一種信號次第發送時序控制電路模塊的製作方法
2023-05-24 08:01:36
一種信號次第發送時序控制電路模塊的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種信號次第發送時序控制電路模塊，其特徵在於：所述電路模塊由功率輸出模塊、時序控制電路、金屬膜電阻器、信號源和單元模塊組成，信號源輸出端與時序控制電路輸入端電連接，時序控制電路輸出端與單元模塊輸入端電連接，單元模塊的輸出端與金屬膜電阻器的輸入端以及功率輸出模塊的輸入端電連接，本實用新型產品替代傳統的阻容定時或者單片機晶振控制電路，利用簡單的光電耦合器件即可實現複雜的電路功能，實現了使用簡化的設計和最少的元器件實現時序控制電路，具有時序穩定可靠，不受溫度、電磁幹擾等影響的特點。
【專利說明】一種信號次第發送時序控制電路模塊
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電路【技術領域】，具體涉及一種基於「多米諾骨牌效應」的信號次第發送時序控制電路模塊。
【背景技術】
[0002]通常情況下，時序控制主要依靠模擬定時晶片或單片機(CPU)來實現。例如:555定時器晶片可以通過外圍的阻容定時元器件設定觸發信號時間，從而控制時序，這種技術目前應用已較為成熟，但存在很大的弊端，當外界溫度變化時，用於設定定時的阻容元器件參數開始漂移，觸發信號時間明顯變化，有的甚至時序顛倒，而來自外界的未知的一個電磁脈衝將會使晶片瞬間復位或死機，使整個系統崩潰，造成毀滅性災難；
[0003]如圖1，LM555定時器單穩態觸發模式原理圖，以LM555定時器進行時序控制的電路為例，Ul?U3為定時晶片，通過外部連接設置為單穩態模式。C為定時電容器，RA和RB為定時電阻器，通過調整它們的容值和阻值設定延遲時間td，設定參數見圖2。從圖中可以看出，每個單元模塊由單獨的定時器觸發，通過設定不同的延遲時間來實現各組功率輸出啟動的先後順序。延遲時間會受到外界因素的影響，這來源於電阻器、電容器甚至是晶片本身對穩定溫度的敏感依賴性，電磁幹擾信號也是影響延遲時間的重要因素，較大的電磁脈衝還可能使晶片發生非預期的「復位」，各組功率輸出順序將被打亂，造成系統失效或損毀。
[0004]如圖2，由於LM555定時器晶片需要單獨的供電電壓，而各組功率輸出之間還需要電隔離，所以定時器的供電部分也應隔離，各組晶片的Vcc供電+5V電壓由工頻變壓器的多組次級線圈實現電隔離，通過整流、濾波以及穩壓後提供。這種單獨供電並且各組隔離的供電設計不但增大了系統失效的可能性，還增加了材料和研發成本。
實用新型內容
[0005]針對上述存在的問題，本實用新型的目的在於解決傳統電路受溫度環境和電磁環境影響大，可能發生非預期「復位」造成時序顛倒的設計缺陷，以及相對複雜的電路設計的問題。
[0006]為實現上述目的，本實用新型提供了以下技術方案:
[0007]一種信號次第發送時序控制電路模塊，其特徵在於:所述電路模塊主要由功率輸出模塊、時序控制電路、金屬膜電阻器、信號源和單元模塊組成，信號源輸出端與時序控制電路輸入端電連接，時序控制電路輸出端與單元模塊輸入端電連接，單元模塊的輸出端與金屬膜電阻器的輸入端以及功率輸出模塊的輸入端電連接。[0006]其中，所述時序控制電路模塊的數量至少為2個，並按信號的傳遞次序依次連接，前一個時序控制電路模塊的金屬膜電阻器的輸出端與後一個時序控制電路模塊的時序控制電路輸入端電連接。
[0008]依據各組單元模塊啟動順序或各組功率輸出時序要求確定設計思路，在實際DC/DC變換器設計中考慮採樣限流電阻器額定功率和阻值的合理選擇，通過極少的元器件簡化電路設計，開通或關閉信號按預期的要求次第傳遞，保證信號時序在任何情況下不會紊亂。[0009]將信號順序發送到各單元模塊電路，保證信號按預期的順序發送和傳遞。
[0010]信號的傳遞過程是可逆的，在關閉信號時也是次第發送的，信號順序與開通信號相同，符合電子設備的設計要求。
[0011]信號源發出的高電平信號觸發Ul次級開通，使單元模塊I的TTL端處於低電平，功率輸A出被打開，再通過限流電阻器從功率輸出埠採樣電壓信號，此信號觸發U2次級開通，使單元模塊2的TTL端處於低電平，功率輸出B被打開，同樣，在信號傳遞的過程中，功率輸出C也被打開，實現依次開通。
[0012]本申請以電阻器電壓採樣，光電耦合器信號耦合電路為例，依據各組單元模塊啟動順序要求，即各組功率輸出時序要求確定設計思路，在實際DC/DC變換器設計中應考慮採樣限流電阻器額定功率和阻值的合理選擇。
[0013]如圖3，信號次第開通電路基本原理圖信號源發出的高電平信號觸發Ul的次級開通，使單元模塊I的TTL端處於低電平，功率輸出A被打開。再通過限流電阻器Rl從功率輸出B埠採樣電壓信號，此信號觸發U2次級開通，使單元模塊2的TTL端處於低電平，功率輸出B被打開。同理，通過信號的專遞過程，功率輸出C也被打開。實現了依次開通過程，該過程的順序不會因外界幹擾或電路故障而造成信號順序的顛倒。
[0014]同樣的原理,信號源為低電平時，各組功率輸出也會按一定順序關閉。
[0015]有益效果
[0016]本申請實現了一種無源的信號控制電路模塊，不需要供電電源，簡化了電路設計，從而提高了電路可靠性和降低了成本。更為重要的是它克服了傳統時序控制電路時序對外界影響敏感的弊端，使時序控制穩定、可靠。
[0017]本申請實現方式通過2隻普通的金屬膜電阻器和3隻光電耦合器即可實現，對限流電阻器R1、R2的精度、溫度穩定性均無嚴格要求。由於信號為開關信號，對光電耦合器的傳輸比、線性度等指標也無特殊要求。
[0018]本申請不僅以三組的功率模塊控制為限制，在多組模塊或其它種類的模塊以及模塊電壓不同的情況下都可實現，具體實現方式依據具體模塊輸出電壓以及時序要求而定，但存在以下幾個基本條件:
[0019]1、信號的延遲時間無較高的精度要求；
[0020]2、如啟動後，控制信號要求「閉鎖」，則光電耦合器應選擇次級為關斷式的型號。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為LM555定時器單穩態觸發模式原理圖；
[0022]圖2為延遲時間設定表；
[0023]圖3為觸發器輔助供電電路原理圖；
[0024]圖4信號次第開通基本電路原理圖；
[0025]圖5信號次第開通實例電路原理圖。
【具體實施方式】
[0026]一種信號次第發送時序控制電路模塊，其特徵在於:所述電路模塊主要由功率輸出模塊、時序控制電路、金屬膜電阻器、信號源和單元模塊組成，信號源輸出端與時序控制電路輸入端電連接，時序控制電路輸出端與單元模塊輸入端電連接，單元模塊的輸出端與金屬膜電阻器的輸入端以及功率輸出模塊的輸入端電連接。
[0027]其中，所述時序控制電路模塊的數量至少為2個，並按信號的傳遞次序依次連接，前一個時序控制電路模塊的金屬膜電阻器的輸出端與後一個時序控制電路模塊的時序控制電路輸入端電連接。
[0028]其中，依據各組單元模塊啟動順序或各組功率輸出時序要求確定設計思路，在實際DC/DC變換器設計中考慮採樣限流電阻器額定功率和阻值的合理選擇，通過極少的元器件簡化電路設計，開通或關閉信號按預期的要求次第傳遞，保證信號時序在任何情況下不會紊亂。
[0029]其中，將信號順序發送到各單元模塊電路，保證信號按預期的順序發送和傳遞。
[0030]其中，信號的傳遞過程是可逆的，在關閉信號時也是次第發送的，信號順序與開通信號相同，符合電子設備的設計要求。
[0031]其中，信號源發出的高電平信號觸發Ul次級開通，使單元模塊I的TTL端處於低電平，功率輸A出被打開，再通過限流電阻器從功率輸出埠採樣電壓信號，此信號觸發U2次級開通，使單元模塊2的TTL端處於低電平，功率輸出B被打開，同樣，在信號傳遞的過程中，功率輸出C也被打開，實現依次開通。
[0032]以三組具有啟動時序要求的功率輸出模塊電路為例，啟動順序要求為:50W功率模塊(輸出電壓+3.3V)— 100W功率模塊(輸出電壓+5V)— 150W功率模塊(輸出電壓+12V)，如圖5所示，本技術方法針對各組輸出電壓對R1、R2進行匹配設計，使信號傳輸器件光電耦合器的初級工作在合適的導通電流下，保證控制信號傳遞的穩定性。根據採樣信號的電壓值，Rl選擇為0.5W220 Ω金屬膜電阻器，R2阻值為668 Ω。
[0033]本實用新型舉例說明利用限流電阻器採樣電路和光電耦合器信號傳輸電路對三組功率模塊的啟動順序進行設計，具有下列特點:
[0034]1、無傳統電路受溫度、電磁幹擾影響的缺陷；
[0035]2、元器件數量和種類少，並且對元器件指標要求低，提高可靠性的同時降低了成本；
[0036]3、無需單獨的供電電路，信號能量來源於功率模塊自身；
[0037]4、光電耦合設計，各組功率模塊實現電隔離。
[0038]最後應說明的是:顯然，上述以三組功率模塊為實例僅僅是為清楚地說明本技術在實際使用時的舉例，而並非對具體設計方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本技術的保護範圍之中。
【權利要求】
1.一種信號次第發送時序控制電路模塊，其特徵在於:所述電路模塊由功率輸出模塊、時序控制電路、金屬膜電阻器、信號源和單元模塊組成，信號源輸出端與時序控制電路輸入端電連接，時序控制電路輸出端與單元模塊輸入端電連接，單元模塊的輸出端與金屬膜電阻器的輸入端以及功率輸出模塊的輸入端電連接。
2.根據權利要求1所述的時序控制電路模塊，其特徵在於:所述時序控制電路模塊的數量至少為2個，並按信號的傳遞次序依次連接，前一個時序控制電路模塊的金屬膜電阻器的輸出端與後一個時序控制電路模塊的時序控制電路輸入端電連接。
【文檔編號】H03K17/78GK203563039SQ201320731370
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月19日 優先權日:2012年12月18日
【發明者】白傑 申請人:航天長峰朝陽電源有限公司