CN218888388U - 带浪涌电流防护功能的电源电路及无线通信设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带浪涌电流防护功能的电源电路及无线通信设备，电源电路包括电源输入接口、电源保护模块，电源输入接口连接电源保护模块的输入端；DC/DC单元，DC/DC单元包括一级DC/DC模块和二级DC/DC模块，电源保护模块的电源输出端连接一级DC/DC模块的电源输入端；一级DC/DC模块的电源输出端连接二级DC/DC模块的电源输入端，一级DC/DC模块的控制信号输出端连接二级DC/DC的使能端；延迟上电单元，电源保护模块连接延迟上电单元的电源输入端，延迟上电单元的第一输出端连接一级DC/DC模块的使能端。可以提升电源的电浪涌防护能力，实现电源上电顺序的有效控制，保证环境变换情况下供电电压的稳定性，确保电源的稳定开启。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通信设备领域，具体的涉及一种带浪涌电流防护功能的电源电路及无线通信设备。
背景技术
卫星导航接收机，测控通信应答机等无线通信设备中都需要配置电源模块，电源模块是实现对其电源供电进行控制的重要功能模块，这些无线通信设备中的电源模块通常采用两级电源输出给不同的元器件供电，其存在的问题是：1、无法控制上电过程中的浪涌电流；2、缺乏上电顺序的控制，启动时二级电源同时启动，一级电源还没有稳定就给二级电源供电，容易导致二级电源损坏。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种带浪涌电流防护功能的电源电路及无线通信设备，能够解决现有的无线通信设备存在的电浪涌防护能力差、后一级电源容易损坏的问题。
根据本实用新型第一方面实施例的带浪涌电流防护功能的电源电路，包括：电源输入接口，用于输入外接电源；电源保护模块，所述电源输入接口连接所述电源保护模块的输入端；DC/DC单元，所述DC/DC单元包括一级DC/DC模块和二级DC/DC模块，所述电源保护模块的电源输出端连接所述一级DC/DC模块的电源输入端；所述一级DC/DC模块的电源输出端连接所述二级DC/DC模块的电源输入端，所述一级DC/DC模块的控制信号输出端连接所述二级DC/DC的使能端；延迟上电单元，所述电源保护模块连接所述延迟上电单元的电源输入端，所述延迟上电单元的第一输出端连接所述一级DC/DC模块的使能端。
根据本实用新型第一方面实施例的带浪涌电流防护功能的电源电路，至少具有如下技术效果：本实用新型实施方式通过电源保护模块对电源输入后端进行过欠压和限流保护，DC/DC单元通过延迟上电单元实现开关控制，上电未稳定前一级DC/DC模块和二级DC/DC模块处于关闭状态，上电后延迟上电单元延时一段时间才打开一级DC/DC模块，避免了开机时的上电浪涌冲击，一级DC/DC模块稳定后通过控制信号输出端输出相应的电平打开二级DC/DC模块。本实用新型可以提升电源的电浪涌防护能力，实现电源上电顺序的有效控制，保证环境变换情况下供电电压的稳定性，确保电源的稳定开启。
根据本实用新型的一些实施例，还包括时钟LDO，所述电源保护模块的输出端连接所述时钟LDO的电源输入端，所述延迟上电单元连接所述时钟LDO的使能端，所述时钟LDO的输出端用于提供时钟电源。
根据本实用新型的一些实施例，所述延迟上电单元采用复位芯片。
根据本实用新型的一些实施例，所述复位芯片的型号为MAX809SQ293T1G。
根据本实用新型的一些实施例，所述延迟上电单元包括电阻R71、电阻R72、电阻R73和电容C71，所述电源保护模块的输出端连接所述电阻R71的一端，所述电阻R71的另一端分别连接所述电阻R72和所述电阻R73的一端，所述电阻R72的另一端接地，所述电阻R73的另一端连接所述电容C71的一端，所述电容C71的另一端接地，所述电阻R71、电阻R72和电阻R73的公共端连接所述一级DC/DC模块的使能端。
根据本实用新型的一些实施例，所述电源保护模块为LTC4367HMS8。
根据本实用新型的一些实施例，所述电源保护模块通过宽压LDO连接所述延迟上电单元的电源输入端。
根据本实用新型的一些实施例，所述宽压LDO的型号为LT1965IMS8E或LTC3013。
根据本实用新型的一些实施例，所述一级DC/DC模块的型号为LTM4644IY，所述二级DC/DC模块的型号为LTC3618EUF。
根据本实用新型第二方面实施例的无线通信设备，所述无线通信设备内设置有电源模块，所述电源模块内安装有上述的带浪涌电流防护功能的电源电路。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本实用新型实施例中带浪涌电流防护功能的电源电路的原理框图；
图2为本实用新型实施例中电源保护模块的电路原理图；
图3为本实用新型实施例中一级DC/DC模块的电路原理图；
图4为本实用新型实施例中二级DC/DC模块的电路原理图；
图5为本实用新型实施例中宽压LDO的电路原理图
图6为本实用新型实施例中复位芯片的电路原理图；
图7为本实用新型实施例中RC电路构成的延迟上电单元的电路原理图；
图8为本实用新型实施例中时钟LDO的电路原理图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
参考图1，一种带浪涌电流防护功能的电源电路，包括：电源输入接口、电源保护模块、DC/DC单元和延迟上电单元。其中，电源输入接口连接外接电源并输入至电源保护模块，电源保护模块采用带过欠压和限流保护的芯片，对电源输入后端电路进行保护，DC/DC单元包括串联的一级DC/DC模块和二级DC/DC模块，电源保护模块的电源输出端连接一级DC/DC模块的电源输入端；一级DC/DC模块的电源输出端连接二级DC/DC模块的电源输入端，一级DC/DC模块的控制信号输出端连接二级DC/DC的使能端；电源保护模块通过宽压LDO连接延迟上电单元的电源输入端，延迟上电单元的第一输出端连接一级DC/DC模块的使能端。
其中，针对接收机系统上电时需要时钟电源的需求，本实施例中还设置了时钟LDO，电源保护模块的电源输出端连接时钟LDO的电源输入端，延迟上电单元连接时钟LDO的使能端，参考图8，时钟LDO的型号为ADP150AUJZ，当然也可以采用其他型号的时钟电源芯片。
具体的，参考图2，本实施例中电源保护模块的型号为LTC4367HMS8，当然也可以采用其他型号的带过欠压和限流保护的电源芯片，电源保护模块提供VCC_+5V的电源输出。参考图3和图4，本实施例中一级DC/DC模块的型号为LTM4644IY，二级DC/DC模块的型号为LTC3618EUF，以及DC/DC模块给常规元器件提供DC/DC电源，二级DC/DC模块作为单独的DDR电源。
DC/DC单元通过延迟上电单元实现上电控制，参考图2和图5，电源保护模块通过宽压LDO连接延迟上电单元的电源输入端，本实施例中宽压LDO的作用是给延迟上电单元提供电源，宽压LDO可以采用高输入电压的LT1965IMS8，LT1965IMS8具有1.8V至20V宽输入电压范围。当输入端电压升高时宽压LDO还可以采用LTC3013替代，LTC3013具有4V至80V宽输入电压范围，低静态电流65μA，低压差电压400mV，输出电流可以达到250mA，且无需保护二极管。采用3.3μF输出电容器陶瓷电容器时可保持稳定。具体应用中可以根据电源输入范围决定选宽压LDO的最大工作电压，考虑到工作稳定性和可靠性，宽压LDO的最高工作电压为输入电压的2倍左右，这是因为宽压LDO的前端已经设计了电源保护模块，可以将电压限制在一定的范围内，不存在浪涌电压将宽压LDO损坏的情况。
延迟上电单元的作用是在上电稳定后再打开DC/DC单元和时钟LDO，避免了开机时的上电浪涌，参考图6，本实施例中延迟上电单元可以采用复位芯片，复位芯片的型号为MAX809SQ293T1G，当然也可以采用其他型号的复位芯片，MAX809SQ293T1G的Power_EN端口分别连接时钟LDO和复位芯片的使能端，上电未稳定前复位芯片输出为低电平，这样时钟LDO和一级DC/DC模块均出于关闭状态，保证了开机时不会因为上电浪涌受到损坏，复位芯片延时一定时间后自动拉高处理，此时才打开时钟LDO和一级DC/DC模块，在一级DC/DC模块的软启动管脚通过不同容值和阻值的RC电路控制多路输出的使能端实现对DC/DC多路输出的延时控制。本实施例中将复位芯片的输出接在时钟LDO的使能端可以保证复位电路上电复位后先对系统时钟电路进行供电，确保了时钟先于其他单元供电，CPU和其他电路后供电，提高了系统可靠性和稳定性。
参考图3和图4，一级DC/DC模块的Power_Good端口连接二级DC/DC模块的使能端，一级DC/DC模块工作稳定后其Power_Good端口会输出相应的电平，在一级电源稳定后才打开二级电源开关。本实施例中LTM4644IY在工作稳定后Power_Good端口输出高电平，若采用其他芯片时Power_Good端口输出低电平，则可以通过增加门电路的方式对电平进行反相处理。
在上述实施例中延迟上电单元采用复位芯片，复位芯片的型号可以根据不同的系统上电时间要求进行选择，例如选用工作电压为+3.3V，输出控制电平为+3.3V_TTL的复位芯片，由于复位芯片本身工作电流很小，LDO降压引入的电流一般为200uA以内，上电时候的工作电流很小，带入的热耗也很小，几乎不影响整个系统的能耗和散热。
但由于增加复位芯片会增加接收机内部的电路面积，但部分应用中由于相关应用环境的限制无法进行电路面积的增加，并且采用复位芯片还会增加成本，为了解决这两个问题。本实施例中延迟上电单元除了采用复位芯片外，还可以采用包含RC电路在内的简化电路实现，参考图7，其包括电阻R71、电阻R72、电阻R73和电容C71构成的RC电路，电源保护模块的输出端连接电阻R71的一端，电阻R71的另一端分别连接电阻R72和电阻R73的一端，电阻R72的另一端接地，电阻R73的另一端连接电容C71的一端，电容C71的另一端接地，电阻R71、电阻R72和电阻R73的公共端连接一级DC/DC模块的使能端。
其工作原理为：当输入电压还没有达到一级DC/DC模块使能开关打开电压时，RC电路完成充电其输入端的电容已经充电完成，此时等充电完成后使能端EN电压才会保持稳定。考虑到温度等环境变化的影响将使能端供电电压设置按照其最低工作电压的150％设置可以保证环境变换情况下供电的电压的稳定性，确保DC/DC电源可以稳定开启。在多路DC/DC输出的情况下，利用多路输出电压和Power_Good来依次控制DC/DC端口的输出，从而实现电源的时序供电处理，采用RC电路实现延迟上电的效果和采用复位芯片控制的效果一致，采用复位芯片控制上电延迟的优点在于时间稳定，采用RC电路和分压方式实现的方式优点是成本相对低廉并且无需增加电路面积，缺点是时间上控制存在一定的不确定性，本领域技术人员可以根据实际需要选择合适的延迟上电单元。
本实用新型还涉及一种无线通信设备，无线通信设备内设置有电源模块，电源模块内安装有上述的带浪涌电流防护功能的电源电路。
综上所述，本实用新型实施方式可以提升电源的电浪涌防护能力，实现电源上电顺序的有效控制，保证环境变换情况下供电电压的稳定性，确保电源的稳定开启。
上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种带浪涌电流防护功能的电源电路，其特征在于，包括：
电源输入接口，用于输入外接电源；
电源保护模块，所述电源输入接口连接所述电源保护模块的输入端；
DC/DC单元，所述DC/DC单元包括一级DC/DC模块和二级DC/DC模块，所述电源保护模块的电源输出端连接所述一级DC/DC模块的电源输入端；所述一级DC/DC模块的电源输出端连接所述二级DC/DC模块的电源输入端，所述一级DC/DC模块的控制信号输出端连接所述二级DC/DC的使能端；
延迟上电单元，所述电源保护模块连接所述延迟上电单元的电源输入端，所述延迟上电单元的第一输出端连接所述一级DC/DC模块的使能端。
2.根据权利要求1所述的带浪涌电流防护功能的电源电路，其特征在于：还包括时钟LDO，所述电源保护模块的电源输出端连接所述时钟LDO的电源输入端，所述延迟上电单元的第二输出端连接所述时钟LDO的使能端，所述时钟LDO的输出端用于提供时钟电源。
3.根据权利要求1所述的带浪涌电流防护功能的电源电路，其特征在于：所述延迟上电单元采用复位芯片。
4.根据权利要求3所述的带浪涌电流防护功能的电源电路，其特征在于：所述复位芯片的型号为MAX809SQ293T1G。
5.根据权利要求1所述的带浪涌电流防护功能的电源电路，其特征在于：所述延迟上电单元包括电阻R71、电阻R72、电阻R73和电容C71，所述电源保护模块的输出端连接所述电阻R71的一端，所述电阻R71的另一端分别连接所述电阻R72和所述电阻R73的一端，所述电阻R72的另一端接地，所述电阻R73的另一端连接所述电容C71的一端，所述电容C71的另一端接地，所述电阻R71、电阻R72和电阻R73的公共端连接所述一级DC/DC模块的使能端。
6.根据权利要求1所述的带浪涌电流防护功能的电源电路，其特征在于：所述电源保护模块为LTC4367HMS8。
7.根据权利要求1所述的带浪涌电流防护功能的电源电路，其特征在于：所述电源保护模块通过宽压LDO连接所述延迟上电单元的电源输入端。
8.根据权利要求7所述的带浪涌电流防护功能的电源电路，其特征在于：所述宽压LDO的型号为LT1965IMS8E或LTC3013。
9.根据权利要求1所述的带浪涌电流防护功能的电源电路，其特征在于：所述一级DC/DC模块的型号为LTM4644IY，所述二级DC/DC模块的型号为LTC3618EUF。
10.一种无线通信设备，其特征在于，所述无线通信设备内设置有电源模块，所述电源模块内安装有权利要求1至9任意一项所述的带浪涌电流防护功能的电源电路。
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