嵌入式系统电源电路保护装置的制作方法

本实用新型涉及电源保护领域，具体涉及一种嵌入式系统电源电路保护装置。

背景技术：

常用的保护电源输出电压较低，电流偏小，不可供大负载嵌入式系统使用。保护电源容量偏小,能够支持嵌入式系统稳定工作的时间较短，无法支撑大负载嵌入式系统完成正常关机操作。

现有技术中的容量大的保护电源，体积也随之增大，不便于嵌入式系统的使用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种嵌入式系统电源电路保护装置，以满足大负载嵌入式系统在外部电源断电时完成正常关机操作。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种嵌入式系统电源电路保护装置，包括：

嵌入式系统主板、电源控制板、电池组以及外部电源；

所述外部电源分别与所述嵌入式系统主板以及电源控制板电性连接；

所述外部电源适于给所述嵌入式系统主板供电，且适于在所述电源控制板的控制下为所述电池组供电；

所述电源控制板与所述嵌入式系统主板电性连接，且适于在检测到所述外部电源断电时控制所述电池组为所述嵌入式系统主板进行供电并发送关机指令给所述嵌入式系统主板。

进一步的，所述电源控制板包括：

处理模块、电流检测单元电路、充放电控制单元、升压模块、电源管理单元电路；

所述外部电源适于在所述电源管理单元电路的控制下通过所述充放电控制单元对所述电池组进行充电；

所述电流检测单元电路适于检测外部电源是否断电，若检测到外部电源断电时，则通过处理模块发送关机指令给所述嵌入式系统主板，同时所述电池组适于在所述充放电控制单元的控制下通过所述升压模块升压后为所述嵌入式系统主板进行供电。

进一步的，所述电源管理单元电路包括电源管理芯片u3、开关管q1、电阻r7、电阻r8；

所述电源管理芯片u3的控制端与开关管q1的栅极固定连接；

所述开关管q1的源极与外部电源连通，所述开关管q1的漏极通过并联后的电阻r7与电阻r8与充放电控制单元电性连接；

电源管理芯片u3的正、负检测端分别电性连接于并联后的电阻r7与电阻r8的两端；

所述电源管理芯片u3的负检测端检测到并联后的电阻r7与r8的电压小于外部电源的电压时，通过控制端控制开关管q1导通，充放电控制单元处于充电状态。

进一步的，所述电流检测单元电路包括电流检测芯片u2、检测电阻r1、二极管组d102以及二极管组d405；

所述检测电阻r1的一端与同向并联后的二极管组d102的阳极相连，二极管组d102的阴极连接外部电源；检测电阻r1的另一端与同向并联后的二极管组d405的阴极相连；

所述电流检测芯片u2的检测端rs+、rs-分别电性连接于所述检测电阻r1的两端；

所述电流检测芯片u2的输出端out与所述处理模块电性连接，且适于将电阻r1的电流检测结果发送给所述处理模块。

进一步的，所述嵌入式系统电源电路保护装置还包括与电池组电性的电池保护芯片；

所述电池组通过电池保护芯片与充放电控制单元相连。

进一步的，所述充放电控制单元包括mos管q5和mos管q6以及mos管q11和mos管q10；

所述mos管q5与mos管q6并联，所述mos管q11与mos管q10并联，所述mos管q5、mos管q6的源极与电阻r8连接，所述mos管q5、mos管q6的源极通过一由处理模块控制的开关电路与所述升压模块电性连接，且所述mos管q5、mos管q6的漏极与mos管q11、mos管q10的漏极电性连接，所述mos管q11、mos管q10的源极与所述电池组电性连接；

所述电池保护芯片的充电控制端分别与mos管q5、mos管q6的栅极电性连接，且适于控制外部电源为所述电池组进行充电；

所述电池保护芯片的放电控制端分别与mos管q11、mos管q10的栅极电性连接，且适于控制电池组通过所述升压模块升压后为所述嵌入式系统主板供电。

充放电控制单元进一步的，所述电池组包括六节锂电池，采用两并三串的连接方式进行连接；

所述升压模块适于将所述电池组的电压升压至所述嵌入式系统主板所需的电压值。

本实用新型的有益效果是，本实用新型提供了一种嵌入式系统主板、电源控制板、电池组以及外部电源；所述外部电源分别与所述嵌入式系统主板以及电源控制板电性连接；所述外部电源适于给所述嵌入式系统主板供电，且适于在所述电源控制板的控制下为所述电池组供电；所述电源控制板与所述嵌入式系统主板电性连接，且适于在检测到所述外部电源断电时控制所述电池组为所述嵌入式系统主板进行供电并发送关机指令给所述嵌入式系统主板。在电池组满电的情况下，可以让嵌入式系统主板有足够的时间来执行正常关机操作，以防止系统非正常断电时损坏关键元器件和系统文件，提高系统的可靠性，减少维护量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型所提供的嵌入式系统电源电路保护装置的结构示意图。

图2是电源控制板的原理框图。

图3是本实用新型所提供的电源控制板的电路原理图。

图4是本实用新型所提供的处理模块的电路原理图。

图5是本实用新型所提供的处理模块与p5的连接电路图。

图6是本实用新型所提供的处理模块与p6的连接电路图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

实施例1

请参阅图1，本实施例1提供了一种嵌入式系统电源电路保护装置，包括：嵌入式系统主板、电源控制板、电池组以及外部电源；所述外部电源分别与所述嵌入式系统主板以及电源控制板电性连接；所述外部电源适于给所述嵌入式系统主板供电，且适于在所述电源控制板的控制下为所述电池组供电；所述电源控制板与所述嵌入式系统主板电性连接，且适于在检测到所述外部电源断电时控制所述电池组为所述嵌入式系统主板进行供电并发送关机指令给所述嵌入式系统主板。在电池组满电的情况下，可以让嵌入式系统主板有足够的时间来执行正常关机操作，以防止系统非正常断电时损坏关键元器件和系统文件，提高系统的可靠性，减少维护量。

请参见图2，在本实施例中，所述电源控制板包括：处理模块、电流检测单元电路、充放电控制单元、升压模块、电源管理单元电路；所述外部电源适于在所述电源管理单元电路的控制下通过所述充放电控制单元对所述电池组进行充电；所述电流检测单元电路适于检测外部电源是否断电，若检测到外部电源断电时，则通过处理模块发送关机指令给所述嵌入式系统主板，同时所述电池组适于在所述充放电控制单元的控制下通过所述升压模块升压后为所述嵌入式系统主板进行供电。检测到外部电源断电时，自动实现智能化关机，以保护系统文件和关键元器件。

在本实施中，处理模块可以采用at89c2051，处理模块的电路图如图4所示。电源管理芯片u3可以采用cn3705，电流检测单元电路中电流检测芯片可以采用max4072，升压模块可以采用升压集成块mp3900dk。

请参阅图5及图6，处理器模块所对应的接口p5用于接收嵌入式系统主板发送的工嵌入式系统正在工作指令，当处理器模块接收到正在工作指令时，电源控制板在检测到外部电源断电时，处理器模块通过接口p6发送关机指令给嵌入式系统主板执行关机。其中，端口shutout、shutdown、15v-com均为预留端口，便于电源控制板的功能扩展。

参见图3，在本实施例中，所述电源管理单元电路包括电源管理芯片u3、开关管q1、电阻r7、电阻r8；所述电源管理芯片u3的控制端drv与开关管q1的栅极固定连接；所述开关管q1的源极与外部电源连通，所述开关管q1的漏极通过并联后的电阻r7与电阻r8与充放电控制单元电性连接；电源管理芯片u3的正、负检测端csp、bat分别电性连接于并联后的电阻r7与电阻r8的两端；所述电源管理芯片u3的负检测端bat检测到并联后的电阻r7与r8的电压小于外部电源的电压时，通过控制端drv控制开关管q1导通，充放电控制单元处于充电状态。

在本实施例中，所述电流检测单元电路包括电流检测芯片u2、检测电阻r1、二极管组d102以及二极管组d405；所述检测电阻r1的一端与同向并联后的二极管组d102的阳极相连，二极管组d102的阴极连接外部电源；检测电阻r1的另一端与同向并联后的二极管组d405的阴极相连；所述电流检测芯片u2的检测端rs+、rs-分别电性连接于所述检测电阻r1的两端；所述电流检测芯片u2的输出端out与所述处理模块电性连接，且适于将电阻r1的电流检测结果发送给所述处理模块。

在图3中，二极管组d102包括并联的二极管d1和二极管d2，以及二极管组d405包括并联的二极管d4和二极管d5。

在本实施例中，所述充放电控制单元包括mos管q5和mos管q6以及mos管q11和mos管q10；所述mos管q5与mos管q6并联，所述mos管q11与mos管q10并联，所述mos管q5、mos管q6的源极与电阻r8连接，所述mos管q5、mos管q6的源极通过一由处理模块控制的开关电路与所述升压模块电性连接，且所述mos管q5、mos管q6的漏极与mos管q11、mos管q10的漏极电性连接，所述mos管q11、mos管q10的源极与所述电池组电性连接；所述电池保护芯片的充电控制端分别与mos管q5、mos管q6的栅极电性连接，且适于控制外部电源为所述电池组进行充电；所述电池保护芯片的放电控制端分别与mos管q11、mos管q10的栅极电性连接，且适于控制电池组通过所述升压模块升压后为所述嵌入式系统主板供电，本嵌入式系统电源电路保护装置可直接使用嵌入式系统的19v输入电压，无需额外外接电源输入接口，减少外部连线。

开关电路采用开关管q4进而控制mos管q2和mos管q3实现，所述开关管q4的基极由处理模块控制。

在本实施例中，所述电池保护芯片的型号为s8254。

在本实施例中，所述电池组可以包括六节锂电池，采用两并三串的连接方式进行连接；所述升压模块适于将所述电池组的电压升压至所述嵌入式系统主板所需的电压值。其中，六节锂电池两并三串后的电压为12.6v，经过升压集成块mp3900dk升压达19v。在其他实施例中，电池组，可以采用，四节、八节等数量的充电电池进行串并联。

综上所述，本实用新型提供了一种嵌入式系统主板、电源控制板、电池组以及外部电源；所述外部电源分别与所述嵌入式系统主板以及电源控制板电性连接；所述外部电源适于给所述嵌入式系统主板供电，且适于在所述电源控制板的控制下为所述电池组供电；所述电源控制板与所述嵌入式系统主板电性连接，且适于在检测到所述外部电源断电时控制所述电池组为所述嵌入式系统主板进行供电并发送关机指令给所述嵌入式系统主板。在电池组满电的情况下，可以让嵌入式系统主板有足够的时间来执行正常关机操作，以防止系统非正常断电时损坏关键元器件和系统文件，提高系统的可靠性，减少维护量。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。