CN115940906A - 一种复位电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种复位电路，包括电源、一级电源模块、二级电源模块、复位模块和用电模块，当二级电源模块出现故障时，通过故障报错输出端输出第一电平信号至复位模块的输入端，并在预设时间内，复位模块向一级电源模块的使能端输出第二电平信号，关闭第一电压的输出，停止向二级电源模块供电，超过预设时间后，复位模块向一级电源模块的使能端输出第三电平信号，开启第一电压的输出。以实现故障时停止供电，复位后继续供电，且可灵活调整复位延时的时间，提高复位电路的可靠性和灵活性。

Description

一种复位电路

技术领域

本发明实施例涉及电路技术领域，尤其涉及一种复位电路。

背景技术

常见的复位芯片，主要依靠监控电路中的电压跌落进行触发复位，当复位芯片自身的供电失效(无输出)的时候，复位芯片本身都无法工作，也即无法完成对系统的复位。

另外，常见的复位芯片容易在电源波动时触发复位，不能设置长时间(大于5S以上)的延时复位，即不能灵活设置复位延时的时间。

发明内容

本发明实施例提供了一种复位电路，提高复位电路的可靠性和灵活性。

本发明实施例提供了一种复位电路，包括电源、一级电源模块、二级电源模块、复位模块和用电模块；

所述电源的输出端与所述一级电源模块的输入端电连接，所述一级电源模块的输出端与所述二级电源模块的输入端电连接，所述一级电源模块用于将所述电源输出的电源电压转换为第一电压并输出至所述二级电源模块，所述二级电源模块包括多个电压输出端，多个所述电压输出端与所述用电模块电连接；

所述二级电源模块包括故障报错输出端，所述故障报错输出端与所述复位模块的输入端电连接，所述复位模块的输出端与所述一级电源模块的使能端电连接，当所述二级电源模块检测到故障时，所述故障报错输出端向所述复位模块的输入端输出第一电平信号，所述复位模块根据所述第一电平信号，在预设时间内向所述一级电源模块的使能端输出第二电平信号，控制所述一级电源模块关闭所述第一电压的输出，在超过所述预设时间后向所述一级电源模块的使能端输出第三电平信号，控制所述一级电源模块开启所述第一电压的输出。

可选的，还包括与门电路，所述用电模块包括控制单元，所述故障报错输出端与所述与门电路的第一输入端电连接，所述控制单元的通用输入输出端口与所述与门电路的第二输入端电连接，所述与门电路的输出端与所述复位模块的输入端电连接。

可选的，所述控制单元用于在主动复位时通过所述通用输入输出端口输出第四电平信号。

可选的，所述控制单元包括微控制单元MCU。

可选的，所述复位模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一二极管、第二二极管、电容、三极管以及MOS管；

所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端和所述第一二极管的负极均与所述一级电源模块的输出端电连接，所述第一电阻的第二端和所述第五电阻的第一端均与所述复位模块的输入端电连接，所述第五电阻的第二端与所述三极管的基极电连接，所述第二电阻的第二端、所述第二二极管的负极和所述第四电阻的第一端均与所述三极管的集电极电连接，所述三极管的发射极接地，所述第一二极管的正极、所述第二二极管的正极均与所述第三电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第二端、所述电容的第一端均与所述MOS管的栅极电连接，所述电容的第二端和所述MOS管的源极均接地，所述MOS管的漏极与所述一级电源模块的使能端电连接。

可选的，还包括第六电阻，所述第六电阻的第一端与所述电源的输出端连接，所述第六电阻的第二端与所述一级电源模块的使能端电连接。

可选的，所述第一电平信号和所述第二电平信号的电压均小于所述第三电平信号的电压。

可选的，所述二级电源模块包括电源管理集成电路PMIC。

可选的，所述二级电源模块检测到的故障包括输入过压、输入欠压或输出短路的至少一种。

可选的，所述预设时间大于或等于100ms，小于或等于100s。

本发明实施例提供的复位电路，当二级电源模块出现故障时，通过故障报错输出端输出第一电平信号至复位模块的输入端，并在预设时间内，复位模块向一级电源模块的使能端输出第二电平信号，关闭第一电压的输出，停止向二级电源模块供电，超过预设时间后，复位模块向一级电源模块的使能端输出第三电平信号，开启第一电压的输出。以实现故障时停止供电，复位后继续供电，且可灵活调整复位延时的时间，提高复位电路的可靠性和灵活性。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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例，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为本发明实施例提供的一种复位电路的电路示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种复位电路的电路示意图；

图3为本发明实施例提供的一种复位模块的电路示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种复位电路的电路示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本发明实施例提供的一种复位电路的电路示意图，如图1所示，复位电路包括；电源500、一级电源模块100、二级电源模块200、复位模块300和用电模块400。电源500的输出端VB与一级电源模块100的输入端电连接，一级电源模块100的输出端与二级电源模块200的输入端电连接，一级电源模块100用于将电源500输出的电源电压转换为第一电压并输出至二级电源模块200，二级电源模块200包括多个电压输出端OUT1、OUT2、…、OUTN，多个电压输出端与用电模块400电连接。二级电源模块200包括故障报错输出端PGOOD，故障报错输出端PGOOD与复位模块300的输入端电连接，复位模块300的输出端与一级电源模块100的使能端EN电连接，当二级电源模块200检测到故障时，故障报错输出端PGOOD向复位模块300的输入端输出第一电平信号，复位模块300根据第一电平信号，在预设时间内向一级电源模块100的使能端输出第二电平信号，控制一级电源模块100关闭第一电压的输出，在超过预设时间后向一级电源模块100的使能端输出第三电平信号，控制一级电源模块100开启第一电压的输出。

其中，电源500用于给与电源500输出端VB电连接的用电设备或其他电力设备等供电。一级电源模块100中可以包括升压电路或降压电路等电压转换电路，将电源500输出的电源电压转换为第一电压并输出至二级电源模块200，二级电源模块200可以包括多个升压电路或多个降压电路等电压转换电路，将一级电源模块100输出的第一电压转换为多种相同或不同的电压，再由多个电压输出端OUT1、OUT2、…、OUTN输出至用电模块400。电源500可以为车载14V电源，一级电源模块100可以将14V电压转换为3.3V输出，二级电源模块200的多个电压输出端可以输出3.3V/1.8V/1.1V/0.75V等不同电平的电压供给后端的SoC、外设模块等。

可以理解的是，预设时间可以根据需要进行设定，本发明实施例不做具体限定，可选的，预设时间大于或等于100ms，小于或等于100s。在一级电源模块100中，使能端接收的第二电平信号为高电平时，关闭第一电压的输出，使能端接收的第三电信号为低电平时，开启第一电压的输出。也可为使能端接收的第二电平信号为低电平时，关闭第一电压的输出，使能端接收的第三电信号为高电平时，开启第一电压的输出。本发明实施例对此不做限定。

具体的，当二级电源模块200中出现并检测到欠压、过压等故障情况时，二级电源模块200中的故障报错输出端PGOOD便会输出第一电平信号至复位模块300的输入端，在预设时间内，复位模块300向一级电源模块100的使能端输出第二电平信号，关闭第一电压的输出，停止向二级电源模块200供电，二级电源模块200可在该预设时间内由故障状态恢复至正常状态。超过预设时间后，复位模块300向一级电源模块100的使能端输出第三电平信号，开启第一电压的输出，继续向二级电源模块200供电。

本实施例提供的复位电路，当二级电源模块出现故障时，通过故障报错输出端输出第一电平信号至复位模块的输入端，并在预设时间内，复位模块向一级电源模块的使能端输出第二电平信号，关闭第一电压的输出，停止向二级电源模块供电，超过预设时间后，复位模块向一级电源模块的使能端输出第三电平信号，开启第一电压的输出。以实现故障时停止供电，复位后继续供电，且可灵活调整复位延时的时间，提高复位电路的可靠性和灵活性。

在上述实施例的基础上，图2为本发明实施例提供的另一种复位电路的电路示意图，如图2所示，复位电路还包括与门电路600，用电模块400包括控制单元401，故障报错输出端PGOOD与与门电路600的第一输入端A1电连接，控制单元401的通用输入输出端口GPIO与与门电路600的第二输入端A2电连接，与门电路600的输出端A3与复位模块300的输入端电连接。

其中，与门电路600的第一输入端A1和第二输入端A2同时输入高电平时，与门电路600的输出端A3输出高电平。与门电路600的第一输入端A1和第二输入端A2中的至少一个输入低电平，即与门电路600的第一输入端A1输入高电平且第二输入端A2输入低电平，或与门电路600的第一输入端A1输入低电平且第二输入端A2输入高电平，或与门电路600的第一输入端A1和第二输入端A2同时输入低电平时，与门电路600的输出端A3输出低电平。高电平大于低电平，示例性的，高电平为1，低电平为0。控制单元401用于控制用电模块400的工作状态等。可选的，控制单元401包括微控制单元MCU。

具体的，在二级电源模块200出现故障导致二级电源模块200关闭多个电压输出端时，用电模块400以及控制单元401均无供电，无法输出电信号，此时与门电路600第一输入端A1接收第一电平信号，第二输入端A2无电信号输入，与门电路600的输出端A3向复位模块300的输入端输入电信号，依据复位模块300内部的延时控制逻辑控制一级电源模块100输出第一电压至二级电源模块200。

相应的，在二级电源模块200和用电模块400正常工作时，二级电源模块200中的故障报错输出端PGOOD和控制单元401中的通用输入输出端口GPIO均分别向与门电路600的第一输入端A1和第二输入端A2输入高电平信号，与门电路600的输出端A3向复位模块300的输入端输入高电平信号，复位模块300无电信号输出至二级电源模块200中。

在一可选的的实施例中，控制单元401用于在主动复位时通过通用输入输出端口GPIO输出第四电平信号。

具体的，在二级电源模块200正常供电时，用电模块400需要主动将二级电源模块200复位时，控制单元401的通用输入输出端口GPIO输出第四电平信号(低电平)至与门电路600的第二输入端A2，第一输入端A1无论是否有电信号输入，与门电路600均输出相应的电信号至复位模块300中，根据复位模块300内部的复位逻辑控制一级电源模块100输出第一电压至二级电源模块200，以使二级电源模块200复位后正常工作。

在上述实施例的基础上，图3为本发明实施例提供的一种复位模块的电路示意图，如图3所示，复位模块300包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一二极管D1、第二二极管D2、电容C1、三极管Q1以及MOS管Q2。

参考图1和图3，第一电阻R1的第一端、第二电阻R2的第一端和第一二极管D1的负极均与一级电源模块100的输出端电连接，第一电阻R1的第二端和第五电阻R5的第一端均与复位模块300的输入端电连接，第五电阻R5的第二端与三极管Q1的基极电连接，第二电阻R2的第二端、第二二极管D2的负极和第四电阻R4的第一端均与三极管Q1的集电极电连接，三极管Q1的发射极接地，第一二极管D1的正极、第二二极管D2的正极均与第三电阻R3的第一端电连接，第三电阻R3的第二端、第四电阻R4的第二端、电容C1的第一端均与MOS管Q3的栅极电连接，电容C1的第二端和MOS管Q3的源极均接地，MOS管Q3的漏极与一级电源模块100的使能端电连接。

其中，预设时间与第四电阻R4和电容C1有关，可以通过调整第四电阻R4和电容C1的参数信息调整预设时间。第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和电容C1的具体参数可以根据实际需要进行设定，在满足本发明实施例功能的前提下，本发明实施例对此不做具体限定。

具体的，第一电阻R1的第一端、第二电阻R2的第一端和第一二极管D1的负极均与一级电源模块100的输出端电连接，复位模块300接收一级电源模块100输出的电能，以使复位模块300正常工作。当二级电源模块200的故障报错输出端PGOOD输出第一电平信号(低电平)时，此时三极管Q1不导通，一级电源模块100通过第二电阻R2和第四电阻R4给电容C1充电，将电容C1两端的电压充至可以驱动MOS管Q2导通的时间为预设时间，MOS管Q2导通后输出第二电平信号至一级电源模块100的使能端，控制一级电源模块100关闭第一电压的输出，停止向二级电源模块200供电。进一步地，超出预设时间后，电容C1通过第三电阻R3和第二二极管D2放电，MOS管Q2关断，无电信号输出。

在一可选的实施例，图4为本发明实施例提供的又一种复位电路的电路示意图，如图4所示，复位电路还包括第六电阻R6，第六电阻R6的第一端与电源500的输出端连接，第六电阻R6的第二端与一级电源模块100的使能端电连接。

具体的，在超过预设时间后，电容C1通过第三电阻R3和第二二极管D2放电，MOS管Q2关断，无电信号输出，此时电源500通过第六电阻R6分压后向一级电源模块100的使能端输出高电平信号，控制一级电源模块100开启第一电压的输出，实现复位。

本发明实施例的技术方案，使用了RC(R-电阻，C-电容)充电放电原理，结合MOSFET场效应管栅极输入阻抗非常高(1M欧姆以上)和二极管单向导通特性，设计了一个纯硬件电路实现的一种延时复位电路。关键的步骤在精确的RC充放电时间参数配置，和电路的触发源是被监控电路(二级电源模块)输出的报错信号。和常见的电压监控复位芯片/看门狗监控复位芯片不同，本电路方案能在系统死机/崩溃后提供一个复位输入端电源的机制，让系统实现重新上电复位，重启系统的功能。且使用纯硬件电路实现，更加稳定可靠。

可选的，第一电平信号和第二电平信号的电压均小于第三电平信号的电压。

示例性的，第一电平信号和第二电平信号的电压均为低电平0,第三电平信号的电压为高电平1，当二级电源模块200的故障报错输出端PGOOD输出第一电平信号0时，此时三极管Q1不导通，一级电源模块100通过第二电阻R2和第四电阻R4给电容C1充电，将电容C1两端的电压充至可以驱动MOS管Q2导通时，MOS管Q2输出第二电平信号0至一级电源模块100的使能端，关闭第一电压的输出，停止向二级电源模块200供电。进一步地，超出预设时间后，电容C1通过第三电阻R3和第二二极管D2放电，MOS管Q2关断，无电信号输出，此时电源500通过第六电阻R6分压后向一级电源模块100的使能端输出第三电平信号1，开启第一电压的输出，实现复位。

可选的，继续参考图1，二级电源模块200包括电源管理集成电路PMIC。

其中，电源管理集成电路PMIC具有可配置性、可编程性、高集成度和高效率的特点，可以提高二级电源模块200的集成度，减小二级电源模块200的体积等。

在一可选的实施例中，二级电源模块200检测到的故障包括输入过压、输入欠压或输出短路的至少一种。

具体的，若二级电源模块200出现输入过压、输入欠压或输出短路时，则二级电源模块200需要能检测到该种故障，以使二级电源模块200的故障报错输出端PGOOD输出相应的故障信号，以便后续对复位电路执行相应的操作，防止二级电源模块200工作异常或者损坏二级电源模块200。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复位电路，其特征在于，包括电源、一级电源模块、二级电源模块、复位模块和用电模块；

所述电源的输出端与所述一级电源模块的输入端电连接，所述一级电源模块的输出端与所述二级电源模块的输入端电连接，所述一级电源模块用于将所述电源输出的电源电压转换为第一电压并输出至所述二级电源模块，所述二级电源模块包括多个电压输出端，多个所述电压输出端与所述用电模块电连接；

所述二级电源模块包括故障报错输出端，所述故障报错输出端与所述复位模块的输入端电连接，所述复位模块的输出端与所述一级电源模块的使能端电连接，当所述二级电源模块检测到故障时，所述故障报错输出端向所述复位模块的输入端输出第一电平信号，所述复位模块根据所述第一电平信号，在预设时间内向所述一级电源模块的使能端输出第二电平信号，控制所述一级电源模块关闭所述第一电压的输出，在超过所述预设时间后向所述一级电源模块的使能端输出第三电平信号，控制所述一级电源模块开启所述第一电压的输出。

2.根据权利要求1所述的复位电路，其特征在于，还包括与门电路，所述用电模块包括控制单元，所述故障报错输出端与所述与门电路的第一输入端电连接，所述控制单元的通用输入输出端口与所述与门电路的第二输入端电连接，所述与门电路的输出端与所述复位模块的输入端电连接。

3.根据权利要求2所述的复位电路，其特征在于，所述控制单元用于在主动复位时通过所述通用输入输出端口输出第四电平信号。

4.根据权利要求2所述的复位电路，其特征在于，所述控制单元包括微控制单元MCU。

5.根据权利要求1所述的复位电路，其特征在于，所述复位模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一二极管、第二二极管、电容、三极管以及MOS管；

所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端和所述第一二极管的负极均与所述一级电源模块的输出端电连接，所述第一电阻的第二端和所述第五电阻的第一端均与所述复位模块的输入端电连接，所述第五电阻的第二端与所述三极管的基极电连接，所述第二电阻的第二端、所述第二二极管的负极和所述第四电阻的第一端均与所述三极管的集电极电连接，所述三极管的发射极接地，所述第一二极管的正极、所述第二二极管的正极均与所述第三电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第二端、所述电容的第一端均与所述MOS管的栅极电连接，所述电容的第二端和所述MOS管的源极均接地，所述MOS管的漏极与所述一级电源模块的使能端电连接。

6.根据权利要求5所述的复位电路，其特征在于，还包括第六电阻，所述第六电阻的第一端与所述电源的输出端连接，所述第六电阻的第二端与所述一级电源模块的使能端电连接。

7.根据权利要求5所述的复位电路，其特征在于，所述第一电平信号和所述第二电平信号的电压均小于所述第三电平信号的电压。

8.根据权利要求1所述的复位电路，其特征在于，所述二级电源模块包括电源管理集成电路PMIC。

9.根据权利要求8所述的复位电路，其特征在于，所述二级电源模块检测到的故障包括输入过压、输入欠压或输出短路的至少一种。

10.根据权利要求1所述的复位电路，其特征在于，所述预设时间大于或等于100ms，小于或等于100s。

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