电源模块控制电路及电源模块的制作方法

本实用新型涉及电源技术领域，尤其是涉及一种电源模块控制电路及电源模块。

背景技术：

近几年，由于数据业务的飞速发展和分布式供电系统的不断推广,模块电源的增幅已经超出了一次电源。模块电源具有隔离作用，抗干扰能力强，自带保护功能，便于集成。随着半导体工艺、封装技术和高频软开关的大量使用，模块电源功率密度越来越大,转换效率越来越高,应用也越来越简单。电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，广泛用于交换设备、接入设备、移动通讯、微波通讯以及光传输、路由器等通信领域和汽车电子、航空航天等领域中。

当前电源模块电路采用专用芯片通过电阻采集电流，通过平均值的方法控制输出电流大小，防止过载或短路。如果发生过载或短路，需要减少工作占空比，对过载和短路的处理方式相同。

针对上述现有技术中电源模块电路无法区别处理过载和短路的问题，目前尚未提出有效解决方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电源模块控制电路及电源模块，可以区别处理过载和短路。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电源模块控制电路，包括：开关、处理器、控制器、输出装置；开关包括输入端、输出端和控制端；电源正极与输出装置的输入端连接，输出装置的输出端与开关的输入端连接，开关的输出端与电源负极连接；处理器的第一输入端与开关的输出端连接，用于接收电流信号；控制器的第一输入端与处理器的第一输出端连接，用于接收处理器发送的控制信号；控制器的第一输出端与开关的控制端连接，用于控制开关的开启与断开。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，处理器包括模数转换装置；模数转换装置用于将处理器的第一输入端接收的电流信号转变为数字信号，并记录持续时间和强度；当强度大于预设的短路强度阈值，且持续时间大于预设的短路时间阈值时，处理器用于向控制器发送断开控制信号；当强度大于预设的过载强度阈值，且持续时间大于预设的过载时间阈值时，处理器用于向控制器发送延时开启控制信号。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，电路还包括：第一电阻、第二电阻；电源正极与第一电阻的输入端连接，第一电阻的输出端与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与电源负极连接；处理器的第二输入端与第一电阻的输出端连接，用于接收电压信号；当电压信号小于预设的第一启动阈值时，处理器用于向控制器发送断开控制信号，直到电压信号大于预设的第二启动阈值时，处理器用于向控制器发送开启控制信号；当电压信号大于预设的第三启动阈值时，处理器用于向控制器发送断开控制信号，直到电压信号小于预设的第四启动阈值时，处理器用于向控制器发送开启控制信号。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，电路包括电容，电容与第二电阻并联。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，电路还包括：输入电阻和第三电阻；输入电阻一端与电源正极连接，另一端与控制器的第三输入端连接；第三电阻设置于开关输出端与电源负极之间；控制器的第二输出端与电源负极连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，开关为三极管或MOS管。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，输出装置为变压器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，处理器的第二输出端与控制器的第二输入端连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，包括：控制器的第四输入端与开关的输出端连接，用于接收电流信号。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种电源模块，包括：如第一方面及其各可能的实施方式之一提供的电源模块控制电路，还包括电压源和/或电流源，电压源和/或电流源与电源模块控制电路连接。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的电源模块控制电路及电源模块，包括：开关、处理器、控制器、输出装置；开关包括输入端、输出端和控制端；处理器的第一输入端与开关的输出端连接，用于接收电流信号；控制器的第一输入端用于接收处理器发送的控制信号；控制器的第一输出端用于控制开关的开启与断开。上述控制电路根据不同的电流信号，可以区别处理过载和短路。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种电源模块电路的电路结构图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种电源模块电路的电路结构图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种电源模块电路的电路结构图；

图4为本实用新型实施例提供的一种电源模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，广泛用于交换设备、接入设备、移动通讯、微波通讯以及光传输、路由器等通信领域和汽车电子、航空航天等领域中。

目前，电源模块电路采用专用芯片通过电阻采集电流，通过平均值的方法控制输出电流大小，防止过载或短路。如果发生过载或短路，需要减少工作占空比，对过载和短路的处理方式相同。参见图1所示的一种电源模块电路的电路结构图，如图1所示，该电源模块电路包括：IC(Integrated Circuit，集成电路)、变压器T1、电阻R1、N沟道增强型MOS管Q1、电阻R2。

变压器T1初级线圈的输入端与电源正极连接，输出端与MOS管Q1的漏极连接，MOS管Q1的源极与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电源连接，MOS管Q1的漏极与IC的输入端a1连接，与IC的输出端a2与MOS管Q1的栅极连接，电源正极与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与IC的输入端a3连接，IC的输出端a4与电源负极连接，IC的输出端a2输出的信号为矩形波信号。

电流信号从电源正极流出，经过变压器T1、MOS管Q1、电阻R2后流入电源负极。MOS管Q1漏极流出的电流信号，经IC的输入端a1流入IC，当上述电流信号大于预设阈值，IC的输出端a2控制MOS管Q1的栅极，减小工作占空比，达到减小电流的目的。预设阈值可以手动设置，一般为0.5-5A。

上述电源模块电路只要电流信号大于预设阈值，就会减小工作占空比，无法区别处理过载和短路。

基于此，本实用新型的目的在于提供一种电源模块控制电路及电源模块，根据不同的电流信号，可以区别处理过载和短路。为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种电源模块控制电路进行详细介绍。

实施例一：

本实用新型实施例提供了一种电源模块控制电路，包括：开关、处理器、控制器、输出装置；开关包括输入端、输出端和控制端；电源正极与输出装置的输入端连接，输出装置的输出端与开关的输入端连接，开关的输出端与电源负极连接；处理器的第一输入端与开关的输出端连接，用于接收电流信号；控制器的第一输入端与处理器的第一输出端连接，用于接收处理器发送的控制信号；控制器的第一输出端与开关的控制端连接，用于控制开关的开启与断开。

参见图2所示的另一种电源模块电路的电路结构图，如图2所示，包括：处理器、控制器、开关、输出装置、输入电阻R和电阻R1，开关为N沟道增强型MOS管，输出装置为变压器T1；变压器T1初级线圈的输入端与电源正极连接，输出端与MOS管Q1的漏极连接。MOS管Q1的源极与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与电源负极连接。MOS管Q1的栅极与控制器的输出端a1连接，MOS管Q1的源极与处理器的输入端b1连接，处理器的输出端b2、b3分别与控制器的输入端a2、a3连接。输入电阻R的一端与电源正极连接，另一端与控制器的输入端a4连接。控制器的输入端a5与MOS管Q1的源极连接，输出端a6与电源负极连接，处理器为可以为CPU(Central Processing Unit，中央处理器)或者ECU(电子控制单元，Electronic Control Unit)，CPU的型号可以是STM8S003；控制器一般为IC。

电流信号从电源正极流出，经过变压器T1、MOS管Q1、电阻R1后流入电源负极。MOS管Q1漏极流出的电流信号，经处理器的输入端b1流入处理器。处理器根据流入的电流信号向控制器发送控制信号，通过控制器控制MOS管Q1的开启和断开。处理器通过输出端b3向控制器提供供电电压，通过输出端b2向控制器发送控制信号。

本实用新型实施例提供的上述电路，包括：开关、处理器、控制器、输出装置；开关包括输入端、输出端和控制端；处理器的第一输入端与开关的输出端连接，用于接收电流信号；控制器的第一输入端用于接收处理器发送的控制信号；控制器的第一输出端用于控制开关的开启与断开。上述控制电路根据不同的电流信号，可以区别处理过载和短路。

在处理器处理电流信号的过程中，需要将模拟信号转化为数字信号，因此，上述电路还包括：处理器包括模数转换装置；模数转换装置用于将处理器的第一输入端接收的电流信号转变为数字信号，并记录持续时间和强度；

当强度大于预设的短路强度阈值，且持续时间大于预设的短路时间阈值时，处理器用于向控制器发送断开控制信号；

短路强度阈值和短路时间阈值可以手动设置，一般来说，短路强度阈值为10-100A，短路时间阈值为1-3s，只要满足强度大于短路强度阈值和持续时间大于短路时间阈值，就认为电路发生短路问题，需要断开开关。

当强度大于预设的过载强度阈值，且持续时间大于预设的过载时间阈值时，处理器用于向控制器发送延时开启控制信号。

过载强度阈值与过载时间阈值可以手动设置，一般来说，过载强度阈值要小于短路强度阈值，一般为0.5-5A；过载时间阈值要大于短路强度阈值，一般为4-10s，只要满足强度大于过载强度阈值和持续时间大于过载时间阈值，就认为电路发生过载问题，需要先断开开关一段时间后再开启，断开时间可以手动设置，一般为1-10min。

本实用新型实施例提供的上述电路，根据接收电流信号的强度和持续时间，可以区别处理过载和短路。

如果处理器处于无法工作的状态，通过控制器，也可以实现过载和短路处理，参见图2所示的另一种电源模块电路的电路结构图，如图2所示，上述电路还包括：输入电阻R的一端与电源正极连接，另一端与控制器的输入端a4连接。控制器的输入端a5与MOS管Q1的源极连接。

通过输入电阻R为控制器供电，电流信号通过输入端a5流入控制器。当上述电流信号大于预设阈值，控制器的输出端a1控制MOS管Q1的栅极，减小工作占空比，达到减小电流的目的。预设阈值可以手动设置，一般为0.5-5A。

本实用新型实施例提供的上述电路，通过输入电阻R的一端与电源正极连接，另一端与控制器的输入端a4连接。控制器的输入端a5与MOS管Q1的源极连接，实现在处理器无法工作的条件下，依旧可以通过控制器对过载和短路进行处理。

通过分压装置，可以对电源模块电路的电压进行控制，参见图3所示的另一种电源模块电路的电路结构图，如图3所示，上述电路包括：处理器、控制器、开关、输出装置、输入电阻R、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C，开关为N沟道增强型MOS管，输出装置为变压器T1；变压器T1初级线圈的输入端与电源正极连接，输出端与MOS管Q1的漏极连接。MOS管Q1的源极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与电源负极连接。MOS管Q1的栅极与控制器的输出端a1连接，MOS管Q1的源极与处理器的输入端b1连接，处理器的输出端b2、b3分别与控制器的输入端a2、a3连接。输入电阻R的一端与电源正极连接，另一端与控制器的输入端a4连接。控制器的输入端a5与MOS管Q1的源极连接，输出端a6与电源负极连接，电容C与电阻R2并联，电容C的正极与电阻R1串联，电容C的负极与电源负极连接，电阻R1的另一端与电源正极连接，电容C的正极与处理器输入端b4连接。

通过处理器输入端b4，可已经电阻R1和电阻R2分压后的电压信号输出到处理器中，处理器根据电压信号，向控制器发送控制信号，控制MOS管T1的开启和断开。

当电压信号小于预设的第一启动阈值时，处理器用于向控制器发送断开控制信号，直到电压信号大于预设的第二启动阈值时，处理器用于向控制器发送开启控制信号；

当电压信号大于预设的第三启动阈值时，处理器用于向控制器发送断开控制信号，直到电压信号小于预设的第四启动阈值时，处理器用于向控制器发送开启控制信号。

第一启动阈值、第二启动阈值、第三启动阈值和第四启动阈值都可以手动设置，从小到大为:第一启动阈值、第二启动阈值、第三启动阈值、第四启动阈值；第一启动阈值一般为5-15V，第二启动阈值一般比第一启动阈值大1-2V；第四启动阈值一般为15-25V，第三启动阈值一般比第四启动阈值大1-2V。通过这样设置，可以保证如果电源模块处于低压工作范围，即电压小于第一启动阈值，先断开开关，直到电压大于第二启动阈值后重新开启开关；当电源模块处于高压工作范围，即电压大于第三启动阈值，先断开开关，直到电压小于第四启动阈值后重新开启开关，调节电压的工作范围。

电容C用于过滤交流电杂波，保证电路的稳定性和准确性

本实用新型实施例提供的上述电路，通过电阻R1和电阻R2分压后，将电压信号发送到处理器，根据电压信号的大小，控制开关的开启和断开，调节电压的工作范围。

本实施例提供的一种电源模块控制电路，包括：处理器、控制器、开关、输出装置、输入电阻R、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C，开关为N沟道增强型MOS管，输出装置为变压器T1；变压器T1初级线圈的输入端与电源正极连接，输出端与MOS管Q1的漏极连接。MOS管Q1的源极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与电源负极连接。MOS管Q1的栅极与控制器的输出端a1连接，MOS管Q1的源极与处理器的输入端b1连接，处理器的输出端b2、b3分别与控制器的输入端a2、a3连接。输入电阻R的一端与电源正极连接，另一端与控制器的输入端a4连接。控制器的输入端a5与MOS管Q1的源极连接，输出端a6与电源负极连接，电容C与电阻R2并联，电容C的正极与电阻R1串联，电容C的负极与电源负极连接，电阻R1的另一端与电源正极连接，电容C的正极与处理器输入端b4连接。处理器包括模数转换装置、通过输入电阻R在处理器无法工作的条件下为控制器供电，通过分压电阻将电压信号发送到处理器。上述控制电路根据不同的电流信号，可以区别处理过载和短路，对过载做出延迟开启的指令，对短路做出断开指令，在处理器无法工作的条件下，依旧可以通过控制器对过载和短路进行处理，也可以对电压信号做出调控，调节电压的工作范围。

实施例二：

本实用新型实施例2提供一种电源模块，参见图4所示的一种电源模块的结构示意图，包括如上述实施例提供的电源模块控制电路，还包括电压源和/或电流源，电压源和/或电流源与电源模块控制电路连接。

电压源和/或电流源用于向外界提供稳定的电压和/或电流。

电源模块控制电路用于检测提供的电压和/或电流，对过载、短路做出区别处理，并调节电压的工作范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的电源模块的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本实用新型实施例提供的电源模块，与上述实施例提供的电源模块控制电路具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。