一種電子產品多電源供電管理裝置的製作方法

2023-12-05 05:22:01

本發明屬於電子產品電源管理技術領域；涉及一種電子產品多電源供電管理裝置。

背景技術：

隨著數字電路技術的發展，在複雜的功能需求下，電子產品趨向於基於高性能dsp和fpga構建的信號處理平臺或多核處理架構，同時包括高速大容量存儲以及高速通訊，這使得電子產品告別了單5v電壓，進入低電壓、多電源時代。電源種類繁多，系統功耗大，欠壓或瞬態電流超限均會造成系統工作異常，因此對多電源供電進行管理迫在眉睫。

技術實現要素：

本發明提供了一種電子產品多電源供電管理裝置；解決電子產品在欠壓狀態下出現的異常狀態和瞬態電流超限的問題。

本發明的技術方案是：一種電子產品多電源供電管理裝置，包括ipmc模塊和chmc模塊，ipmc模塊和chmc模塊通過i2c總線連接；其中chmc模塊包括一個電源管理模塊，ipmc模塊包括多個電源管理模塊；其中電源管理模塊包括與i2c總線連接的微控制器，與微控制器連接的溫度監測點，與i2c總線連接的電源時序控制器，與電源時序控制器連接的電源管理單元；chmc模塊通過i2c總線監控、採集ipmc模塊的上/下電時序；ipmc模塊控制多個功能模塊的上/下電時序；ipmc模塊的功能模塊與其電源管理模塊對應設置。

更進一步的，本發明的特點還在於：

其中ipmc模塊的電源管理模塊中微控制器檢測功能模塊的電壓。

其中chmc模塊的電源管理模塊中微控制器讀取ipmc模塊中的多個功能模塊的數據，並發出各個功能模塊的上/下電信號。

其中微控制器為mps430單片機裝置。

其中微控制器通過i2c總線配置電源管理單元的上/下電時序。

其中電源時序控制器為ucd9080單片機裝置。

其中電源時序控制器的gpo管腳配置i2c總線的地址。

其中電源管理單元為tps62125單片機裝置。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明使用的chmc模塊和ipmc模塊能夠控制多電源供電時序，同時根據不同任務階段的用電需求，通過供電策略動態可重構，有效降低系統功耗；使用微控制器mps430起到對各功能模板電壓的監測作用，控制輸出電壓；使用電源時序控制器ucd9080起到控制電源上/下電時序的作用。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明中微控制器的結構示意圖；

圖3為本發明中ipmc模塊中功能模塊的上電原理圖；

圖4為本發明中電源時序控制器的結構示意圖；

圖5為本發明中電源時序控制器的電壓監控設計圖。

圖中：1為底板；2為i2c總線；3為電源時序控制器；4為電源管理單元；5為微控制器；6為溫度檢測點。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明的技術方案進一步說明。

本發明提供了一種電子產品多電源供電管理裝置，通過i2c總線2互相連接的ipmc模塊和chmc模塊；其中ipmc模塊用於管理多個功能模塊的電源上/下電時序和狀態的檢測、回傳；chmc模塊用於管理ipmc模塊的電源上/下電情況。其中cnmc模塊通過i2c總線2接收ipmc模塊中各個功能模塊的上/下電信息，同時通過i2c接口控制各個功能模塊；各個功能模塊在ipmc模塊的控制下實現上/下電，上/下電完成之後，將檢測信息通過i2c接口回傳給chmc模塊。

如圖1所示，該裝置包括通過i2c總線2互相連接的ipmc模塊和chmc模塊，其中chmc模塊包括一個電源管理模塊，ipmc模塊包括多個電源管理模塊。其中電源管理模塊包括與i2c總線2連接的微控制器5，微控制器5與溫度監測點6連接，電源管理模塊還包括與i2c總線2連接的電源時序控制器3，電源時序控制器3與電源管理單元4連接。

其中微控制器5上連接的溫度監測點6用於檢測當前環境的溫度，防止晶片散熱不及時，導致環境溫度過高，損壞晶片。

如圖2所示，微控制器5採用mps430單片機裝置，微控制器能夠滿足對電壓的監測功能。微控制器msp430通過i2c配置電源管理單元4的上/下電時序，由電源管理單元4按照配置好的上電策略，通過對功能模板上電源的使能輸出管腳進行順序控制，從而實現電源上/下電管理。ipmc模塊中各功能模塊的電源時序控制器3採用ucd9080晶片，其上的rstn引腳，由chmc模塊對ipmc模塊上各功能模塊進行數據讀取判斷，根據讀取的功能模塊的存儲信息決定各功能模塊能否開始上/下電工作。其中如圖4所示ucd9080晶片上的gpo管腳配置板上i2c地址，在上電復位結束後第一個時鐘周期採集本功能模板i2c地址。

如圖3所示，ipmc模塊的功能模塊的上電過程中，電源管理單元4採用tsp62125晶片，並且輸入電壓為12v，產生ipmc專用的電源電壓3.3v，為微控制器5和電源管理單元4供電。

如圖4所示，電源時序控制器3採用ucd9080晶片，ucd9080晶片的使能輸出信號en通過電阻下拉，以保證在上電後電源管理單元4暫時處於關閉狀態，直到ucd9080晶片加載完成默認配置，或通過i2c總線對ucd9080配置完成後，再按照設定的供電時序上電工作。

如圖5所示，使用ucd9080晶片的電壓監控設計為：採用ucd9080的mon(0:7)引腳來監測功能模板上各電源電壓是否正常，若監測的電壓多餘8個，可以使用msp430的模擬量監測管腳p6.0-p6.7。由於ucd9080監測的最大電壓3.3v，對於大於3.3v的電壓，採用分壓方式監測。常用的需要監測的電壓主要有1.2v，1.8v，3.3v，5.0v和12.0v這幾種電源電壓，對於5.0v和12.0v採用分壓方式監測。

其中監測5v時，分壓電路通過電流<10ma，根據分壓電路原理：r1和r2的阻值分別定為：10k和5.16k。

其中監測12v時，分壓電路通過電流<10ma，根據分壓電路原理：r3和r4的阻值分別定為：10k和27.4k。

同時，ucd9080還支持8路電源電壓的實時監控。將各個輸出的powergood信號連接到ucd9080的monitor引腳上，用於監測板內各種電源的工作情況。當某個電源出現故障導致異常掉電時，可由ucd9080控制該電源斷電，由ucd9080控制各種電源按上電相反的時序逐一下電保護硬體電路不受損傷。

本發明的裝置，能夠對複雜模式系統內部的多電源上/下電時序進行管理，有效避免所有器件同時上/下電帶來的瞬態電流超限對產品產生的影響，同時根據不同任務階段的用電需求，通過供電策略動態可重構，可以有效降低系統功耗。