CN201061142Y - 电源软启动瞬间掉电防二次启动的保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及家用电器，特别是涉及到由电脑板控制的电视机的软启动瞬间掉电防二次启动的保护装置，属于家用电器电源控制技术领域。可以防止掉电和开关关机时，***产生振荡电压形成二次启动。由一个能在开机和关机瞬间，自动向功能IC芯片的供电电路的控制端，输出高电位控制电压的控制电路构成。优点是结构简单，性能稳定可靠，制造成本低。可以与各种家用电器，特别是涉及到由电脑板控制的电器，如CRT(显像管)、PDP(等离子)、LCD(液晶)电视等配套使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及家用电器，特别是涉及到由电脑板控制的电视机的软启动瞬间掉电防二次启动的保护装置，属于家用电器电源控制技术领域。
背景技术
在目前现有的技术中，家用电器常采用开关电源或线性电源，为***功能IC芯片提供电源，启动IC芯片正常工作。然而，在瞬间启动时由于电源电压不稳，易产生启动冲击。
瞬间电源启动，掉电和开关关机时MCU(程序控制***)不能正常监控整机开关机时序。
瞬间掉电和开关关机过程中，电源本身储存的电能完全泻放需要一段时间。掉电后由于余电产生振荡电压能再次启动功能IC芯片工作，容易产生二次启动和故障。
发明内容
本实用新型针对已有技术的问题，提供一种对家用电器瞬间启动冲击保护及掉电和开关关机时有效防止***产生振荡电压形成二次启动的电源软启动瞬间掉电防二次启动的保护装置。
本实用新型的技术特征是设计一个能在开机和关机瞬间，自动向功能IC芯片的供电电路的控制端，输出高电位控制电压的控制电路构成保护装置。输出的高电位可以短暂切断功能IC芯片的供电电路，避免了***电压波动对于功能IC芯片的影响。
本实用新型所述的能在开机和关机瞬间，自动向功能IC芯片的供电电路的控制端，输出高电位控制电压的控制电路可以是：
开、关机信号控制的高电位输出延时电路；
电源电压信号驱动的电压比较器输出电路：
RC回路组成的电压延迟输出电路和电容蓄能延迟输出电路；
其他功能相同的控制放大电路及其组合。
本实用新型工作时，遇到需要实施保护的情况，保护装置自动向功能IC芯片的供电电路的控制端，输出高电位控制电压，输出的高电位可以短暂切断功能IC芯片的供电电路，避免了***电压波动对于功能IC芯片的影响。
本实用新型的优点是结构简单，性能稳定可靠，制造成本低。可以与各种家用电器，特别是涉及到由电脑板控制的电器，如CRT(显像管)、PDP(等离子)、LCD(液晶)电视等配套使用。
附图说明
附图1是现有普通技术的功能IC芯片的供电控制回路的电路图；
附图2为本实用新型实施例的电路图；
附图3为本实用新型另一实施例的电路图。
具体实施方式
实施例1：
图1是现有普通技术的功能IC芯片的供电控制电路，GPIO为控制***单元。为单片机或MCU(程序控制器)发出的控制I/O输出口。该电路主要包括隔离二极管D1可以选用器件IL4148，限流和分压电阻R1，R2。普通NPN三极管N1，限流电阻R3，R4和电源滤波电容C1组成。VO为给***功能IC芯片正常工作电源。VCC为***开关电源或线性稳压电源供给的电源电压。
当电路正常工作时GPIO口给定为低电平此时NPN三极管N1的基极和发射极均为低电位，三极管N1截止。电源电压VCC通过限流电阻R3，R4经滤波电容C1后给***功能IC芯片供电。***正常工作。
当GPIO口为高电平时输出高电平大于2伏。此时通过隔离二极管D1，由R1，R2分压后NPN三极管N1的基极电位高于发射极电位0.7V时三极管N1饱和导通。电源VCC通过三极管N1与地构成回路此时三极管N1的集电极为低电平。功能IC芯片***正常退出工作。
当电源***瞬间启动时由于电源电压不稳就容易产生启动冲击。瞬间掉电和开关关机时，GPIO口将不能按既定的程序控制NPN三极管N1的工作状态。电源电压VCC将通过自身负载构成放电回路。此时电源电压完全释放需要一定的时间将会产生振荡电压产生二次启动造成干扰，引起故障。例如PDP(等离子)LCD(液晶)CRT(显像管)电视就易造成屏幕闪动，音响***产生尾音等。
因此该电路的缺点在于：在***在瞬间启动时由于电源电压不稳易产生启动冲击，掉电和硬关机过程中电源VCC将在关机的瞬间余电会启动IC芯片处在不稳定状态引起故障。
针对以上电路结构，本实用新型所述的电源软启动瞬间掉电防二次启动的保护装置，采用的具体电路是：
***瞬间启动时，由电容C3与电阻R7和D4串联。电容瞬态时内阻很小相当于短路状态此时隔离二极管D5的正端几乎接近电源电压即为高电平，驱动NPN三极管N1饱和导通，确保了突然上电时VCC电源就不会直接加在后级功能IC芯片上。
正常工作时，电源VCC通过二极管D3给电解电容C2充电。
瞬间掉电和开关关机时，由电容C2储存的电能通过饱和导通的PNP三极管P1和隔离二极管D2形成高电平回路驱动后级的NPN三极管N1饱和导通。电源余压和电容C1储存的电能通过NPN三极管N1与地构成释放回路。从而有效的切断功能IC的供电电压。防止其产生振荡。从而有效的防止IC芯片由于余电二次启动产生故障。与普通技术相比本实用新型提供的技术方案解决了瞬间启动冲击及瞬间掉电和开关关机由于余电产生的影响。直接将余电和振荡电压通过饱和导通的三极管与地构成回路有效地消除了二次启动。
图2为实施例1的电路图。
与普通技术相比，该实施增加由电解电容C3与电阻R7和D4构成串联电路，普通低压PNP三极管P1，电解电容C2，隔离二极管D1，D2，D5(可以为开关二极管IL4148)和限流电阻R5，R6组成控制单元。二极管D3与电容C2构成储能电路其充电电压为VCC电源电压减去二极管D3的电压降(最大为0.7V)，PNP三极管P1工作在导通和截止状态，隔离二极管D2，D5防止电路回流。
以下说明本电路的工作原理及控制过程。
当***瞬间启动合闸时电源***VCC电压建立到稳态有一段时间***初次加电时电容C3瞬间内阻很小相当于短路电源VCC将通过隔离二极管D5加到NPN三极管N1的基极，使三极管N1处于饱和导通状态。此时的电源电压VCC将通过电阻R3与三极管到地构成回路(电阻R3阻值要小于R4)。因此功能IC芯片供电输出电压为低电平。当电源电压VCC达到稳态时，电容C3的内阻也增大到无穷大此时电压全部加在电容C3两端。电阻R7两端为低电平，则***处于正常工作状态。
当***正常工作时，所述电源电压VCC通过二极管D3向电解电容C2充电，电容器C2的正端对地的电压为电源电压VCC减去二极管D3的正向压降(最大0.7V)，VCC直接通过基极电阻R6加在PNP三极管P1的基极即基极对地电压为VCC电压。此时P1三极管的发射极电压低于基极电压。因此三极管P1工作在截止状态，***中NPN三极管N1的状态由GPIO口的工作状态决定。即工作在图1状态
当***掉电和开关关机时，所述的保护电路中电容C3和D4组成放电回路。电源VCC随着下降。由于电容C2瞬间没有放电回路电压瞬间不能突变即电容C2电压将维持不变，此时三极管P1的发射极电压就很快高于其基极电压。三极管P1就处于导通状态储存在电容C2中的电能就通过P1三极管，限流电阻R5，隔离的正向二极管D2后通过电阻R1，R2分压后加在三极管N1的基极使三极管N1处于导通状态。此时电源VCC的余电和电容C1的电能均通过三极管N1对地很快释放。很快使三极管N1的集电极为低电平。从而消除了二次启动，实现了保护。
该电路与现有技术的不同之处在于：1.***克服了在瞬间启动时由于电源电压不稳带来的启动冲击。2.***瞬间掉电和开关关机时，GPIO口不能按正常的时序控制后级的功能IC的工作状态。而该实施电路能通过检测掉电和关机的情况来控制NPN三极管N1的导通来控制功能IC芯片的供电状态，实现了保护。
实施例2参见附图3：
与普通技术相比，该实施增加由比较器IC1组成的控制电平电路，比较器的同相端由电阻R10和电解电容C4组成，反相端由电容C5与二极管D7并联后与电源端VCC相接。比较器的输出端，限流电阻R12，隔离二极管D6构成电平输出电路。其输出状态由比较器同相端与反相端的比较电压决定。
以下说明本电路的工作原理及控制过程
当***瞬间启动合闸时电源***VCC电压通过电阻R10给电解电容C4进行充电，其充电电容正端与比较器同相端相连其电压线性充电到VCC电压，***初次加电时电容C5瞬间内阻很小相当于短路此时比较器IC1反相端类似对地短接比较器输出为高电平将通过隔离二极管D6加到NPN三极管N1的基极，使三极管N1处于饱和导通状态。此时的电源电压VCC将通过电阻R3与三极管到地构成回路(电阻R3阻值要小于R4)。因此功能IC芯片供电输出电压为低电平。当电源电压VCC达到稳态时，电容C5的内阻也增大到无穷大此时电压全部加在比较器的反向端比较器输出为低电平，则***开始处于正常工作状态。
当***正常工作时，所述电源电压VCC通过电阻R10和电容C4分压加到比较器的同相端，电源VCC通过反向隔离的二极管直接加在比较器的反相端，反相端电压比同相端高此时比较器输出为低电平，***中NPN三极管N1的状态由GPIO口的工作状态决定。即工作在图1状态。
当***掉电和开关关机时，所述的保护电路中比较器同相端电容C4电压不能突变，比较器反相端电压随电源VCC降低而下降。此时比较器同相端电压高于反相端电压，比较器IC1输出电压通过限流电阻R12，隔离的正向二极管D6后通过电阻R1，R2分压后加在三极管N1的基极使三极管N1处于导通状态。此时电源VCC的余电和电容C1的电能均通过三极管N1对地很快释放。很快使三极管N1的集电极为低电平。从而消除了二次启动，实现了保护。
综上所述，一种电源软启动瞬间掉电防二次启动的保护装置，其特征是由一个能在开机和关机瞬间，自动向功能IC芯片的供电电路的控制端，输出高电位控制电压的控制电路构成。
所述的控制电路可以是：开、关机信号控制的高电位输出延时电路；电源电压信号驱动的电压比较器输出电路：RC回路组成的电压延迟输出电路和电容蓄能延迟输出电路；其他功能相同的控制放大电路及其组合。
所述的控制电路由连接电源VCC与公共地端的电解电容器C3、电阻器R7的串联电路组成，电解电容器C3、电阻器R7联接端接入一个正向隔离二极管D5构成输出端，电阻器R7两端并联一个与电源极性相反接入的晶体二极管D4构成电解电容器C3的反向放电通路；控制电路还包括由晶体二极管D3和电解电容C2串联连接构成的储能电路，普通低压PNP三极管P1和偏置电阻器R6组成开关放大器单元与晶体二极管D3和电解电容C2串联联接构成的储能电路连接，开关放大器的输出端接入限流电阻R5、隔离二极管D2，与控制***单元GPIO端连接。控制***单元GPIO端连接有正向隔离二极管D1。
所述的控制电路由连接电源VCC通过电阻R10与电容C4串联分压后构成比较器IC1的同相输入端，电源VCC直接与反相端相连并且通过无极性电容与反向二极管D7(可以为开关二极管IL4148)并联后接到公共地端构成比较器IC1的反相输入端。比较器的输出端接入限流电阻R12，隔离二极管D6与控制***单元GPIO端连接。控制***单元GPIO端连接有正向隔离二极管D1。
上述实施仅仅说明了本实用新型的两种实施方式。实际上本实用新型可以具有其它变化的形式。例如：PNP三极管P1可以采用继电器电路等。
以上所述仅仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型思路的引导下，还可以做出若干改进和变形电路，这些改进和变形电路对本领域的普通技术人员来说是显而易见的。
Claims (4)
1.一种电源软启动瞬间掉电防二次启动的保护装置，其特征是由一个能在开机和关机瞬间，自动向功能IC芯片的供电电路的控制端输出高电位控制电压的控制电路构成。
2.根据权利要求1所述的电源软启动瞬间掉电防二次启动的保护装置，其特征是所述控制电路可以是：开、关机信号控制的高电位输出延时电路；电源电压信号驱动的电压比较器输出电路：RC回路组成的电压延迟输出电路和电容蓄能延迟输出电路；其他功能相同的控制放大电路及其组合。
3.根据权利要求1所述的电源软启动瞬间掉电防二次启动的保护装置，其特征是所述控制电路由连接电源VCC与公共地端的电解电容器(C3)、电阻器(R7)的串联电路组成，电解电容器(C3)、电阻器(R7)联接端接入一个正向隔离二极管(D5)构成输出端，电阻器(R7)两端并联一个与电源极性相反接入的晶体二极管(D4)构成电解电容器(C3)的反向放电通路；控制电路还包括由晶体二极管(D3)和电解电容(C2)串联连接构成的储能电路，普通低压PNP三极管(P1)和偏置电阻器(R6)组成开关放大器单元与晶体二极管(D3)和电解电容(C2)串联联接构成的储能电路连接，开关放大器的输出端接入限流电阻(R5)、隔离二极管(D2)，与控制***单元GPIO端连接。控制***单元GPIO端连接有正向隔离二极管(D1)。
4.根据权利要求1所述的电源软启动瞬间掉电防二次启动的保护装置，其特征是所述控制电路由连接电源VCC通过电阻(R10)与电容(C4)串联分压后构成比较器(IC1)的同相输入端，电源VCC直接与反相端相连并且通过无极性电容与反向二极管(D7)并联后接到公共地端构成比较器(IC1)的反相输入端；比较器的输出端接入限流电阻(R12)，隔离二极管(D6)与控制***单元GPIO端连接；控制***单元GPIO端连接有正向隔离二极管(D1)。
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