專利名稱：電源軟啟動(dòng)瞬間掉電防二次啟動(dòng)的保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新齙涉及家用電器,特別是涉及到由電腦板控制的電視機(jī)的軟啟動(dòng)瞬間掉 電防二次啟動(dòng)酌保護(hù)裝置，屬于家用電器電源控制技術(shù)領(lǐng)域。
背聚技術(shù)
在目前現(xiàn)有的技術(shù)中，家用電器常采用開關(guān)電源或線性電源，為系統(tǒng)功能IC芯 片提供電源，廟動(dòng)IC芯片正常工作。然而，在瞬間啟動(dòng)時(shí)由于電源電壓不穩(wěn)，易產(chǎn)
生啟動(dòng)沖擊。
瞬間電源啟動(dòng)，掉電和開關(guān)關(guān)機(jī)時(shí)MCU (程序控制系統(tǒng))不能正常監(jiān)控整機(jī)開 關(guān)機(jī)時(shí)序。
瞬間掉電和開關(guān)關(guān)機(jī)過程中，電源本身儲(chǔ)存的電能完全瀉放需要一段時(shí)間。掉電 后由于余電產(chǎn)生振蕩電壓能再次啟動(dòng)功能IC芯片工作，容易產(chǎn)生二次啟動(dòng)和故陣。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)已有技術(shù)的問題，提供一種對(duì)家用電器瞬間啟動(dòng)沖擊保護(hù)及掉 電和開關(guān)關(guān)機(jī)時(shí)有效防止系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩電壓形成二次啟動(dòng)的電源軟啟動(dòng)瞬間掉電防 二次啟動(dòng)的保護(hù)裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)特征是設(shè)計(jì)一個(gè)能在開機(jī)和關(guān)機(jī)瞬間，自動(dòng)向功能ic芯片的
供電電路的控制端，輸出高電位控制電壓的控制電路構(gòu)成保護(hù)裝置。輸出的高電位可
以短暫切斷功能ic芯片的供電電路，避免了系統(tǒng)電壓波動(dòng)對(duì)于功能IC芯片的影響。 本實(shí)用新癱所述的能在開機(jī)和關(guān)機(jī)瞬間，自動(dòng)向功能ic芯片的供電電路的控制
端，輸出離電隹控制電壓的控制電路可以是 開、關(guān)機(jī)餹號(hào)控制的高電位輸出延時(shí)電路； 電源電壓銪號(hào)驅(qū)動(dòng)的電壓比較器輸出電路
RC回路組成的電壓延遲輸出電路和電容蓄能延遲輸出電路； 其他功能相同的控制放大電路及其組合。 本實(shí)用新型工作時(shí)，遇到需要實(shí)施保護(hù)的情況，保護(hù)裝置自動(dòng)向功能IC芯片的
供電電路的控制端，輸出高電位控制電壓，輸出的高電位可以短暫切斷功能IC芯片 的供電電路，灌免了系統(tǒng)電壓波動(dòng)對(duì)于功能IC芯片的影響。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定可靠，制造成本低?？梢耘c各種家用電
器，特別是涉及到由電腦板控制的電器，如CRT (顯像管)、PDP (等離子)、LCD (液 晶)電視等配審使用。
附圖1是現(xiàn)有普通技術(shù)的功能IC芯片的供電控制回路的電路圖； 附圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路圖； 附圖3為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例l:
圖l是現(xiàn)有普通技術(shù)的功能IC芯片的供電控制電路，GPIO為控制系統(tǒng)單元。 為單片機(jī)或MOJ (程序控制器)發(fā)出的控制I/0輸出口。該電路主要包括隔離二極管 Dl可以選用器件IL4148,限流和分壓電阻R1， R2。普通NPN三極管Nl,限流電阻 R3， R4和電源濾波電容C1組成。VO為給系統(tǒng)功能IC芯片正常工作電源。VCC為系 統(tǒng)開關(guān)電濂或蛾性穩(wěn)壓電源供給的電源電壓。
當(dāng)電路正常工作時(shí)GPIO 口給定為低電平此時(shí)NPN三極管Nl的基極和發(fā)射極均 為低電位，三極管N1截止。電源電壓VCC通過限流電阻R3， R4經(jīng)濾波電容C1后給 系統(tǒng)功能IC芯片供電。系統(tǒng)正常工作。
當(dāng)GPIO0為高電平時(shí)輸出高電平大于2伏。此時(shí)通過隔離二極管D1，由R1， R2分壓后NPN E極管Nl的基極電位高于發(fā)射極電位0. 7V時(shí)三極管Nl飽和導(dǎo)通。電 源VCC通過三橛管Nl與地構(gòu)成回路此時(shí)三極管Nl的集電極為低電平。功能IC芯片
系統(tǒng)正常退出工作。
當(dāng)電源系iE瞬間啟動(dòng)時(shí)由于電源電壓不穩(wěn)就容易產(chǎn)生啟動(dòng)沖擊。瞬間掉電和開 關(guān)關(guān)機(jī)時(shí)，GPIO 口將不能按既定的程序控制NPN三極管Nl的工作狀態(tài)。電源電壓VCC 將通過自身負(fù)載構(gòu)成放電回路。此時(shí)電源電壓完全釋放需要一定的時(shí)間將會(huì)產(chǎn)生振蕩 電壓產(chǎn)生二次扇動(dòng)造成干擾，引起故障。例如PDP (等離子)LCD (液晶)CRT (顯像 管)電視就易造成屏幕閃動(dòng)，音響系統(tǒng)產(chǎn)生尾音等。
因此該電路的缺點(diǎn)在于在系統(tǒng)在瞬間啟動(dòng)時(shí)由于電源電壓不穩(wěn)易產(chǎn)生啟動(dòng)沖 擊，掉電和硬關(guān)機(jī)過程中電源VCC將在關(guān)機(jī)的瞬間余電會(huì)啟動(dòng)IC芯片處在不穩(wěn)定狀 態(tài)引起故陣。
針對(duì)以上啦路結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型所述的電源軟啟動(dòng)瞬間掉電防二次啟動(dòng)的保護(hù)裝 置，采用的具體電路是
系統(tǒng)瞬間扇動(dòng)時(shí)，由電容C3與電阻R7和D4串聯(lián)。電容瞬態(tài)時(shí)內(nèi)阻很小相當(dāng)于 短路狀態(tài)此時(shí)嗪離二極管D5的正端幾乎接近電源電壓即為高電平，驅(qū)動(dòng)NPN三極管 Nl飽和導(dǎo)通，確保了突然上電時(shí)VCC電源就不會(huì)直接加在后級(jí)功能IC芯片上。
正常工作瞰，電源VCC通過二極管D3給電解電容C2充電。
瞬間掉電和開關(guān)關(guān)機(jī)時(shí)，由電容C2儲(chǔ)存的電能通過飽和導(dǎo)通的PNP三極管PI 和隔離二極管B2形成高電平回路驅(qū)動(dòng)后級(jí)的NPN三極管Nl飽和導(dǎo)通。電源余壓和電 容CI儲(chǔ)存的^^通過NPN三極管Nl與地構(gòu)成釋放回路。從而有效的切斷功能IC的 供電電壓。防止其產(chǎn)生振蕩。從而有效的防止IC芯片由于余電二次啟動(dòng)產(chǎn)生故障。 與普通技術(shù)相比本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案解決了瞬間啟動(dòng)沖擊及瞬間掉電和開關(guān) 關(guān)機(jī)由于余電產(chǎn)生的影響。直接將余電和振蕩電壓通過飽和導(dǎo)通的三極管與地構(gòu)成回 路有效地消除了二次啟動(dòng)。
圖2為槧施例l的電路圖。
與普通技術(shù)相比，該實(shí)施增加由電解電容C3與電阻R7和D4構(gòu)成串聯(lián)電路，普 通低壓PNP三櫞管P1,電解電容C2，隔離二極管D1，D2，D5(可以為開關(guān)二極管IL4148) 和限流電阻R5，肪組成控制單元。二極管D3與電容C2構(gòu)成儲(chǔ)能電路其充電電壓為 VCC電源電壓減去二極管D3的電壓降(最大為0. 7V), PNP三極管Pl工作在導(dǎo)通和
截止?fàn)顟B(tài)，隔離二極管D2， D5防止電路回流。 以下說明本電路的工作原理及控制過程。
當(dāng)系統(tǒng)iW司啟動(dòng)合閘時(shí)電源系統(tǒng)VCC電壓建立到穩(wěn)態(tài)有一段時(shí)間系統(tǒng)初次加電 時(shí)電容C3瞬閥內(nèi)阻很小相當(dāng)于短路電源VCC將通過隔離二極管D5加到NPN三極管 Nl的基極，使三極管Nl處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)。此時(shí)的電源電壓VCC將通過電阻R3與 三極管到地構(gòu)成回路(電阻R3阻值要小于R4)。因此功能IC芯片供電輸出電壓為低 電平。當(dāng)電源電壓VCC達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，電容C3的內(nèi)阻也增大到無窮大此時(shí)電壓全部加 在電容C3兩蠊。電阻R7兩端為低電平，則系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)。
當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，所述電源電壓VCC通過二極管D3向電解電容C2充電，電 容器C2的正m地的電壓為電源電壓VCC減去二極管D3的正向壓降(最大0. 7V)， VCC直接通過審極龜阻R6加在PNP三極管Pl的基極即基極對(duì)地電壓為VCC電壓。此 時(shí)Pl三極管的發(fā)射極電壓低于基極電壓。因此三極管Pl工作在截止?fàn)顟B(tài)，系統(tǒng)中 NPN三極管Nl的狀態(tài)由GPIO 口的工作狀態(tài)決定。即工作在圖1狀態(tài)
當(dāng)系統(tǒng)掉電和開關(guān)關(guān)機(jī)時(shí)，所述的保護(hù)電路中電容C3和D4組成放電回路。電 源VCC隨著下降。由于電容C2瞬間沒有放電回路電壓瞬間不能突變即電容C2電壓將 維持不變，此時(shí)三極管P1的發(fā)射極電壓就很快高于其基極電壓。三極管P1就處于導(dǎo) 通狀態(tài)儲(chǔ)存在電容C2中的電能就通過Pl三極管，限流電阻R5，隔離的正向二極管 D2后通過電阻狡l， R2分壓后加在三極管Nl的基極使三極管Nl處于導(dǎo)通狀態(tài)。此時(shí) 電源VCC的余電和電容Cl的電能均通過三極管Nl對(duì)地很快釋放。很快使三極管Nl 的集電極為低電平。從而消除了二次啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)。
該電路與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處在于1.系統(tǒng)克服了在瞬間啟動(dòng)時(shí)由于電源電壓 不穩(wěn)帶來的啟動(dòng)沖擊。2.系統(tǒng)瞬間掉電和開關(guān)關(guān)機(jī)時(shí)，GPIO 口不能按正常的時(shí)序控 制后級(jí)的功能IC的工作狀態(tài)。而該實(shí)施電路能通過檢測(cè)掉電和關(guān)機(jī)的情況來控制NPN 三極管Nl的導(dǎo)通來控制功能IC芯片的供電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)。
實(shí)施例2參見附圖3:
與普通技術(shù)相比，該實(shí)施增加由比較器IC1組成的控制電平電路，比較器的同 相端由電阻R10和電解電容C4組成，反相端由電容C5與二極管D7并聯(lián)后與電源端
VCC相接。比較器的輸出端，限流電阻R12,隔離二極管D6構(gòu)成電平輸出電路。其輸
出狀態(tài)由比較審?fù)喽伺c反相端的比較電壓決定。 以下說明本電路的工作原理及控制過程
當(dāng)系統(tǒng)稱間啟動(dòng)合閘時(shí)電源系統(tǒng)VCC電壓通過電阻R10給電解電容C4進(jìn)行充 電，其充電電容正端與比較器同相端相連其電壓線性充電到VCC電壓，系統(tǒng)初次加電 時(shí)電容C5瞬間內(nèi)阻很小相當(dāng)于短路此時(shí)比較器IC1反相端類似對(duì)地短接比較器輸出 為高電平將通過隔離二極管D6加到NPN三極管Nl的基極，使三極管Nl處于飽和導(dǎo) 通狀態(tài)。此時(shí)的電源電壓VCC將通過電阻R3與三極管到地構(gòu)成回路(電阻R3阻值要 小于R4)。因此功能IC芯片供電輸出電壓為低電平。當(dāng)電源電壓VCC達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)， 電容C5的內(nèi)阻也增大到無窮大此時(shí)電壓全部加在比較器的反向端比較器輸出為低電 平，則系統(tǒng)開始處于正常工作狀態(tài)。
當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，所述電源電壓VCC通過電阻R10和電容C4分壓加到比較器 的同相端，電濂VCC通過反向隔離的二極管直接加在比較器的反相端，反相端電壓比 同相端高此時(shí)比較器輸出為低電平，系統(tǒng)中NPN三極管Nl的狀態(tài)由GPIO 口的工作狀 態(tài)決定。即工作在圖1狀態(tài)。
當(dāng)系統(tǒng)掉電和開關(guān)關(guān)機(jī)時(shí)，所述的保護(hù)電路中比較器同相端電容C4電壓不能突 變，比較器反相端電壓隨電源VCC降低而下降。此時(shí)比較器同相端電壓高于反相端電 壓，比較器IC1輸出電壓通過限流電阻R12,隔離的正向二極管D6后通過電阻R1， R2 分壓后加在三極管N1的基極使三極管N1處于導(dǎo)通狀態(tài)。此時(shí)電源VCC的余電和電容 Cl的電能均通過三極管Nl對(duì)地很快釋放。很快使三極管N1的集電極為低電平。從
而消除了二次肩動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)。
綜上所述， 一種電源軟啟動(dòng)瞬間掉電防二次啟動(dòng)的保護(hù)裝置，其特征是由一個(gè)能 在開機(jī)和關(guān)機(jī)睥間，自動(dòng)向功能IC芯片的供電電路的控制端，輸出高電位控制電壓 的控制電路構(gòu)成。
所述的控制電路可以是開、關(guān)機(jī)信號(hào)控制的高電位輸出延時(shí)電路；電源電壓信 號(hào)驅(qū)動(dòng)的電壓據(jù)較器輸出電路RC回路組成的電壓延遲輸出電路和電容蓄能延遲輸 出電路；其他功能相同的控制放大電路及其組合。
所述的控制電路由連接電源VCC與公共地端的電解電容器C3、電阻器R7的串 聯(lián)電路組成，電解電容器C3、電阻器R7聯(lián)接端接入一個(gè)正向隔離二極管D5構(gòu)成輸 出端，電阻器R7兩端并聯(lián)一個(gè)與電源極性相反接入的晶體二極管D4構(gòu)成電解電容器 C3的反向放電通路；控制電路還包括由晶體二極管D3和電解電容C2串聯(lián)連接構(gòu)成 的儲(chǔ)能電路，普通低壓PNP三極管Pl和偏置電阻器R6組成開關(guān)放大器單元與晶體二 極管D3和電觶電容C2串聯(lián)聯(lián)接構(gòu)成的儲(chǔ)能電路連接，開關(guān)放大器的輸出端接入限流 電阻R5、隔離二極管D2，與控制系統(tǒng)單元GPIO端連接?？刂葡到y(tǒng)單元GPIO端連接 有正向隔離二極管D1。
所述的控制電路由連接電源VCC通過電阻R10與電容C4串聯(lián)分壓后構(gòu)成比較器 IC1的同相輸入端，電源VCC直接與反相端相連并且通過無極性電容與反向二極管D7 (可以為開關(guān)二極管IL4148)并聯(lián)后接到公共地端構(gòu)成比較器IC1的反相輸入端。 比較器的輸出端接入限流電阻R12，隔離二極管D6與控制系統(tǒng)單元GPIO端連接?？?制系統(tǒng)單元GPIO端連接有正向隔離二極管Dl 。
上述實(shí)施僅僅說明了本實(shí)用新型的兩種實(shí)施方式。實(shí)際上本實(shí)用新型可以具有 其它變化的形式。例如PNP三極管P1可以采用繼電器電路等。
以上所述僅僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在本實(shí)用新型思路的引導(dǎo)下，還可以做出若干改進(jìn)和變形電路，這些改進(jìn)和 變形電路對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。
權(quán)利要求1、一種電源軟啟動(dòng)瞬間掉電防二次啟動(dòng)的保護(hù)裝置，其特征是由一個(gè)能在開機(jī)和關(guān)機(jī)瞬間，自動(dòng)向功能IC芯片的供電電路的控制端輸出高電位控制電壓的控制電路構(gòu)成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電源軟啟動(dòng)瞬間掉電防二次啟動(dòng)的保護(hù)裝置，其特 征是所述控制電路可以是開、關(guān)機(jī)信號(hào)控制的高電位輸出延時(shí)電路；電源電壓 信號(hào)驅(qū)動(dòng)的電壓比較器輸出電路RC回路組成的電壓延遲輸出電路和電容蓄能延 遲輸出電路其他功能相同的控制放大電路及其組合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源軟啟動(dòng)瞬間掉電防二次啟動(dòng)的保護(hù)裝置，其 特征是所述控制電路由連接電源VCC與公共地端的電解電容器(C3)、電阻器(R7) 的串聯(lián)電路組成，電解電容器(C3)、電阻器(R7)聯(lián)接端接入一個(gè)正向隔離二極 管(D5)構(gòu)成輸出端，電阻器(R7)兩端并聯(lián)一個(gè)與電源極性相反接入的晶體二 極管(D4)構(gòu)成電解電容器(C3)的反向放電通路；控制電路還包括由晶體二極 管(D3)和電解電容(C2)串聯(lián)連接構(gòu)成的儲(chǔ)能電路，普通低壓PNP三極管(Pl) 和偏置電阻器(R6)組成開關(guān)放大器單元與晶體二極管(D3)和電解電容(C2) 串聯(lián)聯(lián)接構(gòu)成的儲(chǔ)能電路連接，開關(guān)放大器的輸出端接入限流電阻(R5)、隔離二 極管(D2)，與控制系統(tǒng)單元GPIO端連接?？刂葡到y(tǒng)單元GPIO端連接有正向隔離 二極管(Dl)。
4、 根掘權(quán)利要求l所述的電源軟啟動(dòng)瞬間掉電防二次啟動(dòng)的保護(hù)裝置，其特 征是所述控制電路由連接電源VCC通過電阻(R10)與電容(C4)串聯(lián)分壓后構(gòu)成 比較器(IC1)的同相輸入端，電源VCC直接與反相端相連并且通過無極性電容與 反向二極管(D7)并聯(lián)后接到公共地端構(gòu)成比較器(IC1)的反相輸入端；比較器 的輸出端接入限流電阻(R12),隔離二極管(D6)與控制系統(tǒng)單元GPIO端連接； 控制系統(tǒng)單無(PIO端連接有正向隔離二極管(Dl)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及家用電器，特別是涉及到由電腦板控制的電視機(jī)的軟啟動(dòng)瞬間掉電防二次啟動(dòng)的保護(hù)裝置，屬于家用電器電源控制技術(shù)領(lǐng)域?？梢苑乐沟綦姾烷_關(guān)關(guān)機(jī)時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩電壓形成二次啟動(dòng)。由一個(gè)能在開機(jī)和關(guān)機(jī)瞬間，自動(dòng)向功能IC芯片的供電電路的控制端，輸出高電位控制電壓的控制電路構(gòu)成。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定可靠，制造成本低?？梢耘c各種家用電器，特別是涉及到由電腦板控制的電器，如CRT(顯像管)、PDP(等離子)、LCD(液晶)電視等配套使用。
文檔編號(hào)H02H11/00GK201061142SQ20072010429
公開日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月17日
發(fā)明者旬 朱, 杜佐兵, 王海彥, 范紀(jì)青 申請(qǐng)人:海爾集團(tuán)公司;青島海爾科技有限公司