CN117595626A - 一种多输出使能电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力电子技术领域，公开了一种多输出使能电路，包括：阈值设置模块及输出模块，其中，阈值设置模块，其第一端与外接电源及输出模块的第一输入端连接，其第二端与输出模块的第二输入端连接，其第三端接收触发信号，其基于触发信号开始工作，其用于设置输出模块阈值电压的大小；输出模块，其每个使能输出端分别与不同的外接设备连接，通过设置每个使能输出端的延时时间，控制每个使能输出端延时对应的延时时间后输出使能信号，使能信号用于驱动外接设备工作。本发明可以分别输出多路使能信号以控制不同的外接设备工作，控制方法简单的同时减小了电路的体积。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种多输出使能电路。
背景技术
在设计电源管理类芯片时，通常会设计使能电路，使能电路控制芯片中的其他模块的开关。传统的使能电路一般只能输出一个使能信号，控制芯片中一个模块的开启和关闭。当输入信号发生改变时，输出信号也随之立刻变化，几乎无延迟。当需要使能模块控制芯片中多个模块在不同的时间先后工作时，传统的使能模块显然不能满足要求。
传统的使能电路一般为单通道输出，而且输出电压的延时跳变时间是固定的，不能调节，即不具备多个通道、不能调节输出电压的延时跳变时间的功能，并且传统使能电路的阈值电压随温度和工艺变化大，稳定性差。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于解决现有技术中使能电路不能分别输出多路使能信号的问题，从而提供一种多输出使能电路。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供一种多输出使能电路，包括：阈值设置模块及输出模块，其中，阈值设置模块，其第一端与外接电源及输出模块的第一输入端连接，其第二端与输出模块的第二输入端连接，其第三端接收触发信号，其基于触发信号开始工作，其用于设置输出模块的阈值电压的大小；输出模块，其每个使能输出端分别与不同的外接设备连接，通过设置每个使能输出端的延时时间，控制每个使能输出端延时对应的延时时间后输出使能信号，使能信号用于驱动外接设备工作。
本发明提供的多输出使能电路，具有多个使能输出端，通过调整阈值设置模块的电阻阻值设置输出模块的阈值电压，并通过设置调节输出电路的每个使能输出端的延时时间，依次输出多路使能信号，使各个外接设备有序工作。本发明仅通过一个输出模块就可以与多个外接设备连接、控制多个外接设备工作，电路元器件少，结构简单，可以根据外接设备的工作顺序灵活设置每个使能输出端的延时时间，提高电路的灵活性。
在一种可选的实施方式中，阈值设置模块包括：阈值设置单元及触发单元，其中，阈值设置单元，其第一端与外接电源及输出模块的第一输入端连接，其第二端与输出模块的第二输入端连接，其第三端与触发单元的输出端连接，通过设置阈值设置单元内电阻的阻值调整输出模块的阈值电压；触发单元，其输入端接收触发信号，其基于触发信号控制阈值设置单元工作或停止工作。
本发明提供的多输出使能电路，通过设置阈值设置单元内电阻的阻值可以灵活调整输出模块的阈值电压，提高了电路的灵活性。当触发信号小幅度波动时，触发单元不会误控制阈值设置单元工作或停止工作，避免外接设备因为波动的触发信号不断在工作状态和停止工作状态之间反复切换，延长了外接设备的寿命。
在一种可选的实施方式中，阈值设置单元包括：第一开关、第二开关、第一电阻及第二电阻，其中，第一开关，其第一端与外接电源、第一电阻的第一端、第二开关的第一端及输出模块的第一输入端连接，其第二端与其控制端、第一电阻的第二端、第二电阻的第一端及输出模块的第二输入端连接，其控制端与第二开关的控制端连接；第二开关，其第二端与第二电阻的第二端及触发单元的输出端连接。
在一种可选的实施方式中，触发单元为单端施密特触发器。
本发明提供的多输出使能电路，单端施密特触发器具有较高的稳定性及较强的抗干扰性。
在一种可选的实施方式中，输出模块包括：多个输出单元，每个输出单元第一输入端及第二输入端分别与阈值设置模块的第一端及第二端对应连接，每个输出单元的信号端依次连接。
本发明提供的多输出使能电路，多个输出单元分别通过一个使能输出端与一个外接设备连接，可以根据外接设备的数量灵活调整输出单元的数量。
在一种可选的实施方式中，输出单元包括：第三开关及可编程电路，其中，第三开关，其第一端及控制端分别与阈值设置模块的第一端及第二端对应连接，其第二端与可编程电路的控制端连接；可编程电路，其输出端与外接设备连接，其信号端与与其相邻的输出单元的信号端连接，通过调整可编程电路的参数调整其使能输出端电压的延时时间。
本发明提供的多输出使能电路，第三开关与阈值设置模块中的第一开关及第二开关构成电流镜结构，故第一开关、第二开关及第三开关的集电极电流均相同，仅需调整可编程电路的参数即可调整可编程电路输出端电压的延时时间，控制方法简单。
在一种可选的实施方式中，多输出使能电路还包括：偏置电压模块，其第一端与外接电源连接，其第二端与阈值设置模块的第四端连接，其用于为阈值设置模块提供稳定电压。
本发明提供的多输出使能电路，当温度升高时，偏置电压模块内压差减小，其用于为阈值设置模块提供随温度变化很小的稳定电压。
在一种可选的实施方式中，偏置电压模块包括：并联连接的第一电流镜单元及第二电流镜单元。
在一种可选的实施方式中，偏置电压模块包括：第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第八开关、第三电阻及第四电阻，其中，第四开关，其第一端与第五开关的第一端连接，其第一端还与外接电源及阈值设置模块的第一端连接，其控制端与其第二端及第五开关的控制端连接，其第二端还与第七开关的第一端连接；第五开关，其第二端与第六开关的第一端及阈值设置模块的第四端连接；第三电阻，其与第五开关的第一端及第二端并联连接；第六开关，其控制端与其第二端、第七开关的控制端、第八开关的控制端连接，其第二端还与第八开关的第一端连接；第七开关，其第二端与第四电阻的第一端连接；第八开关，其第二端与第四电阻的第二端连接后接地。
在一种可选的实施方式中，阈值设置模块还包括：第九开关，其第一端与第一开关的第二端连接，其控制端与第六开关的第一端连接，其第二端与第二电阻的第一端连接。
本发明提供的多输出使能电路，第九开关的基极电压能够随温度增加而减小，从而使阈值电压变化随温度变化很小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术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是根据本发明实施例的多输出使能电路的一个具体示例的组成图；
图2是根据本发明实施例的阈值设置单元的一个具体示例的组成图；
图3是根据本发明实施例的输出模块的一个具体示例的组成图；
图4是根据本发明实施例的多输出使能电路的一个具体电路的结构图；
图5是根据本发明实施例的多输出使能电路的另一具体示例的组成图；
图6是根据本发明实施例的偏置电压模块的一个具体电路的结构图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本实施例提供一种多输出使能电路，如图1所示，包括：阈值设置模块1及输出模块2，其中，阈值设置模块1，其第一端与外接电源VIN及输出模块2的第一输入端连接，其第二端与输出模块2的第二输入端连接，其第三端接收触发信号FB，其基于触发信号FB开始工作，其用于设置输出模块2的阈值电压的大小；输出模块2，其每个使能输出端分别与不同的外接设备(#1～#N)连接，通过设置每个使能输出端的延时时间，控制每个使能输出端延时对应的延时时间后输出使能信号(EN1～ENX)，使能信号(EN1～ENX)用于驱动外接设备(#1～#N)工作。
具体地，如图1所示，当有触发信号FB时，阈值设置模块1开始工作并对输出模块2阈值电压的大小进行设置。当对输出模块2的每个使能输出端的延时时间进行设置后，每个使能输出端延时对应的延时时间后输出使能信号，使各个外接设备开始按照延时顺序开始工作。当没有触发信号FB时，阈值设置模块1停止工作，输出模块2的使能输出端停止输出使能信号(EN1～ENX)，外接设备(#1～#N)停止工作。
需要说明的是，本实施例的多输出使能电路集成于控制芯片中，触发信号由控制芯片的控制模块发出，触发信号可以为电平信号，即当触发信号为高电平时，表征有触发信号；当触发信号为低电平时，表征没有触发信号。
需要说明的是，输出模块的多个使能输出端还可以与一个外接设备中的多个功能模块连接，控制每个功能模块延时对应的延时时间后有序工作。
本实施例提供的多输出使能电路，具有多个使能输出端，通过阈值设置模块的电阻阻值设置输出模块的阈值电压，并通过设置调节输出电路的每个使能输出端的延时时间，依次输出多路使能信号，使各个外接设备有序工作，电路元器件少，结构简单，可以根据外接设备的工作顺序灵活设置每个使能输出端的延时时间，提高电路的灵活性。
在一些可选的实施方式中，如图2所示，阈值设置模块包括：阈值设置单元11及触发单元12，其中，阈值设置单元11，其第一端与外接电源VIN及输出模块2的第一输入端连接，其第二端与输出模块2的第二输入端连接，其第三端与触发单元12的输出端连接，通过设置阈值设置单元11内电阻的阻值调整输出模块2的阈值电压；触发单元12，其输入端接收触发信号FB，其基于触发信号FB控制阈值设置单元11工作或停止工作。
具体地，如图2所示，当触发信号FB为高电平时，触发单元12驱动阈值设置单元11开始设置输出模块2的阈值电压；当触发信号FB为低电平时，触发单元12不输出触发信号，阈值设置单元11停止工作，输出模块2的使能输出端无使能信号(EN1～ENX)输出，外接设备(#1～#N)停止工作。
在一些可选的实施方式中，如图3所示，输出模块2包括：多个输出单元21，每个输出单元21第一输入端及第二输入端分别与阈值设置模块1的第一端及第二端对应连接，每个输出单元的信号端依次连接。
具体地，如图4所示，阈值设置单元11包括：第一开关Q1、第二开关Q2、第一电阻R1及第二电阻R2，其中，第一开关Q1，其第一端与外接电源VIN、第一电阻R1的第一端、第二开关Q2的第一端及输出模块2的第一输入端连接，其第二端与其控制端、第一电阻R1的第二端、第二电阻R2的第一端及输出模块2的第二输入端连接，其控制端与第二开关Q2的控制端连接；第二开关Q2，其第二端与第二电阻R2的第二端及触发单元12的输出端连接。第一开关Q1、第二开关Q2构成电流镜结构，第一开关Q1、第二开关Q2的第二端电流相同，第一端均为外接电源VIN的电压，通过设置第一电阻R1及第二电阻R2的大小调整输入到输出模块2的阈值电压大小。具体地，如图4所示，触发单元12为单端施密特触发器，其内部预设高阈值电压及低阈值电压。当触发信号FB为高电平时，触发单元12识别触发信号FB大于或等于预设高阈值电压，触发单元12控制阈值设置单元11工作，输出模块2输出使能信号控制外接设备工作；当触发信号FB为低电平时，触发单元12识别触发信号FB小于或等于预设低阈值电压，触发单元12动作，触发单元12控制阈值设置单元11停止工作，输出模块2停止输出使能信号，外接设备停止工作。
具体地，如图4所示，当触发信号FB处于低电平与高电平之间的波动状态时，触发单元12识别触发信号FB小于预设高阈值电压且大于预设低阈值电压，触发单元12不动作，使阈值设置单元11维持当前工作状态，避免当触发信号不稳定时，输出模块2反复切换使能信号的输出状态，导致外接设备不断在停机状态和工作状态中切换，减少使用寿命。
具体地，如图4所示，输出单元21包括：第三开关Q3及可编程电路DLY，其中，第三开关Q3，其第一端及控制端分别与阈值设置模块1的第一端及第二端对应连接，其第二端与可编程电路DLY的控制端连接；可编程电路DLY，其输出端与外接设备连接，其信号端与与其相邻的输出单元21的信号端连接，通过调整可编程电路DLY的参数调整其使能输出端电压的延时时间。
具体地，如图4所示，输出单元21第一输入端对应第三开关Q3的发射极，输出单元21第二输入端对应第三开关Q3的基极。
具体地，如图4所示，由于第三开关Q3与阈值设置模块1中的第一开关Q1及第二开关Q2构成电流镜结构，且均为相同的PNP三极管，所以第三开关Q3、第一开关Q1及第二开关Q2的第二端电流相同。并且，由于可编程电路DLY内为电阻网络，故通过调整电阻网络中电阻的阻值，可以调节可编程电路DLY使能输出端输出使能信号的延时时间，从而使外接设备延时对应的延时时间后开始工作。
在一些可选的实施方式中，如图5所示，多输出使能电路还包括：偏置电压模块3，其第一端与外接电源连接，其第二端与阈值设置模块的第四端连接，其用于为阈值设置模块提供稳定电压。
具体地，如图6所示，偏置电压模块3包括：第四开关Q4、第五开关Q5、第六开关Q6、第七开关Q7、第八开关Q8、第三电阻R3及第四电阻R4，其中，第四开关Q4，其第一端与第五开关Q5的第一端连接，其第一端还与外接电源VIN及阈值设置模块1的第一端连接，其控制端与其第二端及第五开关Q5的控制端连接，其第二端还与第七开关Q7的第一端连接；第五开关Q5，其第二端与第六开关Q6的第一端及阈值设置模块1的第四端连接；第三电阻R3，其与第五开关Q5的第一端及第二端并联连接；第六开关Q6，其控制端与其第二端、第七开关Q7的控制端、第八开关Q8的控制端连接，其第二端还与第八开关Q8的第一端连接；第七开关Q7，其第二端与第四电阻R4的第一端连接；第八开关Q8，其第二端与第四电阻R4的第二端连接后接地。
具体地，如图6所示，偏置电压模块3为自偏置电路，第四开关Q4与第五开关Q5组成电流镜，第七开关Q7及第八开关Q8组成电流镜，所以第六开关Q6的第一端电压不随外接电源VIN变化，其基极与发射极之间的压差VBE随温度的升高而减小，所以第六开关Q6第一端的电压减小，阈值设置模块1的第四端电压也减小，即当温度升高时，外接电源VIN电压升高，而偏置电压模块3的第二端电压降低，偏置电压模块3可以输出随温度变化很小的供电电压。
在一些可选的实施方式中，如图6所示，阈值设置模块1还包括：第九开关Q9，其第一端与第一开关Q1的第二端连接，其控制端与第六开关Q6的第一端连接，其第二端与第二电阻R2的第一端连接。
具体地，如图6所示，由于当温度升高时，第六开关Q6第一端的电压减小，所以第九开关Q9控制端的电压也减小，而外接电源VIN电压随着温度升高而升高，所以偏置电压模块3的存在会使阈值设置模块1的阈值电压随温度变化很小，使阈值设置模块1能够控制输出模块2稳定工作。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种多输出使能电路，其特征在于，包括：阈值设置模块及输出模块，其中，
阈值设置模块，其第一端与外接电源及所述输出模块的第一输入端连接，其第二端与所述输出模块的第二输入端连接，其第三端接收触发信号，其基于所述触发信号开始工作，其用于设置所述输出模块的阈值电压的大小；
输出模块，其每个使能输出端分别与不同的外接设备连接，通过设置每个使能输出端的延时时间，控制每个使能输出端延时对应的延时时间后输出使能信号，所述使能信号用于驱动外接设备工作。
2.根据权利要求1所述的多输出使能电路，其特征在于，所述阈值设置模块包括：阈值设置单元及触发单元，其中，
阈值设置单元，其第一端与外接电源及所述输出模块的第一输入端连接，其第二端与所述输出模块的第二输入端连接，其第三端与所述触发单元的输出端连接，通过设置所述阈值设置单元内电阻的阻值调整所述输出模块的阈值电压；
触发单元，其输入端接收触发信号，其基于所述触发信号控制所述阈值设置单元工作或停止工作。
3.根据权利要求2所述的多输出使能电路，其特征在于，所述阈值设置单元包括：第一开关、第二开关、第一电阻及第二电阻，其中，
第一开关，其第一端与外接电源、所述第一电阻的第一端、所述第二开关的第一端及所述输出模块的第一输入端连接，其第二端与其控制端、所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端及所述输出模块的第二输入端连接，其控制端与所述第二开关的控制端连接；
第二开关，其第二端与所述第二电阻的第二端及所述触发单元的输出端连接。
4.根据权利要求2所述的多输出使能电路，其特征在于，所述触发单元为单端施密特触发器。
5.根据权利要求3所述的多输出使能电路，其特征在于，所述输出模块包括：
多个输出单元，每个所述输出单元第一输入端及第二输入端分别与所述阈值设置模块的第一端及第二端对应连接，每个所述输出单元的信号端依次连接。
6.根据权利要求5所述的多输出使能电路，其特征在于，所述输出单元包括：第三开关及可编程电路，其中，
第三开关，其第一端及控制端分别与所述阈值设置模块的第一端及第二端对应连接，其第二端与所述可编程电路的控制端连接；
可编程电路，其输出端与外接设备连接，其信号端与与其相邻的输出单元的信号端连接，通过调整所述可编程电路的参数调整其使能输出端电压的延时时间。
7.根据权利要求6所述的多输出使能电路，其特征在于，还包括：
偏置电压模块，其第一端与外接电源连接，其第二端与所述阈值设置模块的第四端连接，其用于为所述阈值设置模块提供稳定电压。
8.根据权利要求7所述的多输出使能电路，其特征在于，所述偏置电压模块包括：
并联连接的第一电流镜单元及第二电流镜单元。
9.根据权利要求8所述的多输出使能电路，其特征在于，所述偏置电压模块包括：第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第八开关、第三电阻及第四电阻，其中，
第四开关，其第一端与所述第五开关的第一端连接，其第一端还与外接电源及所述阈值设置模块的第一端连接，其控制端与其第二端及所述第五开关的控制端连接，其第二端还与所述第七开关的第一端连接；
第五开关，其第二端与所述第六开关的第一端及所述阈值设置模块的第四端连接；
第三电阻，其与所述第五开关的第一端及第二端并联连接；
第六开关，其控制端与其第二端、所述第七开关的控制端、所述第八开关的控制端连接，其第二端还与所述第八开关的第一端连接；
第七开关，其第二端与所述第四电阻的第一端连接；
第八开关，其第二端与所述第四电阻的第二端连接后接地。
10.根据权利要求9所述的多输出使能电路，其特征在于，所述阈值设置模块还包括：
第九开关，其第一端与所述第一开关的第二端连接，其控制端与所述第六开关的第一端连接，其第二端与所述第二电阻的第一端连接。
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