CN206389129U - 一种电源管理模块及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源管理模块及装置，所述电源管理模块包括第一电源管理单元、第一电源、第二电源管理单元、第二电源、控制模块及电源输出端；所述第一电源管理单元包括第一开关管、第二开关管；所述第二电源管理单元包括第三开关管、第四开关管。本实用新型的一种电源管理模块及装置，采用电力电子开关器件，体积小且便于安装、功率损耗较低、动作响应时间快，降低了***成本。

Description

一种电源管理模块及装置

技术领域

本实用新型涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种电源管理模块及装置。

背景技术

随着汽车电子行业的快速发展，汽车电子的智能化发展也越来越快，给用户的舒适性、便捷性提供了保障。汽车的智能化，离不开电子控制***，当然也离不开功率控制电路。在汽车上，功率控制电路常常需要开通或关闭。传统的功率控制电路中，通常使用电磁继电器进行控制，如车窗、后视镜、雨刮、座椅、发动机风扇控制等。电磁继电器使用较小电流、较低电压来控制较大电流、较大电压，在实际应用中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。继电器的使用，使得电路中的开关控制得到了很大的改善。然而随着对电器性能需求的不断提升，继电器的使用会存在着一定影响，例如：易产生EMI现象，不能使用PWM控制，体积比较大等问题，阻碍了***整体性能的提升。

当今时代，顾客对舒适型用电器的需求越来越高，整车的负载电流随着增大，进而就需要增大发电机的功率和蓄电池的容量。在这种背景下，虽然继电器具有操作简单方便的优点，然而随着负载电流越高，继电器的制造难度及对环境条件的要求也越来越高，成本也越来越贵。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种电源管理模块及装置,以解决现有功率控制电路采用电磁继电器，导致的易产生EMI现象，不能使用PWM控制，体积比较大，***成本高等问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种电源管理模块，所述电源管理模块包括第一电源管理单元、第一电源、第二电源管理单元、第二电源、控制模块及电源输出端；其特征在于，所述第一电源管理单元包括第一开关管、第二开关管；所述第二电源管理单元包括第三开关管、第四开关管；

所述第一开关管的第一端与所述第二开关管的第二端串联连接，所述第一开关管的第二端与第一电源连接；所述第三开关管的第一端与所述第四开关管的第二端串联连接，所述第三开关管的第二端与第二电源连接；

所述第二开关管的第一端与所述第四开关管的第一端并联连接后与所述电源输出端连接；

所述控制模块的第一端与所述第一开关管的第三端及所述第二开关管的第三连接端；所述控制模块的第二端与所述第四开关管的第三端及所述第三开关管的第三连接端。

优选的，所述电源管理模块还包括第一肖特基二极管和第二肖特基二极管；

所述第一肖特基二极管与所述第一开关管并联连接；所述第二肖特基二极管与所述第二开关管并联连接。

优选的，所述电源管理模块还包括第五开关管、第六开关管；

所述第五开关管与所述第三开关管并联连接；所述第六开关管与所述第四开关管并联连接。

优选的，所述第一开关管和所述第二开关管为P沟道开关管，所述第三开关管和所述第四开关管为N沟道开关管。

优选的，所述第一开关管和所述第二开关管为P沟道开关管，所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管及所述第六开关管为N沟道开关管。

优选的，所述P沟道开关管或所述N沟道开关管包括金属-氧化物半导体场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管、门极可关断晶闸管、电力晶体管中的一种。

优选的，所述P沟道开关管和所述N沟道开关管包括反并联二极管。

优选的，所述第一电源通过双向DC-DC变换器与所述第二电源连接。

优选的，所述控制模块还包括开关管驱动模块。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例还提供一种电源管理装置，其特征在于，所述电源管理装置包括起动机和/或发动机、以及上述的电源管理模块。

本实用新型实施例提供的一种电源管理模块及装置，采用电力电子开关器件，体积小且便于安装、功率损耗较低、动作响应时间快，降低了***成本。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例提供的电源管理模块第一结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例提供的电源管理模块第二结构示意图；

图3为本实用新型第一实施例提供的电源管理模块第三结构示意图；

图4为本实用新型第一实施例提供的电源管理模块第四结构示意图；

图5为本实用新型第二实施例提供的电源管理装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本发明第一实施例提供一种电源管理模块，电源管理模块包括第一电源管理单元、第一电源、第二电源管理单元、第二电源、控制模块及电源输出端。

所述第一电源管理单元包括第一开关管、第二开关管；所述第二电源管理单元包括第三开关管、第四开关管；

所述第一开关管的第一端与所述第二开关管的第二端串联连接，所述第一开关管的第二端与第一电源连接；所述第三开关管的第一端与所述第四开关管的第二端串联连接，所述第三开关管的第二端与第二电源连接；

所述第二开关管的第一端与所述第四开关管的第一端并联连接后与所述电源输出端连接；

所述控制模块的第一端与所述第一开关管的第三端及所述第二开关管的第三连接端；所述控制模块的第二端与所述第四开关管的第三端及所述第三开关管的第三连接端。

在本实施例中，第一电源和第二电源，主要用于提供直流电源，可为蓄电池。第一电源一般可作为主要的供电电源，第二电源可作为辅助的供电电源。进一步的，在本实施例中，第一电源可通过双向DC-DC变换器与第二电源连接。

在本实施例中，控制模块，主要用于对开关管进行控制，通过控制开关管的断开和闭合，使得第一电源或第二电源与电源输出端之间形成通路，进而在电源输出端提供直流电源。

在本实施例中，控制模块还包括开关管驱动模块，用于驱动第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管及第六开关管进行工作。

如图2所示，在本实施例中，第一电源管理单元工作时，常规工况下通过的电流会较第二电源管理单元小，在保证低功耗的前提下，所述电源管理模块还包括第一肖特基二极管和第二肖特基二极管；所述第一肖特基二极管与所述第一开关管并联连接；所述第二肖特基二极管与所述第二开关管并联连接。

如图3所示，在本实施例中，第二电源管理单元工作时，通过的电流较第一电源管理单元大，为了减小开关管的电流应力以及减小功率损耗，保证***不致于过热，所述电源管理模块还包括第五开关管、第六开关管；所述第五开关管与所述第三开关管并联连接；所述第六开关管与所述第四开关管并联连接。

如图4所示，在本实施例中，所述第一开关管V1和所述第二开关管V2为P沟道MOSFET开关管，所述第三开关管V3、所述第四开关管V4、所述第五开关管V5及所述第六开关管V6为N沟道MOSFET开关管。所述P沟道MOSFET开关管和所述N沟道MOSFET开关管包括反并联二极管。需要说明的是，本实施例的第一开关管V1和第二开关管V2并不限定为P沟道MOSFET开关管，第三开关管V3、第四开关管V4、第五开关管V5及第六开关管V6也并不限定为N沟道MOSFET开关管。在其他实施例中，P沟道开关管或N沟道开关管可包括IGBT(绝缘栅双极晶体管)、GTO(门极可关断晶闸管)、GTR(电力晶体管)。

从图4还可以更好地理解，控制模块、第一电源、第二电源、第一开关管V1、第二开关管V2、第三开关管V3、第四开关管V4、第五开关管V5、第六开关管V6、第一肖特基二极管D12、第二肖特基二极管D11之间的连接关系。

本实用新型实施例提供的一种电源管理模块，采用电力电子开关器件，体积小且便于安装、功率损耗较低、动作响应时间快，降低了***成本。

本发明第二实施例提供一种电源管理装置，电源管理装置包括起动机或发动机、以及图1-图4的任一电源管理模块。

请参考图5，作为示例的，图5所示的电源管理装置的工作过程如下：

1)、第一电源管理单元和第二电源管理单元都处于闭合状态

控制模块输出低电平信号到第一电源管理单元，导通第一电源管理单元。当起动机和发电机端无电压时，第一电源管理单元通过第一开关管V1及肖特基二极管D11导通；当起动机和发电机端有电压时，第一电源管理单元通过第二开关管V2及肖特基二极管D12导通。控制模块输出高电平信号到第二电源管理单元，第二电源管理单元通过第四开关管V4、第六开关管V6到第三开关管V3、第五开关管V5导通。

2)、第一电源管理单元处于闭合状态，第二电源管理单元处于断开状态

控制模块输出低电平信号到第一电源管理单元，导通第一电源管理单元。当起动机和发电机端无电压时，第一电源管理单元通过第一开关管V1及肖特基二极管D11导通；当起动机和发电机端有电压时，第一电源管理单元通过第二开关管V2及肖特基二极管D12导通。控制模块输出低电平驱动信号到第二电源管理单元，断开第二电源管理单元。

3)、第一电源管理单元处于断开状态，第二电源管理单元处于闭合状态

控制模块输出高电平信号到第一电源管理单元，断开第一电源管理单元。控制模块输出高电平信号到第二电源管理单元，第二电源管理单元通过第四开关管V4、第六开关管V6到第三开关管V3、第五开关管V5导通。

4)、第一电源管理单元和第二电源管理单元均处于断开状态

控制模块输出高电平信号到第一电源管理单元，断开第一电源管理单元。控制模块输出低电平驱动信号到第二电源管理单元，断开第二电源管理单元。

本实用新型实施例提供的一种电源管理装置，采用电力开关器件，体积小且便于安装、功率损耗较低、动作响应时间快，降低了***成本。

以上参照附图说明了本实用新型的优选实施例，并非因此局限本实用新型的权利范围。本领域技术人员不脱离本实用新型的范围和实质，可以有多种变型方案实现本实用新型，比如作为一个实施例的特征可用于另一实施例而得到又一实施例。凡在运用本实用新型的技术构思之内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本实用新型的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种电源管理模块，所述电源管理模块包括第一电源管理单元、第一电源、第二电源管理单元、第二电源、控制模块及电源输出端；其特征在于，所述第一电源管理单元包括第一开关管、第二开关管；所述第二电源管理单元包括第三开关管、第四开关管；

所述第一开关管的第一端与所述第二开关管的第二端串联连接，所述第一开关管的第二端与第一电源连接；所述第三开关管的第一端与所述第四开关管的第二端串联连接，所述第三开关管的第二端与第二电源连接；

所述第二开关管的第一端与所述第四开关管的第一端并联连接后与所述电源输出端连接；

所述控制模块的第一端与所述第一开关管的第三端及所述第二开关管的第三连接端；所述控制模块的第二端与所述第四开关管的第三端及所述第三开关管的第三连接端。

2.根据权利要求1所述的一种电源管理模块，其特征在于，所述电源管理模块还包括第一肖特基二极管和第二肖特基二极管；

所述第一肖特基二极管与所述第一开关管并联连接；所述第二肖特基二极管与所述第二开关管并联连接。

3.根据权利要求1所述的一种电源管理模块，其特征在于，所述电源管理模块还包括第五开关管、第六开关管；

所述第五开关管与所述第三开关管并联连接；所述第六开关管与所述第四开关管并联连接。

4.根据权利要求1所述的一种电源管理模块，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管为P沟道开关管，所述第三开关管和所述第四开关管为N 沟道开关管。

5.根据权利要求3所述的一种电源管理模块，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管为P沟道开关管，所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管及所述第六开关管为N沟道开关管。

6.根据权利要求4或5所述的一种电源管理模块，其特征在于，所述P沟道开关管或所述N沟道开关管包括金属-氧化物半导体场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管、门极可关断晶闸管、电力晶体管中的一种。

7.根据权利要求4或5所述的一种电源管理模块，其特征在于，所述P沟道开关管和所述N沟道开关管包括反并联二极管。

8.根据权利要求1-5任一所述的一种电源管理模块，其特征在于，所述第一电源通过双向DC-DC变换器与所述第二电源连接。

9.根据权利要求1-5任一所述的一种电源管理模块，其特征在于，所述控制模块还包括开关管驱动模块。

10.一种电源管理装置，其特征在于，所述电源管理装置包括起动机和/或发动机、以及权利要求1-8任一所述的电源管理模块。