CN217135369U - 电源电路、导航装置及车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电源电路、导航装置及车辆，其中，电源电路包括电源转换模块，电源转换模块的输入端与外部电源连接；电源管理模块，电源管理模块的输入端与电源转换模块的输出端电性连接，用于将电源转换模块输出的电压转换为若干种供电电压并输出若干种供电电压。本申请具有电路稳定可靠、可简化电路设计和减小电源电路的PCB布局面积等优点。
Description
技术领域
本申请涉及电子设备领域，具体而言，涉及一种电源电路、导航装置及车辆。
背景技术
随着科学技术日益进步，CPU芯片的集成度日益复杂，通常需要多路电压供电，且嵌入式***所需要的电流也比较大，对电源的输出要求足够高，目前的方法是采用多个DC/DC实现该设计，从而导致嵌入式硬件电源***越来越复杂。如图2所示是现有技术中的一种电源转换模块的具体电路结构，具有多个多路或单路输出DC/DC组合构成的电源管理***，采用1个8位单片机对每个DC/DC进行管理。
然而，现有的多个多路或单路输出DC/DC组合构成的电源管理***需要DC/DC的芯片比较多，进而导致***的电阻电容器件的数量比较多，进一步导致PCB布局面积比较大。另一方面，现有的多个多路或单路输出DC/DC组合构成的电源管理***需要额外的控制器来控制各个DC/DC的上电和掉电逻辑，实现比较复杂，且***功能安全实现比较困难，硬件上需要增加大量的检测电路来实现其功能安全目标。再一方面，现有的多个多路或单路输出DC/DC组合构成的电源管理***的EMC性能比较难保证。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种电源电路、导航装置及车辆，用以在满足嵌入式***的供电要求的同时，简化电源电路的电路设计、减少电源电路的PCB布局面积和提高电源电路的稳定性。
为此，本申请第一方面公开一种电源电路，所述电源电路包括：
电源转换模块，输入端与外部电源连接，用于转换所述外部电源的输入电压；
电源管理模块，输入端与所述电源转换模块的输出端电性连接，用于将所述电源转换模块输出的电压转换为若干种供电电压并输出若干种所述供电电压。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述电源管理模块包括降压转换器，所述降压转换器的输入端与所述电源转换模块的输出端电性连接，所述降压转换器的输出端与嵌入式***电性连接，用于将所述电源转换模块输出的电压转换为若干种所述供电电压，并向所述嵌入式***输出若干种所述供电电压。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述降压转换器包括第一降压式变换电路、第二降压式变换电路、第三降压式变换电路、第四降压式变换电路；
所述第一降压式变换电路的输入端、所述第二降压式变换电路的输入端、所述第三降压式变换电路的输入端和第四降压式变换电路的输入端与所述电源转换模块的输出端电性连接；
所述第一降压式变换电路的输出端、所述第二降压式变换电路的输出端、所述第三降压式变换电路的输出端和第四降压式变换电路的输出端与所述嵌入式***电性连接，所述第一降压式变换电路、所述第二降压式变换电路、所述第三降压式变换电路和所述第四降压式变换电路用于转换所述电源转换模块输出的电压并合并输出所述供电电压中的第一电压和为所述嵌入式***的第一元器件供电。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述第一降压式变换电路的输出电压、所述第二降压式变换电路的输出电压、所述第三降压式变换电路的输出电压和所述第四降压式变换电路的输出电压均在0.2V～2.2V之间。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述降压转换器还包括第五降压式变换电路，所述第五降压式变换电路的输入端与所述电源转换模块的输出端电性连接，所述第五降压式变换电路的输出端与所述嵌入式***电性连接，用于将所述电源转换模块输出的电压转换为所述供电电压中的第二电压并为所述嵌入式***的第二元器件供电。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述降压转换器还包括第六降压式变换电路，所述第六降压式变换电路的输入端与所述电源转换模块的输出端电性连接，所述第六降压式变换电路的输出端与所述嵌入式***电性连接，用于将所述电源转换模块输出的电压转换为所述供电电压中的第三电压并为所述嵌入式***的第三元器件供电。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述嵌入式***的第三元器件为所述嵌入式***的内存。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述降压转换器还包括第七降压式变换电路，所述第七降压式变换电路的输入端与所述电源转换模块的输出端电性连接，所述第七降压式变换电路的输出端与所述嵌入式***电性连接，用于将所述电源转换模块输出的电压转换为所述供电电压中的第四电压并为所述嵌入式***的第四元器件供电。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述嵌入式***的第四元器件为所述嵌入式***的输入输出端口，和/或所述嵌入式***的外设。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述降压转换器还包括第八降压式变换电路，所述第八降压式变换电路的输入端与所述电源转换模块的输出端电性连接，所述第八降压式变换电路的输出端与所述嵌入式***电性连接，用于将所述电源转换模块输出的电压转换为所述供电电压中的第五电压并为所述嵌入式***的第五元器件供电。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述第八降压式变换电路的数量为2-6个，所述第八降压式变换电路为线性稳压单元。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述电源管理模块还包括升压转换器，所述升压转换器的输入端与所述电源转换模块的输出端电性连接，所述升压转换器的输出端与所述嵌入式***电性连接，用于将所述电源转换模块输出的电压转换为第六电压并为所述嵌入式***的第六元器件供电。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述电源管理模块还包括监控单元，所述监控单元与所述降压转换器电性连接，并与所述嵌入式***电性连接，用于检测所述降压转换器中每路降压式变换电路的电压，并向所述嵌入式***输出电源就绪信号。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述监控单元通过总线与所述嵌入式***电性连接。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述监控单元通过IIC总线与所述嵌入式***电性连接。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述监控单元通过通用输入输出端口与所述嵌入式***电性连接。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述电源转换模块的输出端还与嵌入式***电性连接，用于向所述嵌入式***提供第七电压，以采用两路合并输出的方式向所述嵌入式***供电；
以及，所述电源转换模块为DC/DC转换器，且所述电源转换模块包括可选扩展频谱调制电路。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述电源管理模块为PMIC电源管理芯片，所述PMIC电源管理芯片包括熔丝配置电路。
本申请第二方面公开一种导航装置，其包括如本申请第一方面公开的电源电路及所述嵌入式***，其中，所述电源电路的所述电源管理模块与所述嵌入式***电性连接，用于向所述嵌入式***输出若干种供电电压。
本申请第三方面公开一种车辆，所述车辆包括本申请第二方面公开的导航装置。
与现有技术相比，本申请的有益技术效果至少为：由于电源管理模块200没有采用额外的控制器来控制各个其内部的DC/DC的上电和掉电逻辑，也不需要增加***的电阻电容器件，例如不需要增加用于实现检测电路的电阻电容器件，因此在通过电源管理模块200和电源转换模块300对外部电源的输出电压进行转换以满足供电要求的同时，可简化电路设计和减小电源电路的PCB布局面积，即由电源管理模块200和电源转换模块300构成的电源电路具有更小的PCB布局面积。另一方面，由于电源管理模块200没有采用额外的控制器控制，因此本申请实施例的电源电路更加稳定可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种电源电路的电路结构示意图；
图2为现有技术中多个多路或单路输出DC/DC组合构成的电源管理***的电路结构示意图。
图标：嵌入式***100、电源管理模块200、电源转换模块300。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，本申请实施例公开一种电源电路，其中，该电源电路包括：电源转换模块300和电源管理模块200，其中，电源转换模块300的输入端与外部电源连接，电源转换模块300用于转换外部电源的输入电压，另一方面，电源管理模块200的输入端与电源转换模块300的输出端电性连接，用于将电源转换模块300输出的电压转换为若干种供电电压并输出若干种供电电压。
在本申请实施例中，由于电源管理模块200没有采用额外的控制器来控制各个其内部的DC/DC的上电和掉电逻辑，也不需要增加***的电阻电容器件，例如不需要增加用于实现检测电路的电阻电容器件，因此在通过电源管理模块200和电源转换模块300对外部电源的输出电压进行转换以满足供电要求的同时，可简化电路设计和减小电源电路的PCB布局面积，即由电源管理模块200和电源转换模块300构成的电源电路具有更小的PCB布局面积。另一方面，由于电源管理模块200没有采用额外的控制器控制，因此本申请实施例的电源电路更加稳定可靠。
然而，如图2所示，现有的多个多路或单路输出DC/DC组合构成的电源管理***需要一个8位单片机对每个DC/DC进行管理，即需要采用一个额外的控制器对每个DC/DC进行管理，且为了保障该单片机以及每个DC/DC能够正常工作，还需要增加多组***的电阻电容器件，如为保证电路的安全等级，通过增加额外的电阻电容器件增加检测电路，这样一来，其所采用的额外控制器和增加的多组***的电阻电容器件直接就提高了整体电路的复杂度和增大了PCB布局面积，除此之外，电路复杂度的增加也降低了电路的稳定可靠性。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，电源管理模块200包括降压转换器，降压转换器的输入端与电源转换模块300的输出端电性连接，降压转换器的输出端与嵌入式***100电性连接，用于将电源转换模块300输出的电压转换为若干种供电电压，并向嵌入式***100输出若干种供电电压。在本可选的实施方式中，通过降压转换器，能够将电源转换模块300输出的电压转换为嵌入式***100的供电电压，例如，当电源转换模块300输出的电压为6V时，降压转换器能够将6V转换为2V。
在本申请实施例中，进一步地，降压转换器包括第一降压式变换电路、第二降压式变换电路、第三降压式变换电路、第四降压式变换电路，具体地，如图1所示，Buck1电路、Buck2电路、Buck3电路、Buck4电路即为第一降压式变换电路、第二降压式变换电路、第三降压式变换电路、第四降压式变换电路。在本申请实施例中，第一降压式变换电路的输入端、第二降压式变换电路的输入端、第三降压式变换电路的输入端和第四降压式变换电路的输入端与电源转换模块300的输出端电性连接，其中，第一降压式变换电路的输出端、第二降压式变换电路的输出端、第三降压式变换电路的输出端和第四降压式变换电路的输出端与嵌入式***100电性连接，具体地，第一降压式变换电路、第二降压式变换电路、第三降压式变换电路和第四降压式变换电路用于转换电源转换模块300输出的电压并合并输出供电电压中的第一电压和为嵌入式***100的第一元器件供电，例如，第一降压式变换电路、第二降压式变换电路、第三降压式变换电路、第四降压式变换电路并联，其中，第一降压式变换电路、第二降压式变换电路、第三降压式变换电路、第四降压式变换电路均输出1V电压、2.5A电流，此时，第一降压式变换电路、第二降压式变换电路、第三降压式变换电路、第四降压式变换电合并输出的电压为1V，电流为10A。
在本申请实施例中，进一步可选地，第一降压式变换电路的输出电压、第二降压式变换电路的输出电压、第三降压式变换电路的输出电压和第四降压式变换电路的输出电压均在0.2V～2.2V之间，如图1所示，在一优选方式中，第一降压式变换电路的输出电压、第二降压式变换电路的输出电压、第三降压式变换电路的输出电压和第四降压式变换电路的输出电压均在0.4V～1.8V。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，降压转换器还包括第五降压式变换电路，具体地，如图1所示，Buck5电路即为五降压式变换电路，其中，第五降压式变换电路的输入端与电源转换模块300的输出端电性连接，第五降压式变换电路的输出端与嵌入式***100电性连接，用于将电源转换模块300输出的电压转换为供电电压中的第二电压并为嵌入式***100的第二元器件供电。进一步可选地，供电电压中的第二电压在0.4V-1.8V之间。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，降压转换器还包括第六降压式变换电路，具体地，如图1所示，Buck6电路即为六降压式变换电路，其中，第六降压式变换电路的输入端与电源转换模块300的输出端电性连接，第六降压式变换电路的输出端与嵌入式***100电性连接，用于将电源转换模块300输出的电压转换为供电电压中的第三电压并为嵌入式***100的第三元器件供电，进一步可选地，供电电压中的第三电压在0.4V-1.8V之间。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，嵌入式***100的第三元器件为嵌入式***100的内存。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，降压转换器还包括第七降压式变换电路，具体地，如图1所示，Buck7电路即为第七降压式变换电路，其中，第七降压式变换电路的输入端与电源转换模块300的输出端电性连接，第七降压式变换电路的输出端与嵌入式***100电性连接，用于将电源转换模块300输出的电压转换为供电电压中的第四电压并为嵌入式***100的第四元器件供电，可选地，供电电压中的第四电压在1.0V-4.1V之间。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，嵌入式***100的第四元器件为嵌入式***100的输入输出端口，和/或嵌入式***100的外设。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，降压转换器还包括第八降压式变换电路，第八降压式变换电路的输入端与电源转换模块300的输出端电性连接，第八降压式变换电路的输出端与嵌入式***100电性连接，用于将电源转换模块300输出的电压转换为供电电压中的第五电压并为嵌入式***100的第五元器件供电。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，第八降压式变换电路的数量为2-6个，第八降压式变换电路为线性稳压单元，可选地，如图1所示，本申请实施例的电源电路包括LDO1、LDO2、LDO3、LDO4共4个线性稳压单元，其中，LDO1输出电压在1.5V-2.5V之间。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，电源管理模块200还包括升压转换器，升压转换器的输入端与电源转换模块300的输出端电性连接，升压转换器的输出端与嵌入式***100电性连接，用于将电源转换模块300输出的电压转换为第六电压并为嵌入式***100的第六元器件供电。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，如图1所示，电源管理模块200还包括监控单元，监控单元与降压转换器电性连接，并与嵌入式***100电性连接，用于检测降压转换器中每路降压式变换电路的电压，并向嵌入式***100输出电源就绪信号，即向嵌入式***100输出PGOOD信号，在本申请实施例中，通过监控单元，能够使得到嵌入式***100的安全等级达到ASIL B安全等级。进一步可选地，如图1所示，监控单元通过IIC(Inter-Integrated Circuit，集成电路总线)与嵌入式***100电性连接，或通过GPIO(General-purpose input/output，通用输入/输出口)与嵌入式***100电性连接。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，监控单元通过通用输入输出端口与嵌入式***100电性连接。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，电源转换模块300的输出端还与嵌入式***100电性连接，用于向嵌入式***100提供第七电压，以采用两路合并输出的方式向嵌入式***100供电，其中，采用两路合并输出的方式能够保证电源转换模块300向嵌入式***100输出大电流。另一方面，电源转换模块300为DC/DC转换器，且电源转换模块300包括可选扩展频谱调制电路，其中，通过可选扩展频谱调制电路，能够提高电源转换模块300的EMI(Electromagnetic Interference,电磁干扰)性能，即通过可选扩展频谱调制电路，能够提高电源转换模块300的抗电磁干扰能力。
在本申请实施例中，可选地，第七电压在4V-12V之间。另一方面，电源转换模块300的输入电压在7V-42V之间，这样一来，电源转换模块300就能够采用宽电压输入，从而满足车载电源输入要求。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，电源管理模块200为PMIC(PowerManagement IC，电源管理集成电路)，PMIC电源管理芯片包括熔丝配置电路，其中，通过熔丝配置电路能够在实现电源的上电和掉电逻辑，且采用熔丝配置电路实现电源的上电和掉电逻辑这一方式，一方面能够不依赖额外的控制器实现上电和掉电逻辑，进而简化电路复杂度和减少PCB板布局面积，另一方面能够进一步提高电源电路的稳定性。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，电源转换模块300采用Silent
2架构设计，其中，Silent
2架构能够保证电源电路的EMC性能。
此外本申请实施例公开一种导航装置，其包括如本申请实施例公开的电源电路及嵌入式***100，其中，电源电路的电源管理模块200与嵌入式***100电性连接，用于向嵌入式***100输出若干种供电电压。
再一方面，本申请实施例还公开了一种车辆，车辆包括本申请实施例的导航装置。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (20)
1.一种电源电路，其特征在于，所述电源电路包括：
电源转换模块，输入端与外部电源连接，用于转换所述外部电源的输入电压，其中，所述电源转换模块的输出端还与嵌入式***电性连接；
电源管理模块，输入端与所述电源转换模块的输出端电性连接，用于将所述电源转换模块输出的电压转换为若干种供电电压并输出若干种所述供电电压。
2.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述电源管理模块包括降压转换器，所述降压转换器的输入端与所述电源转换模块的输出端电性连接，所述降压转换器的输出端与所述嵌入式***电性连接，用于将所述电源转换模块输出的电压转换为若干种所述供电电压，并向所述嵌入式***输出若干种所述供电电压。
3.如权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述降压转换器包括第一降压式变换电路、第二降压式变换电路、第三降压式变换电路、第四降压式变换电路；
所述第一降压式变换电路的输入端、所述第二降压式变换电路的输入端、所述第三降压式变换电路的输入端和所述第四降压式变换电路的输入端与所述电源转换模块的输出端电性连接；
所述第一降压式变换电路的输出端、所述第二降压式变换电路的输出端、所述第三降压式变换电路的输出端和所述第四降压式变换电路的输出端与所述嵌入式***电性连接，所述第一降压式变换电路、所述第二降压式变换电路、所述第三降压式变换电路和所述第四降压式变换电路用于转换所述电源转换模块输出的电压并合并输出所述供电电压中的第一电压和为所述嵌入式***的第一元器件供电。
4.如权利要求3所述的电源电路，其特征在于，所述第一降压式变换电路的输出电压、所述第二降压式变换电路的输出电压、所述第三降压式变换电路的输出电压和所述第四降压式变换电路的输出电压均在0.2V～2.2V之间。
5.如权利要求3所述的电源电路，其特征在于，所述降压转换器还包括第五降压式变换电路，所述第五降压式变换电路的输入端与所述电源转换模块的输出端电性连接，所述第五降压式变换电路的输出端与所述嵌入式***电性连接，用于将所述电源转换模块输出的电压转换为所述供电电压中的第二电压并为所述嵌入式***的第二元器件供电。
6.如权利要求5所述的电源电路，其特征在于，所述降压转换器还包括第六降压式变换电路，所述第六降压式变换电路的输入端与所述电源转换模块的输出端电性连接，所述第六降压式变换电路的输出端与所述嵌入式***电性连接，用于将所述电源转换模块输出的电压转换为所述供电电压中的第三电压并为所述嵌入式***的第三元器件供电。
7.如权利要求6所述的电源电路，其特征在于，所述嵌入式***的第三元器件为所述嵌入式***的内存。
8.如权利要求6所述的电源电路，其特征在于，所述降压转换器还包括第七降压式变换电路，所述第七降压式变换电路的输入端与所述电源转换模块的输出端电性连接，所述第七降压式变换电路的输出端与所述嵌入式***电性连接，用于将所述电源转换模块输出的电压转换为所述供电电压中的第四电压并为所述嵌入式***的第四元器件供电。
9.如权利要求8所述的电源电路，其特征在于，所述嵌入式***的第四元器件为所述嵌入式***的输入输出端口，和/或所述嵌入式***的外设。
10.如权利要求8所述的电源电路，其特征在于，所述降压转换器还包括第八降压式变换电路，所述第八降压式变换电路的输入端与所述电源转换模块的输出端电性连接，所述第八降压式变换电路的输出端与所述嵌入式***电性连接，用于将所述电源转换模块输出的电压转换为所述供电电压中的第五电压并为所述嵌入式***的第五元器件供电。
11.如权利要求10所述的电源电路，其特征在于，所述第八降压式变换电路的数量为2-6个，所述第八降压式变换电路为线性稳压单元。
12.如权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述电源管理模块还包括升压转换器，所述升压转换器的输入端与所述电源转换模块的输出端电性连接，所述升压转换器的输出端与所述嵌入式***电性连接，用于将所述电源转换模块输出的电压转换为第六电压并为所述嵌入式***的第六元器件供电。
13.如权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述电源管理模块还包括监控单元，所述监控单元与所述降压转换器电性连接，并与所述嵌入式***电性连接，用于检测所述降压转换器中每路降压式变换电路的电压，并向所述嵌入式***输出电源就绪信号。
14.如权利要求13所述的电源电路，其特征在于，所述监控单元通过总线与所述嵌入式***电性连接。
15.如权利要求14所述的电源电路，其特征在于，所述监控单元通过IIC总线与所述嵌入式***电性连接。
16.如权利要求13所述的电源电路，其特征在于，所述监控单元通过通用输入输出端口与所述嵌入式***电性连接。
17.如权利要求2-16任一项所述的电源电路，其特征在于，所述电源转换模块的输出端还与嵌入式***电性连接，用于向所述嵌入式***提供第七电压，以采用两路合并输出的方式向所述嵌入式***供电；
以及，所述电源转换模块为DC/DC转换器，且所述电源转换模块包括可选扩展频谱调制电路。
18.如权利要求2-16任一项所述的电源电路，其特征在于，所述电源管理模块为PMIC电源管理芯片，所述PMIC电源管理芯片包括熔丝配置电路。
19.一种导航装置，其特征在于，包括如权利要求1-18任一项所述的电源电路及所述嵌入式***，其中，所述电源电路的所述电源管理模块与所述嵌入式***电性连接，用于向所述嵌入式***输出若干种供电电压。
20.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求19所述的导航装置。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |