CN102063143B

CN102063143B - 一种缓变电源管理电路

Info

Publication number: CN102063143B
Application number: CN 201010537261
Authority: CN
Inventors: 刘尊建; 卢剑寒; 臧子昂; 鲁争艳; 聂月萍
Original assignee: China North Industries Group Corp No 214 Research Institute Suzhou R&D Center
Current assignee: No 214 Institute of China North Industries Group Corp
Priority date: 2010-11-10
Filing date: 2010-11-10
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2030-11-10
Also published as: CN102063143A

Abstract

本发明公开一种缓变电源管理电路，包括电压基准电路、电压采样电路、比较电路、功率输出电路及反馈电路，由比较器的比较结果来控制功率输出电路中的PMOS管的导通与截止，从而控制电源是否对用电系统供电，本发明的管理电路适用于管理电压从零缓慢变化的电源；无需额外的工作电源对其供电；其能够在电源电压大于阈值电压后，开始对用电系统供电；其保证电源一旦给用户供电之后，在电源电压低于阈值而高于关闭电压时仍然能够继续供电，也就避免了电压波动造成供电中断；其保证当电源电压低于关闭电压时，能够迅速切断对供电系统的供电，以保护用电系统；其工作效率高，损耗小；该管理电路的阈值控制精度高，误差小；且结构简单、成本低廉。

Description

一种缓变电源管理电路

技术领域

本发明涉及一种电源管理电路，更具体地说，涉及一种缓变电源管理电路。

背景技术

有些电源(如刚刚激活的热电池等)的电压是缓慢上升的，对于这种电源，如在电压很低时就给用电系统供电，有可能造成用电系统的损坏或其它不良的后果。因此，需要对缓变的电源电压进行管理，使其只有在电源电压大于设定值时才开始对用电系统进行供电，并且当电源电压低于一定的值时，管理电路还能够切断而停止供电。

现有的电源管理方法(如在1999年3月10日公开的公开号为CN1210292的发明专利《个人数字辅助台中的电源管理方法》、在2004年12月21日公开的公开号为CN1622672的发明专利《一种移动通信终端电源管理方法及装置》、在2006年8月10日公开的公开号为CN1909694的发明专利《移动终端及其电源管理方法》)中，多采用CPU通过软硬件结合的方法实现。而CPU在电源电压很低的情况下无法正常工作，因此该类方案不适合于电源电压从零开始缓慢变化的电源，且该类方案成本较高。另外，目前对电压缓变的电源管理方案为通过晶闸管及电阻构成的电路实现，但该种方案损耗大，效率低，阈值控制精度差。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够控制电源电压升至设定值时才开始对用电系统进行供电，并且当电源电压低于一定的值时能够切断而停止供电的管理电路。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种缓变电源管理电路，用于控制所述的缓变电源的供电开始和供电结束，包括：

电压基准电路，电连接在电源与地端之间，用以从电源电压得到基准电压，

电压采样电路，电连接在电源与地端之间，对电源电压进行采样后得到采样电压，

功率输出电路，其输出电压为所述的缓变电源管理电路的输出电压，

比较电路，其对所述的基准电压和所述的采样电压进行比较，该比较电路的输出电压接至所述的功率输出电路的控制端，当所述的基准电压小于所述的采样电压时，所述的比较电路的输出电压能够控制后面的功率输出电路对用电系统供电；当所述的基准电压大于所述的采样电压时，所述的比较电路的输出电压能够切断后面的功率输出电路对用电系统的供电，

所述的功率输出电路包括一个PMOS管，该管理电路通过控制该PMOS管的导通或者截止来控制电源对用电系统供电或者停止供电，

所述的比较电路包括一个比较器，所述的比较器的同相输入端连接至所述的基准电压的引出端，所述的比较器的反相输入端连接至所述的采样电压的引出端，当所述的基准电压大于所述的采样电压时，所述的比较器输出高电平，该管理电路控制电源不对用电系统供电；当所述的基准电压小于所述的采样电压时，所述的比较器输出低电平，该管理电路控制电源对用电系统供电，

反馈电路，其电连接在该管理电路的电压输出端和所述的比较器的反相输入端之间，所述的反馈电路包括第三电阻和开关二极管，所述的第三电阻和所述的开关二极管串联后电连接在所述的比较器的反相输入端与所述的PMOS管的漏极之间，

该管理电路具有一个阈值电压和一个关闭电压，当电源电压缓慢上升至阈值电压时，该管理电路控制该电源开始对用电系统供电，所述的阈值电压能够通过调节所述的电压基准电路的参数和/或电压采样电路的参数来进行调节；当电源电压下降至关闭电压时，该管理电路控制电源切断对用电系统的供电，所述的关闭电压能够通过调节反馈电路的参数来进行调节。

优选地，所述的电压基准电路包括第四电阻和稳压二极管，所述的第四电阻与所述的稳压二极管相串联后电连接在电源与地端之间，所述的基准电压从所述的第四电阻与所述的稳压二极管之间引出。

优选地，所述的电压采样电路包括第一电阻和第二电阻，所述的第一电阻与所述的第二电阻相串联后电连接在电源与地端之间，所述的采样电压从所述的第一电阻与所述的第二电阻之间引出。

优选地，所述的比较电路包括第五电阻和第六电阻，所述的第五电阻与所述的第六电阻相串联后电连接在电源与所述的比较器的输出端之间，进一步地，所述的PMOS管的源极电连接至电源、栅极电连接在第五电阻与第六电阻之间、漏极串接第七电阻之后电连接至地端，

综上，优选地，所述的PMOS管的最大开启电压为-2V，所述的比较器的最小工作电压为2V。

优选地，所述的缓变电源的电压值从零开始变化。

本发明的有益效果是：

1.本发明的管理电路适用于管理电压从零缓慢变化的电源；

2.本发明的管理电源的工作电源即为被管理的电源，所以无需额外的电源对其供电；

3.本发明能够保证在电源电压大于设定的阈值电压之后，才开始对用电系统进行供电；

4.本发明保证电源一旦给用户供电之后，在电源电压低于阈值而高于设定的关闭电压时仍然能够继续供电，也就避免了由于负载工作等因素引起的电压波动而造成供电中断；

5.本发明保证当电源电压低于设定的关闭电压时，能够迅速切断对供电系统的供电，以保护用电系统；

6.本发明工作效率高，损耗小，用电系统获得的电压几乎等于电源电压；

7.本发明的管理电路的阈值控制精度高，误差小；

8.本发明的电路结构简单、成本低廉。

附图说明

附图1为本发明的缓变电源管理电路的框图；

附图2为本发明的缓变电源管理电路的原理图。

附图中：1、电压基准电路；2、电压采样电路；3、比较电路；4、功率输出电路；5、反馈电路。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明的技术方案作以下详细描述：

如附图1及附图2所示，本发明的缓变电源管理电路包括电压基准电路1、电压采样电路2、比较电路3、功率输出电路4和反馈电路5，电压基准电路1包括第四电阻R4和稳压二极管V1，第四电阻R4与稳压二极管V1相串接后电连接在电源VCC与地端GND之间，从第四电阻R4与稳压二极管V1之间引出基准电压，电压采样电路2包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1与第二电阻R2相串接后电连接在电源VCC与地端GND之间，从第一电阻R1与第二电阻R2之间引出采样电压，比较电路3包括比较器N1、第五电阻R5和第六电阻R6，比较器N1的最小工作电压为2V，比较器N1的同相输入端电连接至基准电压的引出端，比较器N1的反相输入端电连接至采样电压的引出端，比较器N1的输出端依次串接第六电阻R6和第五电阻R5，第五电阻R5的另一端连接在电源VCC上，从第五电阻R5的两端引出的电压用于对功率输出电路4供电，功率输出电路4包括第二电容C2、PMOS管V3和第七电阻R7，第五电阻R5两端的电压加在PMOS管V3的栅极G和源极S之间，该PMOS管V3的最大开启电压为-2V，其源极S连接至电源VCC，其漏极D串接第七电阻R7后接至地端GND，从漏极D引出该管理电路的输出电压OUT，反馈电路5包括第三电阻R3和续流二极管V2，第三电阻R3与续流二极管V2串联之后电连接在比较器N1的反相输入端和该管理电路的输出电压OUT的引出端即PMOS管V3的漏极D之间，另外，电源的输入端串接有一个去噪、去抖的第一电容C1。该管理电路具有一个阈值电压和一个关闭电压，阈值电压是指当电源电压上升至该值时，该管理电路控制电源开始对用电系统供电；关闭电压是指当电源电压下降至该值时，该管理电路控制切断电源对用电系统的供电。

工作时，当电源电压VCC从零开始上升、但未到达2V时，无论比较器N1的输出为低电平还是高电平，由于第五电阻R5与第六电阻R6的分压作用，PMOS管V3均不会导通，所以该管理电路不能够对用电系统供电；当电源电压VCC继续上升超过2V但未到达设定的阈值电压时，比较器N1的同相输入端的电压大于反相输入端的电压，比较器N1输出高电平，PMOS管V3处于截止状态，电源不对用电系统供电；电源电压再继续上升直，电压采用电路获得的采样电压不断变大，而电压基准电路1获得的基准电压时不变的，当电源电压高于设定的阈值电压后，比较器N1的同相输入端的电压小于反相输入端的电压，比较器N1输出低电平，PMOS管V3处于导通状态，电源对用电系统供电，供电电压为PMOS管的漏极输出电压OUT；一旦PMOS管V3导通了，续流二极管V2就由截止状态变为导通状态，输出电压的一部分将由反馈电路5反馈至比较器N1的反相输入端，该反馈将使比较器N1反相输入端的电位上升，此后，若电源电压有敌营的下降，比较器N1的输出仍然维持低电平，使得PMOS管V3仍维持导通状态，电源仍对用电系统供电。调节R3的大小能够改变反馈量的大小，从而调整关闭电压的大小，即调整电压下降至什么值时切断对用电系统的供电。当电源电压下降至关闭电压时，比较器N1输出高电平，PMOS管V3被截止，切断对用电系统的供电。

上述的阈值电压可以通过调节第一电阻和/或第二电阻的阻值大小来调整其值的大小，当然，也可以通过调节基准电压的大小来调整其值的大小。

上述的关闭电压可以通过调节第三电阻的阻值的大小来调整其值的大小。

综上的电路设计，本发明的管理电路适用于管理电压从零缓慢变化的电源；其工作电源即为被管理的电源，所以无需额外的电源对其供电；其能够保证在电源电压大于设定的阈值电压之后，才开始对用电系统进行供电；其保证电源一旦给用户供电之后，在电源电压低于阈值而高于设定的关闭电压时仍然能够继续供电，也就避免了由于负载工作等因素引起的电压波动而造成供电中断；其保证当电源电压低于设定的关闭电压时，能够迅速切断对供电系统的供电，以保护用电系统；其工作效率高，损耗小，用电系统获得的电压几乎等于电源电压；该管理电路的阈值控制精度高，误差小；且结构简单、成本低廉。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种缓变电源管理电路，用于控制所述的缓变电源的供电开始和供电结束，其特征在于：包括：

功率输出电路，其输出电压为该缓变电源管理电路的输出电压，

比较电路，其对所述的基准电压和所述的采样电压进行比较，该比较电路的输出电压接至所述的功率输出电路的电压输入端，当所述的基准电压小于所述的采样电压时，所述的比较电路的输出电压能够驱动后面的功率输出电路对用电系统供电；当所述的基准电压大于所述的采样电压时，所述的比较电路的输出电压输出高电平，电源不对用电系统供电，

所述的比较电路包括一个比较器，所述的比较器的同相输入端连接至所述的基准电压的引出端，所述的比较器的反相输入端连接至所述的采样电压的引出端，当所述的基准电压大于所述的采样电压时，所述的比较器输出高电平，该管理电路控制电源不对用电系统供电；当所述的基准电压小于所述的采样电压时，所述的比较器输出低电平，该管理电路控制电源对用电系统供电，所述的比较电路包括第五电阻和第六电阻，所述的第五电阻与所述的第六电阻相串联后电连接在电源与所述的比较器的输出端之间，

所述的PMOS管的源极电连接至电源、栅极电连接在第五电阻与第六电阻之间、漏极串接第七电阻之后电连接至地端，

2.根据权利要求1所述的一种缓变电源管理电路，其特征在于：所述的电压基准电路包括第四电阻和稳压二极管，所述的第四电阻与所述的稳压二极管相串联后电连接在电源与地端之间，所述的基准电压从所述的第四电阻与所述的稳压二极管之间引出。

3.根据权利要求1所述的一种缓变电源管理电路，其特征在于：所述的电压采样电路包括第一电阻和第二电阻，所述的第一电阻与所述的第二电阻相串联后电连接在电源与地端之间，所述的采样电压从所述的第一电阻与所述的第二电阻之间引出。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种缓变电源管理电路，其特征在于：所述的PMOS管的最大开启电压为-2V，所述的比较器的最小工作电压为2V。

5.根据权利要求4所述的一种缓变电源管理电路，其特征在于：所述的缓变电源的电压值从零开始变化。