CN219458901U - 提供电源的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提供电源的装置。所述装置包括：开关电源、低压差线性稳压器、一个或多个快速上下电电路和一个或多个负载电路。其中，所述快速上下电电路包括复位芯片和开关电路。开关电源连接低压差线性稳压器，低压差线性稳压器连接一个或多个快速上下电电路，快速上下电电路连接一个或多个负载电路。所述装置可以解决现有电源当中上电缓慢、掉电缓慢及反复上下电导致非0V时上电引起IC工作异常的问题，并且具有成本低，工作稳定，功耗小的优点。

Description

提供电源的装置

技术领域

本实用新型涉及集成电路技术领域，更具体地涉及一种提供电源的装置。

背景技术

在电路应用中，许多场景对电源上下电速率有要求，否则会导致电路工作异常。特别是电源电路中有大电容时，在上下电时变得异常缓慢，而一些带有逻辑单元的集成电路(IC)对上电时序有严格要求。

还有些IC需要从0V启动，在上下电缓慢的电路中，重复上下电会导致电源没有掉到0V时，又上电，从而导致IC工作异常。另一种情况就是缓慢掉电过程中，在电压掉到IC工作电压的临界值时，引起IC工作在异常状态而导致不可预估的后果。

现有快速上下电技术一般无法同时解决因电源上电缓慢、掉电缓慢，以及反复上下电导致非0V时上电引起IC工作异常的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种电源的装置，所述装置可以解决现有电源当中上电缓慢、掉电缓慢及反复上下电导致非0V时上电引起IC工作异常的问题，并且具有成本低，工作稳定，功耗小的优点。

本申请公开了一种提供电源的装置，包括：开关电源、低压差线性稳压器、一个或多个快速上下电电路以及多个负载电路，其中，所述开关电源连接到所述低压差线性稳压器，所述低压差线性稳压器连接所述多个负载电路中的一个或多个以及所述一个或多个快速上下电电路，所述一个或多个快速上下电电路中的每一个连接多个负载电路中的一个或多个；

其中，所述快速上下电电路包括复位芯片电路和开关电路，所述低压差线性稳压器分别连接所述复位芯片电路和开关电路并向所述复位芯片电路和开关电路提供电压源，所述复位芯片的输出端连接所述开关电路，所述开关电路的输出端连接所述负载电路。

在一个优选例中，所述低压差线性稳压器包括第一电源输出模块、第一电容和第二电容，所述第一电源输出模块包括第一端口和第二端口，所述第一电容和第二电容各自连接于所述第一端口和所述第二端口之间，所述第一端口提供所述电压源。

在一个优选例中，所述复位芯片的电源端通过第三电容连接到地端。

在一个优选例中，所述开关电路包括：NMOS晶体管、PMOS晶体管、第四电容、第一至第五电阻、以及第二电源输出模块，所述PMOS晶体管的源极连接所述电压源，所述PMOS晶体管的漏极连接所述第二电源输出模块并通过所述第三电阻连接到地端，所述PMOS晶体管的栅极所述第一电阻连接到所述电压源，所述第二电阻连接于所述PMOS晶体管的栅极和所述NMOS晶体管的漏极之间，所述NMOS晶体管的源极连接地端，所述NMOS晶体管的栅极连接所述第四电阻的一端、所述第五电阻的一端和所述第四电容的一端，所述第四电阻的另一端连接所述复位芯片的输出端，所述第四电容的另一端连接所述第五电阻的另一端。

在一个优选例中，所述快速上下电电路连接一个负载电路，所述负载电路的工作电压为2.0V，所述复位芯片的复位电压为2.5V，所述低压差线性稳压器提供的电压源上升到小于等于所述复位电压时，所述复位芯片输出低电平且所述开关电路关断；所述低压差线性稳压器提供的电压上升到大于等于所述复位电压时，所述复位芯片输出高电平且所述开关电路导通。

在一个优选例中，所述低压差线性稳压器提供的电压源下降到大于等于所述复位电压时，所述复位芯片输出高电平且所述开关电路导通；所述低压差线性稳压器提供的电压下降到小于等于所述复位电压时，所述复位芯片输出低电平且所述开关电路关断。

在一个优选例中，所述多个负载电路包括3个至5个负载电路。

在一个优选例中，所述快速上下电电路中的每一个连接多个负载电路中的一个或多个，所述一个或多个负载电路的工作电压相同。

本实用新型实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

所述低压差线性稳压器提供的电压源缓慢上升，当电压源上升到设定的阈值时，复位芯片打开开关电路，使得快速上下电电路的输出快速跳变为高电平。通过上述改进，所述快速上下电电路和原上下电缓慢的电源电压相比，可以更快速稳定地实现打开电源开关。

所述低压差线性稳压器提供的电压源缓慢下降，当电压源下降到设定的阈值时，复位芯片关闭开关电路，使得快速上下电电路的输出快速跳变为低电平。通过上述改进，所述快速上下电电路和原上下电缓慢的电源电压相比，可以更快速稳定地实现断开电源开关。

应理解，在本实用新型范围内中，本实用新型的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一个实施例中的提供电源的装置的结构示意图。

图2是本实用新型一个实施例中的提供电源的装置实现快速上下电的框图示意图。

图3是本实用新型一个实施例中的提供电源的装置实现快速上下电的电路结构示意图。

图4是本实用新型一个实施例中的提供电源的装置实现快速上电的时序示意图。

图5是本实用新型一个实施例中的提供电源的装置实现快速下电的时序示意图。

图6是本实用新型另一个实施例中的提供电源的装置的结构示意图。

各附图中，各标示如下：

101-第一上下电速度慢的开关电源

102-第一低压差线性稳压器(LDO)

103-第一快速上下电电路

104.1～104.n-第一负载电路A～n

C1～C4-第一至第四电容

R1～R5-第一至第五电阻

VCC_IN-快速上下电电路输入电压

GND-地端

VCC_OUT-快速上下电电路输出电压

Q1-PMOS晶体管

Q2-NMOS晶体管

P1-第一电源输出模块

P2-第二电源输出模块

201-复位芯片

202-开关电路

601-第二上下电速度慢的开关电源

602-第二低压差线性稳压器(LDO)

603-第二快速上下电电路

604.1～604.n-第二负载电路A～n

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型提供了一种电源的装置，典型地，电源装置包括：开关电源、低压差线性稳压器(LDO)、一个或多个快速上下电电路、一个或多个负载电路。其中，所述快速上下电电路包括复位芯片和开关电路。开关电源连接低压差线性稳压器，低压差线性稳压器连接一个或多个快速上下电电路，快速上下电电路连接一个或多个负载电路。所述快速上下电电路复位芯片和开关电路，所述低压差线性稳压器分别连接所述复位芯片和开关电路并向所述复位芯片和开关电路提供电压源，所述复位芯片的输出端连接所述开关电路，所述开关电路的输出端连接所述负载电路。

所述电源装置可以解决现有电源当中上电缓慢、掉电缓慢及反复上下电导致非0V时上电引起IC工作异常的问题，并且具有成本低，工作稳定，修改电阻R3、R5参数实现功耗小优点。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，附图为示意图，因此本发明装置和设备的并不受所述示意图的尺寸或比例限制。

实施例一

图1是本实用新型一个实施例中提供电源的装置100的结构示意图。

其中包括了第一上下电缓慢的开关电源101、第一低压差线性稳压器102、第一快速上下电电路103和第一负载电路104.1～n104.n(例如，负载电路A、负载电路B，……，负载电路n)。多个负载电路例如可以包括3个至5个负载电路。应当理解，在本申请的其他实施例中，还可以包括更多数量的负载电路，例如，6个、10等，本申请对此不予限制。其中第一负载电路A对上下电时序有要求，需要从0V快速的上升到其工作电压以及从工作电压快速下降至0V，第一负载电路B～第一负载电路n对上下电速度没有要求。可以理解的是，快速上下电电路103可以实现第一负载电路A的快速上下电速度的要求。

图2是本实用新型一个实施例中提供电源的装置100实现快速上下电的框图示意图。快速上下电电路103包括复位芯片201和开关电路202。开关电源101(图中省略了LDO102)分别连接复位芯片201和开关电路202并并向复位芯片和开关电路提供电压源，开关电路202连接到负载电路A。在一个实施例中，假设开关电源101提供的电压为3.3V，负载电路A的工作电压为2.0V，复位芯片201可以选择2.5V阈值的型号，下文中将进行详细描述。

图3是本实用新型一个实施例中提供电源的装置100实现快速上下电的电路结构示意图。低压差线性稳压器包括第一电源输出模块P1、第一电容C1和第二电容C2，第一电源输出模块P1包括第一端口1和第二端口2，第一电容C1和第二电容C2各自连接于第一端口1和第二端口2之间，第一端口1提供电压源VCC_IN，即VCC_IN时输入到快速上下电电路的输入电压。

复位芯片U1的电源端VDD通过第三电容C3连接到地端GND，复位芯片例如可以芯片BL8506的OUT端在达到复位电压时完成快速输出高电平的功能，即VCC_IN缓慢从0V上升到3.3V经过复位芯片的阈值2.5V时，OUT端立刻输出高电平，VCC_IN缓慢从3.3V下降到0V经过复位芯片的阈值2.5V时，立刻输出低电平。

继续参考图3所示，开关电路包括NMOS晶体管Q2(型号包括但不限于PM516BA)、PMOS晶体管Q1(型号包括但不限于3401)、第四电容C4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3(第三电阻R3是可选的)、第四电阻R4、第五电阻R5、以及第二电源输出模块P1。PMOS晶体管Q1的源极连接第一低压差稳压器提供的电压源VCC_IN，PMOS晶体管Q1的漏极连接第二电源输出模块P1的端口1并通过第三电阻R3连接到地端GND，第二电源输出模块P1的端口2连接到地端GND。PMOS晶体管Q1的栅极第一电阻R1连接到电压源VCC_IN。第二电阻R2连接于PMOS晶体管Q1的栅极和NMOS晶体管Q2的漏极之间。NMOS晶体管Q2的源极连接地端GND，NMOS晶体管Q2的栅极连接第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端和第四电容C4的一端，第四电阻R4的另一端连接复位芯片U1的输出端OUT，第四电容C4的另一端连接第五电阻R5的另一端和地端GND。

当开关电源打开，电源电压VCC_IN从0V缓慢上升至3.3V，当电源电压VCC_IN上升到复位芯片的2.5V阈值时，复位芯片输出高电平，NMOS晶体管Q2和PMOS晶体管Q1均导通，使得开关电路导通并快速输出电压到负载电路，负载电路工作电压转为2V，第一负载电路A进入工作状态。

图4是本实用新型一个实施例中的提供电源的装置实现快速上电的时序示意图。图4中的VCC_IN为线性稳压器(LDO)输出电压，VCC_OUT为快速上下电电路的输出电压，当VCC_IN缓慢上升到预定的阈值时，VCC_OUT跳变上升，从而快速稳定地完成电源打开。

当开关电源断开，电源电压从3.3V缓慢下降到0V时，当电源电压VCC_IN下降到复位芯片的2.5V阈值时，复位芯片输出低电平，NMOS晶体管Q2和PMOS晶体管Q1均关断，使得开关电路断开并输出低电平到负载电路，负载电路工作电压转为0V，第一负载电路A不进入工作状态。

图5是本实用新型一个实施例中的提供电源的装置实现快速下电的时序示意图。图5中的VCC_IN为稳压器输出电压，VCC_OUT为快速上下电电路的输出电压，当VCC_IN缓慢下降到预定的阈值时，VCC_OUT跳变下降，从而快速稳定地完成电源断开。

应当注意，复位芯片的阈值电压可以根据负载电路的工作电压进行设置，例如设置为略高于负载电路的工作电压。本实施例中负载电路的工作电压为2.0V，复位芯片的阈值电压还可以设置为2.2V、2.3V等。

在本申请的其他实施例中，图1中的快速上下电电路103还可以连接多个负载电路的一个或多个负载电路，并且一个或多个负载电路的工作电压均相同。

实施例二

图6是本实用新型另一个实施例中提供电源的装置600的结构示意图。其中包括了第二上下电缓慢的开关电源601、第二低压差线性稳压器(LDO)602、多个第二快速上下电电路603.1和603.2，以及第二负载电路604.1～604.n(例如，负载电路A、负载电路B，……，负载电路n)。其中，第二快速上下电电路603.1连接第二负载电路A，第二快速上下电电路603.2连接第二负载电路C。其中第二负载电路A和C对上下电时序有要求，需要从0V快速的上升到其工作电压以及从工作电压快速下降至0V，所以采用第二快速上下电电路连接第二负载电路A和C，剩余的负载电路无此项要求。

其中开关电源601、LDO 602、快速上下电电路603.1和603.2的结构与实施例一中对应的开关电源101、LDO 102、快速上下电电路103的结构相同，提供电源的装置600与装置100的工作过程和原理相同，在此不做赘述。可以理解的是，负载电路A和C的工作电压可以不同，因此快速上下电中的复位芯片的阈值电压可以分别设置。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，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、方法、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、方法、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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本实用新型提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种提供电源的装置，其特征在于，包括：开关电源、低压差线性稳压器、一个或多个快速上下电电路以及多个负载电路，其中，所述开关电源连接到所述低压差线性稳压器，所述低压差线性稳压器连接所述多个负载电路中的一个或多个以及所述一个或多个快速上下电电路，所述一个或多个快速上下电电路中的每一个连接多个负载电路中的一个或多个；

其中，所述快速上下电电路包括复位芯片和开关电路，所述低压差线性稳压器分别连接所述复位芯片和开关电路并向所述复位芯片和开关电路提供电压源，所述复位芯片的输出端连接所述开关电路，所述开关电路的输出端连接所述负载电路。

2.根据权利要求1所述的提供电源的装置，其特征在于，所述低压差线性稳压器包括第一电源输出模块、第一电容和第二电容，所述第一电源输出模块包括第一端口和第二端口，所述第一电容和第二电容各自连接于所述第一端口和所述第二端口之间，所述第一端口提供所述电压源。

3.根据权利要求1所述的提供电源的装置，其特征在于，所述复位芯片的电源端通过第三电容连接到地端。

4.根据权利要求1所述的提供电源的装置，其特征在于，所述开关电路包括：NMOS晶体管、PMOS晶体管、第四电容、第一至第五电阻、以及第二电源输出模块，所述PMOS晶体管的源极连接所述电压源，所述PMOS晶体管的漏极连接所述第二电源输出模块并通过所述第三电阻连接到地端，所述PMOS晶体管的栅极所述第一电阻连接到所述电压源，所述第二电阻连接于所述PMOS晶体管的栅极和所述NMOS晶体管的漏极之间，所述NMOS晶体管的源极连接地端，所述NMOS晶体管的栅极连接所述第四电阻的一端、所述第五电阻的一端和所述第四电容的一端，所述第四电阻的另一端连接所述复位芯片的输出端，所述第四电容的另一端连接所述第五电阻的另一端。

5.根据权利要求1所述的提供电源的装置，其特征在于，所述快速上下电电路连接一个负载电路，所述负载电路的工作电压为2.0V，所述复位芯片的复位电压为2.5V，所述低压差线性稳压器提供的电压源上升到小于等于复位电压时，所述复位芯片输出低电平且所述开关电路关断；所述低压差线性稳压器提供的电压上升到大于等于复位电压时，所述复位芯片输出高电平且所述开关电路导通。

6.根据权利要求5所述的提供电源的装置，其特征在于，所述低压差线性稳压器提供的电压源下降到大于等于所述复位电压时，所述复位芯片输出高电平且所述开关电路导通；所述低压差线性稳压器提供的电压下降到小于等于复位电压时，所述复位芯片输出低电平且所述开关电路关断。

7.根据权利要求1所述的提供电源的装置，其特征在于，所述多个负载电路包括3个至5个负载电路。

8.根据权利要求1所述的提供电源的装置，其特征在于，所述快速上下电电路中的每一个连接多个负载电路中的一个或多个，所述一个或多个负载电路的工作电压相同。