CN217956693U - 一种残留电压泄放电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及一种残留电压泄放电路，该电路包括：第一电阻、第一开关和负载，其中，所述第一电阻的第一端与所述第一开关的第一端共同电连接第一供电电源，所述第一电阻的第二端分别与所述第一开关的第二端电连接，以及与预设置的控制器IO端口电连接，所述第一开关的第三端与所述负载的第一端电连接，所述负载的第二端接地。当供电网络供电的情况下，第一开关关闭，负载不会消耗供电网络提供的能量。当供电网络断电的情况下，第一开关导通，与第一开关电连接的负载可以消耗供电网络的残余能量。进而避免电压缓慢跌落导致系统各模块异常工作的情况发生。

Description

一种残留电压泄放电路

技术领域

本实用新型实施例涉及电路技术领域，尤其涉及一种残留电压泄放电路。

背景技术

在电子系统中经常会出现直接切断电源后，由于负载消失的问题，相关供电网络的能量泄放较慢，导致对应的电压出现一种缓慢跌落的情况，由于这个时候系统已不在工作状态，所以对于各模块的控制都几乎处于一个不定态，这种电压缓慢跌落的情况很容易导致当前系统各模块异常工作。

为避免上述情况，现有技术中，通常是在电子系统的供电网络中增加一个固定负载，具体参见图1所示。图1中仅示出增加负载(例如一个固定电阻)的结构示意图。当切断电源后，动态负载消失，将由固定负载来消耗供电网络的残余能量，避免电子系统中因为能量泄放缓慢，电压缓慢跌落所导致的电子系统中的各模块工作异常的情况发生。

然而，虽然增加固定负载可以解决上述问题，但是固定负载在电子系统上电后，也同样会消耗能量，进而不可避免的，造成了功耗的增加。

发明内容

本申请提供了一种残留电压泄放电路，以解决现有技术中部分或全部技术问题。

第一方面，本申请提供了一种残留电压泄放电路，该电路包括：

第一电阻、第一开关和负载，其中，第一电阻的第一端与第一开关的第一端共同电连接第一供电电源，第一电阻的第二端分别与第一开关的第二端电连接，以及与预设置的控制器IO端口电连接，第一开关的第三端与负载的第一端电连接，负载的第二端接地。

在一个可选的实施例中，第一开关包括三极管或第一场效应晶体管。

在一个可选的实施例中，电路还包括：通电延时装置；

通电延时装置的第一端与第一电阻的第二端，以及预设置的控制器IO端口电连接，通电延时装置的第二端与第一开关的第一端，以及第一电阻的第一端共同电连接第一供电电源，通电延时装置的第三端与第一开关的第二端电连接，通电延时装置的第四端接地。

在一个可选的实施例中，通电延时装置包括电容、比较器、第二开关，以及第二电阻；

电容的第一端与第一电阻的第二端、预设置的控制器IO端口，以及比较器的负极端电连接，电容的第二端接地；

比较器的正极端电连接第二供电电源，比较器的输出端与第二开关的第一端电连接；

第二开关的第二端与第二电阻的第一端电连接，第二开关的第三端接地；

第二电阻的第二端分别与第一开关的第一端，以及第一电阻的第一端共同电连接第一供电电源。

在一个可选的实施例中，第二开关包括第二三级管或第二场效应晶体管。

在一个可选的实施例中，该电路还包括：通电延时装置，其中，通电延时装置为延迟继电器；延迟继电器的第一端与第一电阻的第二端电连接，延迟继电器的第二端与第一电阻的第一端，以及第一开关的第一端共同电连接第一供电电源，延迟继电器的第三端分别电连接第一开关的第二端，以及预设置的控制器IO端口。

在一个可选的实施例中，负载为第三电阻。

在一个可选的实施例中，控制器IO端口为开漏型端口。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的该电路，当预设置的控制器没有通电的情况下(也即是供电网络断开的情况下)，第一电阻的电压值为第一供电电源提供，因为控制器IO端口与第一电阻的第二端电连接，所以IO端口当前为高电平，可以使得第一开关导通。相反，在控制器通电的情况下(也即是供电网络供电的情况下)，IO端口的电平被拉低，则第一开关被关闭。

可知，当供电网络供电的情况下，第一开关关闭，负载不会消耗供电网络提供的能量。当供电网络断电的情况下，第一开关导通，与第一开关电连接的负载可以消耗供电网络的残余能量。进而避免电压缓慢跌落导致系统各模块异常工作的情况发生。

附图说明

图1为现有技术中的残留电压泄放电路接入电阻的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种残留电压泄放电路的结构示意图；

图3为本实用新型提供的另一种残留电压泄放电路的结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种具体的残留电压泄放控制电路的结构框图；

图5为本实用新型提供的另一种具体的残留电压泄放控制电路的结构框图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。

针对背景技术中所提及的技术问题，本申请实施例提供了一种残留电压泄放电路，具体参见图2所示，图2为本实用新型实施例提供的一种残留电压泄放电路结构示意图，该电路包括：第一电阻R1、第一开关T1和负载Rload。

第一电阻R1的第一端与第一开关T1的第一端共同电连接第一供电电源(图1中示出的是+12V供电电源)，第一电阻R1的第二端分别与第一开关T1的第二端电连接，以及与预设置的控制器IO端口电连接，第一开关T1的第三端与负载Rload的第一端电连接，负载Rload的第二端接地。

在本实施例中，预设置的控制器与供电网络电连接(图2中未显示供电网络)。当供电网络未通电的情况下，第一电阻R1的电压值为第一供电电源提供，因为控制器IO端口与第一电阻R1的第二端电连接，所以IO端口当前为高电平，可以使得第一开关T1导通。相反，供电网络未供电的情况下，第一电阻R1的电压被拉低，控制器IO端口的电平被拉低，则第一开关T1被关闭。

也即是，当供电网络供电的情况下，第一开关T1关闭，负载Rload不会消耗供电网络提供的能量。当供电网络断电的情况下，第一开关T1导通，与第一开关T1电连接的负载Rload可以消耗供电网络的残余能量。

在一个可选的例子中，第一开关T1例如可以是三极管。控制器例如是微控制单元(Micro Control Unit,简称MCU)。那么，相应的IO端口即为MCU端口。

进一步可选的，在考虑到电压的泄放可以是快速的泄放过程，也可是稍慢的泄放过程。具体的残留电压泄放速度需要根据开关的电流承受能力。而具体的残留电压的泄放速度可以根据负载Rload确定。比如，当负载Rload为阻值较小的电阻时，则残留电压的泄放速度将会比较快。而如果负载Rload为阻值较大的电阻时，残留电压的泄放速度会放缓一些。

在一种可能的情况中，如果残留电压的泄放速度比较快，泄放电流比较大的情况下，第一开关T1还可以采用场效应晶体管。

本实用新型实施例提供的一种残留电压泄放电路，当预设置的控制器没有通电的情况下(也即是供电网络断开的情况下)，第一电阻R1的电压值为第一供电电源提供，因为控制器IO端口与第一电阻R1的第二端电连接，所以IO端口当前为高电平，可以使得第一开关T1导通。相反，在控制器通电的情况下(也即是供电网络供电的情况下)，IO端口的电平被拉低，则第一开关T1被关闭。

可知，当供电网络供电的情况下，第一开关T1关闭，负载Rload不会消耗供电网络提供的能量。当供电网络断电的情况下，第一开关T1导通，与第一开关T1电连接的负载Rload可以消耗供电网络的残余能量。进而避免电压缓慢跌落导致系统各模块异常工作的情况发生。

在另一个实施例中，考虑到当系统上电到控制器IO端口上电之间，存在一定的时间间隙。而在这个时间间隙内，负载Rload被连接到供电网络，使得一开始的工作功率瞬间抬高，这有可能导致电压被瞬间拉低，又或者是供电网络所连接的其他电路模块工作异常。为了避免这种情况出现，所以在该残留电压泄放电路中，还包括：通电延时装置。

具体参见图3所示，图3示意出另一种残留电压泄放电路结构示意图。

其中，在图2电路连接基础上，还包括：通电延时装置。

通电延时装置的第一端与第一电阻R1的第二端以及预设置的控制器IO端口电连接，通电延时装置的第二端与第一开关T1的第一端，以及第一电阻R1的第一端共同电连接第一供电电源，通电延时装置的第三端与第一开关T1的第二端电连接，通电延时装置的第四端接地。

即，当供电网络供电后，在系统上电到为控制器上电之间的间隙，可以通过通电延时装置实现延时通电，或者，缓慢通电，进而延缓第一开关T1的第二端的电压抬升，以防止一开机时的峰值工作功率过高。

在一个可选的例子中，具体参见图4所示，图4中示出了另一种残留电压泄放电路的结构示意图，其中，通电延时装置例如可以包括，但不限于如下部件：电容C、比较器U、第二开关T2和第二电阻R2。

其中，电容C的第一端与第一电阻R1的第二端、预设置的控制器IO端口，以及比较器U的负极端电连接，电容C的第二端接地；

比较器U的正极端电连接第二供电电源，比较器U的输出端与第二开关T2的第一端电连接；

第二开关T2的第二端与第二电阻R2的第一端电连接，第二开关T2的第三端接地；

第二电阻R2的第二端分别与第一开关T1的第一端，以及第一电阻R1的第一端共同电连接第一供电电源。

可选的，在本申请的实施例中，与第一开关T1相类似的，第二开关T2包括第二三级管或第二场效应晶体管。在图4所示的实施例中，第二开关T2为场效应晶体管。而对应的第二开关T2的第一端为T2的栅极，第二开关T2的第二端为T2的漏极，第二开关T2的第三端为T2的源极。

在具体工作时，在系统上电，到MCU上电间隙，第一供电电源首先通过第一电阻R1为电容C充电。在经过一段时间充电后，比较器U的负极端电压(也即是电容C两端电压)大于比较器U正极端电压(第二供电电源与比较器U的正极端电连接，正极端电压例如为+5V)后，比较器U的输出端输出低电平，此时第二开关T2关闭，第一电阻R1直接通过第一供电电源供电，使得第一开关T1的电平信号因为第一电阻R1的电压增大被拉高，成为高电平信号。那么，此时第一开关T1导通，负载Rload接入电路。

具体的，电容C可以通过充电过程满足一开机时的电压缓慢提升，以12V上电为开始的时间点，电容C的电压会逐渐升高，当升到比比较器U负极端所连接的电压高时(图4所示出的是5V)，比较器U的输出为低电平，此时第二开关T2关闭，第一开关T1导通，静态负载Rload被接入电路。

而且，可以通过调整电容C的容值以及比较器U负端所连接的电压大小来控制上电时间点到负载Rload接入之间延迟。即，控制电容C的容值足够大，那么延迟时间就会足够长，可以保证系统的正常工作时间。而在MCU上电后，拉低比较器U负端到地，此时系统正常工作，第一开关T1因为第二开关T2的导通，导致第一开关T1的电平被拉低，第一开关T1无法导通，负载Rload则无法接入电路。

可选的，通电延时装置还可以为延迟继电器。当通电延时装置为延迟继电器时，具体的残留电压泄放电路结构具体参见图5所示。

延迟继电器的第一端与第一电阻R1的第二端电连接，延迟继电器的第二端与第一电阻R1的第一端，以及第一开关T1的第一端共同电连接第一供电电源，延迟继电器的第三端分别电连接第一开关T1的第二端，以及预设置的控制器IO端口。

当系统开始工作时，延迟继电器会被打开。延迟继电器通过第二端与第一开关的T1的第一端连接，用以控制T1的延迟导通。即，由于延迟继电器延迟作用，T1的基极电压并不会马上拉高，所以T1不会立即导通，在这段时间内，只要MCU IO介入控制，提供一个低电平信号，T1就不会在系统开始工作时被打开。同样可以避免在系统上电，MCU还未上电完成的时间间隙内，负载Rload被连接到供电网络，使得一开始的工作功率瞬间抬高的情况发生，进而就可以避免电压被瞬间拉低，又或者是供电网络所连接的其他电路模块工作异常的情况出现。同时，当MCU上电后，立即提供一个低电平信号，T1就不会在系统开始工作时被打开，自然也可以解决本申请背景技术中所提及的问题。

进一步可选的，在上述任一个可选的实施例中，负载Rload可以为第三电阻。

本发明实施例中提供的一种残留电压泄放电路，通过在残留电压泄放电路中接入通电延时装置，可以避免系统一开始启动的时候，控制器的响应速度，不及第一开关T1所连接的电压抬升速度快的情况下，负载Rload被连接到供电网络，使得一开始的工作功率瞬间抬高，电压被瞬间拉低，又或者是供电网络所连接的其他电路模块工作异常的情况发生。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、电路、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、电路、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、电路、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种残留电压泄放电路，其特征在于，所述电路包括：

第一电阻、第一开关和负载，其中，所述第一电阻的第一端与所述第一开关的第一端共同电连接第一供电电源，所述第一电阻的第二端分别与所述第一开关的第二端电连接，以及与预设置的控制器IO端口电连接，所述第一开关的第三端与所述负载的第一端电连接，所述负载的第二端接地。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一开关包括三极管或第一场效应晶体管。

3.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：通电延时装置；

所述通电延时装置的第一端与所述第一电阻的第二端，以及所述预设置的控制器IO端口电连接，所述通电延时装置的第二端与所述第一开关的第一端，以及所述第一电阻的第一端共同电连接所述第一供电电源，所述通电延时装置的第三端与所述第一开关的第二端电连接，所述通电延时装置的第四端接地。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述通电延时装置包括电容、比较器、第二开关，以及第二电阻；

所述电容的第一端与所述第一电阻的第二端、预设置的所述控制器IO端口，以及所述比较器的负极端电连接，所述电容的第二端接地；

所述比较器的正极端电连接第二供电电源，所述比较器的输出端与所述第二开关的第一端电连接；

所述第二开关的第二端与所述第二电阻的第一端电连接，所述第二开关的第三端接地；

所述第二电阻的第二端分别与所述第一开关的第一端，以及所述第一电阻的第一端共同电连接所述第一供电电源。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第二开关包括第二三级管或第二场效应晶体管。

6.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：通电延时装置，其中，所述通电延时装置为延迟继电器；

所述延迟继电器的第一端与所述第一电阻的第二端电连接，所述延迟继电器的第二端与所述第一电阻的第一端，以及所述第一开关的第一端共同电连接所述第一供电电源，所述延迟继电器的第三端分别电连接所述第一开关的第二端，以及所述预设置的控制器IO端口。

7.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述负载为第三电阻。

Images