本技术涉及一种鞋类阻燃测试仪电源模块。
背景技术：
1、在鞋类阻燃测试过程中，测试仪器需要同时处理微弱的火焰光电信号和温度信号，而点火器、电磁阀和风机等大功率设备的运行会产生大量电磁干扰，影响测量精度。现有的测试仪电源设计通常缺乏有效的滤波和隔离结构，导致测量不稳定，且在异常状况下无法快速安全关断，存在一定安全隐患，影响测试结果的可靠性和重复性。
技术实现思路
1、本实用新型的目的是提供一种鞋类阻燃测试仪电源模块。这种鞋类阻燃测试仪电源模块具有高安全性、低噪声、高稳定性和电池监测功能的特点。
2、本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
3、一种鞋类阻燃测试仪电源模块，包括：电池输入端(bat)；设置于电池输入端的p沟道mosfet高边开关(q1)，p沟道mosfet高边开关(q1)的源极连接电池输入端，漏极作为输出端；与p沟道mosfet高边开关(q1)栅极连接的n沟道mosfet控制开关(q2)，用于控制p沟道mosfet高边开关(q1)的开关状态；控制电阻(r4)，其一端与系统控制信号(vdd_on)连接，另一端与n沟道mosfet控制开关(q2)的栅极连接；双二极管(d2)，其阴极与n沟道mosfet控制开关(q2)的栅极连接，两个阳极分别与安全信号(ok、ok1)连接；第一磁珠(l1)和第二磁珠(l2)，分别与p沟道mosfet高边开关(q1)的漏极连接，构成两条独立的滤波路径；第一低噪声线性稳压器(u5)和第二低噪声线性稳压器(u6)，分别与第一磁珠(l1)和第二磁珠(l2)连接，并分别输出模拟电源(vdda)和数字电源(vdd)；设置于电池输入端的电池电压监测电路，电池电压监测电路包括第一分压电阻(r5)、第二分压电阻(r6)和滤波电容(c7)，用于将电池电压信号传送至微控制器的模数转换器输入端(bat_adc)。
4、本实用新型进一步设置为：还包括大容量输入电容(c4)，设置于p沟道mosfet高边开关(q1)的漏极与地之间，用于抑制上电浪涌和负载阶跃。
5、本实用新型进一步设置为：还包括第一滤波电容(c5)和第二滤波电容(c3)，分别设置于第一磁珠(l1)和第二磁珠(l2)的输出端与地之间，与第一磁珠(l1)和第二磁珠(l2)分别构成π型滤波网络。
6、本实用新型进一步设置为：还包括栅极上拉电阻(r3)，连接于p沟道mosfet高边开关(q1)的栅极与源极之间，用于保证系统断电时p沟道mosfet高边开关(q1)默认关断。
7、本实用新型进一步设置为：第一低噪声线性稳压器(u5)和第二低噪声线性稳压器(u6)的使能引脚(en)分别与其输入引脚(vin)连接，并通过下拉电阻(r7、r8)接地。
8、本实用新型进一步设置为：第一低噪声线性稳压器(u5)和第二低噪声线性稳压器(u6)的降噪旁路引脚(bp)分别通过旁路电容(c8、c11)接地，用于降低输出噪声。
9、本实用新型进一步设置为：第一低噪声线性稳压器(u5)和第二低噪声线性稳压器(u6)的输出端分别设置有输出稳定电容(c9、c10)，连接于输出端与地之间。
10、本实用新型进一步设置为：第一分压电阻(r5)和第二分压电阻(r6)的阻值相同，构成1:1分压比，滤波电容(c7)与第一分压电阻(r5)和第二分压电阻(r6)的并联等效电阻构成低通滤波电路。
11、本实用新型进一步设置为：第一磁珠(l1)和第二磁珠(l2)的阻抗为1kω@100mhz，用于抑制高频电磁干扰。
12、本实用新型进一步设置为：第一低噪声线性稳压器(u5)和第二低噪声线性稳压器(u6)的模拟地和数字地在单点连接，减少地环路干扰。
13、综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
14、高安全性设计：本实用新型采用单点受控+联锁的安全电源架构，通过p沟道mosfet高边开关(q1)、n沟道mosfet控制开关(q2)、控制电阻(r4)和双二极管(d2)的组合，将多路安全信号(ok、ok1)和上电控制信号(vdd_on)统一到一个受控高边开关上。当任一安全信号失效时，双二极管(d2)会立即影响n沟道mosfet控制开关(q2)的栅极电压，使p沟道mosfet高边开关(q1)迅速关断，可在毫秒级时间内切断整个系统的电源。这种设计比传统的多点控制更加可靠，反应速度更快，显著降低了燃气、点火和高温场景下的安全风险。同时，p沟道mosfet高边开关(q1)的体二极管结构还提供了固有的反接保护功能，防止电池接反时损坏后级电路。
15、双通道低噪声供电设计：本实用新型采用完全物理隔离的双电源路径设计，从p沟道mosfet高边开关(q1)的输出分为两路，经过独立的第一磁珠(l1)和第二磁珠(l2)及其对应的滤波电容，分别连接到第一低噪声线性稳压器(u5)和第二低噪声线性稳压器(u6)，输出模拟电源(vdda)和数字电源(vdd)。这种设计将敏感的模拟电路和数字电路的电源完全物理隔离，防止数字电路的开关噪声通过电源线传递到敏感的模拟电路。测试表明，这种设计可以减少数字噪声耦合，使信号采集在点火器、电磁阀和风机等大功率设备工作时仍能保持稳定，显著提高了火焰检测的准确性和温度测量的精度。
16、强大的emi抑制能力：本实用新型采用π型滤波结构，由大容量输入电容(c4)、第一磁珠(l1)/第二磁珠(l2)和第一滤波电容(c5)/第二滤波电容(c3)组成。大容量输入电容(c4)抑制低频纹波，磁珠(l1/l2)阻挡中高频噪声，滤波电容(c5/c3)滤除余下的高频分量。这种三级滤波可以将点火器产生的几伏级脉冲干扰衰减到几十毫伏以下，保证了测量系统在强干扰环境下的稳定性。相比传统的简单滤波方案，本设计提供了宽频带的滤波效果，且结构简单，成本低，易于实现。
17、电池健康监测功能：本实用新型集成了专门的电池电压监测电路，由第一分压电阻(r5)、第二分压电阻(r6)和滤波电容(c7)组成。第一分压电阻(r5)和第二分压电阻(r6)构成1:1分压比，将电池电压降低为原来的一半，适配微控制器的模数转换器量程；滤波电容(c7)与分压电阻形成低通滤波电路，截止频率约为3.18hz，有效滤除了高频噪声，保留了电池电压的慢变趋势。这种设计使系统能够记录整个测试过程中的电源状态变化，当测试失败时，可以通过分析电源曲线确定是否由电源波动造成，显著减少了误判和返测，提高了测试结果的可靠性和可追溯性。
18、低功耗与长寿命设计：本实用新型的p沟道mosfet高边开关(q1)配合栅极上拉电阻(r3)，保证系统在未收到有效控制信号时默认关断。此时系统静态电流降低，显著延长了电池待机时间。同时，系统工作时p沟道mosfet高边开关(q1)的低导通电阻减少了功率损耗，提高了电池使用效率。大容量输入电容(c4)不仅滤除纹波，还提供了软启动特性，限制了初始浪涌电流，保护了电池和后级电路，延长了系统使用寿命。
1.一种鞋类阻燃测试仪电源模块，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的鞋类阻燃测试仪电源模块，其特征在于，还包括大容量输入电容(c4)，设置于所述p沟道mosfet高边开关(q1)的漏极与地之间，用于抑制上电浪涌和负载阶跃。
3.根据权利要求1所述的鞋类阻燃测试仪电源模块，其特征在于，还包括第一滤波电容(c5)和第二滤波电容(c3)，分别设置于所述第一磁珠(l1)和所述第二磁珠(l2)的输出端与地之间，与所述第一磁珠(l1)和所述第二磁珠(l2)分别构成π型滤波网络。
4.根据权利要求1所述的鞋类阻燃测试仪电源模块，其特征在于，还包括栅极上拉电阻(r3)，连接于所述p沟道mosfet高边开关(q1)的栅极与源极之间，用于保证系统断电时所述p沟道mosfet高边开关(q1)默认关断。
5.根据权利要求1所述的鞋类阻燃测试仪电源模块，其特征在于，所述第一低噪声线性稳压器(u5)和所述第二低噪声线性稳压器(u6)的使能引脚(en)分别与其输入引脚(vin)连接，并通过下拉电阻(r7、r8)接地。
6.根据权利要求1所述的鞋类阻燃测试仪电源模块，其特征在于，所述第一低噪声线性稳压器(u5)和所述第二低噪声线性稳压器(u6)的降噪旁路引脚(bp)分别通过旁路电容(c8、c11)接地，用于降低输出噪声。
7.根据权利要求1所述的鞋类阻燃测试仪电源模块，其特征在于，所述第一低噪声线性稳压器(u5)和所述第二低噪声线性稳压器(u6)的输出端分别设置有输出稳定电容(c9、c10)，连接于输出端与地之间。
8.根据权利要求1所述的鞋类阻燃测试仪电源模块，其特征在于，所述第一分压电阻(r5)和所述第二分压电阻(r6)的阻值相同，构成1:1分压比，所述滤波电容(c7)与所述第一分压电阻(r5)和所述第二分压电阻(r6)的并联等效电阻构成低通滤波电路。
9.根据权利要求1所述的鞋类阻燃测试仪电源模块，其特征在于，所述第一磁珠(l1)和所述第二磁珠(l2)的阻抗为1kω@100mhz，用于抑制高频电磁干扰。
10.根据权利要求1所述的鞋类阻燃测试仪电源模块，其特征在于，所述第一低噪声线性稳压器(u5)和所述第二低噪声线性稳压器(u6)的模拟地和数字地在单点连接，减少地环路干扰。