CN106997220A

CN106997220A - 上电延时电源电路

Info

Publication number: CN106997220A
Application number: CN201710197501.7A
Authority: CN
Inventors: 高文刚; 王金艳
Original assignee: Goertek Inc
Current assignee: Goertek Optical Technology Co Ltd
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2017-08-01
Anticipated expiration: 2037-03-29
Also published as: CN106997220B

Abstract

本发明提供了一种上电延时电源电路，包括LDO电路模块、控制电路模块和电源接通模块；其中，LDO电路模块包括至少两个并联的LDO电路，通过LDO电路将输入电压转换为预设电压；控制电路模块包括上电延时保护电路，电源接通模块包括与上电延时保护电路一一对应相连的插座电路，上电延时保护电路的个数与LDO电路的个数相对应，预设电压输入至上电延时保护电路中，通过上电延时保护电路控制与上电延时保护电路相连的插座电路依次上电。通过本发明能够提高电源输出的利用率、降低产品的通电测试成本且产品测试的安全性高。

Description

上电延时电源电路

技术领域

本发明涉及电源技术领域，更为具体地，涉及一种上电延时电源电路。

背景技术

在传统的产品通电可靠性测试中，一般要求数十甚至数百的产品在特定环境(例如，高温高湿等环境)下长时间通电运行，以验证产品的稳定性。大功率产品做此类可靠性测试时需要非常大的工作电流，特别是多个产品同时上电时，其需要的启动电流通常是工作电流的数倍；此外，产品通电可靠性测试对电源***的稳定性及过流过热保护要求也较高。

现有的产品通电可靠性测试常用的电源方案主要有两种，一种是采用DC-DC(Direct Current-Direct Current，直流-直流)电源模块，其具有电源转换效率高、功率大的优点，但其输出脉动和开关噪音均较大，且成本较高；另一种是采用LDO(Low DropoutRegulator，低压工线性稳压器)方式提供电源，但采用此种方式提供的电源转换率低、输出功率小、造价高且无过流过热保护。

目前，对于多个产品同时测试，常采用的方案主要有两种，一种是为每个产品单独设计供电电路，但此种方法的***集成率低、体积较大，且由于产品启动电流是工作电流的数倍，因此，产品启动后正常工作时的电源输出利用率极低；另一种是使用直流稳压电源为所有被测产品提供电源，但此种方式在对多个产品进行测量时，极对直流稳压电源的输出电流能力要求极高，特别是在多个产品同时上电瞬间，极需要的启动电流通常需要达到数百安培，因此，此类直流稳压电源的造价昂贵，这无疑会增加企业的生产成本。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种上电延时电源电路，以解决现有的对产品的通电可靠性测试的电源输出利用率低、测试成本高的问题。

本发明提供的上电延时电源电路，包括LDO电路模块、控制电路模块和电源接通模块；其中，LDO电路模块包括至少两个并联的LDO电路，通过LDO电路将输入电压转换为预设电压；控制电路模块包括上电延时保护电路，电源接通模块包括与上电延时保护电路一一对应相连的插座电路，上电延时保护电路的个数与LDO电路的个数相对应，预设电压输入至上电延时保护电路中，通过上电延时保护电路控制与上电延时保护电路相连的插座电路依次上电。

此外，优选的结构为：LDO电路包括LDO芯片、自恢复保险丝、滤波电容和分压电路；其中，LDO芯片用于将输入电压转换为预设电压；自恢复保险丝用于对LDO电路进行过流保护；滤波电容用于对LDO电路进行滤波处理；分压电路用于使LDO电路输出精确的预设电压。

此外，优选的结构为：LDO电路还包括第一指示电路，第一指示电路用于指示LDO电路的输出电压是否正常；其中，在LDO电路的输出电压正常时，第一指示电路中的LED被点亮。

此外，优选的结构为：还包括与LDO电路串联的反向保护二极管；其中，反向保护二极管的数量与LDO电路一一对应。

此外，优选的结构为：上电延时保护电路包括由场效应管Q1、三极管Q3、电阻R3、电阻R8和电容C3组成的上电延时电路；其中，电阻R3、电阻R8和电容C3用于对插座电路进行上电延时控制，场效应管Q1在三极管Q3的控制下实现电源的通断控制；其中，在插座电路上电瞬间，电容C3短路，三极管Q3处于截止状态，从而控制场效应管Q1关断；在插座电路上电之后，三极管Q3进入饱和导通状态，从而控制场效应管Q1导通。

此外，优选的结构为：上电延时保护电路包括由电阻R4、电阻R10和三极管Q4组成的过热保护电路；其中，电阻R4用于监测上电延时保护电路的温度，当上电延时保护电路的温度超过预设阈值时，三极管Q4导通，三极管Q3截止，从而控制场效应管Q1关断。

此外，优选的结构为：上电延时保护电路包括由电阻R1、电阻R9、电阻R7和三极管Q2、三极管Q5组成的过流保护电路；其中，当流经电阻R1的电流超过预设电流阈值时，三极管Q2、三极管Q5处于导通状态，三极管Q3截止，从而控制场效应管Q1关断。

此外，优选的结构为：上电延时保护电路包括滤波电路，滤波电路用于使上电延时保护电路输出稳定的电压。

此外，优选的结构为：上电延时保护电路包括由电阻R6和二极管D6组成的第二指示电路，第二指示电路用于指示上电延时保护电路的输出电压是否正常；其中，在上电延时保护电路的输出电压正常时，第二指示电路中的LED被点亮。

本发明提供的上电延时电源电路在大量大功率低压直流产品的通电可靠性测试中具有明显的优势，与现有技术相比，通过采用多路LDO电路并联来实现电路大功率输出，提高了电源输出能力的利用率；同时，通过上电延时保护电路，使得被测产品依次上电，如此，既实现了上电启动所需的大电流需求，又提高了产品正常工作时电源输出的利用率，降低了测试成本；此外，上电延时保护电路设置有过流和过热保护电路，在电路出现过流或过热异常时自动切断电源，保护测试***，待到测试***恢复后，自动控制电源接入，从而有效的提高了产品测试的安全性。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

根据下述参照附图进行的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得更加显而易见。在附图中：

图1为根据本发明实施例的上电延时电源电路的电路结构示意图；

图2为根据本发明实施例的上电延时电源电路的LDO电路的结构示意图；

图3为根据本发明实施例的上电延时电源电路的上电延时保护电路的结构示意图。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的各个实施例。

针对前述现有的对产品通电可靠性测试的电源利用率低、上电瞬间需要的电流极大、电源造价昂贵等问题，本发明通过将多路LDO电路进行并联，同时设计控制电路模块来实现对通电测试产品的延时上电，从而避免产品同时上电所需要的高启动电流，提高电源的输出利用率；此外，在控制电路模块还设计有过流、过热保护，从而使得电源的运行更安全、更可靠，进而提高了对产品通电可靠性测试的安全性。

其中，本发明提供的上电延时电源电路包括LDO电路模块、控制电路模块和电源接通模块。其中，LDO电路模块包括至少两个并联的LDO电路，通过LDO电路将输入电压转换为预设电压；控制电路模块包括上电延时保护电路，电源接通模块包括与上电延时保护电路一一对应相连的插座电路，上电延时保护电路的个数与LDO电路的个数相对应，预设电压输入至上电延时保护电路中，通过上电延时保护电路控制与上电延时保护电路相连的插座路依次上电。

为详细说明本发明提供的上电延时电源电路，图1示出了根据本发明实施例的上电延时电源电路的电路结构；图2示出了根据本发明实施例的上电延时电源电路的LDO电路的结构；图3示出了根据本发明实施例的上电延时电源电路的上电延时保护电路的结构。

具体地，如图1所示，LDO电路模块由5个并联的LDO电路(LDO0～LDO4)组成。其中，J1为+5V电源输入接口，每个LDO电路与一个反向保护二极管串联，然后再进行并联，以保护LDO电路在并联后不被损坏。即：LDO0与反向保护二极管D1串联、LDO1与反向保护二极管D2串联、LDO2与反向保护二极管D3串联、LDO3与反向保护二极管D4串联、LDO4与反向保护二极管D5串联，然后各个LDO电路在分别经过各自的反向保护二极管后进行并联。

其中，LDO0～LDO4为相同的LDO电路，其中，LDO电路包括LDO芯片、自恢复保险丝、滤波电容和分压电路；其中，LDO芯片用于将输入电压转换为预设电压；自恢复保险丝用于对LDO电路进行过流保护；滤波电容用于对LDO电路进行滤波处理；分压电路用于使LDO电路输出精确的预设电压。此外，LDO电路还可以包括第一指示电路，该第一指示电路用于指示LDO电路的输出电压是否正常，其中，在LDO电路的输出电压正常时，第一指示电路中的LED(Light Emitting Diode，发光二极管)被点亮。

具体电路结构如图2所示，在图2所示的LDO电路结构中，U1为LDO芯片，通过该芯片能够实现将+5V电压转换为+4.2V电压。F1为自恢复保险丝，当LDO电路中的电流过大时，通过F1可实现过流保护。例如，当流经F1的电流超过某一预设阈值，F1则处于关断状态，当电流恢复正常后，F1恢复正常接通状态。电容C11～C13为滤波电容，以滤除LDO电路中的干扰信号，从而保证电源的干净；R11与R12为分压电路，该两路分压电路均采用1％的高精度电阻，从而能够保证LDO电路输出准确的+4.2V电压；R13与发光二极管D7组成第一指示电路，在LDO输出电压正常时，发光二极管D7点亮。其中，R13用于对流经发光二极管D7的电流进行限制，从而保护发光二极管D7正常点亮。

输入的+5V电压经LDO电路转换为+4.2V后进入控制电路模块。其中，与LDO电路模块中的LDO电路相对应，控制电路模块同样由5个相同的上电延时保护电路(CONTROL0～CONTROL4)组成，上电延时保护电路的结构如图3所示。

在图3所示的上电延时保护电路中，由场效应管Q1、三极管Q3、电阻R3、电阻R8和电容C3组成上电延时电路；其中，电阻R3、电阻R8和电容C3用于对插座电路进行上电延时控制，场效应管Q1在三极管Q3的控制下实现电源的通断控制。具体为，在插座电路上电瞬间，电容C3短路，三极管Q3处于截止状态，从而控制场效应管Q1关断；在插座电路上电之后，三极管Q3进入饱和导通状态，从而控制场效应管Q1导通。也就是说，场效应管Q1作为开关器件，在三极管Q3的控制下实现对电源的通断控制；电阻R3、电阻R8、及电容C3实现上电延时控制，在插座电路上电瞬间，电容C3相当于短路，三极管Q3基级电压为0V，三极管Q3处于截止状态，从而使得场效应管Q1关断电源，随着电容C3的充电，三极管Q3进入饱和导通状态，从而使得场效应管Q1电源导通。根据公式t＝(R3+R8)*C3，通过器件选型调节t的大小，从而实现使插座电路依次上电。例如，阻容电路充放电时间为t＝(3～5)RC，则t＝(3～5)1K*100uF＝300ms～500ms。

进一步地，在上述的上电延时保护电路中，由电阻R4、电阻R10及三极管Q4组成过热保护电路，电阻R4为CTR电阻，通过利用CTR电阻的负电阻突变特性实现温度过高保护。也就是说，电阻R4用于监测上电延时保护电路的温度，当上电延时保护电路的温度超过预设阈值时，三极管Q4导通，三极管Q3截止，从而控制场效应管Q1关断。

此外，上述的上电延时保护电路还包括由电阻R1、电阻R9、电阻R7和三极管Q2、三极管Q5组成的过流保护电路；其中，当流经电阻R1的电流超过预设电流阈值时，三极管Q2、三极管Q5处于导通状态，三极管Q3截止，从而控制场效应管Q1关断。其中，上述电流阈值与三极管Q2的工作电压相关，例如，当三极管Q2的工作电压超过0.7V时，三极管Q3截止；当流经电阻R1的电流恢复正常后，三极管Q2、三极管Q5处于截止状态，三极管Q3和场效应管Q1处于导通状态，从而重新启动电源。

进一步地，上述上电延时保护电路还包括滤波电路，该滤波电路由电容C1、电容C2组成，用于滤除上电延时保护电路中的干扰信号，使上电延时保护电路输出稳定的电压。另外，上述上电延时保护电路还包括由电阻R6和二极管D6组成的第二指示电路，第二指示电路用于指示上电延时保护电路的输出电压是否正常；其中，在上电延时保护电路的输出电压正常时，第二指示电路中的LED被点亮。

另外，上述的电源接通模块也包括5个插座电路(MODULE1～MODULE5)，其中，每个插座电路各自与一个上电延时保护电路相连。也就是说，MODULE1与CONTROL0相连、MODULE2与CONTROL1相连、MODULE3与CONTROL2相连、MODULE4与CONTROL3相连、MODULE5与CONTROL4相连，通过上电延时保护电路的控制实现对插座电路的依次上电。

通过上述可知，本发明提供的上电延时电源电路具有以下优点：

1、通过控制电路模块实现对产品的延时上电，并且，根据控制电路模块中上电延时保护电路的设计，其会依次对产品进行上电，避免同时上电所需要的高启动电流，同时产品启动后能够共享并联LDO电路输出的电流，使LDO电路得到高效的利用；

2、LDO电路设计有自恢复保险丝，当单个LDO电路出现过流现象时，自恢复保险丝会自动断开电源以保护电路，等到电流恢复正常后会继续供电，使电源运行更安全、更可靠；

3、上电延时保护电路中设置有过流保护电路，当上电延时保护电路或者被测产品出现过流异常时，过流保护电路会自动断开电源，从而保护被测产品，等到电路恢复正常后，过流保护电路会自动恢复电源，从而通过上电延时保护电路保护单个产品的过流异常，避免了关断LDO电路和影响电源输出功率；

4、上电延时保护电路设置有过热保护电路，当电路温度过高时，会自动断开电源，从而保护测试***，等到温度恢复正常后自动接通电源，从而提高测试的安全性；

5、在LDO电路和上电延时保护电路中均设置有指示电路，当测试出现问题时，LED灯会熄灭，从而使测试人员及时了解测试***的运行状态。

虽然如上参照图描述了根据本发明的各个实施例进行了描述，但是本领域技术人员应当理解，对上述本发明所提出的各个实施例，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims

1.一种上电延时电源电路，包括：LDO电路模块、控制电路模块和电源接通模块；其中，

所述LDO电路模块包括至少两个并联的LDO电路，通过所述LDO电路将输入电压转换为预设电压；

所述控制电路模块包括上电延时保护电路，所述电源接通模块包括与所述上电延时保护电路一一对应相连的插座电路，所述上电延时保护电路的个数与所述LDO电路的个数相对应，所述预设电压输入至所述上电延时保护电路中，通过所述上电延时保护电路控制与所述上电延时保护电路相连的插座电路依次上电。

2.如权利要求1所述的上电延时电源电路，其中，

所述LDO电路包括LDO芯片、自恢复保险丝、滤波电容和分压电路；其中，

所述LDO芯片用于将输入电压转换为预设电压；

所述自恢复保险丝用于对所述LDO电路进行过流保护；

所述滤波电容用于对所述LDO电路进行滤波处理；

所述分压电路用于使所述LDO电路输出精确的预设电压。

3.如权利要求2所述的上电延时电源电路，其中，

所述LDO电路还包括第一指示电路，所述第一指示电路用于指示所述LDO电路的输出电压是否正常；其中，

在所述LDO电路的输出电压正常时，所述第一指示电路中的LED被点亮。

4.如权利要求1所述的上电延时电源电路，其中，

还包括与所述LDO电路串联的反向保护二极管；其中，

所述反向保护二极管的数量与所述LDO电路一一对应。

5.如权利要求1所述的上电延时电源电路，其中，

所述上电延时保护电路包括由场效应管Q1、三极管Q3、电阻R3、电阻R8和电容C3组成的上电延时电路；其中，

所述电阻R3、电阻R8和电容C3用于对所述插座电路进行上电延时控制，所述场效应管Q1在三极管Q3的控制下实现电源的通断控制；其中，

在所述插座电路上电瞬间，所述电容C3短路，所述三极管Q3处于截止状态，从而控制所述场效应管Q1关断；

在所述插座电路上电之后，所述三极管Q3进入饱和导通状态，从而控制所述场效应管Q1导通。

6.如权利要求5所述的上电延时电源电路，其中，

所述上电延时保护电路包括由电阻R4、电阻R10和三极管Q4组成的过热保护电路；其中，

所述电阻R4用于监测所述上电延时保护电路的温度，当所述上电延时保护电路的温度超过预设阈值时，所述三极管Q4导通，所述三极管Q3截止，从而控制所述场效应管Q1关断。

7.如权利要求6所述的上电延时电源电路，其中

所述上电延时保护电路包括由电阻R1、电阻R9、电阻R7和三极管Q2、三极管Q5组成的过流保护电路；其中，

当流经所述电阻R1的电流超过预设电流阈值时，所述三极管Q2、三极管Q5处于导通状态，所述三极管Q3截止，从而控制所述场效应管Q1关断。

8.如权利要求7所述的上电延时电源电路，其中，

所述上电延时保护电路包括滤波电路，所述滤波电路用于使所述上电延时保护电路输出稳定的电压。

9.如权利要求8所述的上电延时电源电路，其中，

所述上电延时保护电路包括由电阻R6和二极管D6组成的第二指示电路，所述第二指示电路用于指示所述上电延时保护电路的输出电压是否正常；其中，

在所述上电延时保护电路的输出电压正常时，所述第二指示电路中的LED被点亮。