CN107272484A - 一种电子产品多电源供电管理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子产品多电源供电管理装置，包括IPMC模块和CHMC模块，IPMC模块和CHMC模块通过I2C总线连接；其中CHMC模块包括一个电源管理模块，IPMC模块包括多个电源管理模块；其中电源管理模块包括与I2C总线连接的微控制器，与微控制器连接的温度监测点，与I2C总线连接的电源时序控制器，与电源时序控制器连接的电源管理单元；CHMC模块通过I2C总线控制IPMC模块的上/下电时序；IPMC模块控制多个功能模块的上/下电时序；IPMC模块的功能模块与其电源管理模块对应设置。解决了电子产品在欠压状态下出现的异常状态和瞬态电流超限的问题。

Description

一种电子产品多电源供电管理装置
技术领域
本发明属于电子产品电源管理技术领域；涉及一种电子产品多电源供电管理装置。
背景技术
随着数字电路技术的发展，在复杂的功能需求下，电子产品趋向于基于高性能DSP和FPGA构建的信号处理平台或多核处理架构，同时包括高速大容量存储以及高速通讯，这使得电子产品告别了单5V电压，进入低电压、多电源时代。电源种类繁多，系统功耗大，欠压或瞬态电流超限均会造成系统工作异常，因此对多电源供电进行管理迫在眉睫。
发明内容
本发明提供了一种电子产品多电源供电管理装置；解决电子产品在欠压状态下出现的异常状态和瞬态电流超限的问题。
本发明的技术方案是：一种电子产品多电源供电管理装置，包括IPMC模块和CHMC模块，IPMC模块和CHMC模块通过I2C总线连接；其中CHMC模块包括一个电源管理模块，IPMC模块包括多个电源管理模块；其中电源管理模块包括与I2C总线连接的微控制器，与微控制器连接的温度监测点，与I2C总线连接的电源时序控制器，与电源时序控制器连接的电源管理单元；CHMC模块通过I2C总线监控、采集IPMC模块的上/下电时序；IPMC模块控制多个功能模块的上/下电时序；IPMC模块的功能模块与其电源管理模块对应设置。
更进一步的，本发明的特点还在于：
其中IPMC模块的电源管理模块中微控制器检测功能模块的电压。
其中CHMC模块的电源管理模块中微控制器读取IPMC模块中的多个功能模块的数据，并发出各个功能模块的上/下电信号。
其中微控制器为MPS430单片机装置。
其中微控制器通过I2C总线配置电源管理单元的上/下电时序。
其中电源时序控制器为UCD9080单片机装置。
其中电源时序控制器的GPO管脚配置I2C总线的地址。
其中电源管理单元为TPS62125单片机装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明使用的CHMC模块和IPMC模块能够控制多电源供电时序，同时根据不同任务阶段的用电需求，通过供电策略动态可重构，有效降低系统功耗；使用微控制器MPS430起到对各功能模板电压的监测作用，控制输出电压；使用电源时序控制器UCD9080起到控制电源上/下电时序的作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中微控制器的结构示意图；
图3为本发明中IPMC模块中功能模块的上电原理图；
图4为本发明中电源时序控制器的结构示意图；
图5为本发明中电源时序控制器的电压监控设计图。
图中：1为底板；2为I2C总线；3为电源时序控制器；4为电源管理单元；5为微控制器；6为温度检测点。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步说明。
本发明提供了一种电子产品多电源供电管理装置，通过I2C总线2互相连接的IPMC模块和CHMC模块；其中IPMC模块用于管理多个功能模块的电源上/下电时序和状态的检测、回传；CHMC模块用于管理IPMC模块的电源上/下电情况。其中CNMC模块通过I2C总线2接收IPMC模块中各个功能模块的上/下电信息，同时通过I2C接口控制各个功能模块；各个功能模块在IPMC模块的控制下实现上/下电，上/下电完成之后，将检测信息通过I2C接口回传给CHMC模块。
如图1所示，该装置包括通过I2C总线2互相连接的IPMC模块和CHMC模块，其中CHMC模块包括一个电源管理模块，IPMC模块包括多个电源管理模块。其中电源管理模块包括与I2C总线2连接的微控制器5，微控制器5与温度监测点6连接，电源管理模块还包括与I2C总线2连接的电源时序控制器3，电源时序控制器3与电源管理单元4连接。
其中微控制器5上连接的温度监测点6用于检测当前环境的温度，防止芯片散热不及时，导致环境温度过高，损坏芯片。
如图2所示，微控制器5采用MPS430单片机装置，微控制器能够满足对电压的监测功能。微控制器MSP430通过I2C配置电源管理单元4的上/下电时序，由电源管理单元4按照配置好的上电策略，通过对功能模板上电源的使能输出管脚进行顺序控制，从而实现电源上/下电管理。IPMC模块中各功能模块的电源时序控制器3采用UCD9080芯片，其上的RSTn引脚，由CHMC模块对IPMC模块上各功能模块进行数据读取判断，根据读取的功能模块的存储信息决定各功能模块能否开始上/下电工作。其中如图4所示UCD9080芯片上的GPO管脚配置板上I2C地址，在上电复位结束后第一个时钟周期采集本功能模板I2C地址。
如图3所示，IPMC模块的功能模块的上电过程中，电源管理单元4采用TSP62125芯片，并且输入电压为12V，产生IPMC专用的电源电压3.3V，为微控制器5和电源管理单元4供电。
如图4所示，电源时序控制器3采用UCD9080芯片，UCD9080芯片的使能输出信号EN通过电阻下拉，以保证在上电后电源管理单元4暂时处于关闭状态，直到UCD9080芯片加载完成默认配置，或通过I2C总线对UCD9080配置完成后，再按照设定的供电时序上电工作。
如图5所示，使用UCD9080芯片的电压监控设计为：采用UCD9080的MON(0:7)引脚来监测功能模板上各电源电压是否正常，若监测的电压多余8个，可以使用MSP430的模拟量监测管脚P6.0-P6.7。由于UCD9080监测的最大电压3.3V，对于大于3.3V的电压，采用分压方式监测。常用的需要监测的电压主要有1.2V，1.8V，3.3V，5.0V和12.0V这几种电源电压，对于5.0V和12.0V采用分压方式监测。
其中监测5V时，分压电路通过电流<10mA，根据分压电路原理：R1和R2的阻值分别定为：10K和5.16K。
其中监测12V时，分压电路通过电流<10mA，根据分压电路原理：R3和R4的阻值分别定为：10K和27.4K。
同时，UCD9080还支持8路电源电压的实时监控。将各个输出的PowerGood信号连接到UCD9080的Monitor引脚上，用于监测板内各种电源的工作情况。当某个电源出现故障导致异常掉电时，可由UCD9080控制该电源断电，由UCD9080控制各种电源按上电相反的时序逐一下电保护硬件电路不受损伤。
本发明的装置，能够对复杂模式系统内部的多电源上/下电时序进行管理，有效避免所有器件同时上/下电带来的瞬态电流超限对产品产生的影响，同时根据不同任务阶段的用电需求，通过供电策略动态可重构，可以有效降低系统功耗。

Claims (8)

1.一种电子产品多电源供电管理装置，其特征在于，包括IPMC模块和CHMC模块，IPMC模块和CHMC模块通过I2C总线(2)连接；其中CHMC模块包括一个电源管理模块，IPMC模块包括多个电源管理模块；其中电源管理模块包括与I2C总线(2)连接的微控制器(5)，与微控制器(5)连接的温度监测点(6)，与I2C总线(2)连接的电源时序控制器(3)，与电源时序控制器(3)连接的电源管理单元(4)；
所述CHMC模块通过I2C总线(2)监控、采集IPMC模块的上/下电时序；IPMC模块控制多个功能模块的上/下电时序；
所述IPMC模块的功能模块与其电源管理模块对应设置。
2.根据权利要求1所述的电子产品多电源供电管理装置，其特征在于，所述IPMC模块的电源管理模块中微控制器(5)检测功能模块的电压。
3.根据权利要求1所述的电子产品多电源供电管理装置，其特征在于，所述CHMC模块的电源管理模块中微控制器(5)读取IPMC模块中的多个功能模块的数据，并发出各个功能模块的上/下电信号。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的电子产品多电源供电管理装置，其特征在于，所述微控制器(5)为MPS430单片机装置。
5.根据权利要求4所述的电子产品多电源供电管理装置，其特征在于，所述微控制器(5)通过I2C总线(2)配置电源管理单元(4)的上/下电时序。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的电子产品多电源供电管理装置，其特征在于，所述电源时序控制器(3)为UCD9080单片机装置。
7.根据权利要求6所述的电子产品多电源供电管理装置，其特征在于，所述电源时序控制器(3)的GPO管脚配置I2C总线(2)的地址。
8.根据权利要求1所述的电子产品多电源供电管理装置，其特征在于，所述电源管理单元(4)为TPS62125单片机装置。
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