CN216599410U - 一种具备识别输入电压误动作能力的供电模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具备识别输入电压误动作能力的供电模块。供电模块包括控制保护电路A、控制保护电路B、电源转换电路和滤波电路；电源转换电路采用LM22672‑ADJ芯片；控制保护电路A采用MAX9021AUK‑T芯片，控制保护电路B采用MAX16053芯片。供电模块采用一体化设计，电路简单，外围器件少，减少了研发及生产成本。供电模块具有抗欠压浪涌的能力，具备识别输入电压误动作的能力，能够更好的保护受电设备，防止后级电路误动作。采用集成芯片MAX16053、MAX9021AUK‑T以及外围电路实现其特种功能，解决了现有供电系统因输入供电电压的不稳定造成的误动作问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及特种的供电电源，尤其是涉及一种具备识别输入电压误动作能力的供电模块。供电模块能够为一些对输入电压敏感的受电设备供电，能够更好的保护受电设备，防止受电设备误动作。
背景技术
现有供电系统因输入供电电压的不稳定会造成受电设备误动作问题。特种的供电电源有工作电压低、工作电流不大、体积尺寸小以及完善的保护措施等特点。一般应用于对供电有特殊需求的场合。不同于普通的电源模块指标要求，特种供电电源的设计要求更加的严格，同时指标要求的内容也不尽相同。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题，本实用新型提供一种具备识别输入电压误动作能力的供电模块。
本实用新型采取的技术方案是：一种具备识别输入电压误动作能力的供电模块，其特征在于：所述供电模块包括控制保护电路A、控制保护电路B、电源转换电路和由输入及输出滤波组成的滤波电路；所述电源转换电路采用LM22672-ADJ芯片U3以及外围电路；控制保护电路A采用型号为MAX9021AUK-T的芯片U2以及其外围电路，控制保护电路B采用型号为MAX16053芯片U1以及其外围电路；控制保护电路A、控制保护电路B分别与电源转换电路相连，输入及输出滤波电路分别与电源转换电路相连。
所述芯片U3以及外围电路、滤波电路的连接关系为：+Vin输入端通过连接电阻R7、电容C4、电容C3一端后接至芯片U3的7脚，芯片U3的3脚、2脚分别通过电阻R14、电容C10与公共地相连；芯片U3的5脚连接电阻R7另一端、齐纳二极管D2的阴极及电容C9一端，同时又与场效应管Q1的漏极相连，场效应管Q1的栅极通过电阻R13接至所述控制保护电路B中芯片U1的4脚；场效应管Q1的源极、电容C9另一端、齐纳二极管D2的阳极与公共地相连；芯片U3的4脚与电阻R17、电阻R9、电阻R10一端相连，芯片U3的1脚通过电容C6与储能电感L1的一端、肖特基二极管D3的阴极相连，同时连接到芯片U3的8脚；储能电感L1另一端连接电阻R17、电阻R9另一端以及电容C11、电阻R15的一端后与+Vout输出端相连，电阻R10另一端与公共地相连；肖特基二极管D3的阳极连接电容C11、电阻R15另一端后与公共地相连。
所述芯片U2以及其外围电路的连接关系为：+Vin输入端通过连接电阻R4连接电容C7、电阻R8、电阻R16一端后接至芯片U2的2脚，电容C7、电阻R8、电阻R16另一端连接后与公共地相连；芯片U2的1脚接至控制保护电路B中芯片U1的3脚；并通过电阻R5与电阻R11、电容C8、电阻R12一端相连，同时连接芯片U2的3脚，电阻R11、电容C8另一端连接后与公共地相连；芯片U2的5脚与电容C2、电阻R6一端、齐纳二极管D1的阴极、电阻R12另一端相连，电容C2另一端与芯片U2的4脚连接后与公共地相连；电阻R6另一端连接+Vin输入端；齐纳二极管D1的阳极与公共地相连。
所述芯片U1以及其外围电路的连接关系为：芯片U1的1脚连接电阻R2、电阻R1的一端，电阻R1另一端与公共地相连；芯片U1的2脚与公共地相连；芯片U1的3脚接至控制保护电路A中的芯片U2的1脚，并连接电阻R2另一端及芯片U1的5脚，芯片U1的4脚通过所述电源转换电路中的电阻R13连接场效应管Q1的栅极；芯片U1的6脚与电阻R3、电容C5、电容C1的一端相连，电阻R3、电容C5、电容C1另一端连接后与公共地相连。
与传统技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本设计的供电模块是一种具有抗欠压浪涌能力，具备识别输入电压误动作能力的特种供电模块，能够为一些对输入电压敏感的受电设备供电，能够更好的保护受电设备，防止后级电路误动作，采用集成芯片MAX16053、MAX9021AUK-T以及外围电路实现其特种功能，解决了现有供电系统因输入供电电压的不稳定造成的误动作问题。
供电模块采用一体化设计，电路简单，外围器件少，减少了研发及生产成本，具有可靠性高，成本低等特点。模块封装尺寸小，供电范围宽，能够适应各种供电条件，更好嵌套入各种系统设备中。基于电路简单、体积小等特点，本供电电源能够在各种设备中实现灵活应用。
附图说明
图1为本实用新型的供电模块电路连接框图；
图2为图1中滤波电路和电源转换电路原理图；
图3为图1中控制保护电路A原理图；
图4为图1中控制保护电路B原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本设计的供电模块包括直流输入端和直流输出端、控制保护电路A、控制保护电路B、电源转换电路和由输入及输出滤波组成的滤波电路；电源转换电路采用LM22672-ADJ芯片U3以及外围电路；控制保护电路A采用型号为MAX9021AUK-T的芯片U2以及其外围电路，控制保护电路B采用型号为MAX16053芯片U1以及其外围电路；控制保护电路A、控制保护电路B分别与电源转换电路相连，输入及输出滤波电路分别与电源转换电路相连。
如图2所示，芯片U3以及外围电路、滤波电路的连接关系为：+Vin输入端通过连接电阻R7、电容C4、电容C3一端后接至芯片U3的7脚，芯片U3的3脚、2脚分别通过电阻R14、电容C10与公共地相连；芯片U3的5脚连接电阻R7另一端、齐纳二极管D2的阴极及电容C9一端，同时又与场效应管Q1的漏极相连，场效应管Q1的栅极通过电阻R13接至控制保护电路B中芯片U1的4脚；场效应管Q1的源极、电容C9另一端、齐纳二极管D2的阳极与公共地相连；芯片U3的4脚与电阻R17、电阻R9、电阻R10一端相连，芯片U3的1脚通过电容C6与储能电感L1的一端、肖特基二极管D3的阴极相连，同时连接到芯片U3的8脚；储能电感L1另一端连接电阻R17、电阻R9另一端以及电容C11、电阻R15的一端后与+Vout输出端相连，电阻R10另一端与公共地相连；肖特基二极管D3的阳极连接电容C11、电阻R15另一端后与公共地相连。
本设计的滤波电路包括输入滤波电路和输出滤波电路。供电电路的输入端通过电容C3和电容C4与公共地相连，输入端同时与芯片U3的7脚相连，用于平滑输入电流纹波，为电源转换电路提供能量。供电电源的输入端通过电阻R6与齐纳二极管D1的阴极以及芯片U2的5脚相连，齐纳二极管D1的阳极与公共地相连，为控制保护电路A提供能量。输出端通过电容C11和电阻R15与公共地相连，用于平滑输出电流纹波和供电系统关断时提供能量卸放途径。芯片U3的5脚连接电阻R7另一端、齐纳二极管D2的阴极及电容C9一端，同时又与场效应管Q1的漏极相连，场效应管Q1的栅极通过电阻R13接至控制保护电路B中芯片U1的4脚；场效应管Q1的源极、电容C9另一端、齐纳二极管D2的阳极与公共地相连；电容C9提供系统启动的输入电压最小保持时间，主要功能：当输入电压启动保持时间小于电容C9的充电时间，供电系统不工作。当输入电压启动保持时间超出电容C9的充电时间，供电系统正常工作，这样有效的防止由于输入电压的不稳，造成的供电系统误启动。
如图3所示，芯片U2以及其外围电路的连接关系为：+Vin输入端通过连接电阻R4连接电容C7、电阻R8、电阻R16一端后接至芯片U2的2脚，电容C7、电阻R8、电阻R16另一端连接后与公共地相连；芯片U2的1脚接至控制保护电路B中芯片U1的3脚；并通过电阻R5与电阻R11、电容C8、电阻R12一端相连，同时连接芯片U2的3脚，电阻R11、电容C8另一端连接后与公共地相连；芯片U2的5脚与电容C2、电阻R6一端、齐纳二极管D1的阴极、电阻R12另一端相连，电容C2另一端与芯片U2的4脚连接后与公共地相连；电阻R6另一端连接+Vin输入端；齐纳二极管D1的阳极与公共地相连。
本设计的控制保护电路A中采用MAX9021AUK-T芯片U2以及其外围电路，芯片U2的4脚与公共地相连，并且通过电容C2与自身的5脚相连，抑制芯片供电端的杂波干扰。芯片U2的3脚通过电阻R12与自身的5脚相连，并且通过电阻R11、电容C8与公共地相连，电阻R11与电容C8的一端与公共地相连，为保护电路提供基准电压。芯片U2的2脚通过电阻R4与输入端相连，并且通过电阻R8、电阻R16、电容C7与公共地相连，为保护电路提供感测电压，电容C7抑制公共地的串扰。芯片U2的1脚通过电阻R5与其自身的3脚相连，为保护电路设置置回区间。芯片U2的1脚与芯片U1的3脚相连，实现防止误动作的保护机制。
如图4所示，芯片U1以及其外围电路的连接关系为：芯片U1的1脚连接电阻R2、电阻R1的一端，电阻R1另一端与公共地相连；芯片U1的2脚与公共地相连；芯片U1的3脚接至控制保护电路A中的芯片U2的1脚，并连接电阻R2另一端及芯片U1的5脚，芯片U1的4脚通过所述电源转换电路中的电阻R13连接场效应管Q1的栅极；芯片U1的6脚与电阻R3、电容C5、电容C1的一端相连，电阻R3、电容C5、电容C1另一端连接后与公共地相连。
本设计的控制保护电路B中采用MAX16053芯片U1以及其外围电路；芯片U1的6脚通过电阻R3、电容C1、电容C5与公共地相连，提供系统防止误动作的输入电压最小保持时间。主要功能：供电系统正常工作状态下，当输入电压波动的时间小于设定时长时，供电系统正常工作；当输入电压波动的时间大于设定时长时，供电系统使能关断，实现保护机制。电阻R3为电容C1、电容C5在关断状态提供卸放回路。
本实用新型的工作原理：电源转换电路实现供电电压的转换，输入及输出滤波电路用于平滑输入输出电流纹波。芯片U1和芯片U2组成的控制保护电路实现保护机制：（1）在供电模块启动状态时，输入供电电压需同时满足电压超出供电模块设定阈值，并且超出阈值保持时间大于系统设定时长，系统才开始工作，防止供电模块的误启动。（2）在供电模块正常工作状态时，输入电压发生波动，波动电压需同时满足电压低于供电模块设定的阈值，并且低于阈值的保持时间大于系统设定时长，供电模块使能关断。这样供电模块既能满足抗输入端浪涌要求，又能更好的实现保护机制。
本设计的供电模块的输出电压为3.3V。供电模块能够为一些对输入电压敏感的受电设供电。
本设计的供电模块还包括散热固定金属外壳。金属外壳为密封的散热金属外壳，功率器件通过散热金属外壳进行散热，内部用导热灌封胶密封，外部有安装固定孔，此设计提高了抗震、防水、防尘性能。
Claims (4)
1.一种具备识别输入电压误动作能力的供电模块，其特征在于：所述供电模块包括控制保护电路A、控制保护电路B、电源转换电路和由输入及输出滤波组成的滤波电路；所述电源转换电路采用LM22672-ADJ芯片U3以及外围电路；控制保护电路A采用型号为MAX9021AUK-T的芯片U2以及其外围电路，控制保护电路B采用型号为MAX16053芯片U1以及其外围电路；控制保护电路A、控制保护电路B分别与电源转换电路相连，输入及输出滤波电路分别与电源转换电路相连。
2.根据权利要求1所述的一种具备识别输入电压误动作能力的供电模块，其特征在于：所述芯片U3以及外围电路、滤波电路的连接关系为：+Vin输入端通过连接电阻R7、电容C4、电容C3一端后接至芯片U3的7脚，芯片U3的3脚、2脚分别通过电阻R14、电容C10与公共地相连；芯片U3的5脚连接电阻R7另一端、齐纳二极管D2的阴极及电容C9一端，同时又与场效应管Q1的漏极相连，场效应管Q1的栅极通过电阻R13接至所述控制保护电路B中芯片U1的4脚；场效应管Q1的源极、电容C9另一端、齐纳二极管D2的阳极与公共地相连；芯片U3的4脚与电阻R17、电阻R9、电阻R10一端相连，芯片U3的1脚通过电容C6与储能电感L1的一端、肖特基二极管D3的阴极相连，同时连接到芯片U3的8脚；储能电感L1另一端连接电阻R17、电阻R9另一端以及电容C11、电阻R15的一端后与+Vout输出端相连，电阻R10另一端与公共地相连；肖特基二极管D3的阳极连接电容C11、电阻R15另一端后与公共地相连。
3.根据权利要求2所述的一种具备识别输入电压误动作能力的供电模块，其特征在于：芯片U2以及其外围电路的连接关系为：+Vin输入端通过连接电阻R4连接电容C7、电阻R8、电阻R16一端后接至芯片U2的2脚，电容C7、电阻R8、电阻R16另一端连接后与公共地相连；芯片U2的1脚接至控制保护电路B中芯片U1的3脚；并通过电阻R5与电阻R11、电容C8、电阻R12一端相连，同时连接芯片U2的3脚，电阻R11、电容C8另一端连接后与公共地相连；芯片U2的5脚与电容C2、电阻R6一端、齐纳二极管D1的阴极、电阻R12另一端相连，电容C2另一端与芯片U2的4脚连接后与公共地相连；电阻R6另一端连接+Vin输入端；齐纳二极管D1的阳极与公共地相连。
4.根据权利要求2所述的一种具备识别输入电压误动作能力的供电模块，其特征在于：芯片U1以及其外围电路的连接关系为：芯片U1的1脚连接电阻R2、电阻R1的一端，电阻R1另一端与公共地相连；芯片U1的2脚与公共地相连；芯片U1的3脚接至控制保护电路A中的芯片U2的1脚，并连接电阻R2另一端及芯片U1的5脚，芯片U1的4脚通过所述电源转换电路中的电阻R13连接场效应管Q1的栅极；芯片U1的6脚与电阻R3、电容C5、电容C1的一端相连，电阻R3、电容C5、电容C1另一端连接后与公共地相连。
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