一種嵌入式電源控制器的製作方法

2023-07-03 05:12:56 4

本實用新型涉及輸配電設備領域，特別是一種嵌入式電源控制器。

背景技術：

電源模塊是所有嵌入式系統中十分重要的一個部分，也是系統正常工作的基礎模塊。一個好的電源模塊要求具有較寬的輸入電壓能，對外部電壓由較大的容限，以保證外部供電電源出現較大波動時不會損壞系統，同時要有穩定的輸出電壓以及一定帶負載能力，以保證整個系統能夠穩定的工作。

目前常見的嵌入式系統，一般都具有一個外部的交流-直流(AC-DC)轉換器件作為前級電路，即電源適配器，用於將220V交流電壓轉為直流電壓，得到的直流電壓作為系統的實際輸入電壓。由於輸入的直流電壓一般較高，常見的如9V、12V等，不能直接用於嵌入式核心器件供電，因此需要再經過系統內部的電壓轉換電路，得到多路不同的低電壓，如5V、3.3V、1.8V等，才能用於處理器、存儲晶片等核心器件供電，而這些較低的電壓是整個系統實際的工作電壓。

對於目前的嵌入式系統而言，處理器核心電壓為1.2V，IO埠電壓為1.8V，常用外設如存儲晶片、內存晶片等一般多為3.3V和1.8V混合供電，為保證器件正常工作，每一路電壓的輸出電流要保證足夠大。此外，目前廣泛使用的集成有ARM和DSP的雙核SoC晶片，其工作時也需要較大的電流，因此系統供電電壓具有較大的輸出電流是有必要的。

通常的電源模塊的設計有線性穩壓器和開關電源兩種方案，本文中採用的是基於多片集成開關電源晶片及其外圍電路進行設計的方案設計，從而保證電源模塊具有8-40V輸入電壓範圍，多路固定低電 壓值的輸出，單路電壓的最大輸出電流可以達到2A的持續電流。該模塊具有較高的電壓輸出精度和較強的帶負載能力，可滿足目前主要核心處理器電路的供電要求。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種嵌入式電源控制器，具有完善的電池管理體系，能實現溫度補償、自動均浮充控制、自動調壓、電池容量計算、在線電池測試等功能。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本實用新型公開了一種嵌入式電源控制器，包括了控制器箱體、多組整流模塊、監控模塊、交直流配電模塊和擴展模塊，控制器箱體為多槽式設計，採用可拆卸隔板進行分隔組合，控制器箱體外側開設有多組散熱孔，多組整流模塊安裝於控制器箱體的上部插槽內，監控模塊、交直流配電模塊和擴展模塊安裝於控制器箱體下部，其中，交直流配電模塊與監控模塊、擴展模塊分列於左右兩側。

其中，整流模塊外側面安裝有散熱風扇。

其中，監控模塊為盒式結構，側面設置有液晶顯示屏和數據連接口，數據連接口包括了RS485通訊接口和TCP/IP網絡接口，通過RS485通訊接口與整流模塊通訊總線相連，發出控制調節命令或獲取參數命令。

其中，交直流配電模塊包括了交流輸入組件、直流配電負載組件、電池支路組件和接線端子排，交流輸入組件、直流配電負載組件、電池支路組件並列安裝，接線端子排安裝於交流輸入組件、直流配電負載組件和電池支路組件的外側。

本實用新型具有以下有益效果：

1.本實用新型中整流模塊採用有源功率因數補償技術，功率因數值達0.99，採用全橋軟開關技術，效率最高可達92％以上，並且支持無損傷熱插拔，即插即用，更換時間小於1min。

2.經過合理設計的嵌入式電源控制器，控制器箱體為多槽式設計，採用可拆卸隔板進行分隔組合，安裝組合位置調整方便，可滿足不同大小尺寸結構設計使用。

附圖說明

圖1為本實用新型的正視圖。

圖2為本實用新型的側視圖。

主要組件符號說明：

1：控制器箱體，2：散熱孔，3：插槽，4：整流模塊，5：監控模塊，6：液晶顯示屏，7：RS485通訊接口，8：TCP/IP網絡接口，9：交直流配電模塊，10：交流輸入組件，11：直流配電負載組件，12：電池支路組件，13：接線端子排，14：擴展模塊

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。

如圖1、2所示，本實用新型公開了一種嵌入式電源控制器，包括了控制器箱體1、整流模塊4、監控模塊5、交直流配電模塊9和擴展模塊14。其中，交直流配電模塊9包括了交流輸入組件10、直流配電負載組件11、電池支路組件12和接線端子排13。

結構設計：

控制器箱體1為多槽式設計，採用可拆卸隔板進行分隔組合，控制器箱體1外側開設有多組散熱孔2，八組整流模塊4安裝於控制器箱體1的上部插槽3內，監控模塊5、交直流配電模塊9和擴展模塊14安裝於控制器箱體1下部，其中，交直流配電模塊9與監控模塊5、擴展模塊14分列於左右兩側。

整流模塊4採用全橋軟開關技術，並且支持無損傷熱插拔技術，整流模塊4外側面安裝有散熱風扇，整流模塊可根據其內部溫度、環境溫度和輸出電流來調整散熱風扇速度。

監控模塊5為盒式結構，側面設置有液晶顯示屏6和數據連接口，數據連接口包括了RS485通訊接口7和TCP/IP網絡接口8，通過RS485通訊接口7與整流模塊通訊總線相連，發出控制調節命令或獲取參數命令。

交直流配電模塊9中，交流輸入組件10、直流配電負載組件11、電池支路組件12並列安裝，接線端子排13安裝於交流輸入組件10、直流配電負載組件11和電池支路組件12的外側，其中交流輸入組件10有二組，直流配電負載組件11有七組，電池支路組件12有三組。

擴展模塊14可以為環境監測模塊、遠程數據傳輸模塊或其他通訊類型模塊中的一種或幾種。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。