一體化嵌入式系統(tǒng)供電單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電子控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是一體化嵌入式系統(tǒng)供電單元。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備都離不開可靠的電源，電源的發(fā)展與應(yīng)用在安防監(jiān)控，節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。本實(shí)用新型電路主要應(yīng)用于高頻開關(guān)電源嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)中，具備良好的EMI設(shè)計(jì)以及各種保護(hù)電路，可以濾除由電網(wǎng)進(jìn)來(lái)的各種干擾信號(hào)，防止電源開關(guān)電路形成的高頻擾竄電網(wǎng)，且所設(shè)計(jì)的自啟動(dòng)電路在電源故障或干擾信號(hào)使電路進(jìn)入無(wú)效狀態(tài)后，不用重新啟動(dòng)就自動(dòng)回到有效狀態(tài)。所以本供電單元裝置可以輸出穩(wěn)定的直流5V、3.3V、3.15V,2.775V、1.8V，保證了供電單元的穩(wěn)定性和安全可靠，為控制、保護(hù)、驅(qū)動(dòng)和顯示等電路可以提供穩(wěn)定的電壓，保證核心控制板內(nèi)部操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序正常穩(wěn)定運(yùn)行以及LVDS觸摸屏正常顯示工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型是一體化嵌入式系統(tǒng)供電單元，它能夠把輸入的直流12V電源通過(guò)此供電單元輸出穩(wěn)定的直流5V、3.3V、3.15V、2.775V、1.8V，電路中具備良好的EMI設(shè)計(jì)以及各種保護(hù)電路，保證了供電單元的穩(wěn)定性。
[0004]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)過(guò)程是:一體化嵌入式系統(tǒng)供電單元是由EMI電路部分、電平轉(zhuǎn)換電路部分、穩(wěn)流電路部分、自啟動(dòng)電路部分、DA9053電源控制電路部分組成的；其特征是直流12V電源通過(guò)EMI電路后進(jìn)入LM22676TJ-ADJ芯片輸出5V電源，5V電源經(jīng)過(guò)LTC3125芯片電路后輸出穩(wěn)定的5V電源并做了限流保護(hù)功能，此電壓信號(hào)輸出給自啟動(dòng)電路，自啟動(dòng)電路為DA9053的啟動(dòng)引腳產(chǎn)生一個(gè)大于350ms的低電平信號(hào)，DA9053電源控制電路開始工作，DA9053啟動(dòng)后則可以輸出穩(wěn)定的3.15V、2.775V、1.8V，給ARM系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的供電電源。
[0005]本實(shí)用新型保證了系統(tǒng)的安全可靠性，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化合理，具有濾波效果好，保護(hù)性能高，運(yùn)行安全可靠等特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1是本實(shí)用新型電源電路EMI電路部分；
[0007]圖2是本實(shí)用新型電源電路LM22676電平轉(zhuǎn)換部分；
[0008]圖3是本實(shí)用新型電源電路LTC3125穩(wěn)流電路部分；
[0009]圖4是本實(shí)用新型DA9053電源控制芯片自啟動(dòng)電路部分；
[0010]圖5是本實(shí)用新型供電單元硬件總體框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖具體對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
[0012]一體化嵌入式監(jiān)控供電單元是由EMI電路部分、LM22676電平轉(zhuǎn)換部分、LTC3125穩(wěn)流電路部分、DA9053電源控制芯片自啟動(dòng)電路部分和ARM系統(tǒng)組成的。本實(shí)用新型的工作原理是，外接電源模塊輸出12V直流電壓經(jīng)止逆二極管1N4007、壓敏電阻、穩(wěn)壓管輸入到TF101A3M濾波器，隔離輸出的12V直流電壓，經(jīng)LM22676組成的BUCK電路降壓到5V輸出；輸出的信號(hào)經(jīng)LTC3125穩(wěn)流芯片，輸出穩(wěn)定的5V直流電壓；此信號(hào)輸出至DA9053電源管理芯片，自啟動(dòng)電路開始工作，DA9053啟動(dòng)后則可以輸出穩(wěn)定的3.15V、2.775V、1.8V，給ARM系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的供電電源。
[0013]具體實(shí)施:
[0014]EMI電路部分:EMI設(shè)計(jì)選用了 TF101A3M-3A軍用EMI濾波器，在電源的正輸入端選用了止逆二極管1N4007、在電源的負(fù)輸入端和PE之間并聯(lián)18V壓敏電阻180KD14和18V穩(wěn)壓管1.5KE18CA，組成電源的共模保護(hù)模式；C306輸出濾波電容選用100uF/25V的電解電容，主要濾除電路中的低頻紋波。
[0015]LM22676電平轉(zhuǎn)換部分:LM22676具有寬廣的輸入電壓范圍4.2~42V，可以驅(qū)動(dòng)電流高達(dá)3A的負(fù)載，開關(guān)時(shí)鐘頻率由內(nèi)部工作在500kHz固定頻率的振蕩器提供，集成了一個(gè)輸出電流能力為3A的N溝道MOSFET作為開關(guān)，并通過(guò)這個(gè)MOSFET獲得90%的高效率。具有內(nèi)置熱關(guān)斷、限流和遠(yuǎn)程關(guān)斷等故障保護(hù)特性。由C301和V301組成泵升電路，電容C301儲(chǔ)能提供開關(guān)所需能量，使芯片可以自啟動(dòng)工作，穩(wěn)壓管V301防止電壓過(guò)高損壞芯片；由R303、R304、R308、R309這些電阻的匹配關(guān)系，可以調(diào)節(jié)輸出所需的電壓值；C304、C303分別濾除電路中的低頻和高頻干擾信號(hào)。
[0016]LTC3125穩(wěn)流電路部分:LTC3125是可編程的平均輸入電流限值，輸入電流限值最大為1.2A、5%輸入電流準(zhǔn)確度200mA至100mA編程范圍。VIN:1.8V至5.5V, VOUT:2V至5.25V ;內(nèi)部電流檢測(cè)電阻器；效率高達(dá)93%。電路中由R307電阻的阻值來(lái)確定電路的最大限流值，由R305、R310電阻的阻值來(lái)確定電路的輸出電壓值。
[0017]DA9053電源控制芯片自啟動(dòng)電路部分:DA9053的啟動(dòng)引腳需要收到一個(gè)大于350ms以上的低電平信號(hào)，電路才能正常工作，為此通過(guò)調(diào)整R318、R320的阻值來(lái)改變對(duì)C315、C314的充電時(shí)間，U307的1、3引腳和6引腳不能同時(shí)達(dá)到高電平，邏輯器件U306(NLASB3157FT2G)的輸出4引腳會(huì)輸出會(huì)由高電平變?yōu)榈碗娖剑?50ms后輸出高電平的過(guò)程，邏輯器件U306的4引腳會(huì)由接3引腳轉(zhuǎn)為接I引腳，350ms后繼續(xù)接I引腳，DA9053的啟動(dòng)引腳內(nèi)部集成上拉電阻，故可以實(shí)現(xiàn)了啟動(dòng)引腳上產(chǎn)生一個(gè)大于350ms以上的低電平信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電路的啟動(dòng)過(guò)程。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一體化嵌入式系統(tǒng)供電單元，其特征在于由EMI電路部分、LM22676電平轉(zhuǎn)換部分、LTC3125穩(wěn)流電路部分、自啟動(dòng)電路部分、DA9053電源控制電路部分組成的；直流12V電源通過(guò)EMI電路后進(jìn)入由LM22676TJ-ADJ芯片搭建的電平轉(zhuǎn)換部分，輸出5V電壓，經(jīng)過(guò)LTC3125穩(wěn)流電路后輸出穩(wěn)定且具有限流保護(hù)功能的5V直流電壓，此電壓信號(hào)輸出給自啟動(dòng)電路，自啟動(dòng)電路為DA9053的啟動(dòng)引腳產(chǎn)生一個(gè)大于350ms的低電平信號(hào)，DA9053電源控制電路開始工作，DA9053啟動(dòng)后則可以輸出穩(wěn)定的3.15V、2.775V、1.8V，給ARM系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的供電電源。
【專利摘要】一體化嵌入式系統(tǒng)供電單元是由EMI電路部分、LM22676電平轉(zhuǎn)換部分、LTC3125穩(wěn)流電路部分、DA9053電源控制芯片自啟動(dòng)電路部分、外設(shè)供電電路部分和ARM系統(tǒng)組成的。本實(shí)用新型的工作原理是，外接電源模塊輸出12V直流電壓經(jīng)止逆二極管1N4007、壓敏電阻、穩(wěn)壓管輸入到TF101A3M濾波器，隔離輸出的12V直流電壓，經(jīng)LM22676組成的BUCK電路降壓到5V輸出；輸出的信號(hào)經(jīng)LTC3125穩(wěn)流芯片，輸出穩(wěn)定的5V直流電壓；此信號(hào)輸出至DA9053電源管理芯片，自啟動(dòng)電路開始工作，DA9053啟動(dòng)后則可以輸出穩(wěn)定的3.15V、2.775V、1.8V，給ARM系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的供電電源。
【IPC分類】H02M1-32, H02M1-14, H02M1-36, H02M1-44
【公開號(hào)】CN204408187
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420627018
【發(fā)明人】牟立萍
【申請(qǐng)人】哈爾濱電工儀表研究所
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2014年10月28日