电源使能控制电路及有逻辑器件、无逻辑器件电源装置的制作方法

本实用新型涉及电源技术，特别涉及板载DC-DC电源使能控制技术。

背景技术：

目前的弱电电子系统中，板卡内的各种电子元器件使用的电源总是由高压交流电经过 AC-DC电源整流滤波后变成低压直流电，再经过板载的DC-DC电源模块转化而来。

在这个转化过程中，电子系统总会涉及到电源的上电和掉电过程。目前较为复杂的电子系统，如机架式通用设备、路由器、交换机等，一般由多张板卡协同工作，而每一张卡中使用的电子元件和芯片，对电源的上电和下电顺序，都有严格的要求。在工程师设计板卡内电源电时序时，往往很难控制下电的时序或者不关心下电时序。而在电子系统下电过程中，如果电源使能不受控，造成反复上下电、电压反灌等都有可能会导致芯片逻辑混乱，IO口不受控而误擦写数据，下电时序不满足芯片要求而导致芯片异常。更为严重者会损坏芯片。为解决此问题，目前大多数厂家的DC-DC芯片的使能控制脚都不是单一的门限开关，而是使用双门限电平开关。但在实际使用过程中，部分DC-DC芯片自带双门限开关却效果不佳，如果DC-DC 使能管脚电压刚好在关断电平附近来回波动时，电源未完全关断，双门限开关并没有起作用，从而会导致电源反复开关。

造成此问题的原因是由于电源的使能管脚从设计上并不是使用数字信号驱动。而若要使用数字器件去控制电源使能，则首先要求数字器件自身电源已经正常上电工作，而其自身的电源使能仍需要控制，这就造成了无法采用数字器件控制电源使能的问题或需要增加额外的稳定电源来控制数字器件的电源使能的问题。所以目前的电子系统第一级DC-DC电源模块大都使用对Vin电源(输入电源)电阻分压或者使用稳压二极管加上电阻分压的方式，但还是存在使能信号随DC-DC端输入电压的跌落而线性跌落的而非只有“0”、“1”两个状态的情况，这样就仍然会存在上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是解决目前板载DC-DC电源模块上下电时序不稳定的问题，提供一种电源使能控制电路及有逻辑器件、无逻辑器件电源装置。

本实用新型解决该技术问题，采用的技术方案是，电源使能控制电路，包括分压模块及外部电源输入端，所述外部电源输入端与分压模块的输入端连接，还包括复位计时模块及使能信号输出端，所述分压模块的输出端与复位计时模块的输入端连接，复位计时模块的输出端与使能信号输出端连接。

具体的，所述复位计时模块为复位计时芯片。

进一步的，所述复位计时芯片为型号为P7TM7809的复位计时芯片。

具体的，所述复位计时模块中包括复位电源、复位比较器及计时单元，所述复位比较器的正相输入端作为复位计时模块的输入端，复位比较器的负相输入端与复位电源连接，复位比较器的输出端与计时单元连接，计时单元的输出端作为复位计时模块的输出端，计时单元及复位电源由复位计时模块的输入端供电。

再进一步的，所述分压模块包括地线、第一电阻、第二电阻、第一稳压二极管及第二稳压二极管，所述第一稳压二极管的负极作为分压模块的输入端，第一稳压二极管的正极与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端与第二电阻的一端及第二稳压二极管的负极连接，第二电阻的另一端与地线连接，第二稳压二极管的正极与地线连接，第二稳压二极管的负极作为分压模块的输出端。

有逻辑器件电源装置，包括逻辑器件、一级DC-DC电源模块及后级被控DC-DC电源模组，所述逻辑器件的使能输出端口与后级被控DC-DC电源模组连接，逻辑器件的电源输入接口与一级DC-DC电源模块的电源输出端连接，一级DC-DC电源模块的电源输入端与外部电源输入端连接，后级被控DC-DC电源模组与外部电源输入端连接，还包括如上述的电源使能控制电路，所述使能信号输出端与逻辑器件的使能输入端及一级DC-DC电源模块的使能输入端连接。

具体的，所述逻辑器件的使能输出端口由多个使能输出接口组成，所述后级被控DC-DC 电源模组包括多个后级被控DC-DC电源模块，每一个后级被控DC-DC电源模块的电源输入端都与外部电源输入端连接，每一个后级被控DC-DC电源模块的使能输入端都分别与逻辑器件的一个使能输出接口一一对应连接。

无逻辑器件电源装置，包括多个DC-DC电源模块，每一个DC-DC电源模块的电源输入端都与外部电源输入端连接，还包括与DC-DC电源模块数量相对应的如上述的电源使能控制电路，每一个DC-DC电源模块都与一个电源使能控制电路一一对应，所述电源使能控制电路中的使能信号输出端和与其对应的DC-DC电源模块的使能输入端连接。

本实用新型的有益效果是，通过上述电源使能控制电路及有逻辑器件、无逻辑器件电源装置，由于复位计时模块可以在当其输入端接收到的电压大于设定值时开始计时，计时结束后输出对应的高电平，当其输入端接收到的电压小于设定值时直接输出低电平，即相当于其输出只有“0”、“1”，且输出“1”时需要延时，从而使电源使能为数字且可控的，同时也不需要额外增加电源。

附图说明

图1是本实用新型实施例中电源使能控制电路的电路示意图；

图2是本实用新型实施例中有逻辑器件电源装置的电路示意图；

图3是本实用新型实施例中无逻辑器件电源装置的电路示意图；

其中，R1为第一电阻、R2为第二电阻、VD1为第一稳压二极管、VD2为第二稳压二极管、 U1为复位计时模块、1节点为分压模块的输出端。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，详细描述本实用新型的技术方案。

本实用新型的电源使能控制电路，包括分压模块、外部电源输入端、复位计时模块及使能信号输出端，其中，外部电源输入端与分压模块的输入端连接，分压模块的输出端与复位计时模块的输入端连接，复位计时模块的输出端与使能信号输出端连接。

本实用新型的有逻辑器件电源装置，包括逻辑器件、一级DC-DC电源模块、后级被控DC-DC 电源模组及如上述的电源使能控制电路，其中，逻辑器件的使能输出端口与后级被控DC-DC 电源模组连接，逻辑器件的电源输入接口与一级DC-DC电源模块的电源输出端连接，一级 DC-DC电源模块的电源输入端与外部电源输入端连接，后级被控DC-DC电源模组与外部电源输入端连接，电源使能控制电路的使能信号输出端与逻辑器件的使能输入端及一级DC-DC电源模块的使能输入端连接。

本实用新型的无逻辑器件电源装置，包括多个DC-DC电源模块及与DC-DC电源模块数量相对应的如上述的电源使能控制电路，每一个DC-DC电源模块的电源输入端都与外部电源输入端连接，每一个DC-DC电源模块都与一个电源使能控制电路一一对应，电源使能控制电路中的使能信号输出端和与其对应的DC-DC电源模块的使能输入端连接。

实施例

本实用新型实施例中的电源使能控制电路，其电路示意图参见图2，包括分压模块、外部电源输入端、复位计时模块及使能信号输出端，其中，外部电源输入端与分压模块的输入端连接，分压模块的输出端与复位计时模块的输入端连接，复位计时模块的输出端与使能信号输出端连接。

这里，复位计时模块U1优选为复位计时芯片，如型号为P7TM7809的复位计时芯片，其可等效为复位电源、复位比较器及计时单元，复位比较器的正相输入端作为复位计时模块的输入端，复位比较器的负相输入端与复位电源连接，复位比较器的输出端与计时单元连接，计时单元的输出端作为复位计时模块的输出端，计时单元及复位电源由复位计时模块的输入端供电。

参见图1可见，分压模块包括地线、第一电阻R1、第二电阻R2、第一稳压二极管VD1及第二稳压二极管VD2，第一稳压二极管VD1的负极作为分压模块的输入端，第一稳压二极管VD2的正极与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端及第二稳压二极管VD2的负极连接，第二电阻R2的另一端与地线连接，第二稳压二极管VD2的正极与地线连接，第二稳压二极管VD2的负极作为分压模块的输出端1。

该电源使能控制电路可应用于有逻辑器件的电源装置中，也可应用于无逻辑器件的电源装置中。

针对有逻辑器件电源装置，则其电路示意图参见图2，包括逻辑器件、一级DC-DC电源模块、后级被控DC-DC电源模组及如上述的电源使能控制电路，其中，逻辑器件的使能输出端口与后级被控DC-DC电源模组连接，逻辑器件的电源输入接口与一级DC-DC电源模块的电源输出端连接，一级DC-DC电源模块的电源输入端与外部电源输入端连接，后级被控DC-DC 电源模组与外部电源输入端连接，电源使能控制电路的使能信号输出端与逻辑器件的使能输入端及一级DC-DC电源模块的使能输入端连接。

其中，逻辑器件的使能输出端口由多个使能输出接口组成，所述后级被控DC-DC电源模组包括多个后级被控DC-DC电源模块，每一个后级被控DC-DC电源模块的电源输入端都与外部电源输入端连接，每一个后级被控DC-DC电源模块的使能输入端都分别与逻辑器件的一个使能输出接口一一对应连接。

其运作方式可为：

将外部电源输入端与外部电源连接，其输入电压设为Vin，设第一稳压二极管VD1的反向击穿电压为Vzt1，第二稳压二极管VD2的反向击穿电压为Vzt2，复位电源为Vrst，其对应于设定的开启关断电压Von/Voff，使能信号输出端输出的使能信号为EN，1节点电压为Vt。

上电时，Vin开始上升，当Vin小于第一稳压二极管VD1反向击穿电压Vzt1时，第一稳压二极管VD1为截止状态，Vin电压高于Vzt1后，第一稳压二极管VD1反向击穿，Vt为 (Vin-Vzt1)×(R2/(R1+R2))，当Vt电压达到Von/Voff后，复位计时模块U1启动内部计时器，此时Vt继续随Vin的上升而线性增长；当Vt达到第二稳压二极管VD2的反向击穿电压Vzt2 后，第二稳压二极管VD2反向击穿，Vt被钳位到Vzt2，此时即使Vin还在上升，Vt保持不变，当复位计时模块U1计时达到预定值后，其使能信号输出端输出的EN由低电平变为高电平，该电平电压等于其输入电压Vt，EN连接逻辑器件和一级DC-DC电源模块的使能端，此时一级DC-DC电源模块开始上电，为逻辑器件提供工作电源，逻辑器件正常工作后，再控制各后级DC-DC电源模块上电。

下电时，Vin开始下降，当Vin大于第一稳压二极管VD1反向击穿电压Vzt1时，第一稳压二极管VD1为反向击穿状态，此时Vt随Vin线性下降，当Vt点电压大于Vzt2时，仍然维持在Vzt2，当Vt小于Vzt2时，Vt为(Vin-Vzt1)×(R2/(R1+R2))，当Vt下降到Von/Voff电压后，复位计时模块U1使能信号输出端立即将EN由高电平变为低电平，此时一级DC-DC电源模块开始下电，逻辑器件此时仍可正常工作，当获取到EN下降沿状态后，开始按照内部预先设计好的下电时序去控制后级DC-DC电源模块的使能依次关断。此时外部电源由于负载断开，可能会造成电流反灌而Vin突然上冲一瞬间，Vt随之上冲，但由于Vt电压需要持续大于Von/Voff电压达到一定时间(即计时时间)，复位计时模块U1才会重新输出高电平，所以短暂的Vt上冲并不会造成一级DC-DC电源模块及后级DC-DC电源模块反复下电上电。

对于有逻辑器件系统，元器件参数主要根据系统的Vin和需要设计的Von/Voff选择。 Von/Voff以及延时时间(计时时间)是由复位计时模块U1决定，若采用复位计时芯片，则由复位计时芯片(如P7TM7809)决定，可根据实际系统需要的值选择具体型号，第一稳压二极管VD1、第一电阻R1、第二电阻R2共同决定Vt的大小，由上述Vt电压公式和Vin输入值选择参数，在Vin达到额定电压时，要求Vt大于Von/Voff，第二稳压二极管VD2的作用为将 Vt限制为逻辑器件可识别的电平电压值，可根据逻辑器件的电平类型来选择第二稳压二极管 VD2的Vzt2，但需要在Vin达到额定电压时Vzt2小于Vt，否则起不到钳位的作用。

无逻辑器件电源装置，包括多个DC-DC电源模块，每一个DC-DC电源模块的电源输入端都与外部电源输入端连接，还包括与DC-DC电源模块数量相对应的如上述的电源使能控制电路，每一个DC-DC电源模块都与一个电源使能控制电路一一对应，所述电源使能控制电路中的使能信号输出端和与其对应的DC-DC电源模块的使能输入端连接。

其运作方式基本可参见上述有逻辑器件电源装置的运作方式，其区别在于：每个DC-DC 电源模块的使能输入端都由独立的电源使能控制电路控制，为了控制整个系统的上下电时序，每个DC-DC电源模块对应的电源使能控制电路的Vt的上升斜率和Von/Voff都需要单独设置，如需要先上电的DC-DC电源模块，可调整其对应的电源使能控制电路的第一电阻R1、第二电阻R2、第一稳压二极管VD1的Vzt1参数使其Vt上升斜率变快或选择Von/Voff门限电平较低的复位计时芯片以及选择延时时间较短的复位计时芯片。在下电时，当某个电源使能控制电路的Vt下降到对应的Voff门限时其EN会立即变为低电平，而复位计时芯片的Voff和Von 是同一门限值，所以如果延时时间参数都相同，则下电时序与上电时序相反，如果需要区别设计上电时序和下电时序，则需要选择Von/Voff电平的同时，考虑延时时间。