路41为控制器控制单元主板及局域网供电电源电 路。采用线性稳压器MAX8770将输入3. 3V电压，转换成P2V5,同时提供电源状态显示信 号P2V5_0K;P2V5电源额定值为2. 5V，精度5 %，典型纹波30mV，最大输出电流0. 65A，最大 平均电流0. 5A，24V直流断开后的最大平均电流为0. 5A，最小掉电时间3ms，最小恢复时间 40ms。
[0064] 请结合图14,电源状态检测电路5为控制器控制单元供电电源状态检测电路。通 过并联稳压器51 (可为TLV431并联稳压器）提供参考电压REF_2V5，经过电压比较器52 (可 为LM339电压比较器），与门53 (可为74AHC08与门），或门54 (可为74AHC32或门）输出 信号P0K，用于指示电源输出状态。电源状态检测电路5通过电压比较器52以及逻辑门，对 输出的电源进行检测，可以判断电源输出状态信息。
[0065] 本发明通过电路保护设计，经过二级级联直流变换，可以实现宽范围电压输入高 精度及较小纹波电压输出，同时还提供对输出电源电压状态的检测。下表1与表2是应用 TPR3010S稳压电源（0~30V)对本发明所述的电源测试的部分记录表。
[0066] 表 1
[0067]
[0070] P10、P5、P3V3、P5A1对应的各输出电压图示如图15至图18。
[0071] 当P24_PS电压范围30V~21V(事实要精密得多，如此取值，为的说明输入电压带 宽很大），各输出电压误差〇~〇. 06%之间，输出精度很高。
[0072] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种控制器电源，其用于将24V直流输入转换为均低于24V的若干直流输出；其特 征在于：其包括前级电压转换电路（3)、后级电压转换电路（4)、电源状态检测电路（5)、电 源状态显示电路（6);前级电压转换电路（3)、后级电压转换电路（4)构成二级级联直流变 换电路；前级电压转换电路⑶经由后级电压转换电路⑷与电源状态检测电路（5)、电源 状态显示电路（6)分别连接； 其中：前级电压转换电路⑶包括PlO电源转换电路（31)、P5电源转换电路（32)、P3V3 电源转换电路（33)、输入电源检测电路（34)、散热风扇电源电路（35) ;P10电源转换电路 (31)、P5电源转换电路（32)、P3V3电源转换电路（33)分别针对24V直流输入实现逻辑电 压10V、5V、3. 3V转换以用于后级电压转换电路（4)，输入电源检测电路（34)实现24V直流 输入的检测，散热风扇电源电路（35)根据P3V3电源转换电路（33)的输出实现控制器的散 热风扇电源的供电和状态检测； 后级电压转换电路（4)包括1P5EXT&P5EXT电源转换电路（40)、P2V5电源转换电路 (41)、P1V8电源转换电路（42)、P1V5电源转换电路（43)、1P1V2电源转换电路（44)、P1V2 电源转换电路（45)、P1V05电源转换电路（46)、P0V9电源转换电路（47)、PCORE电源转换 电路（48);这些电源转换电路根据前级电压转换电路（3)的逻辑电压10V、5V、3. 3V实现控 制器的主控单元的各种模块供电电源的转换； 电源状态检测电路（5)与后级电压转换电路（4)连接检测所述各种模块供电电源的电 源状态； 电源状态显示电路（6)与PCORE电源转换电路（48)连接显示所述主控单元的CPU的 电源状态。2. 如权利要求1所述的控制器电源，其特征在于：所述控制器电源还包括过压过流保 护电路（2)，过压过流保护电路（2)包括瞬变电压抑制器（21)、肖特基整流器五（213)、正高 压功率及电流插拔控制器（212);瞬变电压抑制器（21) -端接收24V直流输入，瞬变电压 抑制器（21)另一端经由肖特基整流器五（213)、正高压功率及电流插拔控制器（212)输出 电源电压信号P24_PS。3. 如权利要求2所述的控制器电源，其特征在于：P10电源转换电路（31)包括LTC3727 直流电压转换器以及分别与LTC3727直流电压转换器电性连接的分压电阻一（312)、分 压电阻二（311)、软启动电容一（314)、软启动电容二（315)、顶层MOSFET -（316)、底层 MOSFET -（317)、顶层 MOSFET 二（318)、底层 MOSFET 二（319)、电流感知电阻一（3112)、电 流感知电阻二（3111)、基准电压电路一（3110) ;LTC3727直流电压转换器接收电源电压信 号P24_PS，输出IOV电压信号PlO至PCORE电源转换电路（48)。4. 如权利要求3所述的控制器电源，其特征在于：P5电源转换电路（32)、P3V3电源 转换电路（33)共同采用5V及3. 3V逻辑电压转换电路；所述5V及3. 3V逻辑电压转换电 路采用LTC1628直流电压转换器以及分别与LTC1628直流电压转换器电性连接的分压电 阻三（322)、分压电阻四（321)、软启动电容三（324)、软启动电容四（325)、顶层MOSFET三 (326)、底层MOSFET三（327)、顶层MOSFET四（328)、底层MOSFET四（329)、电流感知电阻三 (3212)、电流感知电阻四（3211) ;LTC3727直流电压转换器接收电源电压信号P24_PS，输出 5V电压信号P5至1P5EXT&P5EXT电源转换电路（40)、PC0RE电源转换电路（48)、P1V5电源 转换电路（43)、P1V05电源转换电路（46)、P1V8电源转换电路（42)、1P1V2电源转换电路 (44)、P1V2电源转换电路（45)、电源状态检测电路（5)，还输出3. 3V电压信号P3V3至散热 风扇电源电路（35)、PCORE电源转换电路（48)、P1V5电源转换电路（43)、P1V05电源转换 电路（46)、P1V8电源转换电路（42)、1P1V2电源转换电路（44)、P1V2电源转换电路（45)、 P0V9电源转换电路（47)、P2V5电源转换电路（41)、电源状态检测电路（5);还输出参考电 压3. 3V电压信号REF_3V3至输入电源检测电路（34);还输出电压信号P5A1至输入电源检 测电路（34)、电源状态检测电路（5)。5. 如权利要求4所述的控制器电源，其特征在于：PC0RE电源转换电路（48)为所述主 控单元的CPU供电电路，其采用MAX8770供电芯片，给MAX8770供电芯片提供10V、5V及3. 3V 逻辑电压，通过来自控制器的主控单元的CPU的数字量信号VID [0-6]，控制MAX8770供电芯 片的输出电压信号PCORE在0~I. 5V之间变化；MAX8770供电芯片还输出侦测信号PC0RE_ OK接电源状态显示电路（6)的LED显示灯，同时MAX8770供电芯片还提供CPU的供电电源 信号的检测接口 VCCSENSE、参考地信号的检测接口 VSSSENSE。6. 如权利要求5所述的控制器电源，其特征在于：P1V5电源转换电路（43)、P1V05电源 转换电路（46)、P1V8电源转换电路（42)与1P1V2电源转换电路（44)为控制器供电，P0V9 电源转换电路（47)为控制器的内存单元供电，采用MAX1510低电压线性稳压器，给DDR2供 电电路供3. 3V电压；MAX1510低电压线性稳压器输入I. 8V电压，将I. 8V电压转换成输出 信号P0V9,同时输出信号P0V9_0K至电源状态检测电路（5)用于指示P0V9电源转换电路 (47)的输出电压的状态。7. 如权利要求6所述的控制器电源，其特征在于：电源状态检测电路（5)包括并联稳 压器（51)、电压比较器（52)、与门（53)、或门（54);通过并联稳压器（51)提供参考电压 REF_2V5,经过电压比较器（52)、与门（53)、或门（54)输出信号P0K，用于指示电源输出状 O8. -种控制器电源模块，其特征在于：其采用如权利要求1至7中任意一项所述的控 制器电源，所述控制器电源设计成模块。9. 一种控制器电源芯片，其特征在于：其采用如权利要求1至7中任意一项所述的控 制器电源，所述控制器电源设计成芯片。
【专利摘要】本发明公开了一种控制器电源、及其控制器电源模块与芯片。控制器电源用于将24V直流输入转换为均低于24V的若干直流输出。输入电压的范围是30V～17V。控制器电源包括前级电压转换电路、后级电压转换电路、电源状态检测电路、电源状态显示电路。前级电压转换电路、后级电压转换电路构成二级级联直流变换电路。前级电压转换电路经由后级电压转换电路与电源状态检测电路、电源状态显示电路分别连接。本发明经过二级级联直流变换，可以实现高精度及较小纹波电源电压输出，输出电压精度0～0.06％。同时还提供对输出电源电压状态的检测。本发明还公开了具有所述控制器电源的模块与芯片。
【IPC分类】H02M3/155, H02H7/12
【公开号】CN104953826
【申请号】CN201510444007
【发明人】文长明, 肖峰
【申请人】中工科安科技有限公司, 文长明
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年7月23日