专利名称：一种上电和断电顺序控制的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明属于电子技术领域，具体地说，涉及电子设备供电系统中的上电、断电顺序控制。
背景技术：
随着工艺的改善、复杂度的增加、速率的提高，电子设备的功能越来越强大，单个电子设备需要的电压种类也越来越多，供电情况也越来越复杂。电子设备的供电逐渐由以往单电源(电压)供电转变为目前的多电源(电压)供电。随之而来的就是电子设备对各个电源上电、断电顺序的要求。很多电子设备要求各个电源按照一定的顺序上电、断电，否则设备中的某些单元就有可能被损坏或者无法正常工作。另外在装置开机、关机、意外掉电、装置复位的情况下，都有可能要求多个电压等级按照一定的顺序上电和断电。一般情况要求是先上电的单元后断电，后上电的单元先断电，也就是在上电的时候外层的电源先上电、内层的电源后上电，在断电的时候内层的电源先断电、外层的电源后断电，这样就可以达到对使用内层电源设备的保护。以往是通过手工操作实现设备中各个单元的上电、断电，对人员的素质要求很高，稍有不慎就会有误操作，不但会损坏电子设备、而且可能会造成生命、财产的损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种上电和断电顺序控制的实现方法。实现很多电子设备中所要求的先上电的电源(单元)后断电，后上电的电源(单元)先断电的顺序要求，也就是实现电子设备在上电的时候外层的电源先上电、内层的电源后上电，在断电的时候内层的电源先断电，外层的电源后断电。
为实现上述目的，本发明提出了一种上电和断电顺序控制的方法，其中，包括以下步骤步骤一，接通上级电源，连续检测、采样所述上级电源的电压；
步骤二，在所述上级电源的电压上升超过第二门限电压时，闭合控制下级电源的开关，接通所述下级电源；步骤三，在所述上级电源的电压下降低于第三门限电压时，断开所述控制下级电源的开关，切断所述下级电源；步骤四，切断所述上级电源。
上述的上电和断电顺序控制的方法，其中，所述步骤二之前还包括在所述上级电源的电压上升超过第一门限电压时，断开所述下级电源的释放通路的步骤；所述步骤三之后还包括在所述上级电源的电压下降低于第四门限电压时，接通所述下级电源的释放通路的步骤。
上述的上电和断电顺序控制的方法，其中，还包括设置所述第一门限电压、第二门限电压、第三门限电压和第四门限电压的步骤。
上述的上电和断点顺序控制的方法，其中，所述第一门限电压和所述第四门限电压大于所述第二门限电压和所述第三门限电压，所述第一门限电压与所述第四门限电压相差一定数值，所述第二门限电压与所述第四门限电压相差一定数值。
上述的上电荷断电顺序控制的方法，其中，所述第四门限电压低于所述第一门限电压，所述第一门限电压低于所述第三门限电压，所述第三门限电压低于所述第二门限电压。
上述的上电和断电顺序控制的方法，其中，当多电源时，将所述各个电源根据顺序的要求整理出合适的上电、断电层次，根据所述的上电和断电顺序控制的方法对相邻的电源进行控制。
为实现上述目的，本发明还提出了一种上电和断电顺序控制的装置，其中，包括电压采样与比较器，用于检测、采样上级电源的电压，并与门限电压比较；下级电源开关控制器，用于决定所述下级电源的闭合与断开；下级电源的输出控制开关，用于接通或切断所述下级电源；所述电压采样与比较器分别与所述上级电源和所述下级电源开关控制器连接，所述下级电源开关控制器连接所述下级电源的输出控制开关，所述下级电源的输出控制开关与所述下级电源连接。
上述的上电和断电顺序控制的装置，其中，所述装置还包括下级电源的释放开关控制器，用于决定释放开关的闭合或断开；释放开关，用于打开或关闭释放通路；释放保护器，用于防止所述释放开关打开后释放电流过大而损坏开关或电路板；所述释放开关控制器分别连接所述电压采样与比较器和所述释放开关，所述释放开关连接所述释放保护器，所述释放保护器连接所述下级电源的输出控制开关的输出端。
上述的上电和断电顺序控制的装置，其中，所述释放保护器是一个过流保护元件。
上述的实现上电和断电顺序控制的装置，其中，所述装置可以多个级联构成多电源的上电和断电顺序控制装置。
本发明可以实现多电源的电子设备中，各个电源按照一定的顺序上电和断电，保证先上电的单元后断电，后上电的单元先断电，避免了手工操作带来的生命、财产损失的风险。
图1是本发明中双电源设备上电、断电顺序控制方法原理框图；图2是本发明中四电源设备上电、断电顺序控制方法原理框图；图3是本发明中双电源设备上电、断电顺序控制方法时序图；图4是本发明中双电源设备上电、断电顺序控制方法几个门限电压之间的相互关系的示意图。
其中，附图标记101电压采样与比较器 102B电源的开关控制器103电源B的释放开关控制器104电源B的输出控制开关 105释放保护器106释放开关 201(A-B)控制单元202(B-C)控制单元 203(C-D)控制单元
具体实施例方式
图1是本发明中双电源设备上电、断电顺序控制实现方法原理框图。如图所示，电源A是外层的电源，也是上级电源，即是先上电、最后断电的电源，电源B是内层电源，也是下级电源，即是后上电，先断电的电源。在该框图中，电压采样与比较器101，主要功能是采样电源A的电压，与判决门限电压比较，把比较结果送给开关控制电路。B电源的开关控制器102，该部分的输入是电压采样与比较电路101的比较结果，决定电源B开关的打开与关闭。电源B的释放开关控制器103。在电源B断电以后，使用电源B的设备单元部分还会因各种原因(主要是电容)存储一些电量，为了加快这些电量的释放，需要一个释放开关，当电源B关闭以后就打开这个释放开关，迅速释放掉这些能量。这个开关需要一个控制部分，该部分的输入是电压采样与比较器101的比较结果。释放保护器105是一个过流保护元件，防止释放开关打开后释放电流过大而损坏开关或者电路板。释放开关106，该开关的电流会比较大。在上电的过程中，当电源A的电压上升一定的门限时，开关控制器102就会打开电源B_OUT的输出控制开关104，这样B_OUT就落后于电源A上电。在断电的过程中，当电源A的电压下降到一定的门限时，开关控制电路102就会关闭电源B_OUT的输出控制开关104，同时释放保护器105和释放开关106组成的释放电路就会工作，迅速释放掉B_OUT的能量，使得B_OUT先于电源A断电。
多电源的电子设备可以通过双电源的方法级连实现，把图1中的101-106六个部分组成一个上电、断电控制基本单元，多电源的电子设备可以通过这个基本单元的级联实现。
图2是本发明中四电源设备上电、断电顺序控制实现方法原理框图。如图所示，使用了3个这样的基本单元。A是最外层的电源，最先上电，最后断电；B是与A相邻的电源，控制单元是(A-B)201，该控制单元的输入是A与B_IN，输出是B_OUT，A控制B的上电与断电；然后是控制单元(B-C)202，该控制单元的输入是B_OUT与C_IN，输出是C_OUT，B_OUT控制C的上电与断电；最后是控制单元(C-D)203，该控制单元的输入是C_OUT与D_IN，输出是D_OUT，C_OUT控制D的上电与断电。这样级联的结果就是A最先上电，接着是B、C上电，最后D上电，断电的时候D最先断电，然后是C、B断电，最后是A断电。
图3是上电、断电顺序控制实现方法的时序图。如图所示，上电的顺序是通过上电期间电压的大小，并进行比较实现的。断电是通过采样断电期间电压的大小，并进行比较实现的。
其中，上电过程的控制步骤包括步骤1，上电过程中，基本控制单元中电压采样与比较器101连续检测电源A的电压，随着电源A电压的升高，当超过判决门限Threshold1(第一门限电压)时，对释放开关控制器103产生关闭开关的控制输出；步骤2，基本控制单元中释放开关控制器103关闭释放开关106，关闭电源B的释放通路；步骤3，电压连续升高，电压采样与比较器101连续检测电源A的电压，如果电源A的电压超过判断阈值Threshole2(第二门限电压)，对B电源的开关控制器102产生打开开关的控制输出；步骤4，基本控制单元中B电源的开关控制器102打开B电源的输出控制开关104，使电源B输出打开，B_OUT呈现导通状态。设备处于正常稳定工作状态。
断电过程的控制步骤具体包括步骤A，断电过程中，基本控制单元中电压采样与比较器101连续检测电源A的电压，随着A电源电压的降低，当低于判断阈值Threshold3(第三门限电压)时，对B电源的开关控制器102产生关闭开关的控制输出；步骤B，基本控制单元中B电源的开关控制器102关闭电源B的输出控制开关104，使得电源B的输出关闭；步骤C，电压连续降低，电压采样与比较器101连续检测电源A的电压，当电源A的电压低于判决门限Threshole4(第四门限电压)时，对释放开关控制器103产生打开开关的控制输出。
步骤D，基本控制单元中释放开关控制器103打开释放开关106，打开电源B释放通路。
图4是双电源设备上电、断电顺序控制方法几个门限电压之间的相互关系的示意图。如图所示在实施过程中四个门限电压的设置很关键，要根据实际情况采用合适的门限值。第一、四门限电压是决定释放通路打开和关闭的门限电压，第二、三门限电压是决定了下级电源打开和关闭的门限电压。要使本控制方法能够正常工作，一方面一、四门限电压要大大低于二、三门限电压，这样才能为上下级电源上电、断电提供足够的延时，实现本控制的基本功能，另一方面，第一、四门限电压之间要有一定的间隔，第二、三门限电压之间也要有一定的间隔，防止在上电、断电过程中因电源电压的不稳定造成释放通路在第一、四门限电压附近反复的打开和关闭以及次级电源在第二、三门限电压之间反复的打开和关闭。这样可以保证在电源上有一定的干扰、不很稳定的情况下也能正常工作。这四个门限电压从低到高的顺序是第四门限电压、第一门限电压、第三门限电压、第二门限电压。在图4中我们采用的各个门限值分别是第一门限30％上级电源正常工作电压，第二门限80％上级电源正常工作电压，第三门限70％上级电源正常工作电压，第四门限20％上级电源正常工作电压。这样既使一、四门限电压与二、三门限电压之间有50％上级电源正常工作电压的间隔，又使第一、四门限电压之间有10％上级电源正常工作电压的间隔，第二、三门限电压之间有10％上级电源正常工作电压的间隔，能正常工作又抗干扰。
当然，本发明还可有其它多种实施例，门限电压的取值也不局限于上面的数值，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种上电和断电顺序控制的方法，其特征在于，包括以下步骤步骤一，接通上级电源，连续检测、采样所述上级电源的电压；步骤二，在所述上级电源的电压上升超过第二门限电压时，闭合控制下级电源的开关，接通所述下级电源；步骤三，在所述上级电源的电压下降低于第三门限电压时，断开所述控制下级电源的开关，切断所述下级电源；步骤四，切断所述上级电源。
2.根据权利要求1所述的上电和断电顺序控制的方法，其特征在于，所述步骤二之前还包括在所述上级电源的电压上升超过第一门限电压时，断开所述下级电源的释放通路的步骤；所述步骤三之后还包括在所述上级电源的电压下降低于第四门限电压时，接通所述下级电源的释放通路的步骤。
3.根据权利要求2所述的上电和断电顺序控制的方法，其特征在于，还包括设置所述第一门限电压、第二门限电压、第三门限电压和第四门限电压的步骤。
4.根据权利要求3所述的上电和断点顺序控制的方法，其特征在于，所述第一门限电压和所述第四门限电压大于所述第二门限电压和所述第三门限电压，所述第一门限电压与所述第四门限电压相差一定数值，所述第二门限电压与所述第四门限电压相差一定数值。
5.根据权利要求4所述的上电荷断电顺序控制的方法，其特征在于，所述第四门限电压低于所述第一门限电压，所述第一门限电压低于所述第三门限电压，所述第三门限电压低于所述第二门限电压。
6.根据权利要求5所述的上电和断电顺序控制的方法，其特征在于，当多电源时，将所述各个电源根据顺序的要求整理出合适的上电、断电层次，根据所述的上电和断电顺序控制的方法对相邻的电源进行控制。
7.一种上电和断电顺序控制的装置，其特征在于，包括电压采样与比较器，用于检测、采样上级电源的电压，并与门限电压比较；下级电源开关控制器，用于决定所述下级电源的闭合与断开；下级电源的输出控制开关，用于接通或切断所述下级电源；所述电压采样与比较器分别与所述上级电源和所述下级电源开关控制器连接，所述下级电源开关控制器连接所述下级电源的输出控制开关，所述下级电源的输出控制开关与所述下级电源连接。
8.根据权利要求7所述的上电和断电顺序控制的装置，其特征在于，所述装置还包括下级电源的释放开关控制器，用于决定释放开关的闭合或断开；释放开关，用于打开或关闭释放通路；释放保护器，用于防止所述释放开关打开后释放电流过大而损坏开关或电路板；所述释放开关控制器分别连接所述电压采样与比较器和所述释放开关，所述释放开关连接所述释放保护器，所述释放保护器连接所述下级电源的输出控制开关的输出端。
9.根据权利要求8所述的上电和断电顺序控制的装置，其特征在于，所述释放保护器是一个过流保护元件。
10.根据权利要求9所述的实现上电和断电顺序控制的装置，其特征在于，所述装置可以多个级联构成多电源的上电和断电顺序控制装置。
全文摘要
本发明提出了一种上电和断电顺序控制的方法，其中，包括以下步骤步骤一，接通上级电源，连续检测、采样所述上级电源的电压；步骤二，在所述上级电源的电压上升超过第二门限电压时，闭合控制下级电源的开关，接通所述下级电源；步骤三，在所述上级电源的电压下降低于第三门限电压时，断开所述控制下级电源的开关，切断所述下级电源；步骤四，切断所述上级电源。
文档编号G05B19/04GK101021720SQ20061001132
公开日2007年8月22日 申请日期2006年2月13日 优先权日2006年2月13日
发明者马永东, 王加莹, 武成宾, 韦玉线 申请人:中兴通讯股份有限公司