[发明专利]一种双电源供电及断电时序控制装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及水利水文、城乡防汛、公共设施安全、地质灾害等自动监测技术领域，特别是应用于上述领域且无可靠电源保障的野外数据采集终端设备(以下简称采集终端或采集终端设备)的正负双电源供电及断电时序控制装置和方法。

背景技术

正常情况下，正电源、负电源的接通与关断时序为：开通电源时，先控制接通正电源，等待正电源电压建立稳定后，再控制接通负电源；关断电源时，先关断负电源，等待负电源电压回落到安全范围内，再控制关断正电源。

一般地，采集终端通过内部MCU执行相关程序，按规定的时序控制PIO端口电平来控制正、负电源的开通及关断时序。但在野外较恶劣电磁环境下(如雷电干扰等)，程序可能失控导致正负电源接通及关断时序错乱，使采集终端内CMOS器件电路产生栓锁效应导致电路无法正常工作，严重时会损坏采集终端设备。

发明内容

本发明针对现有技术通过程序控制双电源供电及切断，在野外较恶劣电磁环境下可能因程序失控导致CMOS器件栓锁甚至损坏采集终端设备的问题，提供一种双电源供电及断电时序控制装置，通过PMOS场效应管和NMOS场效应管等硬件电路控制正负电源接通时序及关断时序，该装置可以避免正、负电源供电及断电时序错误，保证设备正常工作。本发明还涉及一种双电源供电及断电时序控制方法。

本发明的技术方案如下：

一种双电源供电及断电时序控制装置，其特征在于，包括PMOS场效应管、NMOS场效应管、第一NPN三极管、第二NPN三极管、PNP三极管、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容和第四电容，

所述PMOS场效应管为正电源的控制主开关，PMOS场效应管的源极连接正电源，栅极连接第一NPN三极管的集电极，漏极连接正电源输出；所述NMOS场效应管为负电源的控制主开关，NMOS场效应管的源极连接负电源，栅极连接PNP三极管的集电极，漏极连接负电源输出；所述第一NPN三极管的基极连接电源开关控制信号线，发射极接地；所述PNP三极管的基极与第二NPN三极管的集电极相连，PNP三极管的发射极同时连接第一电阻的一端和第二电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的另一端接正电源输出；所述第二NPN三极管的基极连接电源开关控制信号线，发射极接地；

所述第一电容设置于PMOS场效应管的源极和栅极之间，所述第二电容设置于PMOS场效应管的栅极和漏极之间，所述第三电容设置于NMOS场效应管的源极和栅极之间，所述第四电容设置于NMOS场效应管的栅极和漏极之间。

所述的双电源供电及断电时序控制装置还包括第三电阻，所述第三电阻与第一电容并联设置于PMOS场效应管的源极和栅极之间。

所述的双电源供电及断电时序控制装置还包括第四电阻和第五电阻，所述第一NPN三极管的基极通过第四电阻连接电源开关控制信号线，所述第一NPN三极管的基极还连接第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端接地。

所述的双电源供电及断电时序控制装置还包括第六电阻和第七电阻，所述第一NPN三极管的发射极连接第六电阻后再接地，所述第一NPN三极管的发射极还连接第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端连接负电源输出。

所述的双电源供电及断电时序控制装置还包括第八电阻，所述第八电阻与第三电容并联于NMOS场效应管的源极和栅极之间。

所述的双电源供电及断电时序控制装置还包括第九电阻，所述第二NPN三极管的基极通过第九电阻连接电源开关控制信号线。

一种双电源供电及断电时序控制方法，其特征在于，采用PMOS场效应管为正电源的控制主开关，利用第一NPN三极管和第一组电容控制PMOS场效应管的栅极以及控制正电源的开通与断开；采用NMOS场效应管为负电源的控制主开关，利用PNP三极管和第二组电容控制NMOS场效应管的栅极以及控制负电源开通与断开，在电源开关控制信号与PNP三极管之间采用第二NPN三极管；

开通供电时，电源开关控制信号使第一NPN三极管导通并向第一组电容充电以增大PMOS场效应管的源—栅电压使PMOS场效应管导通，从而建立正电源输出电压；电源开关控制信号同时控制第二NPN三极管导通，在建立的正电源电压达到开启负电源阈值时，PNP三极管导通并向第二组电容充电以增大NMOS场效应管的源—栅电压使NMOS场效应管导通，从而建立负电源输出电压；