CN205139833U - 一种电压突变检测电路、复位电路及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电压突变检测电路、复位电路及电子装置,所述电压突变检测电路包括放电电路和分压电路;其中所述分压电路包括相互串联连接的第二电容C2和第三电容C3,连接点为所述分压电路的输出端;所述第二电容C2的另一端接主控电源;所述第三电容C3的另一端接地;在所述主控电源的电压骤变时,所述分压电路的输出端输出第一电平信号;所述放电电路包括第四电阻R4,所述第四电阻R4的一端与所述第二电容C2接电源的一端连接,所述第四电阻R4的另一端与所述第三电容C3接地的一端连接并接地。本实用新型提供的技术方案,可以灵敏检测电源波动,及时给出控制信号,用于后续处理。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路领域,更具体地说,涉及一种电压突变检测电路、复位电路及电子装置。
背景技术
目前,在使用电池供电的系统中,为了保护电池,一般通过MCU检测电池电压,设置低压保护点和保护解锁点,当检测到电池电压低于低压保护点时,电池进入低压保护,不对系统供电,系统也进入休眠状态。进入休眠状态后,当检测到电池电压高于保护解锁点时,系统复位,退出休眠状态,恢复正常状态。
但是,当电池不对系统供电,电池电压往往会回升,回升幅度和电池容量以及之前的负载都有关系,当电池电压回升到一定程度时,如果保护解锁点设置得过低,就有可能超过保护解锁点,系统开始工作,电池又开始供电,有可能出现频繁保护又解锁的现象。另一方面,如果保护解锁点设置得过高,那么更换使用电量少的电池又有可能不能正常工作。这就使得保护解锁点的设置非常困难。
为了避免这两种不好的现象,也不用设置解锁点,只要电池电压达到低压保护点,MCU直接休眠,后面无论电池电压如何变化,都不会有误动作,更换电池后,哪怕是一个电量少的电池,只要电池电压没有低于低压保护点,系统就能正常启动工作,就需要设计一种复位电路达到上述要求。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述解锁点难以设置的缺陷,提供一种不用设置解锁点的复位电路及电子装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种电压突变检测电路、复位电路及电子装置。
在本实用新型所述的电压突变检测电路中,包括放电电路和分压电路;其中
所述分压电路包括相互串联连接的第二电容C2和第三电容C3,连接点为所述分压电路的输出端;所述第二电容C2的另一端接主控电源;所述第三电容C3的另一端接地;在所述主控电源的电压骤变时,所述分压电路的输出端输出第一电平信号;
所述放电电路包括第四电阻R4,所述第四电阻R4的一端与所述第二电容C2接电源的一端连接,所述第四电阻R4的另一端与所述第三电容C3接地的一端连接并接地。
在本实用新型所述的复位电路中,用于对主控芯片进行初始化,所述复位电路包括驱动电路、执行电路和上述的电压突变检测电路;
所述驱动电路的输入端与所述电压突变检测电路的输出端连接,所述驱动电路的输出端与所述执行电路的输入端连接;当所述驱动电路的输入端接收到所述第一电平信号时,所述驱动电路的输出端输出第二电平信号至所述执行电路;
所述执行电路的输入端与所述驱动电路的输出端连接,所述执行电路的输出端与所述主控芯片的复位端口连接;当所述执行电路的输入端接收到所述第二电平信号时,所述执行电路的输出端输出复位信号至所述复位端口。
优选地,所述驱动电路包括三极管Q1、第二电阻R2和第三电阻R3;
所述三极管Q1的基极为所述驱动电路的输入端,所述三极管Q1的集电极为所述驱动电路的输出端;
所述三极管Q1的基极经所述第二电阻R2连接所述分压电路的输出端,所述三极管Q1的集电极与所述执行电路的输入端连接,所述三极管Q1的发射极接地;
所述三极管Q1的基极通过所述第三电阻R3接地。
优选地,所述执行电路包括第一电阻R1和第一电容C1;
所述第一电阻R1的一端与辅助电源连接,另一端通过所述第一电容C1接地;
所述第一电阻R1和所述第一电容C1的连接点与所述三极管Q1的集电极连接,作为所述执行电路的输入端;
所述第一电阻R1和所述第一电容C1的连接点也与所述主控芯片的复位端口连接,作为所述执行电路的输出端。
优选地,所述分压电路的所述第二电容C2和所述第三电容C3的容量相等。
优选地,所述三极管Q1为NPN型三极管。
优选地,所述主控电源为可更换的电池。
优选地,所述主控芯片为单片机、ARM、DSP、CPU、FPGA中的一种或多种。
在本实用新型所述的电子装置中,包括复位电路及主控芯片,所述复位电路用于对所述主控芯片进行初始化,所述复位电路为上文任意一种所述的复位电路。
优选地,所述电子装置包括电池供电产品。
实施本实用新型的电压突变检测电路、复位电路及电子装置,具有以下有益效果:可以灵敏检测电源波动,及时给出控制信号,用于后续处理。
进一步的,在电池保护系统中,可以灵敏检测电源波动,及时给出主控芯片的复位信号,简化电池保护电路,节约成本。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明,附图中:
图1是本实用新型实施例电压突变检测电路的电路原理图;
图2是本实用新型实施例复位电路的电路原理图;
图3是本实用新型实施例复位电路VCC\MCUPOWER\RESET\Q1基极的实测波形。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图和具体实施例,对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅用于解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
为了简化电池保护程序,本实用新型提供一种不用设置解锁点,更换电池即可复位的复位电路及电子装置。相应的,本实用新型也根据复位电路提供一种电压突变检测电路,用于本实用新型的复位电路中。同时,本实用新型的复位电路也可以作为普通复位电路使用,使用效果与传统复位电路没有区别。此复位电路区别于传统复位电路的地方在于,传统复位电路依赖于MCU本身电源的上电进行复位,此复位电路不但可通过此种方式复位,同时可以通过其它电源的上电或者一定范围的波动进行复位。以下分别详细描述。
如图1所示,本实用新型实施例的电压突变检测电路包括放电电路1和分压电路2。其中:
该分压电路2包括相互串联连接的第二电容C2和第三电容C3,连接点为分压电路2的输出端;第二电容C2的另一端接主控电源;第三电容C3的另一端接地;在主控电源的电压骤变时,分压电路2的输出端输出第一电平信号。具体的,第二电容C2、第三电容C3作为分压电容,其耐压值要大于电池最大电压,容量决定复位信号的时间长短,不同容量也会导致分压结果不同,容量大小根据实际需要调整即可,此处选择容量相同的电容,即分压电路2的第二电容C2和第三电容C3的容量相等。
该放电电路1包括第四电阻R4,第四电阻R4的一端与第二电容C2接电源的一端连接,第四电阻R4的另一端与第三电容C3接地的一端连接并接地。
本实用新型实施例的电压突变检测电路的实现原理是基于以下原理:因为电容有隔绝直流电,通过交流电的特性,当主控电源出现较大的电压波动时,对于电容来说,类似于交流电特性,此时C2、C3串联分压,将主控电源的电压根据电容容量分配。电压突变瞬间分到C3上的电压给出第一电平信号,该信号可以用于很多方面,此处的复位电路只是其中一种应用。比如说交流电整流之后的电压,通过电阻分压限流、电容滤波后,如果有超过一定幅度的波动,也可以通过此电压突变检测电路来检测。当主控电源的电压稳定后,电压直接作用在C2上,此时电压是直流特性,被C2隔绝,不能分压到C3上。
本实用新型实施例的电压突变检测电路,可以灵敏检测电源波动,及时给出控制信号,用于后续处理。
如图2所示,本实用新型实施例的复位电路用于对主控芯片进行初始化,该复位电路包括驱动电路3、执行电路4和上述的电压突变检测电路。其中:
该驱动电路3的输入端与电压突变检测电路的分压电路2的输出端连接,驱动电路3的输出端与执行电路4的输入端连接;当驱动电路3的输入端接收到第一电平信号时,驱动电路3的输出端输出第二电平信号至执行电路4。具体到本实用新型实施例,本实用新型实施例的复位电路中,驱动电路3包括三极管Q1、第二电阻R2和第三电阻R3;三极管Q1的基极为驱动电路3的输入端,三极管Q1的集电极为驱动电路3的输出端;三极管Q1的基极经第二电阻R2连接分压电路2的输出端,三极管Q1的集电极与执行电路4的输入端连接,三极管Q1的发射极接地;三极管Q1的基极通过第三电阻R3接地。三极管Q1为NPN型三极管。可以理解的,这里的驱动电路3不局限于三极管,理论上可以用其它电路替代,将三极管改为其它器件,比如说运放IC,或者R3并联稳压管后直接MCU的中断口。这里驱动电路3要求不高,如果电压变化很大,分压后可以驱动MOS管,即分压后C3的电压大于2.5V,就可以改为MOS管。
该执行电路4的输入端与驱动电路3的输出端连接,执行电路4的输出端与主控芯片的复位端口连接;当执行电路4的输入端接收到第二电平信号时,执行电路4的输出端输出复位信号至复位端口。具体到本实用新型实施例,本实用新型实施例的复位电路中,执行电路4包括第一电阻R1和第一电容C1;第一电阻R1的一端与辅助电源连接,另一端通过第一电容C1接地;第一电阻R1和第一电容C1的连接点与三极管Q1的集电极连接,作为执行电路4的输入端;第一电阻R1和第一电容C1的连接点也与主控芯片的复位端口连接,作为执行电路4的输出端。
本实用新型实施例的复位电路的实现原理是基于以下原理:因为电容有隔绝直流电,通过交流电的特性,对于插电池的瞬间,电池本身的直流电对于电容来说,相当于很短暂的一个突变电压,类似于交流电特性,此时第二电容C2、第三电容C3串联分压,将电池电压根据电容容量分配。当电池插上后,电池电压直接作用在第二电容C2上,此时电池电压是直流特性,被第二电容C2隔绝,不能分压到第三电容C3上。之前插电池瞬间分到第三电容C3上的电压驱动后级电路,给出复位信号,直到第三电容C3的电量消耗完毕。如果电压缓慢变化,就算C3分到了电压,但是C3的电会通过R2、R3被泄放掉,不足以导通三极管,同时R2、R3也有一定的防止误动作的作用。
第三电容C3上分到的电压,通过第二电阻R2、第三电阻R3分压驱动三极管Q1,三极管Q1导通后,将第一电容C1上的电压拉低,产生复位信号,此时由于电容的隔绝直流作用,第二电容C2隔绝输入电压继续给第三电容C3充电,当第三电容C3上的电量经过第二电阻R2、第三电阻R3消耗完,三极管Q1截止,第一电容C1通过第一电阻R1被MCU电源充电,复位结束。第四电阻R4是在更换电池的同时,泄放第二电容C2上的电,如果没有泄放,电池电压与第二电容C2上的电压会抵消,导致不能分压到第三电容C3或者分压电压不足,不能驱动三极管。
进一步的,主控电源为可更换的电池。再进一步的,主控芯片为单片机、ARM、DSP、CPU、FPGA中的一种或多种。
图3示出了电池低压保护且电池电压回升结束后,通过更换电池MCU复位的VCC、MCUPOWER、RESET、三极管Q1基极的实际波形。通道1代表VCC波形,通道2代表MCUPOWER波形,通道3代表RESET波形,通道4代表三极管Q1基极波形。
如图3所示,通道1代表VCC电压,实际使用时即代表电池电压,由波形图可以看到,VCC电压在650ms内由12V下降到了大约8V,此时,通道2代表的MCU电压5V,还没有任何变化,如果使用传统复位电路,此时电池更换完成,却没有复位。而使用本实用新型,由于更换电池,VCC上升到12V。通道3代表复位脚RESET波形。通道4代表三极管基极电压,也近似等于第三电容C3上的电压。在VCC电压上升的同时,第三电容C3分得电压,驱动三极管Q1,由通道4波形可得出,C3分得电压约0.8V,驱动三极管大约20ms,此时产生一个复位电平,维持约10ms。即以很快的速度更换电池,时间约650ms,电源端由于电容的存在电压波动约5V,MCU电源端由于电容的作用,电压无变化,普通的复位电路无法发挥作用,而通过本实用新型,MCU可迅速复位,达到简化电池保护程序、保护电池的目的,同时电路结构简单,成本低廉,使用效果可靠。
本实用新型还提供一种电子装置,包括复位电路及主控芯片,复位电路用于对主控芯片进行初始化,复位电路为上文任意一项所述的复位电路。优选地,该电子装置包括电池供电产品。
可以理解的,以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制;应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,可以对上述技术特点进行自由组合,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围;因此,凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰,均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种电压突变检测电路,其特征在于,所述电压突变检测电路包括放电电路和分压电路;其中
所述分压电路包括相互串联连接的第二电容C2和第三电容C3,连接点为所述分压电路的输出端;所述第二电容C2的另一端接主控电源;所述第三电容C3的另一端接地;在所述主控电源的电压骤变时,所述分压电路的输出端输出第一电平信号;
所述放电电路包括第四电阻R4,所述第四电阻R4的一端与所述第二电容C2接电源的一端连接,所述第四电阻R4的另一端与所述第三电容C3接地的一端连接并接地。
2.根据权利要求1所述的电压突变检测电路,其特征在于,所述分压电路的所述第二电容C2和所述第三电容C3的容量相等。
3.根据权利要求1所述的电压突变检测电路,其特征在于,所述主控电源为可更换的电池。
4.一种复位电路,用于对主控芯片进行初始化,其特征在于,所述复位电路包括驱动电路、执行电路和根据权利要求1-3任一项所述的电压突变检测电路;
所述驱动电路的输入端与所述电压突变检测电路的输出端连接,所述驱动电路的输出端与所述执行电路的输入端连接;当所述驱动电路的输入端接收到所述第一电平信号时,所述驱动电路的输出端输出第二电平信号至所述执行电路;
所述执行电路的输入端与所述驱动电路的输出端连接,所述执行电路的输出端与所述主控芯片的复位端口连接;当所述执行电路的输入端接收到所述第二电平信号时,所述执行电路的输出端输出复位信号至所述复位端口。
5.根据权利要求4所述的复位电路,其特征在于,所述驱动电路包括三极管Q1、第二电阻R2和第三电阻R3;
所述三极管Q1的基极为所述驱动电路的输入端,所述三极管Q1的集电极为所述驱动电路的输出端;
所述三极管Q1的基极经所述第二电阻R2连接所述分压电路的输出端,所述三极管Q1的集电极与所述执行电路的输入端连接,所述三极管Q1的发射极接地;
所述三极管Q1的基极通过所述第三电阻R3接地。
6.根据权利要求5所述的复位电路,其特征在于,所述执行电路包括第一电阻R1和第一电容C1;
所述第一电阻R1的一端与辅助电源连接,另一端通过所述第一电容C1接地;
所述第一电阻R1和所述第一电容C1的连接点与所述三极管Q1的集电极连接,作为所述执行电路的输入端;
所述第一电阻R1和所述第一电容C1的连接点也与所述主控芯片的复位端口连接,作为所述执行电路的输出端。
7.根据权利要求5所述的复位电路,其特征在于,所述三极管Q1为NPN型三极管。
8.根据权利要求4所述的复位电路,其特征在于,所述主控芯片为单片机、ARM、DSP、CPU、FPGA中的一种或多种。
9.一种电子装置,包括复位电路及主控芯片,所述复位电路用于对所述主控芯片进行初始化,其特征在于,所述复位电路为根据权利要求4-8中任意一项所述的复位电路。
10.根据权利要求9所述的电子装置,其特征在于,所述电子装置包括电池供电产品。
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WO2017067306A1 (zh) * | 2015-10-22 | 2017-04-27 | 深圳拓邦股份有限公司 | 一种电压突变检测电路、复位电路及电子装置 |
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