一个具体操作方法，其中各个负载的优先级顺序为LO至Ln依次降低。该分级启动方法包括如下步骤:
[0032]I)启动开关电源DC，使开关电源DC开始向优先级最高的负载LO (在本实施例中为MCU)和各个电能控制单元El…En提供电能。MCU与开关电源DC之间没有电能控制单元，由于没有电流限制单元的限制作用，可以使其直接快速启动，以控制后续启动的各个负载。
[0033]2) MCU通过电能控制单元El中的电压检测单元Dl得到该电能控制单元El能够提供给负载LI的电压Vei。若该电压Vei未达到负载LI的工作电压，则等待。若该电SVm达到负载LI的工作电压，MCU使开关单元SI导通以使负载LI加电，并向负载LI提供启动信号使其启动。
[0034]3) MCU通过电能控制单元E2中的电压检测单元D2得到该电能控制单元E2能够提供给负载L2的电压VE2。若该电压Ve2未达到负载L2的工作电压，则等待。若该电压Ve2达到负载L2的工作电压，MCU使开关单元S2导通以使负载L2加电，并向负载L2提供启动信号使其启动。
[0035]4) MCU通过电能控制单元E3中的电压检测单元D3得到该电能控制单元E3能够提供给负载L3的电压VE3。若该电压Ve3未达到负载L3的工作电压，则等待。若该电压Ve3达到负载L3的工作电压，MCU使开关单元S3导通以使负载L3加电，并向负载L3提供启动信号使其启动；
[0036]5)以此类推，直到优先级最低的负载Ln被启动。
[0037]需要注意的是，本实施例提供的负载分级启动电路中，开关电源DC向优先级最高的负载LO以及多个电能控制单元ΕΡ..Εη的供电是同时进行的。上述实施例提供的分级启动方法中，所述的“分级启动”依赖于MCU对优先级的控制。即使是电压Ve3较电压Ve2更早地达到工作电压，MCU也会在负载L2启动后，才使负载L3启动。
[0038]根据本发明的其它实施例提供的分级启动方法，也可以依据其它顺序使多个负载分级启动，例如根据多个负载达到工作电压的时间顺序而先后启动多个负载。通过MCU的控制，使先达到工作电压的负载先启动，后达到工作电压的负载后启动。
[0039]图4示出根据本发明的又一实施例的电能控制单元，用于控制开关电源DC向负载L提供的电能。该电能控制单元包括电阻R1、电压检测单元D和开关单元S。
[0040]电阻器Rl起到限制电流的作用，使电能控制单元中流过的总电流不超过某一阈值电流Ith，从而使开关电源DC输出的电流不会过大，避免开关电源DC输出的电压被拉低。[0041 ] 电压检测单元D由串联的电阻器R2和R3构成，其与滤波电容Cl并联后再与电阻器Rl串联。电压检测单元D将电阻器R2和R3之间节点处的电压Vl输出给MCU。
[0042]开关单元S由MOS管Q1、三极管Q2以及电阻器R4和R5构成。其中MOS管Ql的漏极连接到电阻器Rl和R2之间，源极连接到负载L。电阻器R4连接在MOS管Ql的栅极和源极之间，电阻器R5连接在MOS管Ql的栅极和三极管Q2的集电极之间。三极管Q2的发射极接地，基极连接到MCU以接收MCU的控制信号。当MOS管Ql的源极和漏极导通时，电阻器R2和R3两端的电压V2被施加到负载L。
[0043]图4电路的工作过程如下:开关电源DC启动后，其向电能控制单元提供的电压开始向上攀升，导致电阻器R2和R3之间的电压Vl的不断攀升。MCU通过检测电压Vl的值而判断能够被施加到负载L的电压V2是否达到负载L的工作电压。当电压V2达到负载L的工作电压后，MCU向三极管Q2的基极输出信号使三极管Q2的集电极和发射极导通，MOS管Ql的源极和漏极导通，从而使电压V2被施加到负载L。MCU再根据设定的优先级，在轮到负载L启动时向负载L发出启动信号使其启动。
[0044]上述实施例提供了实现本发明的技术方案的一种具体的电路，但是本领域技术人员也可以采用其它的电路形式实现本发明，例如采用其它电路形式构成电流限制单元、电压检测单元和开关单元。
[0045]根据本发明的其它实施例，其中上述电路中的元器件并非限制性的，本领域技术人员还可以采用其它的功能相同的元器件代替，例如Ql、Q2还可以为其它形式的开关管，例如绝缘栅双极场效应晶体管IGBT、功率开关管等。
[0046]根据本发明的其它实施例，除MCU (微控制单元)外，还可以采用其它的控制装置。
[0047]上述实施例中，开关单元的控制和负载启动的控制均由MCU来完成。根据本发明的其它实施例，其中对开关单元的控制和对负载启动的控制也可以由不同的控制装置来完成。该不同的控制装置可以均通过软件来实现控制，也可通过硬件来实现控制，或者通过软硬件结合的方式来实现控制。例如，在一个实施例中，图4中的电路还可以包括一个比较电路，其耦合到电压检测单元以及开关单元。比较电路比较检测到的电压Vl是否达到负载的标准工作电压。如果达到，则发出有效的控制信号，使得开关单元导通，否则保持开关单元断开。相应的，MCU可以监测各负载的开关单元是否导通，如果开关单元导通则可按照预定的顺序依此启动各个负载。
[0048]上述实施例中以开关电源DC为例，对本发明提供的负载分级启动电路进行了描述。根据本发明的其它实施例，本发明提供的负载分级启动电路也可以应用于其它的直流电源。
[0049]应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0050]以上所述仅为本发明示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
[0051]附图标记列表
[0052]开关电源DC ;负载L、L0、L1、L2、L3、Ln ;微控制单元MCU ;电能控制单元El、E2、E3、En ;电流限制单元C、Cl、C2 ;电压检测单元D、Dl、D2 ;开关单元S、S1、S2 ;M0S管Ql ;三极管02;电阻器1?1、1?2、1?3、1?4、1?5 ；R2和R3之间的电压Vl ；R2和R3两端的电压V2。
【主权项】
1.一种负载分级启动电路，用于接收电源提供的电能，并向两个或两个以上的负载(L、L0、L1、L2、L3、Ln)提供电能，其中所述负载分级启动电路包括: 两个或两个以上的电能控制单元(El、E2、E3、En)，其中每个电能控制单元用于向与之对应的负载提供供电电压，其中所述电能控制单元包括: 电压检测单元(D、DU D2)，用于检测所述电能控制单元能够提供给所述负载的电压的大小， 开关单元(S、S1、S2)，用于控制所述电能控制单元是否向所述负载提供电压； 控制装置(MCU)，耦合到所述电压检测单元(D、Dl、D2)和所述开关单元(S、S1、S2)，用于在检测到所述电能控制单元(El、E2、E3、En)能够给相应负载提供不低于该负载的工作电压的电压时，使所述开关单元(S、S1、S2)导通，并先后启动所述两个或两个以上的负载。
2.根据权利要求1所述的负载分级启动电路，其中所述电能控制单元中的每一个包括电流限制单元(Cl、C2)，用于限制流过所述电能控制单元的电流。
3.根据权利要求1所述的负载分级启动电路，还包括电流限制单元(C)，用于限制所述电源输出的电流。
4.根据权利要求1所述的负载分级启动电路，其中，所述控制装置(MCU)按照预定的启动优先级顺序先后启动所述两个或两个以上的负载。
5.根据权利要求4所述的负载分级启动电路，其中，在所述预定的启动优先级顺序中，用于控制其他部件的控制单元优先启动。
6.根据权利要求1所述的负载分级启动电路，其中，所述控制装置(MCU)按照所述两个或两个以上的负载被供电的先后顺序，依此启动所述负载。
7.根据权利要求2或3所述的负载分级启动电路，其中所述电流限制单元包括限流电阻器(Rl)。
8.根据权利要求1所述的负载分级启动电路，其中所述电压检测单元包括串联分压电路，所述串联分压电路包括多个电阻器(R2、R3 )。
9.根据权利要求1所述的负载分级启动电路，其中所述开关单元(S、S1、S2)包括三极管或MOS管。
10.根据权利要求1所述的负载分级启动电路，其中，所述电源为开关电源。
11.一种分级启动两个或两个以上负载的方法，包括: 启动电源； 检测所述两个或两个以上负载中的每一个负载上所能够被提供的电压； 当能够提供到相应负载的电压不低于对应的负载的工作电压时，向该对应的负载提供电压； 先后启动所述两个或两个以上的负载。
12.根据权利要求11所述的方法，其中先后启动所述负载的顺序为所述两个或两个以上负载被提供不低于其工作电压的先后顺序。
13.根据权利要求11所述的方法，其中先后启动所述负载的顺序为符合所述负载的预定启动优先级的顺序。
14.一种漏电保护器，包括如权利要求1-13中的任一项所述的负载分级启动电路。
【专利摘要】本发明提供了一种负载分级启动电路，用于接收电源提供的电能，并向两个或两个以上的负载提供电能。所述负载分级启动电路包括：两个或两个以上的电能控制单元，其中每个电能控制单元用于向与之对应的负载提供供电电压，其中所述电能控制单元包括：电压检测单元，用于检测所述电能控制单元能够提供给所述负载的电压的大小，开关单元用于控制所述电能控制单元是否向所述负载提供电压；所述负载分级启动电路还包括控制装置，耦合到所述电压检测单元和所述开关单元，用于在检测到所述电能控制单元能够给相应负载提供不低于该负载的工作电压的电压时，使所述开关单元导通，并先后启动所述两个或两个以上的负载。
【IPC分类】H02H3-02, H02M1-36, H02M1-32
【公开号】CN104578744
【申请号】CN201310513496
【发明人】张红申, 董天帅, 徐首旗, 卢向东
【申请人】西门子公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月25日...