用于电子装置的供电单元制造方法及图纸

一种用于电子装置的供电单元，其包括包含可连接到初级电源的输入端子的输入部、包含可连接到电子装置的输出端子并且输出具有不同标称电压电平的至少两个次级电压的输出部、以及电力管理部。电力管理部被配置成在满足关闭条件时执行关闭过程，其中紧急关闭过程包括以受控方式将次级电压的每一个降低到预定的安全电平。

Power Supply Unit for Electronic Devices

【技术实现步骤摘要】
用于电子装置的供电单元
本专利技术涉及一种用于电子装置，尤其是用于微处理器的供电单元，该供电单元具有：包括可连接到初级电源的输入端子的输入部，该初级电源输出初级电压；包括可连接到电子装置的输出端子并且输出具有不同标称电压电平的至少两个次级电压的输出部。
技术介绍
诸如微处理器、网络开关、现场可编程门阵列等的电子装置通常需要提供多个不同的直流电压以进行适当的操作。例如，电子装置可以包括3V输入、1.5V输入和1.2V输入。用于这样的装置的供电单元从电池或电力网络接收初级电压并且将该初级电压变换成多个次级电压。通常，次级电压中的每一个都低于初级电压。初级电压的示例性电平是5伏、12伏、24伏和48伏。必须注意，电子装置可以连接到分级系列的供电单元，其中系列中的至少一个供电单元如本公开中所描述的那样进行配置。在系统启动过程期间，应从具有最高标称电平的电压开始依次接通次级电压。在系统关闭过程期间，次级电压不应相互“交叉”，即具有较高标称电平的次级电压应始终高于或等于具有较低标称电平的次级电压。如果不满足该要求，则可能损坏电子装置的集成电路。在当前的供电单元中，难以可靠地确保在任何时间保持预定的关断次序。此外，当前的关断次序可能需要很长的时间段。当微处理器要安装在汽车上时，这些问题尤其严重，因为电动车辆电力网络往往具有相对频繁和突然的电压降。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种供电单元，即使在初级电压突然损失的情况下，该供电单元也保护与其相连的电子装置免受损坏。根据本专利技术，通过根据权利要求1的供电单元满足该目的。根据本专利技术，电力管理部被配置成在满足关闭条件时执行关闭过程，其中关闭过程包括以受控方式将次级电压中的每一个降低到预定的安全电平。尤其是，次级电压不是简单地关断，而是以受控方式主动地降低或下拉。因此，不必在随后的电压关断过程之间提供安全时间间隔。因此，关闭过程特别快。由于控制次级电压的下降沿，因此可以确保在任何情况下都满足预定的关断次序。因此，本专利技术增强了电子装置的安全性。有利地，使用输入端子将初级电源的电能输入到供电单元中。输出端子可以输出次级电压，其中优选地，在不同的输出端子处输出不同的次级输出电压。从从属权利要求、下文的描述以及附图中可以看出本专利技术的有利实施方式。关闭条件可以是例如从外部装置或用户接口接收到常规关闭命令。然而，根据本专利技术的优选实施方式，供电单元包括连接到电力管理部的电压监控部，电压监控部被配置成检测初级电压的损失并且在检测到初级电压损失时输出电力损失信号，其中关闭过程是在从电压监控部接收到电力损失信号时由电力管理部执行的紧急关闭过程。尤其是，电力损失信号的存在可以是关闭条件。电力管理部优选被配置成在关闭过程期间降低次级电压，使得在次级电压达到安全电平之前，具有较高标称电压电平的次级电压的实际电平始终等于或者高于具有较低标称电压电平的次级电压的实际电平。因此，避免了可能导致所连接的电子电路损坏的不希望的电压“交叉”。当达到安全电平时，不必进一步控制各个电压的降低，因为非常低的电压的交叉对电子电路来说并不危险。虽然如此，但根据应用，可以提供直到电压电平为零的进一步控制。如果检测到初级电压降低到预定电平以下，则优选地生成电力损失信号。例如，如果检测到初级电压的降低超过10％、超过20％、超过50％或超过70％，则可以生成电力损失信号。另外，优选地仅在初级电压降低到预定电平以下持续时间长于预定时间阈值时(例如，长于10μs、长于100μs或长于1ms或10ms)时生成电力损失信号。电力管理部可以被配置成根据各自的预定时间进程在关闭过程期间控制次级电压的降低。预定的时间进程可以例如是通过表示各个次级电压的期望的降低的曲线图来提供的。因此，在关闭过程期间的任何时刻都知道所有次级电压的电压电平。因此，即使在时间上重叠的降低的情况下也可以避免电压交叉。优选地，预定的时间进程至少实质上是线性进程。这使得实现相对容易。根据本专利技术的实施方式，电力管理部被配置成(至少在预定的时间量或一直)在关闭过程期间同时降低次级电压。这种同时降低比顺序降低快得多。尤其是，电力管理部可以被配置成在关闭过程期间同时开始次级电压的降低和/或被配置成降低次级电压，使得它们同时达到安全电平。因此，完全关闭的时间被最小化。在具有共同开始和共同到达安全电平的次级电压线性降低的情况下，排除了电压交叉。原则上，电力管理部可以被配置成在关闭过程期间将具有较低标称电压的次级电压降低到安全电平并且仅在此之后开始降低具有较高标称电压的次级电压。该实施方式易于实现。尽管这种关闭过程总的来说是有顺序的，但它比在各个关断步骤之间涉及固定的安全时间间隔的关闭过程更快。例如，可以使用下拉装置来执行降低次级电压。下拉装置可以包括连接到输出端子中的至少一个的开关(例如，晶体管)，其中，该开关可以将输出端子处的电压电平拉到预定的电压电平(例如，接地)。下拉装置还可以包括与开关串联连接的电阻器。然后，可以使用该电阻器的值来调节相应次级电压降低的速度。有利地，各输出端子连接到单独的下拉装置。在这种情况下，在紧急关闭过程中，开关可以一个接一个地闭合。首先，连接到具有最低标称次级电压的输出端子的开关闭合。然后，连接到具有最低标称次级电压的输出端子的开关闭合。重复该过程，直到连接到最高标称次级电压的开关闭合。可以预先计算降低的速度。闭合各个开关之间的时间间隔可以是预定的并且可以存储在电力管理单元的存储器中。可以同时降低一些或全部次级电压。因此，可以实现次级电压的受控并且快速的降低。根据本专利技术的另一实施方式，关闭过程包括逐渐地应用各个衰减来降低次级电压。可以选择足够低的衰减量来排除电压交叉。逐渐降低特别容易实现，因为不需要反馈回路。在供电单元包括DC-DC转换器的情况下，可以执行DC-DC转换器的占空比的预编程的逐步减小以降低次级电压。优选地，供电单元包括用于次级输出电压的每一个的单独的DC-DC转换器。换句话说，恰好一个DC-DC转换器仅与一个输出端子相连接。DC-DC转换器中的一些或全部可以包括电压传感器，该电压传感器确定由相应的DC-DC转换器输出的电压(即相应的次级电压)。电压传感器可以包括基于电阻器的分压器。原则上，供电单元可以包括用于次级输出电压的至少两个的公共DC-DC转换器。电源的DC-DC转换器可以是降压转换器，即，逐步降低电压的逐步降压转换器。也可以使用降压-升压转换器或同步升压转换器。电力管理部可以被配置成将电流(尤其是从输出部)重新注入到电压传感器以便在关闭过程期间降低次级电压。除输出部之外，单独的电流源可以提供重新注入的电流。通过这种重新注入，对相应的DC-DC转换器呈现比实际存在的更高的输出电压电平，从而导致次级电压的降低。换句话说，使DC-DC转换器相信次级电压高于其应有的电压。然后，DC-DC转换器将降低次级电压。因此可以实现对次级电压的掌控或控制。该过程对于模拟DC-DC转换器尤其有利。对于数字DC-DC转换器，可以使用计数器来减小每一步或每n步的脉冲宽度，n是自然数。根据本专利技术的另一实施方式，关闭过程包括以反馈控制的方式降低次级电压。换句话说，电力管理单元可以监测次级电压并且可以包括控制回路，其中，控制回路允许次级电压的受控减小。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电子装置(15)，尤其是用于微处理器的供电单元(21)，所述供电单元(21)具有：输入部(23)，所述输入部(23)包括可连接到初级电源的输入端子，所述初级电源输出初级电压，输出部(24)，所述输出部(24)包括可连接到所述电子装置(15)的输出端子，并且输出具有不同标称电压电平的至少两个次级电压(u1‑u5)，以及电力管理部(29)，所述电力管理部(29)被配置成在满足关闭条件时执行关闭过程，其中，所述关闭过程包括以受控方式将每个所述次级电压(u1‑u5)降低到预定安全电平(35)。

【技术特征摘要】
2017.12.20 EP 17209136.51.一种用于电子装置(15)，尤其是用于微处理器的供电单元(21)，所述供电单元(21)具有：输入部(23)，所述输入部(23)包括可连接到初级电源的输入端子，所述初级电源输出初级电压，输出部(24)，所述输出部(24)包括可连接到所述电子装置(15)的输出端子，并且输出具有不同标称电压电平的至少两个次级电压(u1-u5)，以及电力管理部(29)，所述电力管理部(29)被配置成在满足关闭条件时执行关闭过程，其中，所述关闭过程包括以受控方式将每个所述次级电压(u1-u5)降低到预定安全电平(35)。2.根据权利要求1所述的供电单元，其特征在于，所述供电单元(21)包括连接到所述电力管理部(29)的电压监控部(30)，所述电压监控部(30)被配置成检测所述初级电压的损失并且在检测到所述初级电压的损失时输出电力损失信号(33)，其中，所述关闭过程是在从所述电压监控部(30)接收到电力损失信号(33)时由所述电力管理部(29)执行的紧急关闭过程。3.根据权利要求1或2所述的供电单元，其特征在于，所述电力管理部(29)被配置成在所述关闭过程期间降低所述次级电压(u1-u5)，使得在所述次级电压(u1-u5)达到所述安全电平(35)之前，具有较高标称电压电平的次级电压的实际电平始终等于或高于具有较低标称电压电平的次级电压的实际电平。4.根据前述权利要求中任一项所述的供电单元，其特征在于，所述电力管理部(29)被配置成根据相应的预定时间进程在所述关闭过程期间控制所述次级电压(u1-u5)的降低。5.根据权利要求4所述的供电单元，其特征在于，所述预定时间进程至少实质上是线性进程。6.根据前述权利要求中任一项所述的供电单元，其特征在于，所述电力管理部(29)被配置成在所述关闭过程期间同时降低所述次级电压(u1-u5)，其中，优选地，所述电力管理部(29)被配置成在所述关闭过程期间同时开始所述次级电压(u1-u5)的降低和/或降低所述次级电压(u1-u5)，使得它们同时达到所述安全电平(35)。7.根据权利要求1至5中任一项所述的供电单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·布杜克斯，
申请(专利权)人：APTIV技术有限公司，
类型：发明
国别省市：巴巴多斯,BB