U1和电容C2；电压比较器U1输入端正极与基准电压源U2的基准电压端连接，电压比较器U1输入端负极与电阻R1的非电源端连接；

电容C2一端接地，另一端与电压比较器U1的电源端连接；电压比较器U1的接地端接地；电压比较器U1的输出端与MOS管Q2的栅极连接。

作为优选，输出电路包括电阻R5、电阻R6和MOS管Q1；电阻R5一端接地，另一端与MOS管Q1的栅极连接；电阻R6一端连接电源，另一端与MOS管Q1的漏极连接；MOS管Q1的源极接地。通过改变输出电路电阻R6上端的供电电压，用以适配不同的控制系统。

作为优选，还包括储能电路和供电电源，储能电路与供电电源并联；储能电路包括电容C1。储能电路用于存储能量，电源掉瞬间保证能量供给。

作为优选，并联基准电压源U2包括AD1580。通过采用AD1580基准电压源芯片，其基准优化性能更好。

一种带有磁滞功能的掉电检测的控制系统，包括带有磁滞功能的掉电检测电路。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

在掉电检测电路中引入磁滞电压的方式，解决了常规掉电检测电路在掉电电压阀值点抖动的问题，使得控制系统能够准确的执行掉电处理流程，提高系统的可靠性、稳定性，降低系统维护成本。另外掉电检测电压和磁滞电压可根据分压电阻灵活设置，极大的提高了发明的应用范围。

附图说明

图1是本发明的系统图。

图2是本发明的电路原理图。

图3是本发明的电路特性波形图。

图4是本发明的电路仿真图。

图5是本发明的电路仿真结果图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

分压电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3，电阻R1一端与VIN连接，另一端与电阻R2连接，电阻R2的另一端与电阻R3连接，电阻R3的另外一端接GND；

实施例2

在实施例1基础上，本实施例还包括输出电路，比较电路输出的比较结果传送至输出电路。还包括储能电路和供电电源，储能电路与供电电源并联；储能电路包括电容C1。储能电路用于存储能量，电源掉瞬间保证能量供给。

并联基准电压源U2为AD1580。通过采用AD1580基准电压源芯片，其基准优化性能更好。

输出电路包括电阻R5、电阻R6和MOS管Q1；电阻R5一端接地，另一端与MOS管Q1的栅极连接；电阻R6一端连接电源，另一端与MOS管Q1的漏极连接；MOS管Q1的源极接地。通过改变输出电路电阻R6上端的供电电压，用以适配不同的控制系统。

实施例3

在上述实施例基础上，本实施例在供电电源刚开始上电的瞬间，电压比较器U1的1脚电压大于3脚电压，比较器的4脚输出高电平，输出MOS管Q1导通，输出信号VEN为低电平，同时磁滞控制MOS管Q2导通，电阻R3被短接，电阻R2与R1分压后的电压被送至电压比较器U1的3脚，因此上电过程中的检测电压VDET_ON的计算公式如下；

公式中，V_{DET_ON}为上电时的检测电压；V_REF为基准芯片U2的基准电压；R1，R2为设置掉电检测电压的分压电阻。

在电源开始掉电以前，电压比较器U1的1脚电压小于电压比较器U1的3脚电压，电压比较器U1的4脚输出低电平，输出MOS管Q1关闭，输出信号VEN为高电平，同时磁滞控制MOS管Q2关闭，电阻R2、R3与R1分压后的电压被送至比较器U1的3脚，因此下电过程中的检测电压VDET_OFF的计算公式如下：

公式中，V_{DET_OFF}为下电时的检测电压；V_REF为基准芯片U2的基准电压；R1，R2、R3为设置掉电检测电压的分压电阻；掉电检测电路的磁滞电压ΔV_DET计算公式为：

ΔV_DET＝V_{DET_ON}-V_{DET_OFF}

其电路特性如附图3，上电过程中，当电源电压上升到VDET_ON时，掉电检测电路的输出信号VEN由VOL变为VOH；下电过程中，当电源电压下降到VDET_OFF时，掉电检测电路的输出信号VEN由VOH变为VOL；VDET_ON和VDET_OFF之间的差值为磁滞电压ΔVDET，根据应用环境合理的设置掉电检测电压和阀值电压，避免掉电检测信号在掉电电压附近抖动，实现掉电检测信号可靠的输出，保证掉电流程的顺利执行。

实施例4

在上述实施例基础上，本实施例供电电源为12V；

系统供电电压：VDC＝12.0V；掉电检测电压：V_{DET_OFF}＝6.0V；磁滞电压：ΔV_DET＝0.5V

由磁滞电压公式计算出：V_{DET_ON}＝6.5V。由V_{DET_ON}和V_{DET_OFF}的计算公式整理出分压电阻R1、R2、R3的关系如下：

基准电压芯片选择ADI公司的AD1580，基准电压VREF等于1.225V，电阻R1取20KΩ，由上面公式计算R2、R3的值：R2＝4.6445KΩ；R3＝486.34，R2、R3取最接近的实际电阻值：R2＝4.7KΩ；R3＝470Ω。

将R1、R2、R3的电阻值重新代入上电检测电压、下电检测电压、磁滞电压的计算公式中，可以计算出：V_{DET_ON}＝6.438V；V_{DET_OFF}＝5.964V；ΔV_DET＝0.474V，满足预设的设计目标。

根据以上的计算结果，建立电路仿真文件，如附图4所示；电路仿真结果V_{DET_ON}＝6.437V；V_{DET_ON}＝5.958V，与设计结果基本一致，如附图5所示。

实施例5

一种带有磁滞功能的掉电检测的控制系统，包括上述实施例的带有磁滞功能的掉电检测电路。

Claims

1.一种带有磁滞功能的掉电检测电路，其特征在于，包括分压电路、磁滞控制电路、基准电压电路和比较电路；

2.根据权利要求1所述的一种带有磁滞功能的掉电检测电路，其特征在于，还包括输出电路，比较电路输出的比较结果传送至输出电路。

3.根据权利要求1所述的一种带有磁滞功能的掉电检测电路，其特征在于，分压电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3，电阻R1一端与VIN连接，另一端与电阻R2连接，电阻R2的另一端与电阻R3连接，电阻R3的另外一端接GND；

4.根据权利要求2所述的一种带有磁滞功能的掉电检测电路，其特征在于，输出电路包括电阻R5、电阻R6和MOS管Q1；电阻R5一端接地，另一端与MOS管Q1的栅极连接；电阻R6一端连接电源，另一端与MOS管Q1的漏极连接；MOS管Q1的源极接地。

5.根据权利要求1所述的一种带有磁滞功能的掉电检测电路，其特征在于，还包括储能电路和供电电源，储能电路与供电电源并联；储能电路包括电容C1。

6.根据权利要求3所述的一种带有磁滞功能的掉电检测电路，其特征在于，并联基准电压源U2包括AD1580。

7.一种带有磁滞功能的掉电检测的控制系统，其特征在于，包括权利要求1-6任一所述的带有磁滞功能的掉电检测电路。