一种电源模块的制作方法

本实用新型涉及开关电源领域，尤其涉及一种电源模块。

背景技术：

在低碳经济成为时代主流的背景下，电动汽车成为当前汽车发展的主要方向。随着电动汽车的不断向前发展，大功率的电机和控制器相继问世，电驱动系统的静态功耗过大成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种电源模块，解决现有的电驱动系统的静态功耗过大的问题。

为实现以上目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种电源模块，包括：

电池、开关电路、第一唤醒电路、交流转换电路、变压器和直流转换电路；

所述电池与所述开关电路的输入端相连，所述开关电路的输出端与所述交流转换电路的输入端相连，所述开关电路的控制端与所述第一唤醒电路的输出端相连，所述第一唤醒电路接收到唤醒信号后控制所述开关电路导通，以使所述电池给所述交流转换电路供电，所述交流转换电路将直流电转换为交流电；

所述交流转换电路的输出端与所述变压器的初级线圈相连，所述变压器的次级线圈与所述直流转换电路的输入端相连，所述变压器对交流电进行变压后输出给所述直流转换电路；

所述直流转换电路将交流电转换为直流电后通过所述直流转换电路的输出端给用电器供直流电。

优选的，所述第一唤醒电路包括：第一唤醒信号输入端、第一光耦开关、第一三极管；

所述第一光耦开关的发光二极管的正极接电源，负极接第一唤醒信号输入端，所述第一光耦开关的光敏管的输入端与电池的正极相连，输出端经分压电阻与第一三极管的基极相连，所述第一三极管的集电极与所述开关电路的控制端相连，并经分压电阻与电池的负极相连，所述第一三极管的发射极与电池的负极相连；所述第一光耦开关接收到低压唤醒信号后开启，控制所述第一三极管开启，唤醒电源模块。

优选的，所述电源模块还包括：第二唤醒电路；

所述第二唤醒电路包括：第二唤醒信号输入端、反向截止二极管、第二光耦开关、数字信号处理唤醒端；

所述第二唤醒信号输入端经所述反向截止二极管与所述第一光耦开关的光敏管的输出端相连，所述反向截止二极管的正极经分压电阻与所述第二光耦开关的发光二极管的正极相连，所述第二光耦开关的发光二极管的负极与所述电池的负极相连，所述第二光耦开关的光敏管的输入端接电源，输出端与所述数字信号处理唤醒端相连；

所述第二唤醒信号输入端发出高压唤醒信号时，所述第二光耦开关开启，向所述数字信号处理唤醒端发出唤醒信号，数字信号处理芯片接收到高压唤醒信号后向所述第一唤醒信号输入端发出低压唤醒信号。

优选的，所述电源模块还包括：连接在所述电池与所述交流转换电路之间的滤波电路。

优选的，所述交流转换电路包括：PWM控制模块和第一场效应晶体管，所述PWM控制模块的输出端口与所述第一场效应晶体管的栅极相连，所述第一场效应晶体管的输入端与所述开关电路的输出端相连，所述第一场效应晶体管的输入端接地；

所述PWM控制模块用于输出PWM波以控制所述第一场效应晶体管的开闭，使得所述变压器的初级线圈中形成交流电。

优选的，所述电源模块还包括：电压反馈电路；

所述电压反馈电路包括：变压器次级线圈电压反馈电路、变压器初级线圈采样电路；

所述变压器初级线圈采样电路的采样电压发送给PWM控制模块以供电，所述变压器次级线圈电压反馈电路的反馈电压发送给PWM控制模块以进行比对。

优选的，所述电源模块还包括：电流反馈电路，所述电流反馈电路的反馈电流发送给PWM控制模块以进行比对。

优选的，所述第一光耦开关、所述第二光耦开关的型号为TLP2301。

优选的，所述第一三极管的型号为：MMBT5551。

本实用新型提供一种电源模块，电池、开关电路、第一唤醒电路、交流转换电路、变压器和直流转换电路；所述电池与所述开关电路的输入端相连，所述开关电路的输出端与所述交流转换电路的输入端相连，所述开关电路的控制端与所述第一唤醒电路的输出端相连，所述第一唤醒电路接收到唤醒信号后控制所述开关电路导通，以使所述电池给所述交流转换电路供电，所述交流转换电路将直流电转换为交流电；；所述交流转换电路的输出端与所述变压器的初级线圈相连，所述变压器的次级线圈与所述直流转换电路的输入端相连；所述直流转换电路的输出端给用电器供直流电。由于第一唤醒电路在接收到唤醒信号后唤醒电源模块，即电源模块在未被唤醒时不工作，这样就有效减小了电驱动系统的静态功耗。

进一步地，本实用新型提供的电源模块，所述第一唤醒电路包括：第一唤醒信号输入端、第一光耦开关、第一三极管。由于所述第一光耦开关的光敏管的输入端与电池的正极相连，输出端经分压电阻与第一三极管的基极相连，所述第一三极管的集电极与所述开关电路的控制端相连，并经分压电阻与电池的负极相连，所述第一三极管的发射极与电池的负极相连这样，当第一光耦开关接收到唤醒信号开启后，第一三极管满足开启条件，控制所述开关电路闭合，使得电源开始工作。

进一步地，本实用新型提供的电源模块，还包括：第二唤醒电路；所述第二唤醒电路包括：第二唤醒信号输入端、反向截止二极管、第二光耦开关、数字信号处理唤醒端。由于所述第二光耦开关的光敏管的输入端接电源，输出端与所述数字信号处理唤醒端相连，所述第二唤醒信号输入端发出高压唤醒信号时，所述第二光耦开关开启，向所述数字信号处理唤醒端发出唤醒信号，数字信号处理芯片接收到高压唤醒信号后向所述第一唤醒信号输入端发出低压唤醒信号。这样使得本实用新型即使整车的唤醒信号丢失，数字信号处理芯片会发出低压唤醒信号至第一唤醒信号输入端，唤醒电源模块，以持续给用电器供电。

进一步地，本实用新型提供的电源模块，还包括：连接在所述电池与所述交流转换电路之间的滤波电路。这样可以提升电源的稳定性。

进一步地，本实用新型提供的电源模块，还包括：电压反馈电路和/或电流反馈电路。其中，该电流反馈电路只要给定限制参考电流，就可以准确地限制流过开关管和变压器中的最大电流，从而在输出过载或短路时保护开关管和变压器，也可以有效克服因输入电压浪涌产生的尖峰电流而损害功率开关管。该电压反馈电路反馈的电压与基准电压偏差超过一定值时， PWM控制模块的锁存器复位，开关管截止。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例提供的一种电源模块结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种唤醒电路图；

图3为本实用新型实施例提供的一种变压器次级线圈电压反馈电路图；

图4为本实用新型实施例提供的一种电流反馈电路图。

附图标记

在图1-图4中：

BA1 电池 U106 第二光耦开关

T100 变压器 U103 PWM控制模块

U100 第一光耦开关 HX2 第二唤醒信号输入端

Q102 第一三极管 D112 反向截止二极管

HX1 第一唤醒信号输入端 HX3 数字信号处理唤醒端

R109 分压电阻 R110 分压电阻

R117 分压电阻

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例作进一步的详细说明。

为了减少电驱动系统的静态功耗，电源模块在未唤醒状态下不应该工作，这样就可以有效减小静态功耗。

如图1所示，为本实用新型实施例提供的一种电源模块结构示意图。

在本实施例中，电源模块包括：电池BA1、开关电路、第一唤醒电路、交流转换电路、变压器T100和直流转换电路；所述电池BA1与所述开关电路的输入端相连，所述开关电路的输出端与所述交流转换电路的输入端相连，所述开关电路的控制端与所述第一唤醒电路的输出端相连，所述第一唤醒电路接收到唤醒信号后控制所述开关电路导通，以使所述电池BA1 给所述交流转换电路供电，所述交流转换电路将直流电转换为交流电；所述交流转换电路的输出端与所述变压器T100的初级线圈相连，所述变压器 T100的次级线圈与所述直流转换电路的输入端相连，所述变压器T100对交流电进行变压后输出给所述直流转换电路；所述直流转换电路将交流电转换为直流电后通过所述直流转换电路的输出端给用电器供直流电。

其中，所述交流转换电路包括：PWM控制模块U103和第一场效应晶体管Q104，所述PWM控制模块U103的输出端口与所述第一场效应晶体管Q104的栅极相连，所述第一场效应晶体管Q104的输入端与所述开关电路的输出端相连，所述第一场效应晶体管Q104的输入端接地；所述PWM 控制模块U103用于输出PWM波以控制所述第一场效应晶体管Q104的开闭，使得所述变压器T100的初级线圈中形成交流电，所述PWM控制模块 U103的型号可以为UC2845。

该第一唤醒电路在未接收到唤醒信号时为关闭状态，使得电池BA1与交流转换电路之间为断路，电源模块不工作，这样就使得电源模块在未唤醒状态下不工作，有效减小静态功耗。

在本实施例中，如图2所示，为本实用新型实施例提供的一种唤醒电路图。在一个实施例中，所述唤醒电路包括第一唤醒电路，所述第一唤醒电路包括：第一唤醒信号输入端HX1、第一光耦开关U100、第一三极管 Q102。

其中，所述第一光耦开关U100的发光二极管的正极接电源，负极接第一唤醒信号输入端HX1，所述第一光耦开关U100的光敏管的输入端与电池BA1的正极相连，输出端经分压电阻R109与第一三极管Q102的基极相连，所述第一三极管Q102的集电极与所述开关电路的控制端相连，并经分压电阻R110与电池BA1的负极相连，所述第一三极管Q102的发射极与电池BA1的负极相连；所述第一光耦开关U100接收到低压唤醒信号后开启，控制所述第一三极管Q102开启，唤醒电源模块。

在另一个实施例中，所述电源模块还包括：第二唤醒电路；所述第二唤醒电路包括：第二唤醒信号输入端HX2、反向截止二极管D112、第二光耦开关U106、数字信号处理唤醒端HX3。

其中，所述第二唤醒信号输入端HX2经所述反向截止二极管D112与所述第一光耦开关U100的光敏管的输出端相连，所述反向截止二极管 D112的正极经分压电阻R117与所述第二光耦开关U106的发光二极管的正极相连，所述第二光耦开关U106的发光二极管的负极与所述电池BA1 的负极相连，所述第二光耦开关U106的光敏管的输入端接电源，输出端与所述数字信号处理唤醒端HX3相连。

所述第二唤醒信号输入端HX2发出高压唤醒信号时，所述第二光耦开关U106开启，向所述数字信号处理唤醒端HX3发出唤醒信号，数字信号处理芯片接收到高压唤醒信号后向所述第一唤醒信号输入端HX1发出低压唤醒信号。

在本实施例中，本实用新型在变压器T100的原边增加唤醒信号Wake UP，在唤醒信号为高电平的时候，第一三极管Q102开启，变压器T100的原边开始工作，同时将唤醒状态通知数字信号处理芯DSP，即使整车的唤醒信号HX1丢失，DSP会向第一唤醒信号输入端HX1发出唤醒信号，使得变压器T100的原边开始工作，以给用电器供电。

在又一个实施例中，所述电源模块还包括：连接在所述电池BA1与所述交流转换电路之间的滤波电路。该滤波电路可以为现有技术采用的滤波电路，以有效提升输出直流电的稳定性。

此外，当所述交流转换电路包括：PWM控制模块U103，所述PWM 控制模块U103的型号为UC2845时，所述电源模块还可以包括：电压反馈电路；所述电压反馈电路包括：变压器T100次级线圈电压反馈电路、变压器T100初级线圈采样电路。

所述变压器T100初级线圈采样电路的采样电压发送给PWM控制模块 U103的第7管脚以供电(VCC比较器上下门限分别为：8.4V/7.6V，UC2845 最小工作电压为8.2V，此时耗电在1mA以下。输入电压可以通过一个大阻值电阻从高压降压获得。芯片工作后，输入电压可在7.6V～36V之间波动 (内部有一个36V的齐纳二极管作为稳压管，从VCC连接至地，它的作用是保护集成电路免受系统启动或运行期间所产生的过高电压的破坏)，低于 7.6V就停止工作)，所述变压器T100次级线圈电压反馈电路的反馈电压发送给PWM控制模块U103的第2管脚。如图3所示，为本实用新型实施例提供的一种变压器次级线圈电压反馈电路图，当输出电压因某种原因偏高，则采样电压大于2.5V，流过TL431的阴极电流增大，其阴极电位降低，光耦开关U107的发光二极管导通发光，光敏管导通，PWM控制模块U103 的第1脚COMP变为低电位，约为1V，RC振荡停止工作。

进一步地，所述电源模块还包括：电流反馈电路，如图4所示，为本实用新型实施例提供的一种电流反馈电路图，其中，所述电流反馈电路的反馈电流发送给PWM控制模块U103的第3管脚。其工作原理为：在外围电路中，在功率开关管(如Mos管)的源极串接一个小阻值的取样电阻，将脉冲变压器的电流转换成电压，此电压送入3管脚，控制脉宽。此外，当电源电压异常时，功率开关管的电流增大，当取样电阻上的电压超过1V 时，缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态，UC2845就停止输出，有效地保护了功率开关管。

具体地，在电流控制型DC/DC变换器中，由于内环采用了直接的峰值电流控制可以及时准确地检测出变压器以及开关管中的瞬态电流，形成了逐个电流脉冲检测电路。只要给定限制参考电流，就可以准确地限制流过开关管Q104和变压器中的最大电流，从而在输出过载或短路时保护开关管 Q104和变压器，也可以有效克服因输入电压浪涌产生的尖峰电流而损害功率开关管。

开关管Q104导通时，其流过的电流逐渐增大并在由R122、R123、R124、 R127并联形成的电流检测电阻上产生压降，该电压与电流比较器的另一端进行比较，当电压达到一定值时，锁存器复位，开关管截止。

优选地，所述第一光耦开关U100、所述第二光耦开关U106的型号为 TLP2301。所述第一三极管Q102的型号为：MMBT5551。

可见，本实用新型提供一种电源模块，利用该电源模块可以有效降低电驱动系统的静态功耗。

以上依据图示所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。