一种直流电压上电时序控制装置的制作方法

本发明涉及上电时序领域，具体涉及一种直流电压上电时序控制装置。

背景技术：

在处理器系统中，各个板卡上的多个功能控制芯片要求为其供电的直流电压要具有上电时序，在直流电压的有效上电时序控制下，板卡上各个功能控制芯片的工作才能有序不乱，很好的实现各种设计要求。一般直流电压的上电时序多用专门的集成控制芯片来设计，而这些时序集成控制芯片成本高，不灵活，该类芯片是基于一种固定格式的时序控制，时序控制路数太多，集成芯片的本体会很大，不利于整体电路设计，通常一颗时序集成芯片最多控制三路输出电压，而且控制的时间间隔固定，不能根据不同功能控制芯片的上电时序需求来进行设置。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种直流电压上电时序控制装置，能够控制多路直流电压输出单元的上电时序，且能自主设置不同时间间隔，便于灵活使用。

针对上述技术问题，本专利是这样解决的：一种直流电压上电时序控制装置，包括供电模块、多个直流电压输出单元及多个直流电压上电时序控制单元，多个直流电压输出单元串联电连接，且相邻直流电压输出单元之间电连接有直流电压上电时序控制单元，直流电压上电时序控制单元控制多个直流电压输出单元从串联的一端到另一端按照不同的时序启动；所述供电模块电连接多个直流电压输出单元，并通过直流电压上电时序控制单元向直流电压输出单元输出使能电压。

本发明中多个直流电压上电时序控制单元均可以设置不同的延时时长，从而使每个直流电压输出单元之间的间隔时间均不相同，且可以实现多路控制，相比于现有技术只能最多控制三路输出电压且时间间隔固定，本发明适应性强，灵活性好，且直流电压相比于交流电压来说不会因加入直流电压上电时序控制单元失真，很好的解决了三路以上直流电压上电时序难控制的问题，可靠性高。

相比于现有技术，本专利的有益效果为：

每个直流电压上电时序控制单元所要延时的时间间隔可以不一致，灵活性好；通过多个串联的直流电压输出单元及直流电压上电时序控制单元实现多路直流电压输出单元的上电时序控制，适应性强。

附图说明

图1是本专利的电路模块框图。

图2是本专利设于串联首端的直流电压输出单元的电路图。

图3是本专利设于串联首端的直流电压上电时序控制单元的电路图。

图4是与图3中直流电压上电时序控制单元连接的下一级直流电压输出单元的电路图。

图5是本专利使能触发单元的电路图。

图6是本专利设于串联末端的直流电压上电时序控制单元的电路图。

图7是本专利设于串联末端的直流电压输出单元的电路图。

具体实施方式

下面根据实施例及附图对本专利进行详细说明。

如图1所示的一种直流电压上电时序控制装置，包括供电模块、多个直流电压输出单元及多个直流电压上电时序控制单元，多个直流电压输出单元串联电连接，且相邻直流电压输出单元之间电连接有直流电压上电时序控制单元，直流电压上电时序控制单元控制多个直流电压输出单元从串联的一端到另一端按照不同的时序启动；所述供电模块电连接多个直流电压输出单元，并通过直流电压上电时序控制单元向直流电压输出单元输出使能电压。

所述供电模块包括相互电连接的输入电压单元及使能触发单元，输入电压单元电连接使能触发单元及多个直流电压输出单元，使能触发单元通过直流电压上电时序控制单元向直流电压输出单元输出使能电压。

所述直流电压上电时序控制单元包括相互电连接的延时充电电路及开关电路，上一级直流电压输出单元的输出端与延时充电电路电连接，开关电路分别电连接使能触发单元、下一级直流电压输出单元，上一级直流电压输出单元向延时充电电路充电，当充电电压到达阀值后，开关电路导通，并使得使能触发单元向下一级的直流电压输出单元输出使能电压。

只需延时充电电路及开关电路即可实现延时上电的功能，相比于集成芯片及其所需的外围电路来说结构简单，也便于灵活设计。

所述开关电路包括晶体管电路，当延时充电电路的充电电压到达阀值后，晶体管电路导通，并使得使能触发单元通过晶体管电路向直流电压输出单元输出使能电压。利用晶体管电路实现开关电路，结构简单，通过对晶体管参数及外围电路的设定可对开关电路进行灵活调整。

所述延时充电电路为多个并联的电容，其并联的一端接地，另一端接直流电压输出单元及开关电路。

通过直流电压输出单元对多个并联电容进行充电，结构简单且对电容参数进行调整即可方便地改变充电的时长，适应性强。

如图2所示，设于串联首端的直流电压输出单元主要由vd1（输入电压单元的电压输出端）、u1（具体实施过程中为直流电压转换控制芯片mp1495）、c2、r3、c7、r8、r6、r11、c10、r2、c3、l2、r9、r7、r12、c9、vout1（本直流电压输出单元的电压输出端）构成，其中vd1连接u1的pin2，c2一端分别与r3、vd1、u1的pin2连接，另一端连接工作地，c2用作直流电压输出单元的输入电容，r3一端连接vd1，另一端分别与r8、u1的pin6连接，r8一端接工作地，另一端连接r3、u1的pin6，r3、r8将vd1分压电压送到u1的pin6端，为u1的使能触发提供电压，使u1正常工作，而r6、r11分压u1的pin7处电压，给u1的pin1提供工作电压，即r6一端连接c7及u1的pin7，另一端连接c10、r11及u1的pin1，而c7一端连接工作地，另一端连接r6及u1的pin7，r11一端连接工作地，另一端连接c10、r6及u1的pin1。c10一端接地，另一端与r6，r11，u1的pin1连接。r2一端与u1的pin5连接，另一端与c3连接，c3一端与l2及u1的pin3连接，另一端与r2连接，r2、c3是u1正常工作时所需的升压电路。l2是直流输出电感，l2一端与c3和u1的pin3连接，另一端与r9、c9及vout1连接。c9一端接地，另一端与r9、l2和vout1连接，c9是直流电压输出电容。r9一端与r7、r12连接，另一端与l2，c9，vout1连接，r12一端接地，另一端与r7、r9连接，r9、r7、r12构成直流电压输出的反馈电路，调整vout1的大小。

如图3所示，设于串联首端的直流电压上电时序控制单元具体包括vout1、vd5.0（与使能触发单元连接的一端）、q1（三极管）、r16、r19、r17、q2（p型mosfet）、c18、c20、c21、r20、ctrl_1（与下一级直流电压输出单元连接的一端），vout1连接r20，r20的另一端连接c18、c20、c21、q2的基极，c18一端接地，另一端与r20、c20、c21、q2的基极分别连接，c20一端接地，另一端与r20、c18、c21、q2的基极分别连接，c21一端接地，另一端与r20、c20、c18、q2的基极分别连接，其中，r20为q2基极的限流电阻，延时充电电路包括c18、c20和c21这三个电容，且c18、c20和c21均为q2基极电压爬升延时电容。晶体管电路包括q1、r16、r19、r17、q2，其中r19一端接q2的集电极，另一端分别与r16、q1的栅极连接，r16一端与vd5.0、q1的源极连接，另一端分别与r19、q1的栅极连接，r17一端接地，另一端分别与ctrl_1、q1的漏极连接。

本直流电压上电时序控制单元的工作原理为：

当vout1加到r18上后，先给c18、c20、c21充电，q2的基极电压缓慢上升，当上升到q2的阀值电压时，q2导通，q2的集电极、发射极接地。当q2集电极接地，那q1因低电平而导通，vd5.0就直接加到下一级直流电压输出单元的使能端，进而使下一级直流电压输出单元开始工作。

如图4所示，与设于串联首端的直流电压上电时序控制单元连接的下一级直流电压输出单元包括u4（直流电压转换控制芯片mp1495）、c25、r34、c27、r31、r33、r32、c23、r30、c26、l4、r28、r29、r27、c24、vout2（本直流电压输出单元的电压输出端），其中，c25一端分别与vd1、r34、u4的pin2连接，另一端连接工作地，c25为直流电压输出单元的输入电容，r34一端分别与vd1、c25、u4p的in2连接，另一端分别与r31、u4的pin6连接，r31一端接工作地，另一端分别连接r34、u4的pin6，r34、r31将vd1分压电压送到u4的pin6端，为u4的使能触发提供电压，使u4正常工作，而r33、r34分压u4的pin7处电压，给u4的pin1提供工作电压，即r33一端连接c27，u4的pin7，另一端连接c23，r32，u4的pin1，而c27一端连接工作地，另一端分别连接r33，u4的pin7，r32一端连接工作地，另一端连接c23，r33，u4的pin1。c23一端接地，另一端分别与r33，r32，u4的pin1连接。r30一端与u4的pin5连接，另一端与c26连接，c26一端与l4，u4的pin3连接，另一端与r30连接，r30、c26是u4正常工作时所需的升压电路。l4是直流输出电感，l4一端与c26，u4的pin3连接，另一端与r28，c24，vout2连接。c24一端接地，另一端与r28，l4，vout2连接，c24是直流电压输出电容。r28一端与r29、r27连接，另一端与l4，c24，vout2连接，r27一端接地，另一端与r28、r29连接，r28、r29、r27构成直流电压输出的反馈电路，调整输出电压的大小。

如图5所示的使能触发单元，包括u3（直流电压转换控制芯片mp1495）、c13、c14、r18、c16、r23、r22、r25、c22、r15、c15、l3、r24、r21、r26、c19、c17、vd5.0（使能触发单元的电压输出端），其中，c13一端分别与vd1、r18、u3的pin2连接，另一端连接工作地，c13用作使能触发单元的输入电容，c14与c13并联，r18一端分别与vd1、c13、u3的pin2连接，另一端分别与r23、u3的pin6连接，r23一端接工作地，另一端分别连接r18、u3的pin6，r18、r23将vd1分压电压送到u3的pin6端，为u3的使能触发提供电压，使u3正常工作，而r22、r25分压u3的pin7处电压，给u3的pin1提供工作电压，即r22一端连接c16，u3的pin7，另一端连接c22，r25，u3的pin1，而c16一端连接工作地，另一端分别连接r22，u3的pin7，r25一端连接工作地，另一端连接c22，r22，u3的pin1。c22一端接地，另一端分别与r22，r25，u3的pin1连接。r15一端与u3的pin5连接，另一端与c15连接，c15一端与l3，u3的pin3连接，另一端与r15连接，r15、c15是u3正常工作时所需的升压电路。l3是直流输出电感，l3一端与c15，u3的pin3连接，另一端与r24，c19，vd5.0连接。c19一端接地，另一端与r24、l3及vd5.0连接，c19用作直流电压输出电容，c17与c19并联。r24一端与r21、r26连接，另一端与l3、c19、vd5.0连接，r26一端接地，另一端与r24、r21连接，r24、r26、r21构成直流电压5v输出的反馈电路。

如图6所示，设于串联末端的直流电压上电时序控制单元包括vout（n-1）、vd5.0、q3（p型mosfet）、r38、r39、r36、q4（三极管）、c28、c30、c29、r37、ctrl_n，vout（n-1）为与上一级直流电压输出单元连接的一端，vout（n-1）连接r37，r37的另一端连接c28、c30、c29、q4的基极，c28一端接地，另一端与r37、c30、c29、q4的基极分别连接，c28一端接地，另一端与r37、c30、c29、q4的基极分别连接，c29一端接地，另一端与r37、c30、c28、q4的基极分别连接，其中，r37为q4基极的限流电阻，延时充电电路包括c28、c30、c29，其均为q4基极电压爬升延时电容，晶体管电路包括q3、r38、r39、r36、q4，r39一端接q4的集电极，另一端分别与r38、q3的栅极连接，r38一端与vd5.0、q3的源极连接，另一端分别与r39、q3的栅极连接，r36一端接地，另一端分别与ctrl_n、q3的漏极连接。

本直流电压上电时序控制单元的工作原理为：

当vout（n-1）加到r37上后，先给c28、c30、c29充电，q4的基极电压缓慢上升，当上升到q4的阀值电压时，q4导通，q4的集电极、发射极接地。当q4集电极接地，也即q3的栅极为低电平，q3的源极、漏极导通，vd5.0就加到下一级直流电压输出单元的使能端使其正常工作。

具体实施过程中，设于相邻直流电压输出单元之间的直流电压上电时序控制单元均与图3、图6所示的电路结构一致。

如图7所示设于串联末端的直流电压输出单元，包括vd1、ctrl_n、voutn、c6、c8、u2（直流电压转换控制芯片mp1495）、r13、r1、c1、r4、c5、l1、r5、r10、c4、c11、c12，其中c6一端接地，另一端分别与vd1、u2的pin1连接，c8一端接地，另一端与ctrl_n、u2的pin13连接，r13一端与u2的pin4连接，另一端分别与c12、u2的pin11连接，c12一端接地，另一端分别与r13、u2的pin11连接，r1一端与u2的pin10连接，另一端与c1连接，c1一端与r1连接，另一端分别与l1、r4、u2的pin16连接，l1一端分别与c1、u2的pin16、r4连接，另一端分别与c5、r5、c4、voutn连接，c5一端与r4连接，另一端分别与l1、u2的pin7、r5、c4、voutn连接，r10一端接地，另一端分别与r5、u2的pin12连接，c4一端接地，另一端分别与r5、c5、l1、u2的pin7、voutn连接。c11一端接地，另一端分别与u2的pin7、c5、l1、r5、c4、voutn连接。

综上，本实施例的工作原理为：

输入电压单元向各个直流电压输出单元提供vd1，使能触发单元向各个直流电压上电时序控制单元提供vd5.0；

从串联首端至末端，每一级的直流电压输出单元按顺序依次向下一级直流电压上电时序控制单元中的延时充电电路充电，达到一定的阀值后，使晶体管电路导通，vd5.0通过晶体管电路加载到下一级直流电压输出单元的使能端上。

其中每个延时充电电路充电到达阀值的时间均可设置，灵活性好；且可以往下一直扩充多路（包括三路以上）串联的直流电压输出单元，适应性强，可靠性高。