电源板转让专利
申请号 : CN202010053630.0
文献号 : CN113141104B
文献日 : 2022-05-06
发明人 : 刘斌 , 魏海山 , 孙康康 , 朱武 , 丁清澍 , 唐威 , 田伟 , 忻兰苑 , 谢舜蒙 , 陈正文 , 寇晨晨 , 陈燕平
申请人 : 中车株洲电力机车研究所有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种电源板,其特征在于,包括保护电路模块和电源模块,所述保护电路模块的输出端连接所述电源模块的输入端,其中,所述保护电路模块包括:开关单元,其第一端连接在输入电源的正极,用于控制所述输入电源输入电压的通断;
辅助源单元,其输入端连接所述开关单元的第二端,用于根据所述输入电源提供的输入电压输出供电电压;其中,所述辅助源单元包括第一整流二极管、第一晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、稳压二极管和第一电容;所述第一整流二极管的阳极连接所述开关单元的第二端,所述第一整流二极管的阴极连接所述第一晶体管的漏极,所述第一晶体管的栅极连接所述第一电阻的第一端,所述第一晶体管的源极连接所述第二电阻的第一端,所述第一电阻的第二端连接所述第三电阻的第一端,所述第二电阻的第二端连接所述第三电阻的第二端,所述稳压二极管的阴极连接所述第一电阻的第二端,所述稳压二极管的阳极连接输入电源负极,所述第一电容的第一端连接所述第二电阻的第二端,所述第一电容的第二端连接所述输入电源负极;所述第二电阻的第二端为所述辅助源单元的输出端,用于输出供电电压;所述第一晶体管为N型MOSFET;
基准源单元,其输入端连接所述辅助源单元的输出端,用于根据所述辅助源单元提供的供电电压输出基准电压;
过压电路单元,其反相输入端连接所述辅助源单元的输出端,其同相输入端连接所述基准源单元的输出端,用于根据所述供电电压与所述基准电压的比较结果输出相应的电平信号;
驱动单元,其输入端连接所述过压电路单元的输出端,其输出端为所述保护电路模块的输出端,用于根据所述过压电路单元输出的电平信号将所述保护电路模块输出给所述电源模块输入端的电压释放掉,以避免所述电源模块的输出电压重启;
其中,当所述输入电压大于第一预设阈值时,所述供电电压的电压值大于所述基准电压的电压值,所述过压电路单元输出低电平信号;
当所述输入电压小于第二预设阈值时,所述供电电压的电压值小于所述基准电压的电压值,所述过压电路单元输出高电平信号;
所述输入电压为所述输入电源正极与所述输入电源负极的电压差,所述第一预设阈值大于或等于所述第二预设阈值。
2.根据权利要求1所述的电源板,其特征在于,所述基准源单元包括第四电阻、可控精密稳压源、第二电容和第五电阻;
其中,所述第四电阻的第一端为所述基准源单元的输入端,所述第四电阻的第二端连接所述可控精密稳压源的阴极,所述可控精密稳压源的阳极连接所述输入电源负极,所述可控精密稳压源的参考极所述第四电阻的第二端,所述第二电容的第一端连接所述第四电阻的第二端,所述第二电容的第二端连接所述输入电源负极,所述第五电阻的第一端连接所述第四电阻的第二端;
所述第五电阻的第二端为所述基准源单元的输出端,用于输出基准电压。
3.根据权利要求1所述的电源板,其特征在于,所述过压电路单元包括第二整流二极管、比较器、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第三整流二极管、第三电容、第四电容和第五电容;
其中,所述第二整流二极管的阴极为所述过压电路单元的反相输入端,所述比较器的同相输入端为所述过压电路单元的同相输入端,所述第二整流二极管的阳极连接所述比较器的反相输入端,所述比较器的正极连接所述供电电压,所述比较器的负极连接所述输入电源负极,所述比较器的输出端连接第三整流二极管的阴极,所述第六电阻的第一端连接所述比较器的反相输入端,所述第六电阻的第二端连接所述输入电源负极,所述第七电阻的第一端连接所述开关单元的第二端,所述第七电阻的第二端连接所述比较器的反相输入端,所述第八电阻的第一端连接所述比较器的反相输入端,所述第八电阻的第二端连接所述比较器的输出端,所述第九电阻的第一端连接所述比较器的正极,所述第九电阻的第二端连接第三整流二极管的阳极,所述第三电容的第一端连接所述比较器的反相输入端,所述第三电容的第二端连接所述输入电源负极,所述第四电容的第一端连接所述比较器的输出端,所述第四电容的第二端连接所述输入电源负极,所述第五电容的第一端连接所述比较器的正极,所述第五电容的第二端连接所述输入电源负极;
第三整流二极管的阳极为所述过压电路单元的输出端,用于输出电平信号。
4.根据权利要求1所述的电源板,其特征在于,所述驱动单元包括驱动芯片、第十电阻、第二晶体管、第十一电阻、第四整流二极管、第十二电阻和第六电容;
其中,所述驱动芯片的输入端为所述驱动单元的输入端,所述驱动芯片的第一输出端连接所述第十电阻的第一端,所述驱动芯片的第二输出端连接所述驱动芯片的第一输出端,所述驱动芯片的接地端连接所述输入电源负极,所述驱动芯片的正极连接所述供电电压,所述第十电阻的第二端连接所述第二晶体管的栅极,所述第二晶体管的漏极连接所述第十一电阻的第二端,所述第二晶体管的源极连接所述输入电源负极,所述第十一电阻的第一端连接所述开关单元的第二端,所述第四整流二极管的阴极连接所述驱动芯片的第二输出端,所述第四整流二极管的阳极连接所述第十二电阻的第一端,所述第十二电阻的第二端连接所述第二晶体管的源极,所述第六电容的第一端连接所述驱动芯片的正极,所述第六电容的第二端连接所述输入电源负极;
所述第十一电阻的第一端为所述保护电路模块的第一输出端,所述第二晶体管的源极为所述保护电路模块的第二输出端,分别用于连接所述电源模块的第一输入端和第二输入端。
5.根据权利要求4所述的电源板,其特征在于,所述第二晶体管为N型MOSFET。
6.根据权利要求5所述的电源板,其特征在于:当所述过压电路单元输出低电平信号时,所述驱动芯片的第一输出端和第二输出端均输出低电平信号,所述第二晶体管关闭,断开与所述第十一电阻的连接,以避免所述第十一电阻产生损耗;
当所述过压电路单元输出高电平信号时,所述驱动芯片的第一输出端和第二输出端均输出高电平信号,所述第二晶体管开启,使得所述电源模块的输入端积累的电压能够通过所述第十一电阻释放掉,从而避免所述电源模块的输出电压重启。
7.根据权利要求1所述的电源板,其特征在于,所述电源模块包括DC/DC电源模块、第七电容和所述第七电容的寄生电阻;
其中,所述DC/DC电源模块的第一输入端为所述电源模块的第一输入端并连接所述保护电路模块的第一输出端,所述DC/DC电源模块的第二输入端为所述电源模块的第二输入端并连接所述保护电路模块的第二输出端,所述DC/DC电源模块的第一输出端为所述电源板的第一输出端,所述DC/DC电源模块的第二输出端为所述电源板的第二输出端,所述寄生电阻的第一端连接所述DC/DC电源模块的第一输入端,所述寄生电阻的第二端连接所述第七电容的第一端,所述第七电容的第二端连接所述DC/DC电源模块的第二输入端。
说明书 :
电源板
技术领域
背景技术
将转换得到的电压输出至其他电子元件或电子模组。电源板用于为其他电子元件或电子模
组提供电能。
第一电容C1两端电压在DC/DC电源模块输入欠压点附近来回震荡,从而导致电源板输出电
压重启。
发明内容
电阻、第二电阻、第三电阻、稳压二极管和第一电容;所述第一整流二极管的阳极连接所述
开关单元的第二端,所述第一整流二极管的阴极连接所述第一晶体管的漏极,所述第一晶
体管的栅极连接所述第一电阻的第一端,所述第一晶体管的源极连接所述第二电阻的第一
端,所述第一电阻的第二端连接所述第三电阻的第一端,所述第二电阻的第二端连接所述
第三电阻的第二端,所述稳压二极管的阴极连接所述第一电阻的第二端,所述稳压二极管
的阳极连接输入电源负极,所述第一电容的第一端连接所述第二电阻的第二端,所述第一
电容的第二端连接所述输入电源负极;所述第二电阻的第二端为所述辅助源单元的输出
端,用于输出供电电压;所述第一晶体管为N型MOSFET;
电平信号;
述电源模块输入端的电压释放掉,以避免所述电源模块的输出电压重启;
所述可控精密稳压源的参考极所述第四电阻的第二端,所述第二电容的第一端连接所述第
四电阻的第二端,所述第二电容的第二端连接所述输入电源负极,所述第五电阻的第一端
连接所述第四电阻的第二端;
容;
比较器的反相输入端,所述比较器的正极连接所述供电电压,所述比较器的负极连接所述
输入电源负极,所述比较器的输出端连接第三整流二极管的阴极,所述第六电阻的第一端
连接所述比较器的反相输入端,所述第六电阻的第二端连接所述输入电源负极,所述第七
电阻的第一端连接所述开关单元的第二端,所述第七电阻的第二端连接所述比较器的反相
输入端,所述第八电阻的第一端连接所述比较器的反相输入端,所述第八电阻的第二端连
接所述比较器的输出端,所述第九电阻的第一端连接所述比较器的正极,所述第九电阻的
第二端连接第三整流二极管的阳极,所述第三电容的第一端连接所述比较器的反相输入
端,所述第三电容的第二端连接所述输入电源负极,所述第四电容的第一端连接所述比较
器的输出端,所述第四电容的第二端连接所述输入电源负极,所述第五电容的第一端连接
所述比较器的正极,所述第五电容的第二端连接所述输入电源负极;
出端,所述驱动芯片的接地端连接所述输入电源负极,所述驱动芯片的正极连接所述供电
电压,所述第十电阻的第二端连接所述第二晶体管的栅极,所述第二晶体管的漏极连接所
述第十一电阻的第二端,所述第二晶体管的源极连接所述输入电源负极,所述第十一电阻
的第一端连接所述开关单元的第二端,所述第四整流二极管的阴极连接所述驱动芯片的第
二输出端,所述第四整流二极管的阳极连接所述第十二电阻的第一端,所述第十二电阻的
第二端连接所述第二晶体管的源极,所述第六电容的第一端连接所述驱动芯片的正极,所
述第六电容的第二端连接所述输入电源负极;
输入端。
十一电阻产生损耗;
通过所述第十一电阻释放掉,从而避免所述电源模块的输出电压重启。
输入端并连接所述保护电路模块的第二输出端,所述DC/DC电源模块的第一输出端为所述
电源板的第一输出端,所述DC/DC电源模块的第二输出端为所述电源板的第二输出端,所述
寄生电阻的第一端连接所述DC/DC电源模块的第一输入端,所述寄生电阻的第二端连接所
述第七电容的第一端,所述第七电容的第二端连接所述DC/DC电源模块的第二输入端。
第二预设阈值时,过压电路单元输出高电平信号,将所述保护电路模块输出给所述电源模
块输入端的电压释放掉,以避免所述电源模块的输出电压重启。以实现在电源板的输入电
压过小甚至断电的时候,通过所述保护电路模块将所述电源模块输入端积累的电压迅速释
放掉,从而避免所述电源模块的输出电压重启,且本公开提供的电源板电路形式简单、原理
简单可靠。
附图说明
具体实施方式
开实施例以及实施例中的各个特征,在不相冲突前提下可以相互结合,所形成的技术方案
均在本公开的保护范围之内。
一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此,在不脱离本公开教
导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整
数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、
元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所
有组合。
具有其他实施方式。
2104和驱动单元2105供电。
电平信号。
电源模块220输入端的电压释放掉,以避免电源模块220的输出电压重启。
体管Q1的源极连接第二电阻R1的第一端,第一电阻R1的第二端连接第三电阻R1的第一端,
第二电阻R2的第二端连接第三电阻R3的第二端,稳压二极管ZD的阴极连接第一电阻R1的第
二端,稳压二极管ZD的阳极连接输入电源负极,第一电容C1的第一端连接第二电阻R2的第
二端,第一电容C1的第二端连接输入电源负极。第二电阻R2的第二端为辅助源单元2102的
输出端,用于输出供电电压VCC。
极,可控精密稳压源TL431的阳极连接输入电源负极,可控精密稳压源TL431的参考极连接
第四电阻R4的第二端,第二电容C2的第一端连接第四电阻R4的第二端,第二电容C2的第二
端连接输入电源负极,第五电阻R5的第一端连接第四电阻R4的第二端。第五电阻R5的第二
端为基准源单元2103的输出端,用于输出基准电压。
精密稳压源TL431的阴极电压为2.5V。
同相输入端,第二整流二极管D2的阳极连接第一比较器N的反相输入端,比较器N的正极连
接供电电压VCC(图中未示出),比较器N的负极连接输入电源负极,比较器N的输出端连接第
三整流二极管D3的阴极,第六电阻R6的第一端连接比较器N的反相输入端,第六电阻R6的第
二端连接输入电源负极,第七电阻R7的第一端连接开关单元2101的第二端,第七电阻R7的
第二端连接比较器N的反相输入端,第八电阻R8的第一端连接比较器N的反相输入端,第八
电阻R8的第二端连接比较器N的输出端,第九电阻R9的第一端连接比较器N的正极,第九电
阻R9的第二端连接第三整流二极管D3的阳极,第三电容C3的第一端连接比较器N的反相输
入端,第三电容C3的第二端连接输入电源负极,第四电容C4的第一端连接比较器N的输出
端,第四电容C4的第二端连接输入电源负极,第五电容C5的第一端连接比较器N的正极,第
五电容C5的第二端连接输入电源负极。第三整流二极管D3的阳极为过压电路单元2104的输
出端,用于输出电平信号。
输出端OUT1,驱动芯片IC的接地端GND连接输入电源负极,驱动芯片的正极VS连接供电电压
VCC(图中未示出),第十电阻R10的第二端连接第二晶体管Q2的栅极,第二晶体管Q2的漏极
连接第十一电阻R11的第二端,第二晶体管Q2的源极连接输入电源负极,第十一电阻R11的
第一端连接开关单元2101的第二端,第四整流二极管D4的阴极连接驱动芯片IC的第二输出
端OUT2,第四整流二极管D4的阳极连接第十二电阻R12的第一端,第十二电阻R12的第二端
连接第二晶体管Q2的源极,第六电容C6的第一端连接驱动芯片IC的正极VS,第六电容C6的
第二端连接输入电源负极。第十一电阻R11的第一端为保护电路模块210的第一输出端,第
二晶体管Q2的源极为保护电路模块210的第二输出端,分别用于连接电源模块220的第一输
入端和第二输入端。
为电源模块220的第二输入端并连接保护电路模块210的第二输出端即第二晶体管Q2的源
极,DC/DC电源模块的第一输出端Vout+为电源板200的第一输出端,DC/DC电源模块的第二
输出端Vout‑为电源板200的第二输出端,寄生电阻ESR的第一端连接DC/DC电源模块的第一
输入端,寄生电阻ESR的第二端连接第七电容C7的第一端,第七电容C7的第二端连接DC/DC
电源模块的第二输入端。
OUT2均输出低电平信号,第二晶体管Q2关闭,断开与第十一电阻R11的连接,以避免保护电
路模块210产生损耗。且在第二晶体管Q2关闭时,通过第四晶体管D4和第十二电阻R12快速
放电,实现第二晶体管Q2快速关断。
出端OUT2均输出高电平信号,第二晶体管Q2开启,使得电源模块220输入端积累的电压(即
C7两端积累的电压)能够通过第十一电阻R11释放掉,从而避免电源模块220的输出电压重
启。
定。
器N输出低电平时,第三二极管D3导通,该低电平信号直接传输到过压电路单元2104的输出
端,以输出低电平信号。
输入过压恢复点。
端。
元2104和驱动单元2105,当输入电压Vin小于第二预设阈值V2时,过压电路单元2104输出高
电平信号,将保护电路模块210输出给电源模块220输入端的电压释放掉,以避免电源模块
220的输出电压重启。以实现在电源板200的输入电压过小甚至断电的时候,通过保护电路
模块210将电源模块220的输入电压迅速释放掉,从而避免电源模块220的输出电压重启,且
本公开提供的电源板200电路形式简单、原理简单可靠。
等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。虽然本公开所公开的实施方式如
上,但的内容只是为了便于理解本公开而采用的实施方式,并非用以限定本公开。任何本公
开所属技术领域内的技术人员,在不脱离本公开所公开的精神和范围的前提下,可以在实
施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本公开的保护范围,仍须以所附的权利要求
书所界定的范围为准。