CN208110316U - 掉电时序控制电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种掉电时序控制电路，包括电源、开关和掉电检测模块，掉电检测模块连接到电源上，用于检测电源的掉电触发信号，掉电时序控制电路还包括掉电控制模块，掉电控制模块分别与电源和掉电采集模块连接，掉电控制模块根据掉电采集模块采集到的掉电触发信号对各时序电路进行时序掉电，掉电控制模块包括：第一供电模块，用于为掉电控制模块提供延迟掉电电源；时序控制模块，与第一供电模块连接，用于在掉电时控制各时序电路顺序断电；掉电控制模块将延迟到各时序电路按时序断电后才掉电。本实用新型提供的掉电时序控制电路可以在电路突然断电时为电路提供保护，实现掉电时序断电，且掉电顺序可任意设定的。

Description

掉电时序控制电路

技术领域

本实用新型涉及电子电力技术，特别涉及一种掉电时序控制电路。

背景技术

在电子产品设计中，高速集成电路以及芯片使用越来越广泛，这些集成电路如ARM、DSP、FPGA等，处理器运行速度越来越快，相同工艺条件下消耗的功率也越来越大。为了降低功耗，这些处理器都会采用几种不同的供电电压，时钟频率比较高的内核采用低电压供电，时钟频率比较低的外围接口采用高电压供电。为了保证处理器内部电路的安全，对电源的上电时序，掉电时序也要求越来越多。上电时序很容易做到，通过控制IC，通电后，依次给各路电源使能信号就实现上电顺序，然而，掉电时序必须考虑多种操作，正常是先按掉电顺序断掉各路电源，再关总电源，但在实际操作中也有直接关总电源的问题。

现有的掉电时序控制电路是用控制器先进行软断电，按掉电时序控制各路电压断电后，再关闭总电源，类似于电脑关机后再拨电源的操作方式。这种电路如果出现非正常断电，比如未先进行软断电而直接断总电源，则系统是非正常关机，对于对掉电时序敏感的高速集成电路会造成很大的电流冲击而损坏电路。

图1是现有技术的掉电时序控制电路100，包括主电源110，电源管理器120和时序电路130。正常掉电顺序是电源管理器120根据使能信号EN1至EN3，按照时序控制时序电路130中各路电压顺序断电后，再关闭总电源110，如果当主电源110突然断电时，电源管理器120没有发出使能信号控制时序电路130顺序断电，会在断电一瞬间产生较大的电流冲击，对电路造成影响，会损坏电路。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种掉电时序控制电路，可以实现突然断电时，通过延迟掉电检测与控制，在此时间内完成掉电时序控制的过程，以解决现有技术中的问题。

根据本实用新型提供一种掉电时序控制电路，包括电源、开关和掉电检测模块，所述掉电检测模块连接到所述电源上，用于检测所述电源的掉电触发信号，所述掉电时序控制电路还包括掉电控制模块，所述掉电控制模块分别与所述电源和掉电采集模块连接，所述掉电控制模块根据所述掉电采集模块采集到的所述掉电触发信号对各时序电路进行时序掉电，所述掉电控制模块包括：第一供电模块，用于为所述掉电控制模块提供掉电电源；时序控制模块，与所述第一供电模块连接，用于在掉电时控制各时序电路顺序断电；所述掉电控制模块将延迟到各时序电路按时序断电后才掉电。

优选地，所述掉电检测模块包括：比较器，所述比较器的正相输入端与所述电源相连接，提供比较电压；第二供电模块，与所述电源以及所述比较器的反相输入端连接，提供参考电压；所述比较电压高于所述参考电压时，所述比较器输出高电平；所述比较电压低于所述参考电压时，所述比较器输出低电平掉电触发信号。

优选地，所述第二供电模块在上电时，为所述掉电检测模块储能，在掉电时，为所述掉电检测模块提供延时掉电电压。

优选地，所述时序控制模块包括微处理器，所述微处理器通过使能信号根据内部设定控制所述各时序电路的掉电顺序。

优选地，所述比较器的输出信号控制所述微处理器是否发出使能信号，所述第一供电模块为所述微处理器提供延时掉电电压。

优选地，所述掉电时序控制电路还包括：主板电源模块，与所述开关相连接，为主板电路提供电压；所述主板电源模块包括第三供电模块，在掉电时为所述主板电源模块提供延时掉电电压。

优选地，所述掉电时序控制电路还包括：储能模块，与所述电源、所述掉电检测模块以及所述掉电控制模块分别相连接，用于为所述掉电检测模块和所述掉电控制模块提供掉电延迟电压。

优选地，所述储能模块包括：第四供电模块，与所述电源连接，上电时储存电压，掉电时提供延迟掉电电压；时序电源，与所述第四供电模块相连接，为所述各时序电路提供掉电电压。

优选地，所述第一供电模块、所述第二供电模块、所述第三供电模块、所述第四供电模块由二极管和电容串联组成，所述二极管保证掉电时所述电容放电只在二极管后的电路。

本实用新型提供的掉电时序控制电路在上电时由电容充电，掉电时由电容放电，且由于二极管的单向导通性，使电容仅对必要的电路提供延迟掉电电压，可以实现突然断电时掉电时序控制的目的，比现有技术中更加具有可行性和操作性。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出现有技术的掉电时序控制电路的电路示意图。

图2示出根据本实用新型实施例的掉电时序控制电路的电路示意图。

图3示出根据本实用新型实施例的掉电时序控制电路的工作波形图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

应当理解，当称元件“耦接到”或“连接到”另一元件时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在如下描述中(除另有说明)，“已知”、“固定”、“给定”和“预定”通常情况下，指的是一个值，数量、参数、约束条件、条件、状态、流程、过程、方法、实施，或各种组合等在理论上是可变的，但是如果提前设定，则在后续使用中是保持不变的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

图2示出根据本实用新型实施例的掉电时序控制电路的电路示意图。

如图2所示，本实施例的掉电时序控制电路200包括：电源210、开关220、掉电检测模块230、掉电控制模块240、主板电源模块250以及储能模块260。其中，电源210作为整个电路的供电总电源，提供电能；开关220置于各电路模块与电源210之间，用于接通或关断总电源；掉电检测模块230连接到电源210上，掉电检测模块230用于实时检测电源开关220后级的供电电压(总电源输入)，当突然断电时，供电电压立即降为0V，低于预设参考电压，输出低电平掉电触发信号；掉电控制模块240与开关220和掉电检测模块230分别相连，用于接收掉电触发信号，经预设逻辑处理，发出使能信号，将各时序电路时序掉电，储能模块260与电源210、掉电检测模块230以及掉电控制模块240分别相连接，为掉电检测模块230和掉电控制模块240提供延迟掉电电压；主板电源模块250是无时序模块，与开关220相连接，为主板电源电路提供电能，电源210关断后，主板电源模块250也随之掉电，不需时序控制。

上述掉电检测模块230、掉电控制模块240、主板电源模块250以及储能模块260均包含有供电模块，其中，第三供电模块251和第四供电模块261分别与电源210相连接，且分别位于主板电源模块250和储能模块260中，储能模块260后又接第一供电模块241和第二供电模块231，且分别位于掉电控制模块240和掉电检测模块230中，各供电模块为各电路模块提供掉电过程中的所需的延迟掉电电压。优选地，上述各供电模块的结构相同，这些供电模块都是由一个二极管和一个大容值电容串联而成，电容器起储能作用，二极管具有单向导电性，保证大电容只对二极管后级持续提供电压，使各电路模块延迟掉电。

在上电时，电源210的电压分别供给储能模块260以及主板电源模块250，储能模块260又将电压供给掉电控制模块240和掉电检测模块 230，二极管具有单向导电性，电容开始充电，分别为各个支路储能；在掉电时，电容放电，提供掉电电能，由于二极管的单向导电性，电容只对二极管后级持续提供电压，其他模块不会消耗此电容能量，由此增加各模块的掉电延迟时间。

在上述实施例中，掉电检测模块230用来实时监测供电电压，当电源210突然掉电时，即产生掉电触发信号。掉电检测模块230包括电压比较器U1和第二供电模块231。第二供电模块231在上电时，为掉电检测模块230储能，在掉电时，为掉电检测模块230提供延迟掉电电压。比较器U1的正相输入端与电源210相连接，提供比较电压，第二供电模块231与电源210以及比较器U1的反相输入端连接，提供参考电压。具体地，比较器U1的工作电压为Vc，由电源210接第四供电模块261 再接第二供电模块231提供，比较器U1负相输入端Vref也接此电压Vc，将此作为参考电压，比较器U1正相输入端Vs直接由总电源经过两串联电阻R1和R2电阻分压后输入，将此作为比较电压，电压比较器U1的输出端Vdetec输出信号作为掉电控制模块240的输入信号，比较器U1 正相输入端Vs的电压在上电与掉电时均与电源210同步，当上电时，比较器U1正相输入端Vs电压大于比较器U1负相输入端Vref的电压，电压比较器U1的输出端Vdetec输出为高电平，当掉电时，比较器U1 正相输入端Vs电压直接掉为0V，而比较器U1负相输入端Vref因为延迟掉电，仍保持第二供电模块231的输出电压，比较器U1正相输入端 Vs电压小于比较器U1负相输入端Vref输入电压，电压比较器U1的输出端Vdetec输出为0V，即低电平，此电平即为掉电触发信号。

时序控制模块240根据电压比较器U1的输出端Vdetec输出信号判断是否进行掉电，当接收到低电平的掉电触发信号时，时序控制模块240 产生符合处理器要求的多路使能控制信号，控制各时序电路时序掉电。时序控制模块240包括第一供电模块241和时序控制模块242，第一供电模块241用于为掉电控制模块提供掉电电源，时序控制模块242与第一供电模块241连接，用于在掉电时控制各时序电路顺序断电。进一步地，时序控制模块242又包括微处理器2421以及各时序电路。微处理器 2421通过使能信号根据内部设定控制各时序电路的掉电顺序，各时序电路的掉电顺序可任意设定。第一供电模块241连接储能模块260和微处理器2421，为微处理器2421提供掉电电压，微处理器2421在接收到掉电检测模块230的电压比较器U1的输出端Vdetec输出的掉电触发信号，就根据内部设定依次发出多个使能信号ENn，根据发出的使能信号的顺序依次将各时序电路断电。微处理器2421只为各时序电路提供使能信号，而储能模块260的第四供电模块262与第四供电模块相连接，为各时序电路提供延迟掉电电压。而微处理器2421在各时序电路顺序掉电，第一供电模块241的电容器C3放电完毕后，因为没有持续电压也进入关断状态。

储能模块260包括时序电源261和第四供电模块262，第四供电模块262与开关220相连接，由二极管D1和电容器C1串联而成，用于在上电时储能，掉电时为各模块提供延迟掉电电压；时序电源261与第一供电模块241和第二供电模块231以及各时序电路相连，主要为各时序电路提供掉电时的延迟掉电电压。储能模块260的输出端一边连接掉电检测模块230，另一边连接掉电控制模块240，为两个电路模块提供一部分掉电电压，而且因为两个模块中本身便含有第一供电模块241和第二供电模块231，因此增加了掉电过程的电压，也增加了掉电过程的时间；而且储能模块260将无时序主板电源与有时序电源部分分开，只为有时序电源部分提供电压。

图3示出根据本实用新型实施例的掉电时序控制电路的工作波形图

如图3所示，在t1到t7期间掉电时序控制电路处于上电过程，从 t8到t17处于掉电工作过程。

在t1时刻，开关220闭合，电源210开始供电，VIN变为高电平，第三供电模块262和第四供电模块251开始充电，Vin-main和Vin-s在 t1到t2时间段变为高电平，主板电源模块250的输出电压Vomain和储能模块260的输出电压Vout从t1到t3时间段慢慢升为高电平；

储能模块260的输出端与第一供电模块241和第二供电模块231相连，储能模块260的输出电压Vout作为第一供电模块241和第二供电模块231的输入电压，第一供电模块241和第二供电模块231开始充电，所以Vc和Vout-mcu在t4时刻才变为高电平；

电压比较器U1的负相输入端电压Vref与工作电压Vc相同，所以电压比较器U1的负相输入端电压Vref与工作电压Vc同在t1到t4时间段缓慢变为高电平，电压比较器U1的正相输入端电压Vs与电源210电压VIN同步变化，在t1时刻变为高电平，电压比较器U1的负相输入端电压Vref小于电压比较器U1的正相输入端电压Vs，所以电压比较器 U1的输出端电压Vdetecte在t1时刻也变为高电平；

掉电控制模块240的微处理器2421与第一供电模块241相接，电压同Vout-mcu，根据内部设定，分别在t5，t6，t7时刻顺序发出使能信号 EN1，EN2，EN3，使能信号对应的各时序电路开始顺序上电，在t5时刻，第一时序电路电压V1变为高电平，在t6时刻，第二时序电路电压 V2变为高电平，在t7时刻，第三时序电路电压V3变为高电平。至此，上电过程结束。

t7到t8时间段是平稳供电期，各电路正常工作。

在t8时刻，开关220突然断开，电源210电压VIN变为低电平，电压比较器U1的正相输入端电压Vs与电源210电压VIN同步变化，在t8时刻变为低电平；

第三供电模块262和第四供电模块251开始放电，Vin-main和Vin-s 在t8到16时间段缓慢变为低电平，主板电源模块250和储能模块260 还可以维持一段时间的正常工作，主板电源模块250的输出电压Vomain 和储能模块260的输出电压Vout在t15时刻才变为低电平；

储能模块260的输出端与第一供电模块241和第二供电模块231相连，储能模块260的输出电压Vout作为第一供电模块241和第二供电模块231的输入电压，所以在t15时刻，第一供电模块241和第二供电模块231开始放电，所以Vc和Vout-mcu在t15到t17时间段缓慢变为低电平，电压比较器U1的负相输入端电压Vref与工作电压Vc相同，所以电压比较器U1的负相输入端电压Vref与工作电压Vc同在t15到t17 时间段缓慢变为低电平，

电压比较器U1的正相输入端电压在t8时刻就变为低电平，电压比较器 U1的负相输入端电压Vref大于电压比较器U1的正相输入端电压Vs，所以电压比较器U1的输出端电压Vdetecte在t8时刻也变为低电平，此时掉电检测模块230将掉电触发信号传递给掉电控制模块240的微处理器2421；

在t8时刻，微处理器2421接收到掉电触发信号，会发出使能信号控制各时序电路掉电，而掉电控制模块240的微处理器2421与第一供电模块241相接，电压同Vout-mcu，Vout-mcu在t15到t17时间段缓慢变为低电平，所以各时序电路要在t15时刻前完成掉电，根据内部设定，微处理器2421分别在t9，t11，t13时刻顺序发出使能信号EN2，EN3， EN1，使能信号对应的各时序电路开始顺序掉电，在t10时刻，第二时序电路电压V2变为低电平，在t12时刻，第三时序电路电压V3变为低电平，在t14时刻，第一时序电路电压V1变为低电平。微处理器2421 的电压同Vout-mcu，在t17时刻时变为低电平，微处理器2421关闭，至此，掉电过程结束。

本实用新型的掉电时序控制电路，利用二极管的单向导通特性，在总电源输入端将主板电源输入与控制时序电路部分分开设计，再在二极管后加大容值电容，作续能作用，当突然掉电时，可保持控制时序电路短时工作，再设计一电压比较器，供电也用二极管后加大容值电容，比较器输入一端接二极管后级，另一端接总电源输入端，比较器比较最前端电压与参考端电压差，输出一电平，此电平接到微处理器的输入端，微处理器根据此接口判断掉电时刻，在大容值电容维持微处理器短时工作的时间内完成掉电时序控制，可以实现突然断电时任意掉电时序控制的目的，具有更高的可行性和操作性。

最后应说明的是：依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。本说明书选取并具体描述本实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种掉电时序控制电路，包括电源、开关和掉电检测模块，所述掉电检测模块连接到所述电源上，用于检测所述电源的掉电触发信号，所述掉电时序控制电路还包括掉电控制模块，所述掉电控制模块分别与所述电源和掉电采集模块连接，所述掉电控制模块根据所述掉电采集模块采集到的所述掉电触发信号对各时序电路进行时序掉电，

其特征在于，所述掉电控制模块包括：

第一供电模块，用于为所述掉电控制模块提供掉电电源；

时序控制模块，与所述第一供电模块连接，用于在掉电时控制各时序电路顺序断电；

所述掉电控制模块将延迟到各时序电路按时序断电后才掉电。

2.根据权利要求1所述的掉电时序控制电路，其特征在于，所述掉电检测模块包括：

比较器，所述比较器的正相输入端与所述电源相连接，提供比较电压；

第二供电模块，与所述电源以及所述比较器的反相输入端连接，提供参考电压；

所述比较电压高于所述参考电压时，所述比较器输出高电平；

所述比较电压低于所述参考电压时，所述比较器输出低电平掉电触发信号。

3.根据权利要求2所述的掉电时序控制电路，其特征在于：所述第二供电模块在上电时，为所述掉电检测模块储能，在掉电时，为所述掉电检测模块提供延迟掉电电压。

4.根据权利要求2所述的掉电时序控制电路，其特征在于：所述时序控制模块包括微处理器，所述微处理器通过使能信号根据内部设定控制所述各时序电路的掉电顺序。

5.根据权利要求4所述的掉电时序控制电路，其特征在于：所述比较器输出的所述掉电触发信号控制所述微处理器发出使能信号，所述第一供电模块为所述微处理器提供掉电电压。

6.根据权利要求5所述的掉电时序控制电路，其特征在于，所述掉电时序控制电路还包括：

主板电源模块，与所述开关相连接，为主板电路提供电压；

所述主板电源模块包括第三供电模块，在掉电时为所述主板电源模块提供延迟掉电电压。

7.根据权利要求6所述的掉电时序控制电路，其特征在于，所述掉电时序控制电路还包括：

储能模块，与所述电源、所述掉电检测模块以及所述掉电控制模块分别相连接，用于为所述掉电检测模块和所述掉电控制模块提供掉电延迟电压。

8.根据权利要求7所述的掉电时序控制电路，其特征在于，所述储能模块包括：

第四供电模块，与所述电源连接，上电时储存电压，掉电时提供延迟掉电电压；

时序电源，与所述第四供电模块相连接，为所述各时序电路提供掉电电压。

9.根据权利要求8所述的掉电时序控制电路，其特征在于：所述第一供电模块、所述第二供电模块、所述第三供电模块、所述第四供电模块由二极管和电容串联组成，所述二极管保证掉电时所述电容放电只在二极管后的电路。