CN206412933U - 一种电源管理电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电源管理领域，特别是一种电源管理电路，本实用新型通过设置一触碰开关给微处理器传递开、关指令，微处理器根据该开关指令控制一可控开关，间接控制负载电路中的开关接通关断，一方面，避免直接采用机械开关对负载电路进行开关控制，另一方面根据触碰开关的接触时间，可提供多种形式的开关控制。

Description

一种电源管理电路

技术领域

本实用新型涉及电源管理领域，特别是一种电源管理电路。

背景技术

电源管理电路是带电机器设备驱动和控制的基础，是带电设备的重要组成部分；其通过对各个分系统供电的控制为带电设备提供可靠的电力，从而广泛应用于机器人系统、家用电器、工业设备、汽车电子设备等多个领域。常见的电源管理电路有如下两种。第一种如图1所示，包括电源、DC/DC变换模块、开关、负载以及可选的控制开关的微处理器，DC/DC变换模块用于将电源（如电池组或其他电源）进行电压转换，开关负责电路的通断控制，而微处理器为可选项，当没有微处理器时，开关为手工控制，设置有微处理器时，开关为自动控制；第二种如图2所述，采用机械开关控制电源的通断；第三种如图3所示，包括电源、可控开关、三极管及微处理器，三极管一端接地，另一端接可控开关的控制端，其通过微处理器控制三极管的方式决定电路的通断。

第一种电源管理电路示意图中仅包含了电源管理的基本要素，无法对当前电路的工作状态进行监测和实时了解该电路的工作状态；第二种电源管理电路中的机械开关存在有触碰误差、磨损、自身内阻较大等缺陷，且机械开关也容易由触碰误差引起瞬间电弧，从而导致受控电路被烧毁；第三种电源管理电路虽然避免了机械开关存在的一些缺陷，但是其功能单一，不能适应不同应用环境下的不同需求，无法进行功能扩展。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有技术中常见电源管理电路使用机械开关时存在触碰误差风险从而导致电路有被烧毁风险的问题，提供一种不存在触碰误差风险的电源管理电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种电源管理电路，包括触碰开关、微处理器、第一NMOS管、第一PMOS管、辅助电源及第一二极管及第二二极管；

所述第一PMOS管设置在电源与负载之间，其栅极与辅助电源连接；

所述触碰开关通过反接的第一二极管同时与辅助电源及微处理器的输入端连接，即所述触碰开关连接所述第一二极管的阴极；同时，所述触碰开关还通过反接的第二二极管与所述第一PMOS管的控制端连接，即，所述触碰开关连接所述第二二极管的阴极，第二二极管在第一NMOS管导通时截止，从而防止微处理器在第一NMOS管导通时，在触碰开关没有被碰到的情况下检测到低电平；辅助电源通过与所述第一PMOS管的控制端连接，当第一NMOS管截止时，为第一PMOS管控制端提供高电平，以使得第一PMOS管关断；

所述微处理器还与第一NMOS管的控制端连接，所述第一NMOS管一端接地，另一端与所述第一PMOS管的控制端连接，当所述第一NMOS管导通时，为所述第一PMOS管的控制端提供低电平，从而使得所述第一PMOS管导通。使用时，用户触碰所述触碰开关，从而将第一二极管阴极及第二二极管阳极的电压拉低，进而，第二二极管断开微处理器检测到触碰开关的低电平，并记录时间，当电平持续第一指定时间后，向所述第一NMOS管的控制端发出高电平信号，从而所述第一NMOS管导通，所述第一PMOS管接收到低电平信号，从而接通，进而整个电路接通。而在开机状态，用户触碰所述触碰开关后，微处理器同样检测到低电平信号并记录时间，而当低电平信号持续第二指定时间后，微处理器发出低电平至所述第一NMOS管，从而第一PMOS管截止，进而整个电路断开，

进一步的，所述第一二极管与辅助电源之间设置有第一电阻，所述第一电阻为上拉电阻。

进一步的，所述微处理器与所述第一NMOS管之间设置有第二电阻，所述第二电阻为限流电阻。

进一步的，还包括设置在电源与第一PMOS管之间的电压、电流检测电路，所述电压、电流检测电路与所述微处理器连接，其用于将负载电路中的实时电流、电压数据及时反馈至微处理器，而当负载电路中的实时电流、电压超过预定阈值时，微处理器会发出关断第一PMOS管的指令，该指令如上所述，可以是发出低电平信号至所述第一NMOS管的栅极，以使得第一NMOS管截止，进而使得第一PMOS管栅极接入高电平，从而第一PMOS管截止，整个负载电路关断。

进一步的，还包括CAN通信电路，所述CAN通信电路用于微处理器与外界通信，在一些设备中，如机器人中拥有多个负载，或者在工业应用场合拥有多台工业设备，此时，每个负载或者工业设备均单独使用本实用新型所提供的电源管理电路，但是，同时还需要有一个总的控制模块同时对多个负载或者多台工业设备进行监控，此时，每个电源管理电路均可利用所述CAN通信电路与总控制模块连接，并将自身控制的负载电路或工业设备的工作情况（工作情况包括不限于实时电压、电流）传输至总控制模块。

进一步的，还包括DC/DC电路，设置在电源与负载之间，用于将电源电压转换为负载所需要的电压。

进一步的，还包括第二NMOS管及第二PMOS管，所述第二PMOS管设置在电源与DC/DC电路之间，其栅极同时与所述第二NMOS管一端及所述辅助电源连接，所述第二NMOS管的另一端接地，同时，所述第二NMOS管的栅极通过第三电阻与微处理器的第二输出端连接；当第二NMOS管截止时，所述辅助电源为第二PMOS管栅极提供高电平，以使得第二PMOS管关断，而当第NMOS管接通时，第二PMOS管栅极接收到低电平，从而第二PMOS管接通。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过设置一触碰开关给微处理器传递开、关指令，微处理器根据该开关指令控制一可控开关，间接控制负载电路中的开关接通关断，一方面，避免直接采用机械开关对负载电路进行开关控制，另一方面根据触碰开关的接触时间，可提供多种形式的开关控制。

同时，一些实施例中，还在电路中设置了实时监测电压、电流的电路，且设置有可供电源管理电路和总控模块的通信CAN通信通道，使得电源管理方式和功能进一步多样化。且，本实用新型提供的电路各模块可根据需要自由组合，以达到更好的使用效果。

附图说明

图1是现有技术中常见电源管理电路示例一。

图2是现有技术中常见电源管理电路示例二。

图3是现有技术中常见电源管理电路示例三。

图4是本实用新型的结构框图。

图5为本实用新型提供的电源管理电路具体实施例的电路图。

图6为本实用新型提供的电源管理电路另一具体实施例的电路框图；

图7为本实用新型提供的电源管理电路另一具体实施例的电路图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：如图4、图5所示，本实施例提供一种电源管理电路，包括触碰开关S1、微处理器100、第一NMOS管Q1、第一PMOS管Q2、辅助电源V1及第一二极管及D1第二二极管D2；

所述第一PMOS管Q2设置在电源200与负载300之间，同时，其栅极与辅助电源V1通过第四电阻R4连接；第四电阻R4为限流电阻。

所述触碰开关S1通过反接的第一二极管D1同时与辅助电源V1及微处理器100的输入端连接，即所述触碰开关S1连接所述第一二极管D1的阴极；同时，所述触碰开关S1还通过反接的第二二极管D2与所述第一PMOS管Q2的控制端连接，即，所述触碰开关A1连接所述第二二极管D2的阴极，第二二极管在第一NMOS管导通时截止，从而防止微处理器在第一NMOS管导通时，在触碰开关没有被碰到的情况下检测到低电平；辅助电源V1通过串接的第一二极管D1、第二二极管D2与所述第一PMOS管Q2的控制端连接，当第二二极管D2截止时，所述第一PMOS管Q2的控制端为高电平，以使得第一PMOS管Q2关断。

所述微处理器100还与第一NMOS管Q1的控制端连接，所述第一NMOS管Q1一端接地，另一端与所述第一PMOS管Q2的控制端连接，当所述第一NMOS管Q1导通时，为所述第一PMOS管Q2的控制端提供低电平，从而使得所述第一PMOS管Q2导通。使用时，用户触碰所述触碰开关S1，从而将第一二极管D1阴极及第二二极管D2阴极的电压拉低，进而，第二二极管D2断开微处理器100检测到触碰开关S1的低电平，并记录时间，当电平持续第一指定时间后，向所述第一NMOS管Q1的控制端发出高电平信号，从而所述第一NMOS管Q1导通，所述第一PMOS管Q2接收到低电平信号，从而接通，进而整个电路接通，该第一指定时间可以是0.001ms-5s之间的任意时间。而在开机状态，用户触碰所述触碰开关S1后，微处理器100同样检测到低电平信号并记录时间，在低电平信号持续第二指定时间后，微处理器100发出低电平至所述第一NMOS管Q1，从而第一PMOS管Q2截止，进而整个电路断开。

所述第一二极管D1与辅助电源V1之间设置有第一电阻R1，所述第一电阻R1为上拉电阻。微处理器100与所述第一NMOS管Q1之间设置有第二电阻R2作为限流电阻。

本实施例中，在电源200与第一PMOS管Q2之间还设置有电压、电流检测电路400，电压、电流检测电路400与微处理器100连接，用于将负载电路中的实时电流、电压数据及时反馈至微处理器100，而当负载电路中的实时电流、电压超过预定阈值时，微处理器100会发出关断第一PMOS管Q2的指令，发送的指令可以是发出低电平信号至所述第一NMOS管Q1的栅极，以使得第一NMOS管Q1截止，进而使得第一PMOS管Q2栅极接入高电平，从而第一PMOS管其截止，整个负载电路关断。

另外一些实施例中，电源管理电路还包括CAN通信电路500，CAN通信电路500用于微处理器100与外界通信；例如，在一些设备中，如机器人中拥有多个负载，或者在工业应用场合拥有多台工业设备，此时，每个负载或者工业设备均单独使用本实施例提供的电源管理电路进行管理，但是，对于整个机器人或者整个工业应用场合来说，还需要有一个总控制模块同时对各个负载或者各台工业设备进行监控，此时，每个电源管理电路即可利用所述CAN通信电路500与总控制模块连接，并将自身控制的负载或工业设备的工作情况传输至总控制模块，如可以将自身控制的负载电路的实时电压、电流传递至总控模块，此时也可以在总控模块对电压、电流的阈值进行设置或者判断各负载或工业设备的实时电流、电压是否超过阈值，并对各个电源管理电路发出接通、关断指令。

实施例2：如图6、图7所示，本实施例与图1不同点在于，本实施例中，还包括DC/DC电路600，设置在电源200与负载300之间，用于将电源200输出电压转换为负载300所需要的电压。

同时，在电源200与DC/DC电路600之间还设置有第二PMOS管Q4，第二PMOS管Q4的栅极同时与第二NMOS管Q3一端及辅助电源V1连接，第二NMOS管Q3的另一端接地，同时，第二NMOS管Q3的栅极通过第三电阻R3与微处理器100的第二输出端连接，当第二NMOS管截止时，所述辅助电源为第二PMOS管栅极提供高电平，以使得第二PMOS管关断，而当第NMOS管接通时，第二PMOS管栅极接收到低电平，从而第二PMOS管接通。

在本实施例中，还设置有第三指定时间，该第三指定时间小于第二指定时间，当用户触碰触碰开关后，微处理器100记录低电平时间，当用户触碰触碰开关到达第三指定时间后，首先由第一输出端控制关断第一NMOS管Q1，从而使得第一PMOS管Q2关断，从而电路中负载断电，但是电路中的DC/DC电路依然处于工作状态，电路进入休眠状态；此时，如果微处理器100检测到输入端口的低电平消失，则电路保持在休眠状态，而如果持续监测到输入端口的低电平并总持续时间达到第二指定时间，则通过第二输出端口输出低电平，关断第二NMOS管Q3，进而第二PMOS管Q4关断，整个负载电路进入关机状态。在休眠状态中，如果微处理器100输入端口检测到低电平则通过第一输出端输出高电平接通第一NMOS管Q1，从而接通第一PMOS管，使得负载通电。

本实施例中，微处理器始终处于供电状态，其可以通过专门电源供电，也可以由负载电路中电源供电。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电源管理电路，其特征在于，包括触碰开关、微处理器、第一NMOS管、第一PMOS管、辅助电源及第一二极管及第二二极管；

所述第一PMOS管设置在电源与负载之间，其栅极与辅助电源连接；

所述触碰开关通过第一二极管同时与辅助电源及微处理器的输入端连接，所述触碰开关连接第一二极管的阴极；同时，所述触碰开关还通过第二二极管与所述第一PMOS管的控制端连接，所述触碰开关连接第二二极管的阴极；辅助电源通过串接的第一二极管、第二二极管与所述第一PMOS管的控制端连接；

所述第一NMOS管一端接地，另一端与所述第一PMOS管的控制端连接，同时其控制端与所述微处理器的第一输出端连接。

2.如权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，所述第一二极管与辅助电源之间设置有第一电阻，所述第一PMOS管的栅极与辅助电源之间设置有第四电阻。

3.如权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，所述微处理器与所述第一NMOS管之间设置有第二电阻。

4.如权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，还包括设置在电源与第一PMOS管之间的电压、电流检测电路，所述电压、电流检测电路与所述微处理器连接。

5.如权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，还包括CAN通信电路，所述CAN通信电路用于微处理器与外界通信。

6.如权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，还包括DC/DC电路，设置在电源与第一PMOS管之间，用于将电源电压转换为负载所需要的电压。

7.如权利要求6所述的电源管理电路，其特征在于，还包括第二NMOS管及第二PMOS管，所述第二PMOS管设置在电源与DC/DC电路之间，其栅极同时与所述第二NMOS管一端及所述辅助电源连接，所述第二NMOS管的另一端接地，同时，所述第二NMOS管的栅极通过第三电阻与微处理器的第二输出端连接。