[发明专利]一种低功耗传感器中芯片的启动装置及方法

说明书

一种低功耗传感器中芯片的启动装置及方法，通过延迟产生启动信号使配电线路上设备中的芯片在较高的电压下开始工作。芯片的启动装置包括电压检测芯片、延时模块，电源装置的电压输出大于检测电压V_DF时，电压检测芯片输出高电平；延时模块检测到电平由低变高时，触发计时，计时结束，输出高电平，触发被控芯片进入工作状态。采用本发明的技术方案，根据电源特性和芯片特性，在恰当的电压输出时启动芯片，节省时间，保证芯片处于稳定状态，且不会频繁启动；供电线路中没有开关，避免了开关开启是带来的震荡和过冲等问题，降低设计难度和产品成本；芯片从复位状态转为正常运行，期间电源电压波形较为平稳。

技术领域

本发明涉及芯片控制领域，特别涉及在配电线路上CT取电的情况下，通过延迟产生启动信号使配电线路上传感器设备中的芯片在较高的电压下开始工作的电路和方法。

背景技术

随着电力技术的发展，工作在高压输电线路上的电气设备也越来越多，如电力线路在线检测、线路设备防盗、低功耗环境监测传感器等线上装置，其供电一般采用CT 取电装置。

CT 取电装置一般包括CT取电设备及储能器件，储能器件为电池或电容，储能器件连接线上装置，为其供电。

CT取电设备获取的电流一般为几十uA，而电力线路上的设备一般采用低功耗器件，正常工作时的电流很小，CT 取电装置能稳定地为线上设备供电。

但在设备运行初期，储能器件的电压逐渐升高，当到达芯片的临界工作电压时，芯片会启动。

芯片在处于低功耗状态时，工作电流很低，一般为几uA或十几uA。但是芯片需要运行对应的代码才能进入低功耗状态，而从芯片开始启动到进入低功耗状态之间要先执行芯片的初始化代码，这段时间芯片处于正常运行状态，此时工作电流较大，是毫安级别。CT取电装置的储能器件只能储存很少的能量，正常运行的芯片会拉低储能器件电压。如不做处理，当储能器件提供的供电电压刚超过芯片的临界工作电压，芯片启动，开始初始化，拉低储能器件输出电压，导致芯片的供电电压低于临界工作电压，芯片停止工作，直到储能器件的输出电压再次超过芯片临界工作电压，芯片重新初始化，又因供电电压降低停止工作，系统一直在此循环无法正常启动。

目前采用的解决方案是控制电源的供电时机：在设备工作初期断开CT取电装置和线上设备的连接；经过一段时间的取电和存储，储能器件的电压输出足够高时，表明其中电能充足，此时连接CT取电装置和线上设备，为线上设备供电，可以支撑设备的启动过程而不会产生频繁启动的现象发生。

控制电源主要有几个问题：

1、控制电源开关，目前开关多用MOS管等半导体器件，开启和关闭有一定的时间，导致在电源开启的瞬间芯片供电电压仍然存在上升时间，需要根据不同芯片上电要求优化上升时间。另外根据负载运行情况，在开关瞬间电源电压波形会出现震荡和过冲，需要设计时注意参数的匹配，增加了设计难度。

2、增加了开关器件，小尺寸产品对空间较敏感，增加的器件使设计难度增大。

3、电源到达阈值后再开启供电，按照芯片设计要求仍然需要复位信号延时一段时间再运行，延时时间一般为百毫秒级别，降低了启动时间，不适合在对启动时间要求较高的设计。

4、控制电源的方案中，对电源器件的瞬态响应特性要求较高，为防止开启瞬间负载将电源电压拉低较多导致开关信号复位、系统重启，需要选择性能好的电源器件，这样会增加成本。

发明内容

为解决上述问题，提出了本发明。

本发明采用以下技术方案：

一种低功耗传感器中芯片的启动装置，由电源装置供电，所述芯片的启动装置包括电压检测芯片、延时模块，电压检测芯片连接电源装置的电压输出，电压检测芯片的输出端连接延时模块，延时模块的输出端通过或门连接被控芯片的Reset管脚，所述被控芯片由所述电源装置供电。