CN113741261A - 一种上下电控制电路及信号输出装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种上下电控制电路及信号输出装置。该电路包括：输出电源模块、储能模块、以及恒流控制模块；输出电源模块包括电源正极和电源负极；储能模块的两端分别与电源正极和电源负极电连接；恒流控制模块电连接于储能模块的两端。上述技术方案通过在输出电源模块两端连接储能模块，能够对输出电源模块上电时的电信号进行存储，同时能够降低输出电源模块输出的纹波，提高上电稳定性；通过设置恒流控制模块，在输出电源模块下电时，可以确保储能模块具有恒定的放电电流，该放电电流不会随着放电电压的下降而减小，缩短放电时间，提升下电速度。

Description

一种上下电控制电路及信号输出装置

技术领域

本发明实施例涉及电源控制技术领域，尤其涉及一种上下电控制电路及信号输出装置。

背景技术

随着科技的发展，LED、5G、手机测试、半导体、电池和可穿戴设备测试领域对电源产品的有着极大的需求，电源产品可通过上下电控制电路实现电压变换。

电源产品在从一个电压跃迁到另一个电压，或者连续输出多个电压的时候纹波较高，现有电源产品为了降低输出的纹波需要比较大的输出滤波电容，但是输出电容越大，会导致电源关闭的时候放电比较慢。通过简单地在放电线路加负载电阻R，会导致上电速度较慢，即便是使用开关K控制负载电阻R，如图1所示，电源1关闭的时候放电时间依旧比较长。

发明内容

本发明实施例提供一种上下电控制电路及信号输出装置，以实现快速地上下电。

第一方面，本发明实施例提供了一种上下电控制电路，包括：输出电源模块、储能模块、以及恒流控制模块；

所述输出电源模块包括电源正极和电源负极；

所述储能模块的两端分别与所述电源正极和所述电源负极电连接，用于在所述输出电源模块上电时，存储所述输出电源模块输出的电信号，以及在所述输出电源模块下电时，释放所存储的电信号；

所述恒流控制模块电连接于所述储能模块的两端，用于在所述输出电源模块下电时，控制所述储能模块的放电电流。

可选的，所述恒流控制模块包括依次串联的电压控制单元、负载单元、以及控制开关；

所述电压控制单元用于向所述负载单元的第一端提供固定电压信号；

所述负载单元用于将所述固定电压信号转换为所述放电电流；

所述控制开关用于在所述输出电源模块下电时导通，以及在所述输出电源模块上电时断开。

可选的，所述恒流控制模块还包括开关单元；

所述开关单元的控制端与所述储能模块的第一端电连接，所述开关单元的输入端与所述负载单元的第二端电连接，所述开关单元的输出端与所述储能模块的第二端电连接；

所述开关单元用于在所述储能模块的第一端与所述负载单元的第二端之间的电压差的控制下导通或断开。

可选的，所述开关单元包括第一MOS管和第一电阻；

所述第一MOS管的栅极通过所述第一电阻与所述储能模块的第一端电连接，所述第一MOS管的源极与所述负载单元的第二端电连接，所述第一MOS管的漏极与所述储能模块的第二端电连接。

可选的，所述电压控制单元包括电压源和二极管；

所述电压源的负极和所述二极管的阳极均与所述储能模块的第一端电连接；所述电压源的正极和所述二极管的阴极均通过所述控制开关与所述负载单元的第一端电连接。

可选的，所述储能模块的第一端与所述电源正极电连接，所述储能模块的第二端与所述电源负极电连接；

其中，所述第一MOS管为P型MOS管。

可选的，所述负载单元包括阻值为固定值的负载电阻。

可选的，所述储能模块包括电容和/或储能电池。

可选的，所述上下电控制电路还包括：信号输出端；

所述信号输出端包括正极输出端和负极输出端；所述正极输出端与所述电源正极电连接，所述负极输出端与所述电源负极电连接。

第二方面，本发明实施例还提供了一种信号输出装置，该装置包括本发明实施例所述的任意上下电控制电路。

本发明实施例提供一种上下电控制电路，通过在输出电源模块两端连接储能模块，以存储输出电源模块上电时的电信号，确保输出电源模块稳定输出相应的电信号，降低输出电源模块输出的纹波，提高上电稳定性；同时，通过在储能模块两端设置恒流控制模块，在输出电源模块下电时，确保储能模块具有恒定的放电电流，该放电电流不会随着储能模块中所存储电量的减小而减小，从而能够缩短放电时间，提升下电速度。

附图说明

图1为现有技术中的一种上下电控制电路的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种上下电控制电路的示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种上下电控制电路的示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种上下电控制电路的示意图；

图5为本发明实施例提供的又一种上下电控制电路的示意图；

图6为本发明实施例提供的又一种上下电控制电路的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

图1为现有技术的一种上下电控制电路的示意图，参考图1，现有的电源电路中通常设置有上下电控制电路，以能够实现电源电路的上电和下电。现有技术的上下电控制电路包括电源1、电容C、负载电阻R和开关K电；在电源上电时，开关K处于断开状态，电容C能够对电源1输出的电信号进行滤波；而在电源下电时，开关K处于导通状态，此时接入负载电阻R消耗电容C中所存储的能量；在电容C的放电初期，由于负载电阻R的存在能够使电容C具有较大放电电流，但是电容中所存储的能量的降低，使得负载电阻R两端的电压下降，从而使得放电电流减小，相应的电容C的放电速度减小，无法实现快速放电，无法应用于具有较高上下电要求的电源电路中，从而限制了该上下电控制电路的应用场景。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种上下电控制电路，图2为本发明实施例提供的一种上下电控制电路的示意图。如图2所示，该上下电控制电路包括输出电源模块10、储能模块20、以及恒流控制模块30，输出电源模块10包括电源正极和电源负极。储能模块20的两端分别与电源正极和电源负极电连接，用于在输出电源模块10上电时，存储输出电源模块10输出的电信号，以及在输出电源模块10下电时，释放所存储的电信号。恒流控制模块30电连接于储能模块20的两端，用于在输出电源模块10下电时，控制储能模块20的放电电流。

其中，输出电源模块10可以是电信号可调节的电源供应装置，其可作为用电负载的动力源；在用电负载工作时，输出电源模块10能够根据用电负载的工作状态提供不同的电信号，此时即为输出电源模块10上电；而在用电负载无需工作时，输出电源模块10能够停止提供电信号，此时即为输出电源模块10下电。输出电源模块10包括电源正极和电源负极，电源正极与电源负极之间的压差即为输出电源模块所输出的电信号的电压，通常电源负极与接地端电连接。输出电源模块10的电源正极和电源负极之间储能模块20可以存储或释放相应的能量，其可以包括电容和/或储能电池；当储能模块20包括储能电池时，该储能模块20能够在输出电源模块10上电时，存储该输出电源模块10输出的电信号；而当输出电源模块10下电时，释放其所存储的电信号，以为用电负载供电，或者在用电负载无需工作时，无需再为用电负载供电，同样需要将储能模块中存储的电能释放掉。当储能模块20包括电容时，一方面其与储能模块20包括储能电池时的情况相同，在此不再赘述；另一方面，由于电容具有滤波功能，使得在输出电源模块10上电时，储能模块20可随着输出电源模块10输出的电信号的变化，而进行充放电，使得输出电源模块10输出至用电负载的电信号保持稳定；而在输出电源模块10下电时，同样需要将电容中所存储的电量释放掉，以确保输出电源模块10准确下电。

此外，在储能模块20的两端还设置有恒流控制模块30，该恒流控制模块30在输出电源模块10上电时，不会消耗输出电源模块10输出的电信号，确保输出电源模块10输出的电信号快速稳定地输出相应的电信号，即确保输出电源模块10能够稳定快速地上电；在输出电源模块10下电时，该恒流控制模块30能够控制存储模块20的放电电流，即该放电电流不随着存储模块20所存储能量的变化而变化，而是由恒流控制模块30直接进行控制，使得储能模块20的放电电流保持在稳定状态，以防因随储能模块20的放电使得储能模块20的放电电流减小，而影响储能模块20的放电速度。

本发明实施例通过在输出电源模块两端连接储能模块，能够对输出电源模块上电时的电信号进行存储，同时能够降低输出电源模块输出的纹波，提高上电稳定性；通过设置恒流控制模块，在输出电源模块下电时，可以确保储能模块具有恒定的放电电流，该放电电流不会随着放电电压的下降而减小，缩短放电时间，提升下电速度。

可选的，图3为本发明实施例提供的又一种上下电控制电路的示意图。如图3所示，恒流控制模块30包括依次串联的电压控制单元31、负载单元32、以及控制开关33。电压控制单元31用于向负载单元32的第一端提供固定电压信号，负载单元32用于将固定电压信号转换为放电电流，控制开关33用于在输出电源模块10下电时导通，以及在输出电源模块10上电时断开。

其中，控制开关33可以包括继电器、光耦、三极管、MOS管等可以相应的控制信号控制其导通或断开的电子元件；负载单元32可以包括固定阻值的电阻或者其它具有能够稳定消耗电量的器件。

具体的，由于在控制开关33处于断开状态时，由电压控制单元31、负载单元32以及控制开关33组成的串联电路处于断路状态，因此通过在输出电源模块10上电时，断开控制开关33，能够降低电路中的消耗，确保输出电源模块10快速稳定地输出相应的电信号；而在输出电源模块10下电时，控制开关33处于导通状态，使得电压控制单元31、负载单元32以及控制开关33组成的串联电路接入至储能模块20的两端，此时相当于储能模块20串联于电压控制单元31、负载单元32以及控制开关33的电路中，使得流经电压控制单元31、负载单元32以及控制开关33组成的串联电路的电流即为储能模块20的放电电流；此时，通过电压控制单元31向负载单元32的一端提供固定电压信号，确保负载单元32的一端保持为固定电压，使得流经负载单元32的电流保持固定，即确保流经电压控制单元31、负载单元32以及控制开关33组成的串联电路的电流保持不变，从而使得储能模块20具有恒定的放电电流，进而有利于提高输出电源模块的下电速度。

可选的，图4为本发明实施例提供的又一种上下电控制电路的示意图。如图4所示，电压控制单元31包括电压源301和二极管D1。电压源301的负极和二极管D1的阳极均与储能模块20的第一端电连接；电压源301的正极和二极管D1的阴极均通过控制开关33与负载单元32的第一端电连接。如此，由二极管D1的箝位作用，能够使得电压源301提供负载单元32的电信号不会随着储能模块20中所存储电量的变化而变化，即能够在输出电源模块10下电时，确保电压源301向负载单元32提供固定电压信号，从而使得流经负载单元32的电流保持恒定，即存储模块20的放电电流保持恒定。

需要说明的是，图4中示出的电压控制单元31及其连接方式仅为本发明实施例示例性的附图，在能够向负载单元32提供固定电压信号的前提下，本发明实施例对电压控制单元31及其连接方式不做具体限定。

可选的，图5为本发明实施例提供的又一种上下电控制电路的示意图。如图5所示，恒流控制模块30还包括开关单元34。开关单元34的控制端与储能模块20的第一端电连接，开关单元34的输入端与负载单元32的第二端电连接，开关单元34的输出端与储能模块20的第二端电连接。开关单元34用于在储能模块20的第一端与负载单元32的第二端之间的电压差的控制下导通或断开。

其中，开关单元34例如可以包括MOS管；MOS管的导通或断开由其栅源电压差决定，此时MOS管的源极可以作为开关单元34的输入端，而MOS管的栅极可以作为开关单元34的控制端；当且仅当MOS管的栅源电压满足其导通条件时，MOS管才会处于导通状态；如此，通过设置开关单元34可以防止因储能模块20模块的第一端的电压突变，使得流经负载单元32的电流无法保持恒定的情况出现，从而能够确保储能模块20的放电过程稳步进行，恒流控制模块30控制储能模块20的放电电流保持恒定。同时，开关单元34具有一定的内阻，增加开关单元能够进一步增加恒流控制模块的整体负载量，从而能够加快对储能模块20所存储电量的消耗，可进一步加快下电速度。

可选的，继续参考图5，当开关单元34包括MOS管时，该MOS管可以为第一MOS管，为确保第一MOS管所接收到的电信号的稳定性，开关单元34还可以包括第一电阻R2。其中，第一MOS管Q1的栅极通过第一电阻R2与储能模块20的第一端电连接，第一MOS管Q1的源极与负载单元32的第二端电连接，第一MOS管Q1的漏极与储能模块20的第二端电连接。如此，通过第一电阻R2可以调控提供至第一MOS管Q1的栅极电压，从而使得在输出电源模块10下电过程中，第一MOS管Q1能够满足其导通条件。

可选的，继续参考图5，当电压源301的负极和二极管D1的阳极均与储能模块20的第一端电连接；电压源301的正极和二极管D1的阴极均通过控制开关33与负载单元32的第一端电连接，并且储能模块20的第一端与电源正极电连接，储能模块20的第二端与电源负极电连接时，第一MOS管Q1可以为P型MOS管。

如此，在输出电源模块10上电时，第一MOS管Q1的栅极为电源正极处的电压，使得第一MOS管Q1的栅极为高电平，第一MOS管Q1的源极和漏极断开，恒流控制模块30处于断路状态；当输出电源模块10下电时，输出电源模块10不再提供电信号，电压源301的负极电压即为第一MOS管Q1的栅极电压，使得第一MOS管Q1的栅极保持为低电平，电压源301的正极通过控制开关33与负载单元32的第一端电连接，使得该电压源301提供至负载单元32的第一端的电压经负载单元32仍能保持为高电平，即第一MOS管Q1的源极为高电平，其栅极为低电平，第一MOS管Q1的栅极与其源极之间的压差小于其阈值电压，从而使得为P型MOS管的第一MOS管导通，向储能模块20提供恒定的放电电流。

可选的，图6为本发明实施例提供的又一种上下电控制电路的示意图。如图6所示，上下电控制电路还包括信号输出端40。信号输出端40包括正极输出端和负极输出端，正极输出端与电源正极电连接，负极输出端与电源负极电连接。信号输出端40可与用电负载连接，将输出电源模块10的电信号输出至用电负载。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种信号输出装置，该信号输出装置包括本发明任意实施例所提供的上下电控制电路，具备执行该上下电控制电路相应的功能模块和有益效果。未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的上下电控制电路。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种上下电控制电路，其特征在于，包括：输出电源模块、储能模块、以及恒流控制模块；

所述输出电源模块包括电源正极和电源负极；

所述储能模块的两端分别与所述电源正极和所述电源负极电连接，用于在所述输出电源模块上电时，存储所述输出电源模块输出的电信号，以及在所述输出电源模块下电时，释放所存储的电信号；

所述恒流控制模块电连接于所述储能模块的两端，用于在所述输出电源模块下电时，控制所述储能模块的放电电流。

2.根据权利要求1所述的上下电控制电路，其特征在于，所述恒流控制模块包括依次串联的电压控制单元、负载单元、以及控制开关；

所述电压控制单元用于向所述负载单元的第一端提供固定电压信号；

所述负载单元用于将所述固定电压信号转换为所述放电电流；

所述控制开关用于在所述输出电源模块下电时导通，以及在所述输出电源模块上电时断开。

3.根据权利要求2所述的上下电控制电路，其特征在于，所述恒流控制模块还包括开关单元；

所述开关单元的控制端与所述储能模块的第一端电连接，所述开关单元的输入端与所述负载单元的第二端电连接，所述开关单元的输出端与所述储能模块的第二端电连接；

所述开关单元用于在所述储能模块的第一端与所述负载单元的第二端之间的电压差的控制下导通或断开。

4.根据权利要求3所述的上下电控制电路，其特征在于，所述开关单元包括第一MOS管和第一电阻；

所述第一MOS管的栅极通过所述第一电阻与所述储能模块的第一端电连接，所述第一MOS管的源极与所述负载单元的第二端电连接，所述第一MOS管的漏极与所述储能模块的第二端电连接。

5.根据权利要求4所述的上下电控制电路，其特征在于，所述电压控制单元包括电压源和二极管；

所述电压源的负极和所述二极管的阳极均与所述储能模块的第一端电连接；所述电压源的正极和所述二极管的阴极均通过所述控制开关与所述负载单元的第一端电连接。

6.根据权利要求5所述的上下电控制电路，其特征在于，所述储能模块的第一端与所述电源正极电连接，所述储能模块的第二端与所述电源负极电连接；

其中，所述第一MOS管为P型MOS管。

7.根据权利要求2所述的上下电控制电路，其特征在于，所述负载单元包括阻值为固定值的负载电阻。

8.根据权利要求1所述的上下电控制电路，其特征在于，所述储能模块包括电容和/或储能电池。

9.根据权利要求1所述的上下电控制电路，其特征在于，还包括：信号输出端；

所述信号输出端包括正极输出端和负极输出端；所述正极输出端与所述电源正极电连接，所述负极输出端与所述电源负极电连接。

10.一种信号输出装置，其特征在于，包括：权利要求1～9任一项所述的上下电控制电路。

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