本實(shí)用新型涉及電子電路供電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種交流采樣模塊的電源管理裝置。

背景技術(shù)：

隨著綜合自動(dòng)化的發(fā)展，交流采樣電路的使用越來越普及。交流采樣電路作為綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)模塊，是綜合自動(dòng)化的一個(gè)測量單元，在微機(jī)控制系統(tǒng)中，經(jīng)常要用到交流采樣電路模塊，用來將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為微處理器能夠識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，即將二次測得的電壓、電流經(jīng)高密度的TV、TA隔離變換成計(jì)算機(jī)可測量的交流小信號(hào)，采用32位浮點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器的采樣模塊DSP內(nèi)核工作環(huán)境要求穩(wěn)定，使得交流采樣電路的采樣精度和輸出穩(wěn)定性往往會(huì)受到供電電路的制約。

同時(shí)，由于采樣模塊工作時(shí)功耗較大，微處理器的IO口(輸入輸出接口)帶載能力很難滿足要求，且對(duì)微處理器的工作影響較大?，F(xiàn)行交流采樣模塊電源電路為解決上述問題往往會(huì)造成電源電路冗余，導(dǎo)致交流采樣模塊供電不可靠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于如果交流采樣模塊的供電電源的穩(wěn)定性和可靠性不高將會(huì)大大影響采樣的精度和輸出穩(wěn)定性。

為此，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：

一種交流采樣模塊的電源管理裝置，包括：用于為采樣處理器內(nèi)核供電的內(nèi)核電源管理電路和用于為輸入輸出接口電路供電的IO電源管理電路，內(nèi)核電源管理電路和IO電源管理電路分別包括依次連接的輸入端處理電路、DC/DC轉(zhuǎn)換芯片和輸出端處理電路，輸入端處理電路包括輸入端濾波電路，用于濾除外接電源中的干擾后給DC/DC轉(zhuǎn)換芯片供電；輸出端處理電路包括輸出端濾波電路和輸出端電壓調(diào)整電路。

可選地，輸出端濾波電路包括電感，輸出端電壓調(diào)整電路包括第一調(diào)壓電阻和第二調(diào)壓電阻，電感的第一端與DC/DC轉(zhuǎn)換芯片的斬波輸出端連接，第二端與第一調(diào)壓電阻和第二調(diào)壓電阻依次串聯(lián)后接地，第一調(diào)壓電阻和第二調(diào)壓電阻的連接處與DC/DC轉(zhuǎn)換芯片的電壓反饋端連接，電感與第一調(diào)壓電阻的連接處作為輸出端處理電路的電壓輸出端，調(diào)整第一調(diào)壓電阻和第二調(diào)壓電阻的比值能夠調(diào)整輸出電壓大小。

可選地，輸出端濾波電路還包括續(xù)流二極管，續(xù)流二極管的陰極與電感的第一端連接、陽極接地。

可選地，輸出端濾波電路還包括第一濾波電容和第二濾波電容，第一濾波電容的第一端與電感的第二端連接、第二端接地，第二濾波電容與第一濾波電容并聯(lián)。

可選地，輸出端濾波電路還包括第一磁珠，第一磁珠的第一端與電感的第二端連接，第二端作為輸出端處理電路的電壓輸出端。

可選地，內(nèi)核電源管理電路的輸入端濾波電路包括第二磁珠B5和電容C79，第二磁珠B5的第一端與外接電源連接、第二端與電容C79的第一端連接，電容C79的第二端接地，第二磁珠B5與電容C79的連接處分別與內(nèi)核電源管理電路的DC/DC轉(zhuǎn)換芯片的電壓輸入端和使能端連接。

可選地，內(nèi)核電源管理電路的輸入端濾波電路還包括靜電防護(hù)二極管D2，靜電防護(hù)二極管D2的陰極與第二磁珠B5的第一端連接、陽極接地。

可選地，內(nèi)核電源管理電路的輸入端濾波電路還包括電容C80和電容C81，電容C80和電容C81分別與電容C79并聯(lián)。

可選地，IO電源管理電路的輸入端濾波電路包括第二磁珠B5、電容C92和電容C93，電容C92的第一端與第二磁珠B5的第二端連接、第二端接地，電容C93與電容C92并聯(lián)，第二磁珠B5、電容C92和電容C93的連接處與IO電源管理電路的DC/DC轉(zhuǎn)換芯片的電壓輸入端連接。

可選地，IO電源管理電路的輸入端處理電路還包括電阻R31、電阻R32和電容C94，電阻R31和電阻R32串聯(lián)后與電容C93并聯(lián)，電阻R31和電阻R32的連接處與IO電源管理電路的DC/DC轉(zhuǎn)換芯片的使能端連接，該使能端還通過電容C94接地。

本實(shí)用新型技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的交流采樣模塊的電源管理裝置，可以為交流采樣模塊提供穩(wěn)定可靠的處理器內(nèi)核電源與IO(輸入輸出接口)電源，并且內(nèi)核電源電壓和IO電源電壓可分別進(jìn)行精確調(diào)整，該裝置瞬態(tài)響應(yīng)迅速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)。另外，其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、易于實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中交流采樣模塊的電源管理裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為一種交流采樣模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中交流采樣模塊的電源管理裝置的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

此外，下面所描述的本實(shí)用新型不同實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。

實(shí)施例

如圖1和3所示，本實(shí)施例提供了一種交流采樣模塊的電源管理裝置，包括：用于為采樣處理器內(nèi)核供電的內(nèi)核電源管理電路1和用于為輸入輸出接口電路供電的IO電源管理電路2，內(nèi)核電源管理電路1和IO電源管理電路2分別包括依次連接的輸入端處理電路(內(nèi)核電源管理電路的輸入端處理電路11、IO電源管理電路的輸入端處理電路21)、DC/DC轉(zhuǎn)換芯片(內(nèi)核電源管理電路的DC/DC轉(zhuǎn)換芯片12(U13)、IO電源管理電路的DC/DC轉(zhuǎn)換芯片22(U15))和輸出端處理電路(內(nèi)核電源管理電路的輸出端處理電路13、IO電源管理電路的輸出端處理電路23)，輸入端處理電路包括輸入端濾波電路，用于濾除外接電源中的干擾后給DC/DC轉(zhuǎn)換芯片供電；輸出端處理電路包括輸出端濾波電路和輸出端電壓調(diào)整電路。

其中，DC/DC轉(zhuǎn)換芯片通過輸入端處理電路與外接電源連接，該輸入端處理電路中的輸入端濾波電路，主要用于消除外接電源中的交流成分，對(duì)電源進(jìn)行濾波處理。

上述DC/DC轉(zhuǎn)換芯片采用高頻率、精確調(diào)節(jié)、瞬態(tài)響應(yīng)迅速的PWM降壓型LM2830X芯片，開關(guān)頻率1.6MHz，其實(shí)時(shí)性極強(qiáng)，轉(zhuǎn)換時(shí)間低至30ns。所需外部元件少，占用板面面積小。引腳5-VIN為電壓輸入端，輸入電壓范圍3V-5.5V，2-GND為電源地，3-FB為電壓反饋，內(nèi)部參考電壓為0.6V；4-EN為芯片使能控制，高于1.8V使能，低于0.4V關(guān)斷；1-SW為斬波輸出，輸出調(diào)制以后的PWM信號(hào)，輸出電壓可調(diào)范圍為0.6V-4.5V。在較高的工作頻率下也能確保93％以上的轉(zhuǎn)換效率。該芯片采用電流模式控制和內(nèi)部補(bǔ)償，能夠提供高性能的調(diào)控。

本實(shí)施例提供的交流采樣模塊的電源管理裝置，可以為交流采樣模塊提供穩(wěn)定的處理器內(nèi)核電源(1.2V)與IO電源(3.3V)。另外，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、易于實(shí)現(xiàn)。圖2為一種交流采樣模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖，其處理器采用TI的DSP芯片TMS320C6747。本實(shí)施例提供的電源管理裝置可適用于該交流采樣模塊，內(nèi)核電源管理電路1用于為DSP內(nèi)核提供穩(wěn)定的1.2V供電電源，IO電源管理電路2用于為各接口電路提供穩(wěn)定的3.3V工作電源。

作為具體的實(shí)施方式，輸出端濾波電路包括電感，輸出端電壓調(diào)整電路包括第一調(diào)壓電阻和第二調(diào)壓電阻，電感的第一端與DC/DC轉(zhuǎn)換芯片的斬波輸出端SW連接，第二端與第一調(diào)壓電阻和第二調(diào)壓電阻依次串聯(lián)后接地，第一調(diào)壓電阻和第二調(diào)壓電阻的連接處與DC/DC轉(zhuǎn)換芯片的電壓反饋端FB連接，電感與第一調(diào)壓電阻的連接處作為輸出端處理電路的電壓輸出端，調(diào)整第一調(diào)壓電阻和第二調(diào)壓電阻的比值能夠調(diào)整輸出電壓大小。

其中，如圖3所示，內(nèi)核電源管理電路1的輸出端濾波電路的電感為儲(chǔ)能電感L1、IO電源管理電路2的輸出端濾波電路的電感為儲(chǔ)能電感L2，內(nèi)核電源管理電路1的輸出端電壓調(diào)整電路的第一調(diào)壓電阻為R29、第二調(diào)壓電阻為R30，IO電源管理電路2的輸出端電壓調(diào)整電路的第一調(diào)壓電阻為R33、第二調(diào)壓電阻為R34。R29和R30作為內(nèi)核電源管理電路1的輸出端電壓調(diào)整電路的分壓電阻，它們的連接處與內(nèi)核電源管理電路的DC/DC轉(zhuǎn)換芯片12(U13)的電壓反饋端-FB引腳連接，F(xiàn)B引腳的反饋電壓為固定值，具體可以是0.6V，因此通過調(diào)整R29和R30的阻值來調(diào)整它們的阻值比值，就可以調(diào)整內(nèi)核電源管理電路1輸出的電壓大小，例如，當(dāng)R29與R30的阻值比值為1時(shí)，該內(nèi)核電源管理電路1輸出的電壓就為1.2V。同樣地，R33和R34作為IO電源管理電路2的輸出端電壓調(diào)整電路的分壓電阻，它們的連接處與IO電源管理電路的DC/DC轉(zhuǎn)換芯片22(U15)的電壓反饋端-FB引腳連接，F(xiàn)B引腳的反饋電壓為0.6V，通過調(diào)整R33和R34的阻值來調(diào)整它們的阻值比值，就可以調(diào)整IO電源管理電路2輸出的電壓大小，例如，當(dāng)R33與R34的阻值比值為4.5時(shí)，該IO電源管理電路2輸出的電壓就為3.3V。

優(yōu)選地，輸出端濾波電路還包括續(xù)流二極管，續(xù)流二極管的陰極與電感的第一端連接、陽極接地，用于保證負(fù)載電流連續(xù)。具體地，如圖3所示，內(nèi)核電源管理電路1的輸出端濾波電路的續(xù)流二極管為ZD1，IO電源管理電路2的輸出端濾波電路的續(xù)流二極管為ZD2。其中，內(nèi)核電源管理電路1的儲(chǔ)能電感L1與續(xù)流二極管ZD1組成開關(guān)保護(hù)電路，IO電源管理電路2的儲(chǔ)能電感L2與續(xù)流二極管ZD2組成開關(guān)保護(hù)電路。

具體地，輸出端濾波電路還包括第一濾波電容和第二濾波電容，第一濾波電容的第一端與電感的第二端連接、第二端接地，第二濾波電容與第一濾波電容并聯(lián)。其中，如圖3所示，內(nèi)核電源管理電路1的輸出端濾波電路的第一濾波電容為C84、第二濾波電容為C83，IO電源管理電路2的輸出端濾波電路的第一濾波電容為C90、第二濾波電容為C91。C84和C90為儲(chǔ)能電解電容，第一端為正極、第二端為負(fù)極。C83和C91為輸出側(cè)退耦電容，可以去除開關(guān)噪聲。

進(jìn)一步地，輸出端濾波電路還包括第一磁珠，第一磁珠的第一端與電感的第二端連接，第二端作為輸出端處理電路的電壓輸出端。具體地，如圖3所示，內(nèi)核電源管理電路1中的第一磁珠為磁珠B6，其第一端與電感L1的第二端、電容C84的正極、電容C83的一端和電阻R29的一端分別連接，其第二端作為內(nèi)核電源管理電路1的電壓輸出端。IO電源管理電路2中的第一磁珠為磁珠B7，其第一端與電感L2的第二端、電容C90的正極、電阻R33的一端和電容C91的一端分別連接，其第二端作為IO電源管理電路2的電壓輸出端。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，如圖3所示，內(nèi)核電源管理電路1的輸入端濾波電路包括第二磁珠B5和電容C79，第二磁珠B5的第一端與外接電源連接、第二端與電容C79的第一端連接，電容C79的第二端接地，第二磁珠B5與電容C79的連接處分別與內(nèi)核電源管理電路的DC/DC轉(zhuǎn)換芯片12(U13)的電壓輸入端VIN和使能端EN連接。

其中，上述第二磁珠B5與電容C79構(gòu)成LC濾波電路，用于去除外接電源紋波。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，如圖3所示，內(nèi)核電源管理電路1的輸入端濾波電路還包括靜電防護(hù)二極管D2，靜電防護(hù)二極管D2的陰極與第二磁珠B5的第一端連接、陽極接地。靜電防護(hù)二極管D2(ESD)用于保護(hù)電路不受靜電損傷。

作為具體的實(shí)施方式，如圖3所示，內(nèi)核電源管理電路1的輸入端濾波電路還包括電容C80和電容C81，電容C80和電容C81分別與電容C79并聯(lián)。其中，C80和C81為濾波電容，用于去除高次諧波。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，如圖3所示，IO電源管理電路2的輸入端濾波電路包括第二磁珠B5、電容C92和電容C93，電容C92的第一端與第二磁珠B5的第二端連接、第二端接地，電容C93與電容C92并聯(lián)，第二磁珠B5、電容C92和電容C93的連接處與IO電源管理電路的DC/DC轉(zhuǎn)換芯片22(U15)的電壓輸入端VIN連接。其中，第二磁珠B5與電容C92構(gòu)成LC濾波電路，用于去除外接電源紋波。C93為濾波電容，用于去除高次諧波。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，如圖3所示，IO電源管理電路的輸入端處理電路21還包括電阻R31、電阻R32和電容C94，電阻R31和電阻R32串聯(lián)后與電容C93并聯(lián)，電阻R31和電阻R32的連接處與IO電源管理電路的DC/DC轉(zhuǎn)換芯片22的使能端EN連接，該使能端EN還通過電容C94接地，即電容C94的一端與IO電源管理電路的DC/DC轉(zhuǎn)換芯片22(即U15)的使能端-EN引腳連接、另一端接地。其中，電阻R31和電阻R32組成芯片U15的使能控制電路，外接電源經(jīng)其分壓后作為開關(guān)控制信號(hào)，分壓后電壓在1.8V以上芯片U15使能，低于0.4V芯片U15關(guān)斷，停止輸出。另外，上述電阻R31、電阻R32還和電容C94構(gòu)成IO電源管理電路的DC/DC轉(zhuǎn)換芯片22的使能端-EN引腳保護(hù)電路。其中，電阻R31和電阻R32組成分壓電路，電容C94為濾波電容。由于芯片使能端-EN引腳邏輯高有效，且不得懸空或其輸入電壓大于VIN+0.3V，因此使用電阻分壓以及電容濾波進(jìn)行保護(hù)。

綜上，本實(shí)施例提供的交流采樣模塊的電源管理裝置，外接電源提供的+5.2V電壓經(jīng)過內(nèi)核電源管理電路的輸入端處理電路11(包括第二磁珠B5、電容C79、電容C80和電容C81)濾波后輸入內(nèi)核電源管理電路的DC/DC轉(zhuǎn)換芯片12(U13)進(jìn)行降壓處理，然后再由電阻R29和R30調(diào)整成需要的電壓大小(1.2V)后輸出，最后由電容C83、電容C84和第一磁珠B6等組成的濾波電路進(jìn)行濾波穩(wěn)壓后輸出穩(wěn)定的內(nèi)核電源電壓(1.2V)。同樣地，外界電源提供的+5.2V電壓經(jīng)過IO電源管理電路的輸入端處理電路21(包括第二磁珠B5、電容C92、電容C93)濾波后輸入IO電源管理電路的DC/DC轉(zhuǎn)換芯片22(U15)進(jìn)行降壓處理，然后再由電阻R33和電阻R34調(diào)整成需要的電壓大小(3.3V)后輸出，最后由電容C90、電容C91和第一磁珠B7等組成的濾波電路進(jìn)行濾波穩(wěn)壓后輸出穩(wěn)定的IO電源電壓(3.3V)。該電源管理裝置輸出的內(nèi)核電源電壓和IO電源電壓可分別進(jìn)行精確調(diào)整、瞬態(tài)響應(yīng)迅速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。