一种功能安全电源模块制造技术

本申请公开一种功能安全电源模块，其能够对VICOR的直流电源转换器V24C5T100BL的24V输入、5V输出特性进行监控，保证输入端电压为19‑30V且过流保护值为5A，输出端电压为4.6‑5.4V且过流保护值为10A。其包括：EMC防护电路，π型滤波电路，24V输入端电压监控限流保护单元，24V输入NMOS开关，输入储能电容，直流电源转换器V24C5T100BL，输出滤波单元，输出储能电容，5V输出端电压监控限流保护单元，5V输出NMOS开关。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功能安全的产品设计的
，尤其涉及一种功能安全电源模块，其主要是对VICOR的直流电源转换器V24C5T100BL的24V输入、5V输出特性进行监控。
技术介绍
在功能安全的产品设计中，在一些场合对电压电流的监控要求非常严格，不仅要对输入电压电流进行监控，而且要对输出电压电流进行监控，以及出现电压不正常或者电流过流时要具有保护措施。VICOR公司制造的直流电源转换器V24C5T100BL本身自带的24V输入端电压监控范围比较宽，为18-36V，输出端5V过压保护的电压值为6.25V，过流保护值为23A，这些数值都太大，而且这些监控和保护不完善，达不到IEC61508的功能安全源的要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种功能安全电源模块，其能够对VICOR的直流电源转换器V24C5T100BL的24V输入、5V输出特性进行监控，保证输入端电压为19-30V且过流保护值为5A，输出端电压为4.6-5.4V且过流保护值为10A。解决上述问题的技术方案是：这种功能安全电源模块，其包括：EMC防护电路，π型滤波电路，24V输入端电压监控限流保护单元，24V输入NMOS开关，输入储能电容，直流电源转换器V24C5T100BL，输出滤波单元，输出储能电容，5V输出端电压监控限流保护单元，5V输出NMOS开关；输入电压依次通过EMC防护电路、π型滤波电路、24V输入NMOS开关、输入储能电容、直流电源转换器V24C5T100BL、输出滤波单元、输出储能电容、5V输出NMOS开关，π型滤波电路的输出端连接24V输入端电压监控限流保护单元，24V输入端电压监控限流保护单元的输出端连接24V输入NMOS开关，直流电源转换器V24C5T100BL的输出端连接5V输出端电压监控限流保护单元，5V输出端电压监控限流保护单元的输出端连接5V输出NMOS开关。本专利技术在使用时，24V输入端过压监控过压的电压值由24V输入端电压监控限流保护单元确定是否过压，当输入的电压值大于30V，24V输入端电压监控限流保护单元会检测到这种情况，在24V输入端电压监控限流保护单元产生一个高电平，断开24V输入NMOS开关；24V输入端欠压监控欠压的电压值由24V输入端电压监控限流保护单元确定是否欠压，当输入的电压值小于19V，24V输入端电压监控限流保护单元检测到这种情况，在24V输入端电压监控限流保护单元产生一个高电平，断开24V输入NMOS开关；输入过流保护，当24V输入端电压监控限流保护单元检测到50mV的压降时，认为是过流现象，将断开24V输入NMOS开关；5V输出端过压监控由5V输出端电压监控限流保护单元确定，当输出的电压值大于5.4V，5V输出端电压监控限流保护单元检测到这种情况，在5V输出端电压监控限流保护单元产生一个高电平，断开5V输出NMOS开关；5V输出端欠压监控，5V输出端过压监控由5V输出端电压监控限流保护单元确定，当输出的电压值小于4.6V，5V输出端电压监控限流保护单元检测到这种情况，在5V输出端电压监控限流保护单元产生一个高电平，断开5V输出NMOS开关，保护后续电路；输出过流保护，当5V输出端电压监控限流保护单元检测到50mV的压降时，认为是过流现象，断开5V输出NMOS开关；因此该功能安全电源模块能够对VICOR的直流电源转换器V24C5T100BL的24V输入、5V输出特性进行监控，保证输入端电压为19-30V且过流保护值为5A，输出端电压为4.6-5.4V且过流保护值为10A。附图说明图1是本专利技术的功能安全电源模块的电路方框图。图2是本专利技术的24V输入端监控原理图。图3是本专利技术的5V输出端监控原理图。具体实施方式如图1所示，这种功能安全电源模块，其包括：EMC防护电路，π型滤波电路，24V输入端电压监控限流保护单元，24V输入NMOS开关，输入储能电容，直流电源转换器V24C5T100BL，输出滤波单元，输出储能电容，5V输出端电压监控限流保护单元，5V输出NMOS开关；输入电压依次通过EMC防护电路、π型滤波电路、24V输入NMOS开关、输入储能电容、直流电源转换器V24C5T100BL、输出滤波单元、输出储能电容、5V输出NMOS开关，π型滤波电路的输出端连接24V输入端电压监控限流保护单元，24V输入端电压监控限流保护单元的输出端连接24V输入NMOS开关，直流电源转换器V24C5T100BL的输出端连接5V输出端电压监控限流保护单元，5V输出端电压监控限流保护单元的输出端连接5V输出NMOS开关。本专利技术在使用时，24V输入端过压监控过压的电压值由24V输入端电压监控限流保护单元确定是否过压，当输入的电压值大于30V，24V输入端电压监控限流保护单元会检测到这种情况，在24V输入端电压监控限流保护单元产生一个高电平，断开24V输入NMOS开关；24V输入端欠压监控欠压的电压值由24V输入端电压监控限流保护单元确定是否欠压，当输入的电压值小于19V，24V输入端电压监控限流保护单元检测到这种情况，在24V输入端电压监控限流保护单元产生一个高电平，断开24V输入NMOS开关；输入过流保护，当24V输入端电压监控限流保护单元检测到50mV的压降时，认为是过流现象，将断开24V输入NMOS开关；5V输出端过压监控由5V输出端电压监控限流保护单元确定，当输出的电压值大于5.4V，5V输出端电压监控限流保护单元检测到这种情况，在5V输出端电压监控限流保护单元产生一个高电平，断开5V输出NMOS开关；5V输出端欠压监控，5V输出端过压监控由5V输出端电压监控限流保护单元确定，当输出的电压值小于4.6V，5V输出端电压监控限流保护单元检测到这种情况，在5V输出端电压监控限流保护单元产生一个高电平，断开5V输出NMOS开关，保护后续电路；输出过流保护，当5V输出端电压监控限流保护单元检测到50mV的压降时，认为是过流现象，断开5V输出NMOS开关；因此该功能安全电源模块能够对VICOR的直流电源转换器V24C5T100BL的24V输入、5V输出特性进行监控，保证输入端电压为19-30V且过流保护值为5A，输出端电压为4.6-5.4V且过流保护值为10A。另外，该功能安全电源模块还包括接保护地电路。另外，所述24V输入端电压监控限流保护单元是LTC4364浪涌抑制器，当LTC4364检测到外部的输入电压24V不在监控的范围或者输入电流过流，在LTC4364的栅极控制引脚产生一高电平，断开与之连接的24V输入NMOS开关，使V24C5T100BL的输入电压24V断开而不进入到V24C5T100BL的输入端；所述5V输出端电压监控限流保护单元是LTC4231浪涌抑制器，当LTC4231检测到输出电压5V不在监控的范围或者输出电流过流，在LTC4231的栅极控制引脚产生一高电平，断开与之连接的5V输出NMOS开关而使5V电压不会输出。另外，所述24V输入NMOS开关是型号为FDB3632的NMOS管，所述5V输出NMOS开关是型号为SI4126DY的NMOS管。另外，24V输入端监控的电压范围为19V-30V，通过对电压采集电阻的取值来控制。另外，输入端过流关断值为5A，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功能安全电源模块，其特征在于：其包括：EMC防护电路，π型滤波电路，24V输入端电压监控限流保护单元，24V输入NMOS开关，输入储能电容，直流电源转换器V24C5T100BL，输出滤波单元，输出储能电容，5V输出端电压监控限流保护单元，5V输出NMOS开关；输入电压依次通过EMC防护电路、π型滤波电路、24V输入NMOS开关、输入储能电容、直流电源转换器V24C5T100BL、输出滤波单元、输出储能电容、5V输出NMOS开关，π型滤波电路的输出端连接24V输入端电压监控限流保护单元，24V输入端电压监控限流保护单元的输出端连接24V输入NMOS开关，直流电源转换器V24C5T100BL的输出端连接5V输出端电压监控限流保护单元，5V输出端电压监控限流保护单元的输出端连接5V输出NMOS开关。

【技术特征摘要】
1.一种功能安全电源模块，其特征在于：其包括：EMC防护电路，π型滤波电路，24V输入端电压监控限流保护单元，24V输入NMOS开关，输入储能电容，直流电源转换器V24C5T100BL，输出滤波单元，输出储能电容，5V输出端电压监控限流保护单元，5V输出NMOS开关；输入电压依次通过EMC防护电路、π型滤波电路、24V输入NMOS开关、输入储能电容、直流电源转换器V24C5T100BL、输出滤波单元、输出储能电容、5V输出NMOS开关，π型滤波电路的输出端连接24V输入端电压监控限流保护单元，24V输入端电压监控限流保护单元的输出端连接24V输入NMOS开关，直流电源转换器V24C5T100BL的输出端连接5V输出端电压监控限流保护单元，5V输出端电压监控限流保护单元的输出端连接5V输出NMOS开关。2.根据权利要求1所述的功能安全电源模块，其特征在于：该功能安全电源模块还包括接保护地电路。3.根据权利要求2所述的功能安全电源模块，其特征在于：所述24V输入端电压监控限流保护单元是LTC4364浪涌抑制器，当LTC4364检测到外部的输入电压24V不在监控的范围或者输入电流过流，在LTC4364的栅极控...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞凌，卢铭，丁鹏，
申请(专利权)人：北京安控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11