CN220732743U - 一种电源复位电路、电路板和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电源复位电路、电路板和电子设备。该电路包括电源模块、充放电模块、供电模块、电压监测模块和控制模块,其中,电源模块的输入端与外部电源连接,电源模块的第一输出端与充放电模块的控制端连接,电源模块的第二输出端分别与充放电模块的充电端、充放电模块的放电端以及供电模块的输入端连接;供电模块的第一输出端分别与电压监测模块的电压监测端和电压监测模块的输入端连接,供电模块的第二输出端与控制模块的电源端连接,控制模块的复位端与电压监测模块的输出端连接,电压监测模块用于在电压监测端输入的电压小于设定的阈值时,输出高电平脉冲信号至控制模块,以使控制模块实现复位功能。上述电路能够保障设备正常启动。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路技术领域,尤其是涉及一种电源复位电路、电路板和电子设备。
背景技术
目前,一些电子设备在遭遇到意外断电情况时,需要依靠自身设备中的电池或大电容持续供电一段时间,以供设备进行断电前的数据保存等操作。然而,如果电子设备选用的CUP的复位脉冲信号(RESET)为高电平,则电子设备在断电之后,其内部的电池或大电容一般会有残余电量,但残电电压不足以驱动设备运行,如果此时恢复供电,受到供电电路中残电的影响,可能会产生高电平脉冲信号幅值不够高的问题,从而导致脉冲信号无法被CUP识别,进而影响恢复供电后电子设备的初始化动作,导致设备无法正常启动。
在现有技术中,主要通过控制主控芯片的选型和在电子设备中增加放电装置的方式来保障设备恢复供电后或供电不足时的正常启动。然而,选用复位脉冲为低电平有效的主控芯片,会使主控芯片的选型受到很多限制,不利于电子设备的功能优化;而如果利用放电装置将供电电路中的残余电量消耗掉,则需要在电路设计时预留放电端子接口,并在每次重新上电前将放电装置断开,但是,这种方式不便于操作,会增加用户操作成本,降低用户体验。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型提供了一种电源复位电路、电路板和电子设备,主要目的在于解决电子设备在断电并恢复供电后或供电不足时,电路产生的高电平脉冲信号无法被控制电路识别,导致设备无法正常启动的技术问题。
为实现上述目的,本实用新型提供了一种电源复位电路,该电源复位电路包括电源模块、充放电模块、供电模块、电压监测模块和控制模块,其中,所述电源模块的输入端与外部电源连接,所述电源模块的第一输出端与所述充放电模块的控制端连接,所述电源模块的第二输出端分别与所述充放电模块的充电端、所述充放电模块的放电端以及所述供电模块的输入端连接;所述供电模块的第一输出端分别与所述电压监测模块的电压监测端和所述电压监测模块的输入端连接,所述供电模块的第二输出端与所述控制模块的电源端连接,所述控制模块的复位端与所述电压监测模块的输出端连接,其中,所述电压监测模块用于在电压监测端输入的电压小于设定的阈值时,输出一高电平脉冲信号至所述控制模块,以使所述控制模块实现复位功能。
在本实用新型的一个实施例中,可选地,所述电源模块包括电源端子、电源芯片和第一单向二极管,其中,所述电源端子的输入端与所述外部电源连接,所述电源端子的输出端与所述电源芯片的电压输入引脚连接,所述电源芯片的接地引脚与接地端连接,所述电源芯片的电压输出引脚分别与所述充放电模块的控制端和所述第一单向二极管的正极端连接,所述第一单向二极管的负极端分别与所述充放电模块的充电端、所述充放电模块的放电端以及所述供电模块的输入端连接。
在本实用新型的一个实施例中,可选地,所述充放电模块包括第一开关管、第一电阻和超级电容,其中,所述第一开关管的栅极与所述电源模块的第一输出端连接,所述第一开关管的源极分别与所述电源模块的第二输出端、所述第一电阻的第一端和所述供电模块的输入端连接,所述第一开关管的漏极分别与所述第一电阻的第二端和所述超级电容的正极端连接,所述超级电容的负极端与接地端连接。
在本实用新型的一个实施例中,可选地,所述电压监测模块包括电压比较单元、开关单元和脉冲生成单元,其中,所述电压比较单元的电压监测端和所述脉冲生成单元的输入端分别与所述供电模块的第一输出端连接,所述电压比较单元的复位使能端与所述开关单元的控制端连接,所述开关单元的第一端与所述脉冲生成单元的输出端连接,所述开关单元的第二端与所述控制模块的复位端连接。
在本实用新型的一个实施例中,可选地,所述电压比较单元包括低功率处理器,其中,所述低功率处理器的电源引脚与所述供电模块的第一输出端连接,所述低功率处理器的复位使能引脚与所述开关单元的控制端连接,所述低功率处理器的接地引脚与接地端连接;所述低功率处理器用于在所述电源引脚输入的电压小于设定的阈值时,通过所述复位使能引脚输出一复位使能信号,以使所述开关单元导通,其中,所述阈值大于等于所述控制模块的最低工作电压,并小于所述控制模块的最高工作电压。
在本实用新型的一个实施例中,可选地,所述脉冲生成单元包括第二单向二极管、第二电阻和充放电电池,其中,所述第二单向二极管的正极端与所述供电模块的第一输出端连接,所述第二单向二极管的负极端与所述第二电阻的第一端连接,所述第二电阻的第二端分别与所述开关单元的第一端和所述充放电电池的正极端连接,所述充放电电池的负极端与接地端连接,其中,所述充放电电池在放电时形成的高电平脉冲信号的幅值和持续时间大于等于所述控制模块的复位端在实现复位功能时输入的高电平脉冲信号的幅值和持续时间。
在本实用新型的一个实施例中,可选地,所述开关单元包括第一三极管、第三电阻和第二开关管,其中,所述第一三极管的基极与所述电压比较单元的复位使能端连接,所述第一三极管的集电极分别与所述第二开关管的栅极和所述第三电阻的第一端连接,所述第三电阻的第二端与所述脉冲生成单元的输出端连接,所述第一三极管的发射极与接地端连接,所述第二开关管的漏极与所述脉冲生成单元的输出端连接,所述第二开关管的源极与所述控制电路的复位端连接。
在本实用新型的一个实施例中,可选地,所述控制模块包括主控芯片,其中,所述主控芯片的电源引脚与所述供电电路的第二输出端连接,所述主控芯片的复位引脚与所述电压监测模块的输出端连接,所述主控芯片的接地引脚与接地端连接,其中,所述主控芯片的复位引脚在输入高电平脉冲信号时实现复位功能。
进一步的,为实现上述目的,本实用新型还提出一种电路板,该电路板包括上述任一项实施例所述的电源复位电路。
此外,为实现上述目的,本实用新型还提出一种电子设备,该电子设备包括上述电路板。
本实用新型提供的一种电源复位电路、电路板和电子设备,通过设置一个独立供电并能够实现电压监测功能的电压监测模块监测供电模块中的电压,并在电压监测端输入的电压小于设定的阈值时,输出一高电平脉冲信号至控制模块,能够使电路在外部电源供电不稳定和外部电源断电后重新恢复供电时,产生一个能够被控制模块识别的高电平脉冲信号,从而使控制模块能够顺利实现复位功能,以此避免了控制模块出现程序跑飞的问题,使电源复位电路能够始终工作在确定的工作状态下,有效的提高了电路的稳定性。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本实用新型的具体实施方式。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,构成本实用新型的一部分,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1示出了本实用新型实施例提供的一种电源复位电路的结构示意图;
图2示出了本实用新型实施例提供的一种电源复位电路的连接示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。在下述说明中,不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外,一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
在传统的电源复位电路中,一般会将控制模块的复位端通过一串联电容连接到电路的供电电路上,在电路断电并恢复供电后或供电不足时,会通过电容隔直通交的特性,利用瞬间变化的相对压差产生一个高电平脉冲信号,以使控制模块实现复位功能。但是,如果供电电路中有一定的残压,那么在电路恢复供电时,利用相对压差产生的高电平脉冲复位信号的幅值很可能不够高,此时,该高电平脉冲信号无法被控制模块识别到,这会导致控制模块无法进行复位操作,进而导致设备无法正常启动。
举例来说,在传统的电源复位电路中,假设控制模块能够识别到的复位信号的最小电平电压为2.3V,供电电路上的电压为3.3V,那么在电路上电时,如果供电电路的初始电压为0V,则电压从0V上升到3.3V,能够产生一个约3.3V的复位脉冲信号,而如果供电电路上的残压为1.8V,则电路上电从1.8V升至3.3V,则会产生一个约1.5V复位脉冲信号,1.5V复位信号不能被识别到,因而会导致控制模块无法进行复位操作,进而导致设备无法正常启动。
针对上述技术问题,本实用新型提出了一种电源复位电路,下面结合图1和图2描述根据本实用新型一些实施例所述的电源复位电路。
如图1所示,本实用新型的一个实施例提供了一种电源复位电路,该电源复位电路包括电源模块10、充放电模块20、供电模块30、电压监测模块40和控制模块50,其中,电源模块10的输入端与外部电源连接(图中未示出),电源模块10的第一输出端与充放电模块20的控制端连接,电源模块10的第二输出端与供电模块30的输入端连接,此外,供电模块30的输入端还与充放电模块20的充电端和充放电模块20的放电端连接,基于此,电源模块10的第二输出端分别与充放电模块20的充电端、充放电模块20的放电端以及供电模块30的输入端连接。进一步的,供电模块30的第一输出端分别与电压监测模块40的电压监测端和电压监测模块40的输入端连接,供电模块30的第二输出端与控制模块50的电源端连接,控制模块50的复位端与电压监测模块40的输出端连接,其中,电压监测模块40可用于在电压监测端输入的电压小于设定的阈值时,输出一高电平脉冲信号至控制模块50,以使控制模块50实现复位功能。
在上述实施例中,在电源模块10连接的外部电源开始供电后,电源模块10可以将外部电源输入的电压转换为目标电压,并将目标电压输出至供电模块30中,同时,电源模块10还会向充放电模块20发送控制信号,以使充放电模块20工作在充电模式下。然后,供电模块30可以将目标电压输出至各个电路模块中,包括充放电模块20、电压监测模块40和控制模块50等等,并为这些电路模块供电。在供电的过程中,电压监测模块40会对供电模块30输出的电压进行监测,并在监测到供电模块30输出的电压小于设定的阈值时,产生一高电平脉冲信号,并将产生的高电平脉冲信号发送至控制模块50的复位端,以使控制模块50实现复位功能。
示例性的,本实施例提出的电源复位电路可以工作在外部电源供电不稳定和外部电源断电后重新恢复供电的场景中,在上述两种场景下,当电压监测模块40监测到供电模块30输出的电压小于设定的阈值时,会通过电压监测模块40的输出端输出一高电平脉冲信号至控制模块50,以使控制模块50实现复位功能,以此避免控制模块50出现程序跑飞的问题,使电源复位电路能够始终工作在确定的工作状态下。本实施例提出的电源复位电路相比于现有技术中将控制模块的复位端通过一串联电容连接到供电模块上的电路连接方式,最大的不同之处在于,本实施例提出的电源复位电路中的电压监测模块40是独立供电的,当供电模块30上的电压低于设定的阈值时,控制模块50的复位端接收到的是电压监测模块40输出的绝对值压差,例如,从残压1.8V上升至正常供电3.3V,控制模块的复位端接受到的电压为3.3V。因而,本电路输出的高电平脉冲信号较为稳定,能够被控制模块50的复位端识别到,从而在外部电源供电不稳定和外部电源断电后重新恢复供电的场景下,均能够使复位信号为高电平的控制模块实现复位功能,从而提高电路的稳定性。
需要说明的是,本实施例提出的电源复位电路中的各个电路模块的功能可以通过模拟电路中的各类器件和/或数字电路中的各类芯片实现,其中,芯片实现的功能可以借助于现有技术中提供的程序模块实现。可以理解的是,本实施例提供的电源复位电路的功能主要通过各个电路模块之间的电路连接关系实现,而非通过某个电路模块中的芯片内嵌入的程序实现。
本实用新型实施例提出的电源复位电路,通过设置一个独立供电并能够实现电压监测功能的电压监测模块来监测供电模块中的电压,并在电压监测端输入的电压小于设定的阈值时,输出一高电平脉冲信号至控制模块,能够使电路在外部电源供电不稳定和外部电源断电后重新恢复供电时,产生一个能够被控制模块识别的高电平脉冲信号,从而使控制模块能够顺利实现复位功能,以此避免了控制模块出现程序跑飞的问题,使电源复位电路能够始终工作在确定的工作状态下,有效的提高了电路的稳定性。
在本实用新型的一个实施例中,如图2所示,电源模块10包括电源端子J1、电源芯片U1和第一单向二极管D1,其中,电源端子J1的输入端与外部电源连接(图中未示出),电源端子J1的输出端与电源芯片U1的电压输入引脚V_IN连接,电源芯片U1的接地引脚GND与接地端连接,电源芯片U1的电压输出引脚V_OUT分别与充放电模块20的控制端和第一单向二极管D1的正极端连接,第一单向二极管D1的负极端分别与充放电模块20的充电端、充放电模块20的放电端以及供电模块30的输入端连接。
在上述实施例中,在电源端子J1连接的外部电源开始供电后,电源芯片U1可以将外部电源输入的电压转换为目标电压,并将目标电压输出至供电模块30中,以使供电模块30能够为电路中的各个电路模块供电,此外,电源芯片U1在上电后,还会向充放电模块20发送一个高电平的控制信号,以使充放电模块20工作在充电模式下。在本实施例中,目标电压的数值和电源芯片的型号可以根据电路的实际情况进行设置,本实施例在此不做具体限制。
在本实用新型的一个实施例中,如图2所示,充放电模块20包括第一开关管Q1、第一电阻R1和超级电容E1,其中,第一开关管Q1的栅极与电源模块10的第一输出端连接,第一开关管Q1的源极分别与电源模块10的第二输出端、第一电阻R1的第一端和供电模块30的输入端连接,第一开关管Q1的漏极分别与第一电阻R1的第二端和超级电容E1的正极端连接,超级电容E1的负极端与接地端连接。
在上述实施例中,在电源模块10连接的外部电源开始供电后,电源模块10的第一输出端输出的高电平会使第一开关管Q1截止,此时,电源模块10可以通过第二输出端向充放电模块20中的超级电容E1充电;在电源模块10连接的外部电源停止供电后,电源模块10的第一输出端输出的低电平使第一开关管Q1导通,此时,充放电模块20中的超级电容E1向供电模块30放电。上述充放电模块通过简单的器件和连接关系,即可实现电路的充放电功能。
在本实用新型的一个实施例中,电压监测模块包括电压比较单元、开关单元和脉冲生成单元,其中,电压比较单元的电压监测端和脉冲生成单元的输入端分别与供电模块的第一输出端连接,电压比较单元的复位使能端与开关单元的控制端连接,开关单元的第一端与脉冲生成单元的输出端连接,开关单元的第二端与控制模块的复位端连接。
在上述实施例中,电压比较单元可以对供电模块输出的电压进行监测,并在监测到供电模块输出的电压小于设定的阈值时,输出一个复位使能信号,使开关单元导通,在开关单元导通后,脉冲生成单元的输出端可以与控制模块的复位端连接,此时,控制模块的复位端能够接收到脉冲生成单元输出的高电平脉冲信号,从而实现复位功能。
在本实用新型的一个实施例中,如图2所示,电压比较单元包括低功率处理器U2,其中,低功率处理器U2的电源引脚Vcc与供电模块30的第一输出端连接,低功率处理器U2的复位使能引脚Reset与开关单元的控制端连接,低功率处理器U2的接地引脚GND与接地端连接。在本实施例中,低功率处理器U2可用于在电源引脚Vcc输入的电压小于设定的阈值时,通过复位使能引脚Reset输出一复位使能信号,以使开关单元导通,其中,设定的阈值大于等于控制模块的最低工作电压,并小于控制模块的最高工作电压。
在上述实施例中,低功率处理器也称欠压保护芯片,其内部电路连接关系可以参考互联网中公开的相关资料,本实施例在此不做详述。在本实施例中,低功率处理器的实现的功能为当检测到输入电源引脚中输入的电压低于设定的阈值时,通过复位使能引脚输出等同于电源引脚中输入的电平,并且在该电平上升到阈值以上之后保持有效一定时间后关闭,以及在该电平低于阈值时始终保持有效状态,其中,复位使能引脚在关闭时为低电平状态。在本实施例中,低功率处理器中设定的阈值大于等于控制模块的最低工作电压,并小于控制模块的最高工作电压,可选的,设定的阈值具体可以与控制模块的最低工作低压相等,以此避免控制模块在正常工作时反复的进行复位操作,同时也保障了电路的稳定性。可以理解的是,低功率处理器实现的功能可以通过将现有技术中的程序嵌入到低功率处理器中实现。
在本实用新型的一个实施例中,如图2所示,脉冲生成单元包括第二单向二极管D2、第二电阻R2和充放电电池C1,其中,第二单向二极管D2的正极端与供电模块30的第一输出端连接,第二单向二极管D2的负极端与第二电阻R2的第一端连接,第二电阻R2的第二端分别与开关单元的第一端和充放电电池C1的正极端连接,充放电电池C1的负极端与接地端连接,其中,充放电电池C1在放电时形成的高电平脉冲信号的幅值和持续时间不小于控制模块的复位端在实现复位功能时输入的高电平脉冲信号的幅值和持续时间。
在上述实施例中,通过设置第二单向二极管D2,可以在供电模块30中的电压低于脉冲生成单元中的电压时,充放电电池C1不会向供电模块30放电,以此保障了高电平脉冲信号的幅值和持续时间。此外,充放电电池C1具体可以为可充放电的纽扣电池或其他类型的可充电电池,该充放电电池C1在放电时形成的高脉冲信号的幅值和持续时间需要满足控制模块的复位脉冲信号要求,通过设定充放电电池C1的容量,可以在供电模块30中的电压低于设定的阈值时,通过脉冲生成单元向控制模块50的复位端输出符合幅值和持续时间要求的高电平脉冲信号,以此保障控制模块50能够成功实现复位功能。
在本实用新型的一个实施例中,如图2所示,开关单元包括第一三极管Q2、第三电阻R3和第二开关管Q3,其中,第一三极管Q2的基极与电压比较单元的复位使能端连接,第一三极管Q2的集电极分别与第二开关管Q3的栅极和第三电阻R3的第一端连接,第三电阻R3的第二端与脉冲生成单元的输出端连接,第一三极管Q2的发射极与接地端连接,第二开关管Q3的漏极与脉冲生成单元的输出端连接,第二开关管Q3的源极与控制电路50的复位端连接。
在上述实施例中,在电压比较单元监测到供电模块中的电压低于设定的阈值时,会输出一高电平的复位使能信号,该复位使能信号可以使第一三极管Q2导通,进而使第二开关管Q3导通,并使得脉冲生成单元的输出端与控制模块的复位端连接,此时,控制模块的复位端能够接收到脉冲生成单元输出的高电平脉冲信号,从而实现复位功能。
在本实用新型的一个实施例中,如图2所示,控制模块50包括主控芯片U3,其中,主控芯片U3的电源引脚Vcc与供电电路30的第二输出端连接,主控芯片U3的复位引脚Reset与电压监测模块40的输出端连接,主控芯片U3的接地引脚GND与接地端连接,其中,主控芯片U3的复位引脚Reset在输入高电平脉冲信号时实现复位功能,供电模块具体可以为电路中的导线。
在上述实施例中,主控芯片U3指的是复位信号为高电平脉冲信号的芯片,该芯片可以在供电电压高于设定的阈值时稳定的工作,并在供电电压低于设定的阈值时,通过电压监测模块40输出的高电平脉冲信号实现复位功能,以此避免了程序跑飞的问题,保障了电路的稳定性。进一步的,供电模块具体可以为电路中的导线。在本实施例中,供电模块是能量传输的媒介,电路上电后,电源模块10输出的目标电压可以通过供电模块连接至各类负载和电路模块上,并为负载和电路模块供电。
具体实施例:
在一个具体的实施例中,如图1所示,该电源复位电路包括电源模块10、充放电模块20、供电模块30、电压监测模块40和控制模块50,其中,电源模块10的输入端与外部电源连接(图中未示出),电源模块10的第一输出端与充放电模块20的控制端连接,电源模块10的第二输出端与供电模块30的输入端连接,供电模块30的输入端还与充放电模块20的充电端和充放电模块20的放电端连接,基于此,电源模块10的第二输出端分别与充放电模块20的充电端、充放电模块20的放电端以及供电模块30的输入端连接。进一步的,供电模块30的第一输出端分别与电压监测模块40的电压监测端和所述电压监测模块的输入端连接,供电模块30的第二输出端与控制模块50的电源端连接,控制模块50的复位端与电压监测模块40的输出端连接,其中,电压监测模块40可用于在电压监测端输入的电压小于设定的阈值时,输出一高电平脉冲信号至控制模块50,以使控制模块50实现复位功能。
具体的,如图2所示,电源模块10包括电源端子J1、电源芯片U1和第一单向二极管D1,充放电模块20包括第一开关管Q1、第一电阻R1和超级电容E1,供电模块30为电路中的导线,电压监测模块40包括低功率处理器U2、第二单向二极管D2、第二电阻R2、充放电电池C1、第一三极管Q2、第三电阻R3和第二开关管Q3,控制模块50包括主控芯片U3。
在本实施例中,低功率处理器U2实现的功能为当检测到输入电源引脚Vcc中输入的电压低于设定的阈值时,通过复位使能引脚Reset输出等同于电源引脚Vcc中输入的电平,并且在该电平上升到阈值以上之后保持有效一定时间后关闭,其中,复位使能引脚Reset在关闭时为低电平状态。基于此,本实施例提供的电源复位电路的工作原理为:通过电压监测模块40监测供电模块30上的电压,当监测到供电模块30上的电压低于低功率处理器U2中设定的阈值时,低功率处理器U2通过复位使能端Reset输出复位使能信号,该信号作用于第一三极管Q2,使第一三极管Q2处于导通状态,第一三极管Q2导通后控制第二开关管Q3,使第二开关管Q3导通,此时,主控芯片U3的复位端Reset上的电压水平几乎等同于充放电电池C1的正极处的电压,因而产生一个主控芯片U3能识别到的复位脉冲复位信号,如果此时供电模块30中的电压较低,则充放电电池C1将会放电,由于第二单向二极管D2放置位置的作用,在充放电电池C1放电时,电容正极电压比供电模块30上的电压高,因此确保了高电平复位脉冲信号对电压幅值的要求。
下面分别介绍电路停止供电后恢复供电和工作过程中供电模块供电不稳定的场景。场景一:在电路停止供电后重新恢复供电的场景下,供电模块可能会存在超级电容E1放电后的残压,此时,残压不足以驱动电路工作,当电路重新恢复供电之后,电源芯片U1输出的目标电压经过第一单向二极管D1到达供电模块,此时供电模块从残电电压上升至目标电压,在供电模块升压过程中,被低功率处理器U2检测到,此时,低功率处理器U2的复位使能端输出复位使能信号,控制第一三极管Q2导通,第一三极管Q2再控制第二开关管Q3导通,主控芯片U3的复位引脚接收到为高电平脉冲信号,此后,低功率处理器U2监测其电压检测端Vcc输入的电压大于设定的阈值,低功率处理器U2的复位使能端输出复位使能信号并保持有效一定时间后拉低,以此控制第一三极管Q2截止,进而控制第二开关管Q3截止,主控芯片U3的复位引脚接收到的高电平脉冲信号转为低电平信号。场景二:在电路工作过程中突然断电和电路供电不稳的场景下,电路在上电时已经同时给超级电容E1和电压监测模块中的充放电电池进行充电,当电路突然断电时,第一开关管Q1的删极电压被拉低,第一开关管Q1由截止状态变为导通状态,超级电容E1对供电模块进行放电,电路中依靠超级电容E1的电量进行数据保存等操作,随着超级电容中的电量不断减少,供电模块中的电压逐渐降低至主控芯片U3的最低供电临界电压,此时电压不稳定容易导致主控芯片U3出现无法预测的异常操作,当低功率处理器U2检测到供电模块上的电压低于设定的阈值时,低功率处理器U2的复位使能引脚输出复位使能信号,控制第一三极管Q2由截止状态变为导通状态,进而控制第二开关管Q3导通,此时,充放电电池C1进行放电,形成一个幅值较高的复位脉冲信号给到主控芯片U3的复位引脚,使主控芯片U3进行复位动作,以此减少供电模块供电不稳定的风险。
在本实施例中,充放电电池在放电时形成的高脉冲信号的幅值和持续时间需要满足主控芯片的复位脉冲信号对幅值和持续时间的要求,此外,低功率处理器中的设定阈值不能小于被检测电路的最低工作电压,且不能高于被检测电路的最高工作电压。
应用场景:一种车载行车记录仪,该车载行车记录仪选用的主控芯片的复位信号为高电平信号,设备断电是由内部超级电容放电进行数据保存,使用本实施例提供的电源复位电路后,在设备断电停止工作并重新恢复供电后和供电不足时都能进行设备初始化动作运行,有效的提高了产品的可靠性。
本实施例提供的电源复位电路克服了主控芯片识别的复位信号为高电平脉冲信号时,供电电路受大电容或电池带来的残余电压影响,无法产生主控芯片能识别的高电平脉冲信号的问题,该电源复位电路能够提高电路的可靠性,并且,由于电路中的器件均是较为常用的器件,因而电路成本较低。
另一方面,本实用新型的实施例提供了一种电路板,该电路板包括上述任一项实施例所述的电源复位电路,关于电源复位电路的相关描述,可以参见上述各个电源复位电路的实施例,在此不再赘述。
再一方面,本实用新型的实施例提供了一种电子设备,该电子设备包括一电路板,该电路板包括上述任一项实施例所述的电源复位电路,关于电源复位电路的相关描述,可以参见上述各个电源复位电路的实施例,在此不再赘述。
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)
1.一种电源复位电路,其特征在于,所述电源复位电路包括电源模块、充放电模块、供电模块、电压监测模块和控制模块,其中,
所述电源模块的输入端与外部电源连接,所述电源模块的第一输出端与所述充放电模块的控制端连接,所述电源模块的第二输出端分别与所述充放电模块的充电端、所述充放电模块的放电端以及所述供电模块的输入端连接;
所述供电模块的第一输出端分别与所述电压监测模块的电压监测端和所述电压监测模块的输入端连接,所述供电模块的第二输出端与所述控制模块的电源端连接,所述控制模块的复位端与所述电压监测模块的输出端连接,其中,所述电压监测模块用于在所述电压监测端输入的电压小于设定的阈值时,输出高电平脉冲信号至所述控制模块,以使所述控制模块实现复位功能。
2.根据权利要求1所述的电源复位电路,其特征在于,所述电源模块包括电源端子、电源芯片和第一单向二极管,其中,
所述电源端子的输入端与所述外部电源连接,所述电源端子的输出端与所述电源芯片的电压输入引脚连接,所述电源芯片的接地引脚与接地端连接,所述电源芯片的电压输出引脚分别与所述充放电模块的控制端和所述第一单向二极管的正极端连接,所述第一单向二极管的负极端分别与所述充放电模块的充电端、所述充放电模块的放电端以及所述供电模块的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的电源复位电路,其特征在于,所述充放电模块包括第一开关管、第一电阻和超级电容,其中,
所述第一开关管的栅极与所述电源模块的第一输出端连接,所述第一开关管的源极分别与所述电源模块的第二输出端、所述第一电阻的第一端和所述供电模块的输入端连接,所述第一开关管的漏极分别与所述第一电阻的第二端和所述超级电容的正极端连接,所述超级电容的负极端与接地端连接。
4.根据权利要求1所述的电源复位电路,其特征在于,所述电压监测模块包括电压比较单元、开关单元和脉冲生成单元,其中,
所述电压比较单元的电压监测端和所述脉冲生成单元的输入端分别与所述供电模块的第一输出端连接,所述电压比较单元的复位使能端与所述开关单元的控制端连接,所述开关单元的第一端与所述脉冲生成单元的输出端连接,所述开关单元的第二端与所述控制模块的复位端连接。
5.根据权利要求4所述的电源复位电路,其特征在于,所述电压比较单元包括低功率处理器,其中,
所述低功率处理器的电源引脚与所述供电模块的第一输出端连接,所述低功率处理器的复位使能引脚与所述开关单元的控制端连接,所述低功率处理器的接地引脚与接地端连接;
所述低功率处理器用于在所述电源引脚输入的电压小于设定的阈值时,通过所述复位使能引脚输出一复位使能信号,以使所述开关单元导通,其中,所述阈值大于等于所述控制模块的最低工作电压,并小于所述控制模块的最高工作电压。
6.根据权利要求4所述的电源复位电路,其特征在于,所述脉冲生成单元包括第二单向二极管、第二电阻和充放电电池,其中,
所述第二单向二极管的正极端与所述供电模块的第一输出端连接,所述第二单向二极管的负极端与所述第二电阻的第一端连接,所述第二电阻的第二端分别与所述开关单元的第一端和所述充放电电池的正极端连接,所述充放电电池的负极端与接地端连接,其中,所述充放电电池在放电时形成的高电平脉冲信号的幅值和持续时间大于等于所述控制模块的复位端在实现复位功能时输入的高电平脉冲信号的幅值和持续时间。
7.根据权利要求4所述的电源复位电路,其特征在于,所述开关单元包括第一三极管、第三电阻和第二开关管,其中,
所述第一三极管的基极与所述电压比较单元的复位使能端连接,所述第一三极管的集电极分别与所述第二开关管的栅极和所述第三电阻的第一端连接,所述第三电阻的第二端与所述脉冲生成单元的输出端连接,所述第一三极管的发射极与接地端连接,所述第二开关管的漏极与所述脉冲生成单元的输出端连接,所述第二开关管的源极与所述控制模块的复位端连接。
8.根据权利要求1所述的电源复位电路,其特征在于,所述控制模块包括主控芯片,其中,
所述主控芯片的电源引脚与所述供电模块的第二输出端连接,所述主控芯片的复位引脚与所述电压监测模块的输出端连接,所述主控芯片的接地引脚与接地端连接,其中,所述主控芯片的复位引脚在输入高电平脉冲信号时实现复位功能。
9.一种电路板,其特征在于,所述电路板包括如权利要求1至8中任一项所述的电源复位电路。
10.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括如权利要求9所述的电路板。
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