CN207504573U - 电源调理电路及半导体电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电源调理电路及半导体电路，包括阈值电路、负载开关和放电电路。在直流电源开启后，当直流电源两端的电压大于等于预设电压阈值时，阈值电路控制负载开关导通，实现负载的准确快速上电。在直流电源关闭后，当直流电源两端的电压小于预设电压阈值时，阈值电路控制负载开关关断和控制放电电路的第一受控端与第二受控端导通，泄放负载两端的电压，基于此消除断电后残存电压形成的自锁和振荡，确保重新开启直流电源后的可靠上电。

Description

电源调理电路及半导体电路

技术领域

本实用新型涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种电源调理电路及半导体电路。

背景技术

半导体电路在工作时需要直流电源供电。当电源开启时，半导体电路开始工作；当电源关闭时，半导体电路停止工作。通常在半导体电路与直流电源间接入电源电路来保障电源的稳定工作。同时，为了使半导体电路工作稳定，在直流电源和半导体电路两端接有0.1uF-2000uF等不等容量的电容，确保电源的稳定性，但是电容会导致在上电、下电时，半导体电路电源管脚的上电、下电的速度存在不确定性，导致半导体电路上电不能正常工作。同时在电源关闭时，半导体电路的供电回路存在残存电压时容易形成自锁和振荡，尤其在断电又马上供电的时，存在不能可靠上电的风险。

实用新型内容

基于此，有必要针对在上电、下电时，半导体电路电源管脚的上电、下电的速度存在不确定性，以及存在残存电压时容易形成自锁、振荡，存在不能可靠上电的风险等缺陷，提供一种电源调理电路及半导体电路。

本实用新型所提供的技术方案如下：

一种电源调理电路，包括阈值电路、负载开关和放电电路。

所述负载开关的电压输入端用于连接直流电源的电压输出端；所述负载开关的电压输出端连接所述放电电路的第一受控端，并用于连接负载的第一端。

所述阈值电路分别连接所述负载开关的电压输入端、所述负载开关的通断控制端、所述放电电路的通断控制端和所述放电电路的第二受控端，并用于分别连接直流电源的电压输出端和电压输入端。所述放电电路的第二受控端用于连接负载的第二端。

所述阈值电路用于在直流电源开启后，当直流电源两端的电压大于等于预设电压阈值时，控制所述负载开关导通；在直流电源关闭后，当直流电源两端的电压小于预设电压阈值时，控制所述负载开关关断，并控制所述放电电路的第一受控端与第二受控端导通，泄放负载两端的电压。

一种半导体电路，包括上述的电源调理电路，以及直流电源和负载。

所述直流电源通过所述电源调理电路连接所述负载。

通过本实用新型所提供的电源调理电路及半导体电路，在直流电源开启后，当直流电源两端的电压大于等于预设电压阈值时，阈值电路控制负载开关导通，实现负载的准确快速上电。在直流电源关闭后，当直流电源两端的电压小于预设电压阈值时，阈值电路控制负载开关关断和控制放电电路的第一受控端与第二受控端导通，泄放负载两端的电压，基于此消除断电后残存电压形成的自锁和振荡，确保重新开启直流电源后的可靠上电。

附图说明

图1为直流电源的供电回路示意图；

图2为电源调理电路的电路连接示意图；

图3为阈值电路的内部电路连接示意图；

图4为逻辑控制电路的内部电路连接示意图；

图5为放电电路的内部电路连接示意图；

图6为优选实施例的电源调理电路的实际电路图；

图7为半导体电路的内部电路连接示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

为了便于理解本具体实施方式，以下对传统的直流供电回路作解释说明：

如图1所示，为直流电源的供电回路示意图，传统的直流供电电路包括直流电源DC和负载。为了便于理解和解释，在本具体实施方式中，端点a表示直流电源DC的电压输出端，端点b表示直流电源DC的电压输入端，端点c表示负载第一端，端点d表示负载第二端。

基于传统的直流供电回路，在一实施例中，提供一种电源调理电路，如图2 所示，为电源调理电路的电路连接示意图，包括阈值电路101、负载开关102和放电电路103。

所述阈值电路101分别连接所述负载开关102的电压输入端e、所述负载开关102的通断控制端g、所述放电电路103的通断控制端j和所述放电电路103 的第二受控端i，并用于分别连接直流电源DC的电压输出端a和电压输入端b。

所述负载开关102的电压输入端e用于连接直流电源DC的电压输出端a；所述负载开关102的电压输出端f连接所述放电电路103的第一受控端h，并用于连接负载的第一端c。

所述放电电路103的第二受控端i用于连接负载的第二端d。

所述阈值电路101用于在直流电源DC开启后，当直流电源DC两端的电压大于等于预设电压阈值时，控制所述负载开关102导通；在直流电源DC关闭后，当直流电源DC两端的电压小于预设电压阈值时，控制所述负载开关102关断，并控制所述放电电路103的第一受控端h与第二受控端i导通，泄放负载两端的电压。

其中，预设电压阈值可以根据阈值电路101的内部电路特性来确定，所确定的预设电压阈值用于控制负载开关102和放电电路103的通断。具体为：根据负载开关102的通断控制端g的电路特性，在直流电源DC两端的电压大于等于预设电压阈值时，导通负载开关102的电压输入端e和电压输出端f，以接通直流电源DC与负载间的供电回路；在直流电源DC两端的电压小于预设电压阈值时，关断负载开关102的电压输入端e和电压输出端f，以断开直流电源DC 与负载间的供电回路。同时，根据放电电路103的通断控制端j的电路特性，在直流电源DC两端的电压大于等于预设电压阈值时，断开放电电路103的第一受控端h与第二受控端i；在直流电源DC两端的电压小于预设电压阈值且负载开关102关断后，接通放电电路103的第一受控端h与第二受控端i，泄放负载两端的电压。

通过本实施例所提供的电源调理电路，在直流电源DC开启后，当直流电源 DC两端的电压大于等于预设电压阈值时，阈值电路101控制负载开关102导通，实现负载的准确快速上电。在直流电源DC关闭后，当直流电源DC两端的电压小于预设电压阈值时，阈值电路101控制负载开关102关断和控制放电电路103 的第一受控端h与i第二端导通，泄放负载两端的电压，基于此消除断电后残存电压形成的自锁和振荡，确保重新开启直流电源DC后的可靠上电。

可选地，在一实施例中，如图3所示，为阈值电路的内部电路连接示意图，阈值电路101包括第一分压电阻R1、第二分压电阻R1和逻辑控制电路201。

所述第一分压电阻R1的第一端k用于连接直流电源DC的电压输出端a，所述第一分压电阻R1的第二端l连接所述第二分压电阻R2的第一端l，所述第二分压电阻R2的第二端m用于连接所述直流电源DC的电压输入端b。

所述逻辑控制电路201的第一端o和所述负载开关的电压输入端e均连接所述第一分压电阻R1的第一端k，所述逻辑控制电路201的第二端n连接所述第一分压电阻R1的第二端l，所述逻辑控制电路201的第三端p连接所述负载开关的通断控制端g，所述逻辑控制电路201的第四端q连接所述放电电路的通断控制端j。

所述负载开关102的电压输出端f和所述放电电路的第一受控端h均用于连接负载的第一端c，所述逻辑控制电路201的第五端r和所述放电电路103的第二受控端i均用于连接直流电源DC的电压输入端b和负载的第二端d。

通过调整所述第一分压电阻R1和所述第二分压电阻R2确定所述预设电压阈值的大小，在直流电源DC开启后，当直流电源DC两端的电压大于等于预设电压阈值时，通过逻辑控制电路201控制所述负载开关102导通；在直流电源DC关闭后，当直流电源DC两端的电压小于预设电压阈值时，通过逻辑控制电路201控制所述负载开关102关断，并控制所述放电电路103的第一受控端h 与第二受控端i导通，泄放负载两端的电压。

优选地，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2均为可调电阻。通过调整第一分压电阻R1与第二分压电阻R2的阻值，可以改变端点l的电压。结合逻辑控制电路的电路特性和端点l的电压，确定预设电压阈值。

通过本实施例所提供的技术方案，通过调整第一分压电阻R1与第二分压电阻R2的阻值，可以改变端点l的电压，以改变预设电压阈值，以实现上电速度的调整，满足接入不同负载的不同上电需求。

进一步地，如图4所示，为逻辑控制电路的内部电路连接示意图，所述逻辑控制电路201包括逻辑控制开关301、限流电阻R3、上拉电阻R4、送电电阻 R5、二极管D1和充放电电容C1。

所述二极管D1的正极为所述逻辑控制电路201的第一端o，所述二极管 D1的负极通过所述送电电阻R5连接所述充放电电容C1的第一端s，所述充放电电容C1的第二端为所述逻辑控制电路201的第五端r。

所述充放电电容C1的第一端s通过所述上拉电阻R4连接所述逻辑控制开关301的第一受控端，所述逻辑控制开关301的第一受控端为所述逻辑控制电路201的第四端q。

所述逻辑控制开关301的通断控制端为所述逻辑控制电路201的第二端n，所述逻辑控制开关301的第一受控端连接所述限流电阻R3的第一端，所述限流电阻R3的第二端为所述逻辑控制电路201的第三端p。

所述逻辑控制开关301的第二受控端为所述逻辑控制电路201的第五端r。

在直流电源DC开启后，当直流电源DC两端的电压大于等于预设电压阈值时，通过所述逻辑控制开关301的通断控制端控制所述逻辑控制开关301的第一受控端与第二受控端导通，使所述负载开关102导通；当直流电源DC两端的电压小于预设电压阈值时，通过所述逻辑控制开关301的通断控制端控制所述逻辑控制开关301的第一受控端与第二受控端关断，使所述负载开关102关断。

进一步地，如图5所示，为放电电路的内部电路连接示意图，所述放电电路103包括放电电阻R6和放电控制开关401。

所述放电电阻R6的第一端为所述放电电路的第一受控端h，所述放电电阻的第二端连接所述放电控制开关401的第一受控端。

所述放电控制开关401的通断控制端为所述放电电路103的通断控制端j，所述放电控制开关401的第二受控端为所述放电电路103的第二受控端i。

在直流电源DC开启后，当直流电源DC两端的电压大于等于预设电压阈值时，所述放电控制开关401关断；在直流电源DC关闭后，当直流电源DC两端的电压小于预设电压阈值时，所述放电控制开关401导通。

其中，在直流电源DC开启后，二极管D1正向导通，通过送电电阻R5为充放电电容C1充电。逻辑控制开关301的通断控制端处于高电位，负载开关102 的电压输入端e也处于高电位。同时，直流电源DC关闭后，逻辑控制开关301 的通断控制端处于低电位，使逻辑控制开关301的第一受控端与第二受控端关断，使负载开关102的通断控制端g(p)关断，充放电电容C1通过上拉电阻 R4放电，将放电控制开关401的通断控制端j拉至高电位，放电控制开关401 的通断控制端j因充放电电容C1的第一端s处于高电位。基于上述电路特性，逻辑控制开关301可以包括在其通断控制端处于高电位时，其第一受控端与第二受控端能够实现导通，在其通断控制端处于低电位时，其第一受控端与第二受控端能够实现关断的开关电路。逻辑控制开关301的第一受控端与第二受控端导通后，放电控制开关401的通断控制端被拉到低电位，负载开关102的通断控制端g(p)也被拉到低电位。基于此，放电控制开关401可以包括在其通断控制端处于低电位时，其第一受控端与第二受控端能够实现关断，其通断控制端处于高电位时，其第一受控端与第二受控端能够实现导通的开关电路。负载开关102可以包括在其通断控制端处于低电位时，其电压输入端与电压输出端能够实现导通，其通断控制端处于高电位时，其电压输入端与电压输出端能够实现关断的开关电路。基于此，以实现快速上电与泄放供电回路残余电压的效果。

优选地，在一优选实施例中，如图6所示，为优选实施例的电源调理电路的实际电路图，负载开关103包括P沟道场效应管Q1，逻辑控制开关301包括第一N沟道场效应管Q2，放电控制开关401包括第二N沟道场效应管Q3。其中，所述P沟道场效应管Q1的源极为所述负载开关102的电压输入端e，所述 P沟道场效应管Q1的栅极为所述负载开关102的通断控制端g，所述P沟道场效应管Q1的漏极为所述负载开关102的电压输出端f。所述第一N沟道场效应管Q2的源极为所述逻辑控制开关301的第二受控端，所述第一N沟道场效应管Q2的栅极为所述逻辑控制开关301的通断控制端，所述第一N沟道场效应管Q2的漏极为所述逻辑控制开关301的第一受控端。所述第二N沟道场效应管Q3的源极为所述放电控制开关401的第二受控端，所述第二N沟道场效应管Q3的栅极为所述放电控制开关401的通断控制端，所述第二N沟道场效应管Q3的漏极为所述放电控制开关401的第一受控端。

同时，基于本优选实施例的实际电路，根据第一分压电阻R1与第二分压电阻R2如何确定预设电压阈值作如下说明：

根据第一N沟道场效应管Q2特性可以确定第一N沟道场效应管Q2的Ven 电压，设预设电压阈值为Von，则第一分压电阻R1的阻值r1、第二分压电阻 R2的阻值r2、第一N沟道场效应管Q2的Ven电压和预设电压阈值为Von间的关系如下式：r1＝r2×(Von－Ven)/Ven+k1；其中k1为预设修正系数。优选地，第二分压电阻R2包括阻值范围为100Ω-500kΩ的电阻，以调整不同的预设电压阈值。

通过本实施例所提供的电源调理电路，在直流电源DC开启后，当直流电源 DC两端的电压大于等于预设电压阈值时，阈值电路101控制负载开关102导通，实现负载的准确快速上电。在直流电源DC关闭后，当直流电源DC两端的电压小于预设电压阈值时，阈值电路101控制负载开关102关断和控制放电电路103 的第一受控端h与i第二端导通，泄放负载两端的电压，基于此消除断电后残存电压形成的自锁和振荡，确保重新开启直流电源DC后的可靠上电。

其中，所述放电电阻R6包括阻值范围为0Ω-1kΩ的电阻；所述送电电阻 R5包括阻值范围为0Ω-0.1kΩ的电阻；所述上拉电阻R4包括阻值范围为1kΩ -470kΩ的电阻；所述限流电阻R3包括阻值范围为0kΩ-100kΩ的电阻。优选地，放电电阻R6选用阻值为0.01kΩ的电阻，送电电阻R5选用阻值为0.1kΩ的电阻，上拉电阻R4选用阻值为10kΩ的电阻，限流电阻R3选用阻值为2kΩ的电阻，以使电源调理电路处于较优的工作状态。

一种半导体电路，如图7所示，为半导体电路的内部电路连接示意图包括上述的电源调理电路401，以及直流电源402和负载403。

所述直流电源402通过所述电源调理电路401连接所述负载403。

其中，负载402包括半导体工作电路等直流负载。

通过本实用新型所提供的半导体电路，在直流电源402开启后，当直流电源402两端的电压大于等于预设电压阈值时，阈值电路101控制负载开关102 导通，实现负载403的准确快速上电。在直流电源402关闭后，当直流电源402 两端的电压小于预设电压阈值时，阈值电路101控制负载开关102关断和控制放电电路的第一受控端与第二受控端导通，泄放负载403两端的电压，基于此消除断电后残存电压形成的自锁和振荡，确保重新开启直流电源402后的可靠上电。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，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，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，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电源调理电路，其特征在于，包括阈值电路、负载开关和放电电路；

所述负载开关的电压输入端用于连接直流电源的电压输出端；所述负载开关的电压输出端连接所述放电电路的第一受控端，并用于连接负载的第一端；

所述阈值电路分别连接所述负载开关的电压输入端、所述负载开关的通断控制端、所述放电电路的通断控制端和所述放电电路的第二受控端，并用于分别连接直流电源的电压输出端和电压输入端；所述放电电路的第二受控端用于连接负载的第二端；

所述阈值电路用于在直流电源开启后，当直流电源两端的电压大于等于预设电压阈值时，控制所述负载开关导通；在直流电源关闭后，当直流电源两端的电压小于预设电压阈值时，控制所述负载开关关断，并控制所述放电电路的第一受控端与第二受控端导通，泄放负载两端的电压。

2.根据权利要求1所述的电源调理电路，其特征在于，所述阈值电路包括第一分压电阻、第二分压电阻和逻辑控制电路；

所述第一分压电阻的第一端用于连接直流电源的电压输出端，所述第一分压电阻的第二端连接所述第二分压电阻的第一端，所述第二分压电阻的第二端用于连接所述直流电源的电压输入端；

所述逻辑控制电路的第一端和所述负载开关的电压输入端均连接所述第一分压电阻的第一端，所述逻辑控制电路的第二端连接所述第一分压电阻的第二端，所述逻辑控制电路的第三端连接所述负载开关的通断控制端，所述逻辑控制电路的第四端连接所述放电电路的通断控制端；

所述负载开关的电压输出端和所述放电电路的第一受控端均用于连接负载的第一端，所述逻辑控制电路的第五端和所述放电电路的第二受控端均用于连接直流电源的电压输入端和负载的第二端；

所述第一分压电阻和所述第二分压电阻确定所述预设电压阈值的大小，在直流电源开启后，当直流电源两端的电压大于等于预设电压阈值时，逻辑控制电路控制所述负载开关导通；在直流电源关闭后，当直流电源两端的电压小于预设电压阈值时，逻辑控制电路控制所述负载开关关断，并控制所述放电电路的第一受控端与第二受控端导通，泄放负载两端的电压。

3.根据权利要求2所述的电源调理电路，其特征在于，所述逻辑控制电路包括逻辑控制开关、限流电阻、上拉电阻、送电电阻、二极管和充放电电容；

所述二极管的正极为所述逻辑控制电路的第一端，所述二极管的负极通过所述送电电阻连接所述充放电电容的第一端，所述充放电电容的第二端为所述逻辑控制电路的第五端；

所述充放电电容的第一端通过所述上拉电阻连接所述逻辑控制开关的第一受控端，所述逻辑控制开关的第一受控端为所述逻辑控制电路的第四端；

所述逻辑控制开关的通断控制端为所述逻辑控制电路的第二端，所述逻辑控制开关的第一受控端连接所述限流电阻的第一端，所述限流电阻的第二端为所述逻辑控制电路的第三端；

所述逻辑控制开关的第二受控端为所述逻辑控制电路的第五端；

在直流电源开启后，当直流电源两端的电压大于等于预设电压阈值时，所述逻辑控制开关的通断控制端控制所述逻辑控制开关的第一受控端与第二端导通，使所述负载开关导通；当直流电源两端的电压小于预设电压阈值时，所述逻辑控制开关的通断控制端控制所述逻辑控制开关的第一受控端与第二端关断，使所述负载开关关断。

4.根据权利要求3所述的电源调理电路，其特征在于，所述放电电路包括放电电阻和放电控制开关；

所述放电电阻的第一端为所述放电电路的第一受控端，所述放电电阻的第二端连接所述放电控制开关的第一受控端；

所述放电控制开关的通断控制端为所述放电电路的通断控制端，所述放电控制开关的第二受控端为所述放电电路的第二受控端；

在直流电源开启后，当直流电源两端的电压大于等于预设电压阈值时，所述放电控制开关关断；在直流电源关闭后，当直流电源两端的电压小于预设电压阈值时，所述放电控制开关导通。

5.根据权利要求4所述的电源调理电路，其特征在于，所述负载开关包括P沟道场效应管；

所述P沟道场效应管的源极为所述负载开关的电压输入端，所述P沟道场效应管的栅极为所述负载开关的通断控制端，所述P沟道场效应管的漏极为所述负载开关的电压输出端。

6.根据权利要求4所述的电源调理电路，其特征在于，所述逻辑控制开关包括第一N沟道场效应管；

所述第一N沟道场效应管的源极为所述逻辑控制开关的第二受控端，所述第一N沟道场效应管的栅极为所述逻辑控制开关的通断控制端，所述第一N沟道场效应管的漏极为所述逻辑控制开关的第一受控端。

7.根据权利要求4所述的电源调理电路，其特征在于，所述放电控制开关包括第二N沟道场效应管；

所述第二N沟道场效应管的源极为所述放电控制开关的第二受控端，所述第二N沟道场效应管的栅极为所述放电控制开关的通断控制端，所述第二N沟道场效应管的漏极为所述放电控制开关的第一受控端。

8.根据权利要求2-7任意一项所述的电源调理电路，其特征在于，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻均为可调电阻。

9.根据权利要求4-7任意一项所述的电源调理电路，其特征在于，所述放电电阻包括阻值范围为0Ω-1kΩ的电阻；所述送电电阻包括阻值范围为0Ω-0.1kΩ的电阻；所述上拉电阻包括阻值范围为1kΩ-470kΩ的电阻；所述限流电阻包括阻值范围为0Ω-100kΩ的电阻。

10.一种半导体电路，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的电源调理电路，以及直流电源和负载；

所述直流电源通过所述电源调理电路连接所述负载。