專利名稱：一種帶電源保護(hù)的電路啟動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到電子系統(tǒng)電源控制領(lǐng)域，尤其涉及到使用外置低壓直流電源供電的電路系統(tǒng)的電源保護(hù)與啟動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，采用外置電源供電的低壓直流供電電子系統(tǒng)中，通常會(huì)利用以電壓比較器為電路核心構(gòu)成過壓保護(hù)，將系統(tǒng)電源口輸入的電壓與一個(gè)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)系統(tǒng)輸入電壓落在合理范圍時(shí)，比較器輸出有效的控制電壓，將主回路電源打開，其基本結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。但是在日常使用中，常常會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)電源輕微波動(dòng)或干擾，導(dǎo)致電壓比較器輸出信號(hào)不穩(wěn)定，短時(shí)間內(nèi)反復(fù)開關(guān)主回路電源，使主回路電源產(chǎn)生故障，甚至?xí)?dǎo)致主回路中的電路損壞。另外，對(duì)于某些需要按特定順序上電的電路模塊，還需要加入更加復(fù)雜的上電順序電路，使硬件設(shè)計(jì)變得更加的復(fù)雜。同時(shí)，由于比較器反應(yīng)時(shí)間很短，該電源保護(hù)上電裝置幾乎會(huì)在系統(tǒng)電源輸入同時(shí)就對(duì)主回路上電，此時(shí)系統(tǒng)電源可能還未穩(wěn)定，這樣會(huì)對(duì)后繼電路造成較大的浪涌沖擊，影響電路工作的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種帶電源保護(hù)的電路啟動(dòng)裝置。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是將系統(tǒng)電源分為多個(gè)支路，系統(tǒng)微控制器LPC2214先行上電，再利用運(yùn)行于微控制器LPC2214上的上電檢測(cè)及控制程序模塊對(duì)輸入電源進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)電源電壓滿足系統(tǒng)啟動(dòng)要求時(shí)，將系統(tǒng)主電源打開，并由程序控制完成余下的電路模塊順序上電過程，直到系統(tǒng)完全啟動(dòng)。具體的技術(shù)方案由系統(tǒng)電源硬件模塊和上電檢測(cè)及控制程序模塊構(gòu)成，方法如下。I)、系統(tǒng)電源硬件模塊工作原理如下。a、將系統(tǒng)電源輸入插孔輸入的總供電回路分為兩個(gè)主支路，一個(gè)支路為微控制器供電回路，為微控制器供電；另一個(gè)支路為系統(tǒng)主供電回路，為系統(tǒng)主功能模塊供電。b、在兩個(gè)支路上各串接一個(gè)二極管，利用二極管的單向?qū)ㄐ苑乐挂蜉斎腚娫礃O性反接導(dǎo)致的電路損壞。C、在系統(tǒng)主供電回路上串接一個(gè)可由微控制器LPC2214I0 口控制的電子開關(guān)，以便使微控制器能夠適時(shí)地關(guān)斷或打開連接于該電子開關(guān)輸出端的該回路電源。d、在微控制器供電回路上使用具有高輸入電壓耐受力的三端線性穩(wěn)壓電源芯片LM7805對(duì)輸入電壓進(jìn)行調(diào)整后，為微控制器LPC2214進(jìn)行供電。e、將由兩個(gè)電阻串聯(lián)構(gòu)成的分壓電路的一端連接于微控制器供電回路輸入端，另一端連接到系統(tǒng)地，形成分壓回路，分壓回路輸出連接到微控制器LPC2214的模擬電壓輸入口上。
f、將系統(tǒng)主功能模塊中需要上電順序控制的電源回路的上電控制信號(hào)連接到微控制器LPC2214的IO 口上。2)、上電檢測(cè)及控制程序模塊運(yùn)行步驟如下。a、對(duì)分壓回路輸出電壓進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。b、將電壓轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行濾波，得到穩(wěn)定的反映電源輸入電壓結(jié)果。C、當(dāng)電源電壓輸入結(jié)果符合要求時(shí)，程序打開置串接于系統(tǒng)主供電回路的電子開關(guān)于“開”狀態(tài)，否則保持該電子開關(guān)關(guān)斷狀態(tài)。d、分時(shí)打開主功能模塊中需要順序上電的功能模塊電源,完成余下的系統(tǒng)上電過程。本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)的帶電源保護(hù)的電路啟動(dòng)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，有效地防止了因使用錯(cuò)誤的外置電源模塊導(dǎo)致的電路損壞，提高電子系統(tǒng)對(duì)外置電源耐受性。同時(shí)，簡(jiǎn)化硬件電路的設(shè)計(jì)，降低了硬件成本。


圖1為本發(fā)明方法的系統(tǒng)電源硬件模塊電路圖。圖2為本發(fā)明方法的上電順序檢測(cè)及控制程序流程圖。圖3為現(xiàn)有技術(shù)的電源啟動(dòng)及保護(hù)電路基本框圖。
具體實(shí)施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好的理解本發(fā)明實(shí)施方式的方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示，是本發(fā)明方法的系統(tǒng)電源硬件模塊電路圖，包括如下步驟。如圖1 (a)所示，外部電源模塊通過系統(tǒng)電源插孔(DC POWER JACK)向系統(tǒng)供電。附圖1(a)中二極管Dl、D2構(gòu)成了電路的電源反接保護(hù)電路，當(dāng)輸入電源極性反接時(shí)，DUD2反向截止，系統(tǒng)與電源模塊不能構(gòu)成有效的供電回路，起到了電源反接保護(hù)作用。如圖1(a)所示，Ul (LM7805)、電容Cl、電容C2構(gòu)成了系統(tǒng)微控制器U2的供電回路。當(dāng)輸入電源極性正確時(shí)，輸入電源電壓通過二極管Dl加到Ul (LM7805)上，利用Ul(LM7805)的穩(wěn)壓作用，在Ul (LM7805)的輸出端得到一個(gè)不隨輸入電壓變化的、穩(wěn)定的直流電壓，然后送至后級(jí)，經(jīng)進(jìn)一步電壓變化后為圖1(b)中的微控制器LPC2214供電。如圖1(a)所示，TPl為系統(tǒng)主供電回路電源接入點(diǎn)，二極管D2、PMOS管Q1、電阻RU NPN三極管Q2、電阻R3構(gòu)成系統(tǒng)主供電回路電源控制電路，其中Ql充當(dāng)主供電回路的電源控制開關(guān)作用。Rl的作用是在微控制器復(fù)位期間保持Ql截止的上拉電阻，同時(shí)也充當(dāng)由Q2、R2構(gòu)成的電平轉(zhuǎn)換電路的上拉電阻。R1、Q2、R2構(gòu)成了控制Ql開關(guān)的電平轉(zhuǎn)換電路，該電路能使微控制器的IO 口輸出電平可靠地使Ql導(dǎo)通或截止。TP3為系統(tǒng)主供電回路的電源開關(guān)控制端，當(dāng)TP3輸入高電平時(shí)，Q2導(dǎo)通，Q2的C級(jí)變低，Ql的Vffi維持一個(gè)負(fù)電壓，使Ql導(dǎo)通；當(dāng)TP3入為低電平時(shí)，Q2截止，Ql的G端被Rl上拉至輸入電壓，Ql關(guān)斷。如圖1(a)所示，電阻R3、R4構(gòu)成了供電輸入電壓采樣電路，通過調(diào)整R3、R4的阻值，可調(diào)整其分壓比。分壓所得的采樣電壓由TP4輸入到微控制器LPC2214的模擬電壓輸入口上。如圖1(b)所示，CP1、CP2、CP3為微控制器LPC2214輸出的上電時(shí)序控制信號(hào)，在程序的控制下，這三個(gè)控制信號(hào)可按順序依次有效控制主功能電路中需要順序加電的電路。如圖2所示，是本發(fā)明方法的上電順序檢測(cè)及控制程序流程圖，包括如下步驟。步驟201，初始化過程，即程序?qū)P4設(shè)置為模擬輸入口，并對(duì)LPC2214內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行初始化，并啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換過程。步驟202，讀取AD轉(zhuǎn)換結(jié)果，即程序?qū)⒚扛粢欢〞r(shí)間讀取一次AD轉(zhuǎn)換結(jié)果，并將其記錄在一個(gè)數(shù)組中，直到完成規(guī)定次數(shù)的轉(zhuǎn)換過程。步驟203，中值平均濾波，即程序先對(duì)202所得到的采樣結(jié)果按大小順序進(jìn)行排序，拋棄掉過大或過小的轉(zhuǎn)換結(jié)果，對(duì)剩余的轉(zhuǎn)換結(jié)果取平均值，得到最傾近于輸入電壓的轉(zhuǎn)換結(jié)果。步驟204，判斷輸入電壓是否符合要求，即對(duì)203所得到的結(jié)果與合理的系統(tǒng)輸入電壓數(shù)值進(jìn)行比較，如果數(shù)值位于合理的最大值與最小值之間，則進(jìn)入205過程，將TP3置位，系統(tǒng)主供電回路電源打開，否則將進(jìn)行錯(cuò)誤處理。步驟206，程序?qū)⒀訒r(shí)100ms，以便使主回路供電穩(wěn)定。延時(shí)結(jié)束后，主回路供電已完全穩(wěn)定，程序進(jìn)入207過程，按預(yù)定的上電順序?qū)P1、CP2、CP3分別置位，順序打開需要順序上電的電路模塊電源。本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施方式
，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種帶電源保護(hù)的電路啟動(dòng)裝置，其特征在于，該裝置由系統(tǒng)電源硬件模塊和上電檢測(cè)及控制程序模塊構(gòu)成；所述的系統(tǒng)電源硬件模塊中，系統(tǒng)電源輸入插孔輸入的總供電回路分為兩個(gè)主支路，一個(gè)支路為微控制器供電回路，另一個(gè)支路為系統(tǒng)主供電回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶電源保護(hù)的電路啟動(dòng)裝置，其特征在于所述的微控制器供電回路，為微控制器供電；所述的系統(tǒng)主供電回路，為系統(tǒng)主功能模塊供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶電源保護(hù)的電路啟動(dòng)裝置，其特征在于在兩個(gè)支路上各串接一個(gè)二極管，利用二極管的單向?qū)ㄐ苑乐挂蜉斎腚娫礃O性反接導(dǎo)致的電路損壞。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶電源保護(hù)的電路啟動(dòng)裝置，其特征在于在系統(tǒng)主供電回路上串接一個(gè)可由微控制器LPC2214I0 口控制的電子開關(guān)，以便使微控制器能夠適時(shí)地關(guān)斷或打開連接于該電子開關(guān)輸出端的該回路電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶電源保護(hù)的電路啟動(dòng)裝置，其特征在于在微控制器供電回路上使用具有高輸入電壓耐受力的三端線性穩(wěn)壓電源芯片LM7805對(duì)輸入電壓進(jìn)行調(diào)整后，為微控制器LPC2214進(jìn)行供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶電源保護(hù)的電路啟動(dòng)裝置，其特征在于將由兩個(gè)電阻串聯(lián)構(gòu)成的分壓電路的一端連接于微控制器供電回路輸入端，另一端連接到系統(tǒng)地，形成分壓回路，分壓回路輸出連接到微控制器LPC2214的模擬電壓輸入口上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶電源保護(hù)的電路啟動(dòng)裝置，其特征在于將系統(tǒng)主功能模塊中需要上電順序控制的電源回路的上電控制信號(hào)連接到微控制器LPC2214的IO 口上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶電源保護(hù)的電路啟動(dòng)裝置，其特征在于所述的上電檢測(cè)及控制程序模塊運(yùn)行步驟為1)、對(duì)分壓回路輸出電壓進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換；2)、將電壓轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行均值濾波，得到穩(wěn)定的反映電源輸入電壓結(jié)果；3)、當(dāng)電源電壓輸入結(jié)果符合要求時(shí)，程序打開置串接于主電源回路的電子開關(guān)于“開”狀態(tài)，否則保持該電子開關(guān)關(guān)斷狀態(tài)；(4 )、分時(shí)打開主功能模塊中需要順序上電的功能模塊電源,完成余下的系統(tǒng)上電過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及到電子系統(tǒng)電源控制領(lǐng)域，尤其涉及到使用外置低壓直流電源供電的電路系統(tǒng)的電源保護(hù)與啟動(dòng)裝置。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種電源保護(hù)的電路啟動(dòng)裝置。本發(fā)明技術(shù)方案由系統(tǒng)電源硬件模塊和上電檢測(cè)及控制程序模塊構(gòu)成，即將系統(tǒng)電源分為多個(gè)支路，系統(tǒng)微控制器LPC2214先行上電，再利用運(yùn)行于微控制器LPC2214上的上電檢測(cè)及控制程序模塊對(duì)相應(yīng)支路電源進(jìn)行檢測(cè)及控制，當(dāng)電源電壓滿足系統(tǒng)啟動(dòng)要求時(shí)，將系統(tǒng)主電源打開，并由程序控制完成余下的電路模塊順序上電過程，直到系統(tǒng)完全啟動(dòng)。本發(fā)明的有益效果是，有效防止了因使用錯(cuò)誤的外置電源模塊導(dǎo)致的電路損壞，提高電子系統(tǒng)對(duì)外置電源的耐受性，同時(shí)，簡(jiǎn)化了硬件電路的設(shè)計(jì)，降低了硬件成本。
文檔編號(hào)H02M1/36GK103036416SQ20121052709
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
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