Pg电子平台：电源模块制造技术
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一种电源模块，包括MCU、为MCU供电的待机电源、电子开关、电池、充电器、充电控制模块以及两个以上的降压单元，两个以上的降压单元分别输出不同的电压，每个降压单元包括两个以上的降压模块，所述MCU分别与电子开关、充电控制模块、待机电源以及降压模块电连接，电子开关还分别与电池、降压模块和充电控制模块电连接，充电控制模块与充电器电连接，降压模块用于与负载电连接。能够实现多路不同电压输出，并且能够控制电池的充电电路，保证电池的安全，还可控制降压模块的启动，避免开机瞬间浪涌电流大，还可以在关闭电源开关后，延时关断各降压模块，实现软关机功能，也可以在负载停止工作期间关断对应的降压模块，以降低功耗。
能自由行走的机器人一般采用24V电池供电，而机器人内部各路用电模块需求的电压值各不相同，以+5V、+12V、+24V居多，这样就需要多种电压转换模块，现有机器人一般简单的采用几组分立的降压模块，这种架构存在以下缺点：第一，开机浪涌电流大。在机器人电源开关打开时，几组分立的降压模块同时开启，因为机器人本身的功耗就比较大，一般有一两百瓦，那瞬间浪涌电流更可达数十安培，容易造成电子元器件损坏，甚至可能造成电池输出短路保护功能开启，电池断开输出。第二，不能实现软关机，分立的降压模块在电源开关关闭的同时就停止工作，假如机器人有用到X86主板的线主板和硬盘造成伤害。第三，分立的降压模块分别独立工作，不能接受主机控制，它们上电后就处于常开状态，即使负载断开它们也在工作，不符合环保节能的潮流。第四，分立的降压模块功能单一，不具备电池充电控制功能。当充电器发生异常时不能切断电池，容易发生危险或损坏电池。
本专利技术所要解决的技术问题是：提出一种能够实现的大功率、多路直流输出并且能够集中管理的电源模块。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种电源模块，包括MCU、为MCU供电的待机电源、电子开关、电池、充电器、充电控制模块以及两个以上的降压单元，两个以上的降压单元分别输出不同的电压，每个降压单元包括两个以上的降压模块，所述MCU分别与电子开关、充电控制模块、待机电源以及降压模块电连接，电子开关还分别与电池、降压模块和充电控制模块电连接，充电控制模块与充电器电连接，降压模块用于与负载电连接。本专利技术的有益效果在于：通过MCU控制各降压模块的开启和关断，以及控制电子开关的开启和关断，充电控制模块可对电池充电进行控制，例如控制充电电路，以保证电池的安全，待机电源为MCU提供工作电源，将MCU供电独立开来，确保MCU正常工作，降压模块将电池电压转换成各负载所需的直流电压。本专利技术通过在电池与降压模块之间加入了MCU、电子开关和充电控制模块，利用对MCU实现各降压模块的开机控制，解决了开机瞬间浪涌电流大的问题，还可以在关闭电源开关后，延时关断各降压模块，实现软关机功能，也可以在负载停止工作期间关断对应的降压模块，以降低功耗。不同的降压单元输出不同的电压，以满足不同被供电设备的不同电压需求，每个降压单元包括多个降压模块，可以同时实现多路供电。附图说明图1为本专利技术实施例的电源模块结构连接示意图；图2为本专利技术实施例一的电源模块结构连接示意图；图3为本专利技术实施例一的电源模块的第一降压单元的结构示意图；图4为本专利技术实施例一的电源模块的第二降压单元的结构示意图；图5为本专利技术实施例一的电源模块的第三降压单元的结构示意图；图6为本专利技术实施例一的电源模块的电子开关的示例电路图；图7为本专利技术实施例一的电源模块的充电控制模块的示例电路图；图8为本专利技术实施例一的电源模块的待机电源的示例电路图。标号说明：1、MCU；2、待机电源；3、电子开关；4、电池；5、充电器；6、充电控制模块；7、降压单元；71、降压模块；8、第一降压单元；81、型号为TPS54340的芯片；9、第二降压单元；91、型号为TPS54540的芯片；10、第三降压单元；101、型号为SC8701的芯片；11、电源启动开关；12、机器人的主板。具体实施方式为详细说明本专利技术的
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。本专利技术最关键的构思在于：在电池与降压模块之间加入了MCU、电子开关和充电控制模块，MCU分别与电子开关、充电控制模块、待机电源以及降压模块电连接，电子开关还分别与电池、降压模块和充电控制模块电连接，充电控制模块与充电器电连接。请参照图1，本专利技术提供：一种电源模块，包括MCU1、为MCU1供电的待机电源2、电子开关3、电池4、充电器5、充电控制模块6以及两个以上的降压单元7，两个以上的降压单元7分别输出不同的电压，每个降压单元7包括两个以上的降压模块71，所述MCU1分别与电子开关3、充电控制模块6、待机电源2以及降压模块71电连接，电子开关3还分别与电池4、降压模块71和充电控制模块6电连接，充电控制模块6与充电器5电连接，降压模块71用于与负载电连接。从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：充电时，由充电器提供的充电电压加在充电控制模块上，当MCU检测到充电器接入后，同时打开充电控制模块和电子开关，使充电电压加在电池上开始充电，充电控制模块能够对充电进行控制，例如电流过大等充电异常情况出现时能够停止充电，保证电池的安全。当MCU检测到电池充满后，就关闭充电控制模块停止充电，进入放电过程：打开电子开关，电池电压加在各降压模块输入端，然后依次间隔开启各降压模块，解决了开机瞬间浪涌电流大的问题，另外当电源开关关闭后，MCU可以延时关断各降压模块，实现软关机功能，有效保护被供电设备内部主板、硬盘等器件的安全。不同的降压单元输出不同的电压，以满足不同被供电设备的不同电压需求，每个降压单元包括多个降压模块，可以同时实现多路供电。需要说明的是，上述依次开启各降压模块以及控制降压模块延时关断，只需对MCU进行简单的延时设置即可，例如将现有的延时程序输入至MCU。进一步的，所述电子开关3包括第一三极管、第二三极管、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管，第一三极管的基极连接MCU1，第一三极管的集电极连接第二三极管的基极，第二三极管的源极连接充电控制模块6，第二三极管的集电极的分别连接第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管的栅极，第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管的源极连接，第一MOS管与第二MOS管的漏极连接点与降压模块71连接，第三MOS管和第四MOS管的漏极连接点与电池4连接。进一步的，所述第一三极管为NPN型三极管，第二三极管为NPN型三极管，第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管分别为N沟道MOS管。从上述描述可知，充电控制模块输出的电压经两个三极管连接到MOS管的栅极，而第一三级管的基极与单片机连接，这样便可以通过MCU控制三极管的开关来控制MOS管栅极电压的通断电，从而起到了MOS管的开关的作用。具体设计电路时，还会设置匹配的电阻和二极管等器件，以满足三极管和MOS管的工作条件。进一步的，所述两个以上的降压单元包括第一降压单元8、第二降压单元9和第三降压单元10，第一降压单元8的输出电压为+5V，第二降压单元9的输出电压为+12V，第三降压单元10的输出电压为+24V。从上述描述可知，大部分被供电的设备，尤其是机器人这类装置，其内部各模块通常都需要+5V、+12V和+24V的电压来供电，因此本法设计输出电压分别为+5V、+12V和+24V的3个降压单元，能够基本满足被供电的设备的供电需求。当然，除了上述3种输出电压，也可以根据实际使用情况设计其他输出的降压单元。进一步的，第一降压单元8包括5个相互独立的降压模块71，第二降压单元9包括6个相互独立的降压模块71，第三降压单元10包括4个相互独立的降压模块71。从上述描述可知，各路降压模块互不影响，能够为15路负载进行供电。上述降压模块
一种电源模块，其特征在于，包括MCU、为MCU供电的待机电源、电子开关、电池、充电器、充电控制模块以及两个以上的降压单元，两个以上的降压单元分别输出不同的电压，每个降压单元包括两个以上的降压模块，所述MCU分别与电子开关、充电控制模块、待机电源以及降压模块电连接，电子开关还分别与电池、降压模块和充电控制模块电连接，充电控制模块与充电器电连接，降压模块用于与负载电连接。
1.一种电源模块，其特征在于，包括MCU、为MCU供电的待机电源、电子开关、电池、充电器、充电控制模块以及两个以上的降压单元，两个以上的降压单元分别输出不同的电压，每个降压单元包括两个以上的降压模块，所述MCU分别与电子开关、充电控制模块、待机电源以及降压模块电连接，电子开关还分别与电池、降压模块和充电控制模块电连接，充电控制模块与充电器电连接，降压模块用于与负载电连接。2.根据权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述电子开关包括第一三极管、第二三极管、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管，第一三极管的基极连接MCU，第一三极管的集电极连接第二三极管的基极，第二三极管的源极连接充电控制模块，第二三极管的集电极的分别连接第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管的栅极，第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管的源极连接，第一MOS管与第二MOS管的漏极连接点与降压模块连接，第三MOS管和第四MOS管的漏极连接点与电池连接。3.根据权利要求2所述的电源模块，其特征在于，所述第一三极管为NPN型三极管，第二三极管为NPN型三极管，第一M...
