一种宽范围电压输入的供电电路、方法及系统与流程

本技术涉及电路设计，尤其是涉及一种宽范围输入的供电电路、方法及系统。

背景技术：

1、锂电池为机器人提供稳定的输入电压，由于锂电池的容量会随着供电电路的电压而发生变化，一般供电主板的输入电压为12v，对于浪涌电压的输入无法应用，会对主板造成损坏。

技术实现思路

1、为了解决目前机器人对浪涌电压的输入无法应用导致主板损坏的问题，本技术提供一种宽范围电压输入的供电电路、方法及系统。

2、第一方面，本技术提供一种宽范围电压输入的供电电路，采用如下的技术方案：

3、一种宽范围电压输入的供电电路，包括：

4、稳压单元，所述稳压单元的输入端用于接收输入电压信号，输出端用

5、于输出控制信号，以用于保持负载电压的稳定；

6、开关单元，所述开关单元包括六个输入端，六个所述输入端分别连接

7、所述稳压单元不同的输出端，以用于接收所述控制信号，所述开关单元的输出端连接负载。

8、通过采用上述技术方案，电源信号输入之后，稳压单元先判断该电压或电流信号是否在其工作范围内，再通过输出控制信号控制开关单元的导通程度，以使输出电流或电压符合负载的需求，并保持输出至负载电压的稳定性。从而能够适应宽范围电压输入，不会随着输入电压的变化以及锂电池容量的变化而烧坏主板，一般普通的主板是12v电压输入，本技术能够支持9-36v范围的电压输入。

9、优选的，还包括防反接单元，所述防反接单元的第一个输入端连接电源，第二个输入端连接dc_in端，所述防反接单元的输出端输出dc_12v电压；所述防反接单元包括第七二极管、第二十八电阻器、第二十九电阻器、第三十电阻器、第二十九电容器、第三十电容器、第三十一电容器、第三十二电容器、第三十三电容器和第五场效应管，所述第七二极管的一端连接于所述防反接单元的第一个输入端，所述第七二极管的另一端接地，所述第二十八电阻器的一端连接所述第七二极管的一端，所述第二十八电阻器的另一端连接所述第二十九电容器的一端，所述第二十九电容器的另一端接地，所述第七二极管和所述第二十八电阻器的连接节点连接所述第三十电容器的一端、所述防反接单元的第二个输入端、所述第三十一电容器的一端、所述第三十电阻器的一端、所述第五场效应管的漏极以及所述第三十二电容器的一端，所述第三十电容器的另一端接地，所述第三十一电容器的另一端连接所述第二十九电阻器的一端和所述第三十电阻器的另一端，所述第二十九电阻器的另一端接地，所述第三十一电容器和所述第三十电阻器的连接节点连接所述第五场效应管的栅极，所述第五场效应管的源极连接所述第三十三电容器的一端，所述第三十三电容器的另一端接地，所述第五场效应管的源极和所述第三十三电容器的一端连接于所述防反接单元的输出端，所述第三十二电容器的另一端接地；其中，第七二极管为瞬态二极管。

10、通过采用上述技术方案，利用瞬态二极管的高效能保护特性，当第七二极管侦测到地线有电流时，会自动翻转并断开所有电路，那么即使电源反接也不会流入至后面的主板内，以免对主板造成损坏。

11、优选的，所述稳压单元包括稳压芯片，所述稳压芯片的第一引脚连接所述第一电阻器的一端和所述第二电阻器的一端，所述第一电阻器的另一端连接12v电源，所述第二电阻器的另一端接地；所述稳压芯片的第二引脚连接第一电容器的一端，第一电容器的另一端接地；所述稳压芯片的第三引脚连接第三电阻器的一端，所述第三电阻器的另一端连接所述开关单元的第六个输入端；所述稳压芯片的第四引脚连接所述第四电阻器的一端，所述第四电阻器的另一端接地，所述稳压芯片的第三引脚和第四引脚之间连接所述第二电容器；所述稳压芯片的第五引脚连接所述第三电容器的一端和所述第五电阻器的一端，所述第三电容器的另一端接地，所述第五电阻器的另一端连接所述第四电容器的一端，所述第四电容器的另一端接地；所述稳压芯片的第六引脚接地；所述稳压芯片的第七引脚连接所述第六电阻器的一端和所述第七电阻器的一端，所述第六电阻器的另一端连接intvcc端，所述第七电阻器的另一端接地；所述稳压芯片的第八引脚连接所述第八电阻器的一端，所述第八电阻器的另一端接地；所述稳压芯片的第九引脚连接vdc_in端；所述稳压芯片的第十引脚连接所述第五电容器的一端和所述第十一电阻器的一端，所述第五电容器的另一端连接所述第八电阻器的另一端，所述第十一电阻器的另一端连接vdc_in端；所述稳压芯片的第十一引脚连接所述第六电容器的一端和所述第十二电阻器的一端，所述第六电容器的另一端连接所述第八电阻器和所述第五电容器的连接节点，所述第十二电阻器的另一端用于输出12v电压；所述稳压芯片的第十二引脚连接所述所述第十三电阻器的一端和所述第十四电阻器的一端，所述第十三电阻器的另一端连接intvcc端，所述第十四电阻器的另一端接地；所述稳压芯片的第十三引脚连接所述第十五电阻器的一端，所述第十五电阻器的另一端连接所述开关单元的输出端；所述稳压芯片的第十四引脚连接所述第十六电阻器的一端，所述第十六电阻器的另一端连接所述开关单元的输出端，所述稳压芯片的第十三引脚和第十四引脚之间连接所述第七电容器；所述稳压芯片的第十五引脚接地；所述稳压芯片的第十六引脚连接所述第八电容器的一端，所述第八电容器的另一端连接所述稳压芯片的第十八引脚和第二十一引脚；所述稳压芯片的第十七引脚连接所述开关单元的第一个输入端；所述稳压芯片的第十九引脚连接所述开关单元的第四个输入端；所述稳压芯片的第二十引脚连接所述第九电容器的一端，所述第九电容器的另一端接地；所述稳压芯片的第二十一引脚用于输出一个电压信号至intvcc端，并连接所述第三二极管的负极、所述第四二极管的负极和所述第十电容器的一端，所述第三二极管的正极连接所述稳压芯片的第十八引脚和所述第八电容器的连接节点，所述第四二极管的正极连接所述稳压芯片的第二十五引脚和第二十七引脚，所述第十电容器的另一端接地；所述稳压芯片的第二十二引脚接收输入电压信号；所述稳压芯片的第二十三引脚连接所述开关单元的第三个输入端；所述稳压芯片的第二十四引脚接地；所述稳压芯片的第二十五引脚连接所述第二十电阻器的一端，所述第二十电阻器的另一端连接所述第四二极管的正极和所述第十一电容器的一端，所述第十一电容器的另一端连接所述稳压芯片的第二十七引脚；所述稳压芯片的第二十六引脚连接所述开关单元的第二个输入端；所述稳压芯片的第二十七引脚连接所述第十一电容器的另一端和所述开关单元的第五个输入端；所述稳压芯片的第二十八引脚连接intvcc端。

12、通过采用上述技术方案，通过第十二引脚设置过流保护的标准值，若输出电流超过预设的过流保护值，由于稳压芯片的内部机制，开关单元会关闭导通；当第十引脚、第十一引脚侦测输入电压不在稳压芯片的工作范围内的时候，会关闭软启动，停止输出；第三引脚、第四引脚以及第十三引脚、第十四引脚是作为输出电压或电流的侦测，稳压芯片通过侦测的输出数据来控制开关单元的导通程度，以达到不同大小的电流输出。

13、优选的，所述稳压单元还包括第十七电阻器、第十八电阻器、第十九电阻器、第二十一电阻器、第二十二电阻器和第二二极管，所述稳压芯片的第十七引脚连接所述第十七电阻器的一端，所述第十七电阻器的另一端连接所述开关单元的第一个输入端；所述稳压芯片的第二十三引脚连接所述第十九电阻器的一端，所述第十九电阻器的另一端连接所述开关单元的第三个输入端；所述稳压芯片的第二十六引脚连接所述第二十一电阻器的一端，所述第二十一电阻器的另一端连接所述开关单元的第二个输入端；所述稳压芯片的第二十八引脚连接所述第二十二电阻器的一端，所述第二十二电阻器的另一端连接intvcc端；所述稳压芯片的第十九引脚连接所述第二二极管的正极和所述第十八电阻器的一端，所述第二二极管的负极和所述第十八电阻器的另一端的连接节点连接所述开关单元的第四个输入端。

14、通过采用上述技术方案，第十八电阻器和第二二极管能够起到限流保护的作用，以及减少反馈抖动对pwm信号的干扰。第十七电阻器、第十九电阻器、第二十一电阻器、第二十二电阻器起限流的作用，以达到对电路进行保护的作用。

15、优选的，所述开关单元包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五二极管、第六二极管、第十二电容器、第十三电容器、第二十五电阻器、第二十六电阻器和电感器；所述第二场效应管的栅极连接所述稳压单元的tg1端，所述第二场效应管的源极连接所述稳压单元的sw1端、所述第三场效应管的漏极、所述第十三电容器的一端、第五二极管的正极以及电感器的一端，所述第十三电容器的另一端连接所述第二十六电阻器的一端，所述第二十六电阻器的另一端连接所述第二场效应管的漏极和所述稳压单元的输入端；所述第三场效应管的栅极连接所述稳压单元的bg1端，所述第三场效应管的源极连接所述第五二极管的负极、所述第四场效应管的源极以及所述稳压单元的sense1+端，所述第四场效应管的栅极连接所述稳压单元的bg2端，所述第四场效应管的源极还连接所述第二十五电阻器的一端，所述第二十五电阻器的另一端连接所述第十二电容器的一端，所述第十二电容器的另一端连接所述第四场效应管的漏极、所述电感器的另一端、所述第一场效应管的源极以及所述第六二极管的负极，所述第一场效应管的栅极连接所述稳压单元的tg2端，所述第一场效应管的漏极连接所述第六二极管的正极、所述第十四电容器的一端以及所述第十五电容器的一端，所述第十四电容器的另一端接地，所述第十五电容器的另一端接地，所述第十四电容器和所述第十五电容器的连接节点作为所述开关的输出端。

16、通过采用上述技术方案，接收稳压芯片的控制信号，以调整各个场效应管的占空比，实现不同大小的电流输出，以及配合稳压芯片过流保护时，在其内部机制的作用下，关闭场效应管的导通，从而对主板进行保护。

17、优选的，所述稳压单元的输入端连接有第一防电磁干扰单元，所述第一防电磁干扰单元包括第十六电容器、第十七电容器、第十八电容器、第十九电容器、第二十电容器、第二十一电容器、第二十二电容器、第二十三电容器、第二十四电容器和第二十七电阻器，所述第十六电容器、所述第十七电容器、所述第十八电容器、所述第十九电容器、所述第二十电容器、所述第二十一电容器、所述第二十二电容器和所述第二十三电容器依次并联在电源和地之间；所述第二十七电阻器的一端连接所述第二十三电容器的一端和所述开关单元的输出端，所述第二十七电阻器的另一端连接所述第二十四电容器的一端，所述第二十四电容器的另一端接地，所述第二十七电阻器和所述第二十四电容器的连接节点连接所述稳压单元的输入端。

18、通过采用上述技术方案，多个电容器并联在稳压单元的输入端，能够过滤掉干扰波形、杂波，以达到改善和加强防护干扰的作用。

19、优选的，所述开关单元的输出端连接有第二防电磁干扰单元，所述第二防电磁干扰单元包括第二十五电容器、第二十六电容器、第二十七电容器和第二十八电容器，所述第二十五电容器、所述第二十六电容器、所述第二十七电容器和所述第二十八电容器依次并联在所述开关单元的输出端和地之间。

20、通过采用上述技术方案，多个电容器并联在开关单元的输出端，能够对干扰波形、杂波进行过滤，达到改善和加强防护干扰的作用，使得输入至负载的信号更稳定。

21、第二方面，本技术提供一种宽范围电压输入的供电方法，采用如下的技术方案：

22、获取输入信号的电压值；

23、将所述输入信号的电压值与标准值作比较；

24、对所述输入信号进行升压或降压处理；

25、输出处理后的信号至负载。

26、通过采用上述技术方案，根据获取的输入信号的电压值与设定的标准值作比较，当该电压值大于或小于标准值时，对应地，对输入信号进行降压或升压处理，再将处理后的信号输出至负载，从而能够兼容宽范围的电压输入，也不会对主板造成损坏，从而提升了使用广泛性。

27、优选的，所述对所述输入信号进行升压或降压处理，包括：

28、若所述输入信号的电压值小于标准值，则对所述输入信号进行升压处理；

29、若所述输入信号的电压值大于标准值，则对所述输入信号进行降压处理。

30、通过采用上述技术方案，当输入信号的电压值小于标准值，则对输入信号进行升压处理，输入信号的电压值大于标准值，则对输入信号进行降压处理，以使输出电压稳定在负载需求的电压值处，从而兼容了宽范围的电压输入。

31、第三方面，本技术提供一种宽范围电压输入的供电系统，采用如下的技术方案：

32、获取模块，用于获取输入信号的电压值；

33、比较模块，用于将所述输入信号的电压值与标准值作比较；

34、处理模块，用于对所述输入信号进行升压或降压处理；

35、输出模块，用于输出处理后的信号至负载。

36、通过采用上述技术方案，先利用获取模块获取输入信号的电压值，然后比较模块对上述电压值与设定的标准值作比较，当上述电压值大于设定的标准值，处理模块对输入信号进行降压处理，当上述电压值小于设定的标准值，处理模块对输入信号进行升压处理，从而使浪涌电压的输入也能够保证稳定电压的输出。

37、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

38、1.在电源信号输入之后，通过稳压单元先判断该电压或电流信号是否在其工作范围内，并输出控制信号控制开关单元的导通程度，使输出至负载的电流或电压满足负载的需求值。从而能够适应宽范围电压输入，不会随着输入电压的变化以及锂电池容量的变化而烧坏主板，一般普通的主板是12v电压输入，本技术能够支持9-36v范围的电压输入，从而扩大了使用范围。

39、2.通过增设防反接单元，在电源的正极和负极反接之后，由于防反接的保护措施，该信号不会输入至主板内，防止了对主板造成损坏。