CN1601412A - 一种控制上电时序的方法及电路 - Google Patents

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王恒彪
李瑞莲
丁杰
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Abstract

本发明公开了一种控制上电时序的方法及电路，其中方法为：根据负载要求的上电时序确定多个电源模块间的上电顺序；利用各电源模块的输入电源产生与所述上电顺序相对应的延时信号；用所述延时信号控制电源模块的逻辑控制端，使各电源模块在预定的时间点输出电源。

Description

一种控制上电时序的方法及电路
技术领域
本发明涉及电源控制技术，特别涉及一种控制上电时序的方法及电路。
背景技术
对于有两种或多种供电电压的芯片，为了防止芯片上电时闩锁影响其正常的工作，必须要求满足其规定的上电时序，部分不但要满足上电时序，还要满足上电压差的要求，即不但要满足上电时序，同时两个电压上电的斜率不能差别太大，如intel芯片GCIXP1200GC上电要求如下：
参数 最大值 最小值 注释
 核电压 1.9V  2.1V  2V
 I/O口电压 3.0V  3.6V  3.3V
 I/O口电压和核电压压差 0.0V  1.8V  I/O口电压-核电压
从表可看出，要求3.3V电压要先于2V电压上电，同时也有上电压差要求。
在现有技术中，一种方法是通过二极管等嵌位来控制压差。参阅图1：电压V1开始建立时，电压V2还没有输出，电流通过二极管，此时电压V2的值是电压V1-Vd(Vd：二极管压降)，直到电压V2建立。这种方法是利用二极管的压降实现上电时序和对芯片斜率的控制，要求二极管压降Vd不能太大，否则就不能满足电压V1-V2＜I/O口电压与核电压的最大值(1.8V)，但二极管的压降也不能太小，否则电压V1就会拉高电压V2，这时电源2的电压为V1-Vd＞核电压(2V)。因此要求：二极管压降Vd＜I/O口电压与核电压的最大值(1.8V)，同时和要满足Vd＞V1-V2，即1.3V＜Vd＜1.8V。其他控制方法和上面的原理一样。
虽然通过二极管嵌位也能控制上电时序，但是，二极管为非线性器件，其压降Vd难以控制；另外，还要求电源2的输出有一个外加电压时，电源2才能正常上电，实际上大部分芯片不能这样应用，特别是应用同步整流技术的芯片。
另一种方法是采用专用上电时序控制芯片，如图2所示。通过专用的上电时序控制芯片控制N沟道MOS管实现对电压V1、V2上电的控制，控制极GATE1、GATE2驱动MOS管，通过电容C1、C2编程电压V1、V2的上电时间，达到控制上电时序的目的。但这种方式仍存在以下不足：
1、专用上电控制控制芯片成本高；
2、供电路径上增加了器件，会降低系统可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种控制电源模块上电时序的方法及电路，以解决现有技术中控制上电时序电路不能同时满足既控制方便可靠又成本低的问题。
实现本发明的技术方案：
一种控制上电时序的方法，在该方法中通过多个所述电源模块组成的多路电源为负载提供电源，其特在于包括步骤：
根据负载要求的上电时序确定多个电源模块间的上电顺序；
利用各电源模块的输入电源产生与所述上电顺序相对应的延时信号；
用所述延时信号控制电源模块的逻辑控制端，使各电源模块在预定的时间点输出电源。
所述方法还包括步骤：
根据负载要求的上电压差确定各电源模块输出电源的斜率；
利用各电源模块的输出电源产生与所述电源斜率相对应的延时信号，并利用该延时信号控制电源模块的开关环路补偿端。
一种控制上电时序的电路，包括多个电源模块组成的多路输出电源，其中，所述电源模块的电源输入端与逻辑控制端之间连接有延时电路，该延时电路产生的信号控制该电源模块的电源输出。
所述电源模块的电源输出端与电源模块的环路控制端之间连接有斜率控制电路，该斜率控制电路控制电源模块输出电压的斜率。
本发明具有以下有益效果：
1、非常灵活的实现了上电延时和上电斜率控制；
2、避免了用二极管嵌位时压差Vd难以控制和部分电源模块在输出有外加电压导致芯片不启动的问题，同时又解决了电源模块上时冲击电流的问题，而且不需要外加电源；
3、相对与专用电源模块，降低成本，提高了可靠性；
附图说明
图1为现有技术中采用二极管控制上电时序的原理图；
图2为现有技术中采用专用上电时序控制芯片控制上电时序的原理图；
图3、图4为本发明技术方案的原理框图；
图5为本发明技术方案的电路原理图。
具体实施方式
本发明实现多个电源模块同时向负载提供多路电源时的上电时序控制。对于有逻辑控制的电源模块，只有其逻辑控制端加上有效的电平，电源模块才开始工作，应用该特性，可以通过RC充放电电路或其他电路编程来有效的控制电源模块的上电时间，以满足具有两种或多种供电电压的负载对上电时序要求。如果负载对上电斜率也有要求，可以结合控制上电斜率的方法来满足负载对上电的要求。
本发明的具体方法为：根据负载要求的上电时序确定多个电源模块间的上电顺序；利用各电源模块的输入电源产生与上电顺序相对应的延时信号；用各电源模块产生的延时信号来控制本电源模块的逻辑控制端，使各电源模块在预定的时间点输出电源。对于有上电压差要求的负载，根据上电压差确定各电源模块输出电源的斜率；利用各电源模块的输出电源产生与电源斜率相对应的延时信号，并利用该延时信号控制电源模块的开关环路补偿端。
参阅图3，电源模块M1、M2构成两路电源，输出电压V1、V2提供给负载。在电源模块M1和电源模块M2的电源输入端与逻辑控制端SHDN之间连接有延时电路。延时电路利用电源模块的输入电源产生一延时信号输入到逻辑控制端SHDN，由该逻辑控制端控制电源模块在某一时间点输出电源。延时电路延时的长短根据对电源模块M1和M2的输出电压V1、V2的时序要求确定。
参阅图4，电源模块M1、M2在图3的基础上增加了斜率控制电路，实现负上电压差的控制。
参阅图5，延时电路和斜率控制电路为电阻与电容组成的充放电回路，延时电路充放电的时间常数决定电源模块M1、M2的启动时间；斜率控制电路的实现取决与阻容充电常数和芯片环路控制共同作用。
以电源模块M1为例，延时电路包括电阻R1、R2，电容C2；电阻R1与电源模块M1的电源输入端和逻辑控制端SHDN连接，电阻R2与电容C2并联于电源模块的逻辑控制端与地之间。电阻R1、R2与电容C2组成的充放电回路的时常数决定电源模块的启动时间。在电源模块M1的电源输入端Vin有输入电压时，电容C2充电，此时逻辑控制端SHDN为低电平，电源模块M1不启动。当电容C2充电完成，逻辑控制端SHDN电压为R2/(R1+R2)，电源模块M1启动，输出端Vout输出电压V1。可以通过改变电阻R1、R2和电容C2的值，实现对电源模块M1上电时间的编程控制，使控制电源模块上电波形在时间轴上的移动。电源模块M2的延时电路原理与电源模块M1中的延时电路相同，由于上电时序的要求，两者充放电的时间常数有所同。
斜率控制电路包括电阻R3、R4，电容C3和三极管Q1；电容C3和电阻R4串联于电源模块M1的电源输出端Vout与地之间，三极管Q1的发射极接地，其集电极与电源模块M1的开关环路补偿端VC连接，其基极通过电阻R3与电容C3和电阻R4连接。电容C3和电阻R4组成RC电路，电源模块M1上电时有电流通过电容C3，当电流值超过VBE/R4(VBE为Q1三极管导通电压，一般为0.7V)时，三极管Q1导通，开关环路补偿端VC被拉低，通过控制电源模块内部的开关环路，以控制输出电压的上电斜率。R4*C3d(Vout-VR4)/dt＝VR4(VR4，电阻R4上的电压)，当电阻R4的电压上升到VBE时，三极管导通，此时，VR4＝VBE，直到电源模块上电结束。可以得到电源模块的上电时间T＝Vout*R4*C3/VBE。反馈为：dvout/dt＝VQ1/(R3*C4)。
本实施例以两个电源模块组成的两路电源同时向负载提供电源为例说明本发明的实现方式，但并不仅限于两路电源，可以为两路以上，其控制原理与本
实施例相同。

Claims (8)

1、一种控制上电时序的方法，在该方法中通过多个所述电源模块组成的多路电源为负载提供电源，其特在于包括步骤：
根据负载要求的上电时序确定多个电源模块间的上电顺序；
利用各电源模块的输入电源产生与所述上电顺序相对应的延时信号；
用所述延时信号控制电源模块的逻辑控制端，使各电源模块在预定的时间点输出电源。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括步骤：
根据负载要求的上电压差确定各电源模块输出电源的斜率；
利用各电源模块的输出电源产生与所述电源斜率相对应的延时信号，并利用该延时信号控制电源模块的开关环路补偿端。
3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述延时信号通过充放电电路产生。
4、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述延时信号通过逻辑编程产生。
5、一种控制上电时序的电路，包括多个电源模块组成的多路输出电源，其特在于，所述电源模块的电源输入端与逻辑控制端之间连接有延时电路，该延时电路产生的信号控制该电源模块的电源输出。
6、如权利要求5所述的控制电路，其特征在于，电源模块的电源输出端与电源模块的环路控制端之间连接有斜率控制电路，该斜率控制电路控制电源模块输出电压的斜率。
7、如权利要求5或6所述的控制电路，其特征在于，延时电路包括：电阻(R1、R2)和电容(C2)，电阻(R1)与电源模块的电源输入端和逻辑控制端连接，电阻(R2)与电容(C2)并联于电源模块的逻辑控制端与地之间。
8、如权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述的斜率控制电路包括：电阻(R3、R4)，电容(C3)和三极管(Q1)；电容(C3)和电阻(R4)串联于电源模块的电源输出端与地之间，三极管(Q1)的发射极接地，其集电极与电源模块的环路控制端(VC)连接，其基极通过电阻(R3)与电容(C3)和电阻(R4)连接。
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