多输出电源管理电路制造技术

一种多输出电源管理电路，与上位机通讯连接，所述上位机按负载需求输出电源控制指令，所述多输出电源管理电路包括：接入电源信号的电源输入接口；多个分别与所述电源输入接口连接，被配置为电流和/电压转换的电压变换电路；与所述上位机连接，且具有多个分别与多个所述电压变换电路连接的使能引脚，被配置为根据所述电源控制指令输出相应使能信号使相应的所述电压变换电路工作以输出所需电信号的控制器；连接在所述电源输入接口和所述控制器的电源引脚之间，给所述控制器供电的电源模块，解决传统的电源管理电路中存在的系统复杂、成本高和占用空间大的问题。

【技术实现步骤摘要】
多输出电源管理电路
本技术属于电源
，尤其涉及一种多输出电源管理电路。
技术介绍
目前随着移动机器人在人们日常生活，以及工业生产中的应用日趋广泛。越来越多的不同功能的模块被集成到机器人上，这也就要求移动机器人的电源系统能同时为不同模块提供对应的电压和电流，另外机器人上的信号处理电路也越来越复杂，各种硬件电路对电源的要求也越来越高，目前大部分的机器人的电源电路输出电压等级都比较单一，使得每增加一个功能模块就必须再增加一个电源输出模块，或者因为电源预留的输出功率不够，必须再额外增加其他电源电路，这不但增加了额外的成本，需要额外增加新的空间，分散的电源模块，机器人系统无法及时控制，功耗比较大，缩短了电池的寿命，往往导致电源稳定性不高，对系统引入的干扰比较严重。如果通过计算机器人总的电源功率来用一个大功率电源，然后通过保险丝座分支保护，总电流等于各分支电流的总和；此总方法看起来可行，但缺点比较多，单个回路负载过流了，将会烧保险丝，保险丝的更换需要人工的介入。增加人工成本，而且在自动化的今天，此种方法的客户体验不够好，感觉很低端。大功率DC-DC电源模块内部保护电流控制，参数难调试，或者保护不够稳定，容易产生输出端短路，电源模块就跟着损坏了，此时电源输入端的高电压就会直接灌到输出端。造成多个用电负载同时损坏。若改用带隔离的DC-DC电源模块，成本很高，产品竞争优势减弱。大功率DC-DC电源模块，因为功率大，等效内阻就非常小，纹波很难控制下来。为了降低纹波往往成本高，另外因为功率大，往往用大电容滤波，开关机电源冲击电流也很高。大的冲击电流往往容易让保护元件空气开关，断路器，等元件老化或失效。
技术实现思路
本技术提供一种多输出电源管理电路，旨在解决传统的电源管理电路中存在的系统复杂、成本高和占用空间大的问题。一种多输出电源管理电路，与上位机通讯连接，所述上位机按负载需求输出电源控制指令，所述多输出电源管理电路包括：接入电源信号的电源输入接口；多个分别与所述电源输入接口连接，被配置为电流和/电压转换的电压变换电路；与所述上位机连接，且具有多个分别与多个所述电压变换电路连接的使能引脚，被配置为根据所述电源控制指令输出相应使能信号使相应的所述电压变换电路工作以输出所需电信号的控制器；连接在所述电源输入接口和所述控制器的电源引脚之间，给所述控制器供电的电源模块；连接在所述电源输入接口和所述控制器的电压检测引脚之间，配置为检测所述电源输入接口的输入电压大小的电压检测模块；及连接在所述电源输入接口和所述控制器的电流检测引脚之间，配置为检测各个所述电压变换电路的输出电流大小的电流检测模块。在其中一个实施方式中，多个所述电压变换电路包括第一电压变换电路、第二电压变换电路及第三电压变换电路；所述第一电压变换电路和所述第二电压变换电路的输出电压相同，输出电流不相同；所述第三电压变换电路的输出电压大于所述第二电压变换电路的输出电压，所述第三电压变换电路的输出电流大于所述第二电压变换电路的输出电流。在其中一个实施方式中，其中一个所述电压变换电路包括第一输入电容、第一驱动芯片、第一二极管、第一电感及第一输出电容，其中：所述第一输入电容的第一端和所述第一驱动芯片的输入端接所述电源输入接口，所述第一输入电容的第二端接地，所述第一驱动芯片的使能端接所述控制器的第一使能引脚，所述第一二极管的阴极和所述第一电感的第一端接所述第一驱动芯片的交换节点引脚，所述第一二极管的阳极接地，所述第一电感的第二端作为该电压变换电路的输出端，且通过所述第一输出电容接地。在其中一个实施方式中，所述第一驱动芯片为TPS54560。在其中一个实施方式中，其中一个所述电压变换电路包括第二输入电容、第一开关管、第二驱动芯片、第二二极管、第二电感及第二输出电容，其中：所述第二输入电容的第一端、所述第一开关管的输入端和所述第二驱动芯片的输入端接所述电源输入接口，所述第二输入电容的第二端接地，所述第二驱动芯片的使能端接所述控制器的第二使能引脚，所述第二驱动芯片的门极接所述第一开关管的控制端，所述第一开关管的输出端、所述第二二极管的阴极和所述第二电感的第一端接所述第二驱动芯片的交换节点引脚，所述第二二极管的阳极接地，所述第二电感的第二端作为该电压变换电路的输出端，且通过所述第二输出电容接地。在其中一个实施方式中，所述第二驱动芯片为LM5088。在其中一个实施方式中，其中一个所述电压变换电路包括第三输入电容、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第三驱动芯片、第三电感及第三输出电容所述第三输入电容的第一端、所述第二开关管的输入端和所述第三驱动芯片的输入端接所述电源输入接口，所述第三输入电容的第二端接地，所述第三驱动芯片的使能端接所述控制器的第三使能引脚，所述第二开关管的输出端、所述第三电感的第一端及所述第三开关管的输入端与所述第三驱动芯片的第一交换节点引脚连接，所述第二开关管的控制端接所述第三驱动芯片的第一高边驱动引脚，所述第三开关管的控制端接所述第三驱动芯片的第一低边驱动引脚；所述第三开关管的输出端和所述第四开关管的输出端共接于所述第三驱动芯片的电流采样引脚，并通过一采样电阻接地，所述第四开关管的控制端接所述第三驱动芯片的第二低侧驱动引脚，所述第五开关管的控制端接所述第三驱动芯片的第二高侧驱动引脚，所述第四开关管的输入端、所述第三电感的第二端和所述第五开关管的输出端共接于所述第三驱动芯片的第二交换节点引脚，所述第五开关管的输入端作为该电压变换电路的输出端，并通过所述第三输出电容接地。在其中一个实施方式中，所述第三驱动芯片为LM5176PWPR。在其中一个实施方式中，所述电流检测模块包括第一电阻、第二电阻、第一运算放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第六电阻、第七电阻、第一比较器及第八电阻，其中：所述第一电阻的第一端接所述电源输入接口，所述第一电阻的第二端接所述第一运算放大器的正相输入端，并通过第二电阻接地；所述第一运算放大器的反相输入端通过所述第三电阻接地，所述第一运算放大器的输出端通过所述第四电阻接其所述反相输入端，还通过所述第五电阻接所述第一比较器的正相输入端；所述第一比较器的正相输入端还通过所述第一电容接地，所述第一比较器的反相输入端通过所述第六电阻接电源，还通过所述第七电阻接地，所述第一比较器的输出端通过所述第八电阻接所述控制器的电流检测引脚。在其中一个实施方式中，所述控制器为单片机，所述单片机通过CAN总线和/或RS485总线与所述上位机通讯。上述的多输出电源管理电路根据不同负载对电压的需求，设置了多个不同的电压输出接口，并且每个输出接口都能提供大电流，满足了不同电路模块对电压、电流的需求。减少外接的接线座，减少系统的成本及安装空间，而且模拟电源和其他电路的有效隔离，降低电源电路对系统引入的干扰，提高用电设备的稳定性和可靠性。通过检测输出电流，各个用电负载任何一个短路或者多个短路，各自对应的电压变换电路(DC-DC)自动保护，切断输出电流，直到故障排除后，输出电流再正常提供，免去传统的需要更换保险丝的人工介入。因为各个负载用电是可以单独控制，所以上位机可以等输入电压稳定后，再逐一打开用电负载，从而避免上电瞬间产生的大电流冲击本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多输出电源管理电路，与上位机通讯连接，所述上位机按负载需求输出电源控制指令，其特征在于，所述多输出电源管理电路包括：接入电源信号的电源输入接口；多个分别与所述电源输入接口连接，被配置为电流和/电压转换的电压变换电路；与所述上位机连接，且具有多个分别与多个所述电压变换电路连接的使能引脚，被配置为根据所述电源控制指令输出相应使能信号使相应的所述电压变换电路工作以输出所需电信号的控制器；连接在所述电源输入接口和所述控制器的电源引脚之间，给所述控制器供电的电源模块；连接在所述电源输入接口和所述控制器的电压检测引脚之间，配置为检测所述电源输入接口的输入电压大小的电压检测模块；及连接在所述电源输入接口和所述控制器的电流检测引脚之间，配置为检测各个所述电压变换电路的输出电流大小的电流检测模块。

【技术特征摘要】
1.一种多输出电源管理电路，与上位机通讯连接，所述上位机按负载需求输出电源控制指令，其特征在于，所述多输出电源管理电路包括：接入电源信号的电源输入接口；多个分别与所述电源输入接口连接，被配置为电流和/电压转换的电压变换电路；与所述上位机连接，且具有多个分别与多个所述电压变换电路连接的使能引脚，被配置为根据所述电源控制指令输出相应使能信号使相应的所述电压变换电路工作以输出所需电信号的控制器；连接在所述电源输入接口和所述控制器的电源引脚之间，给所述控制器供电的电源模块；连接在所述电源输入接口和所述控制器的电压检测引脚之间，配置为检测所述电源输入接口的输入电压大小的电压检测模块；及连接在所述电源输入接口和所述控制器的电流检测引脚之间，配置为检测各个所述电压变换电路的输出电流大小的电流检测模块。2.如权利要求1所述的多输出电源管理电路，其特征在于，多个所述电压变换电路包括第一电压变换电路、第二电压变换电路及第三电压变换电路；所述第一电压变换电路和所述第二电压变换电路的输出电压相同，输出电流不相同；所述第三电压变换电路的输出电压大于所述第二电压变换电路的输出电压，所述第三电压变换电路的输出电流大于所述第二电压变换电路的输出电流。3.如权利要求1所述的多输出电源管理电路，其特征在于，其中一个所述电压变换电路包括第一输入电容、第一驱动芯片、第一二极管、第一电感及第一输出电容，其中：所述第一输入电容的第一端和所述第一驱动芯片的输入端接所述电源输入接口，所述第一输入电容的第二端接地，所述第一驱动芯片的使能端接所述控制器的第一使能引脚，所述第一二极管的阴极和所述第一电感的第一端接所述第一驱动芯片的交换节点引脚，所述第一二极管的阳极接地，所述第一电感的第二端作为该电压变换电路的输出端，且通过所述第一输出电容接地。4.如权利要求3所述的多输出电源管理电路，其特征在于，所述第一驱动芯片为TPS54560。5.如权利要求1所述的多输出电源管理电路，其特征在于，其中一个所述电压变换电路包括第二输入电容、第一开关管、第二驱动芯片、第二二极管、第二电感及第二输出电容，其中：所述第二输入电容的第一端、所述第一开关管的输入端和所述第二驱动芯片的输入端接所述电源输入接口，所述第二输入电容的第二端接地，所述第二驱动芯片的使能端接所述控制器的第二使能引脚，所述第二驱动芯片的门极接所述第一开关管的控制端，所述第一开关管的输出端、所述第二二极管的阴极和所述第二电感的第一端接所述第二驱动芯片的交换节点引脚，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：何芝文，刘园园，王可可，沈剑波，
申请(专利权)人：深圳市神州云海智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44