本發明涉及一種支持多路過流保護的電源電路的，尤其是涉及一種支持多路過流保護的電源電路。

背景技術：

1、目前，在充電柜的電源開關電路設計中，多路過流保護是確保充電安全性和設備穩定性的關鍵技術，以防止過載引發設備損壞或安全事故。目前，行業內通常采用兩種主要方式來提高充電系統的可靠性。傳統方法主要通過增設熔斷絲或保險管進行過流保護，這種方式雖然成本較低，但存在反應速度較慢的問題，并且一旦觸發，必須更換新的元件才能恢復正常工作，維護成本較高。另一種較為先進的方法是引入數字控制系統，例如采用微控制器（mcu）結合專用保護芯片，實現智能化監測與管理。盡管這種方式能夠顯著提升系統的穩定性和安全性，但其設計復雜度較高，開發周期較長，硬件及軟件成本均較大，在實際應用中普及率受到一定限制。此外，現有方案大多側重于整體電路的保護，而非針對每個充電接口進行獨立的過流控制。當某個充電接口發生故障時，可能會影響整個充電系統的正常運行，降低了設備的可用性和安全性。

技術實現思路

1、為了解決現有過流保護方式響應速度慢、維護成本高且難以實現單獨接口保護的問題，本技術提供一種支持多路過流保護的電源電路。

2、一種支持多路過流保護的電源電路，所述一種支持多路過流保護的電源電路包括與電網連接的開關電源模塊、輸出管理模塊和控制模塊，所述輸出管理模塊包括多個獨立輸出單元，所述開關電源模塊的電源輸出端分別與每個所述獨立輸出單元的電源輸入端連接，每個所述獨立輸出單元的檢測信號輸出端均與所述控制模塊對應的檢測信號輸入端連接，每個所述獨立輸出單元的使能信號輸入端均與所述控制模塊的使能信號輸出端連接，

3、所述獨立輸出單元的檢測信號輸出端發送檢測信號至所述控制模塊，所述控制模塊用于對所述檢測信號進行計算比較，以生成對應的使能信號，并通過所述獨立輸出單元的使能信號輸入端輸出至對應的所述獨立輸出單元，進而控制對應所述獨立輸出單元的通斷。

4、通過采用上述技術方案，能夠實現對多個獨立輸出單元的有效管理，每個獨立輸出單元均可獨立控制和檢測其電壓狀態?？刂颇K能夠根據各獨立輸出單元的檢測信號進行計算和比較，從而動態調節對應的使能信號，實現精準的通斷控制。這種設計提高了電源電路的靈活性和可靠性，避免了因某一路電流異常而影響整個系統的穩定性，增強了電源的安全性和保護能力。

5、優選的，每個所述獨立輸出單元的檢測信號輸出端至少包括輸入電壓信號輸出端口和輸出電壓信號輸出端口，所述獨立輸出單元至少包括開關導通元件、限流電阻r57、輸入電壓信號采集子單元和輸出電壓信號采集子單元，所述開關導通元件的第一導通端與所述開關電源模塊的電源輸出端連接，所述開關導通元件的第二導通端與所述限流電阻r57的第一端連接，所述控制模塊的使能信號輸出端與所述開關導通元件的受控端連接，所述限流電阻r57的第二端接地，所述開關導通元件的第一導通端與所述開關電源模塊的電源輸出端之間的公共節點與所述輸入電壓信號采集子單元的電源輸入端連接，所述輸入電壓信號采集子單元的電源輸出端接地，所述輸入電壓信號輸出端口與所述輸入電壓信號采集子單元的信號輸出端連接，所述開關導通元件的第二導通端與所述限流電阻r57的第一端之間的公共節點與所述輸出電壓信號采集子單元的電源輸入端連接，所述輸出電壓信號采集子單元的電源輸出端接地，所述輸出電壓信號輸出端口與所述輸出電壓信號采集子單元的信號輸出端連接。

6、通過采用上述技術方案，每個獨立輸出單元的檢測信號輸出端包括輸入電壓信號輸出端口和輸出電壓信號輸出端口，使得能夠實時監測輸入電壓和輸出電壓的狀態。開關導通元件、限流電阻r57、輸入電壓信號采集子單元和輸出電壓信號采集子單元的組合能夠有效限制電流并采集電壓信息。輸入電壓信號采集子單元和輸出電壓信號采集子單元的作用是提供準確的電壓數據，以供控制模塊進行判斷，從而提高電源電路對異常電壓波動的響應能力，確保電壓輸出的穩定性。

7、優選的，所述開關導通元件為nmos管，所述獨立輸出單元還包括限流電阻r55和下拉電阻r56，所述限流電阻r55的第一端與所述控制模塊的使能信號輸出端連接，所述限流電阻r55的第二端與所述nmos管的受控端連接，所述限流電阻r55的第二端與所述nmos管的受控端之間的公共節點與所述下拉電阻r56的第一端連接，所述下拉電阻r56的第二端接地。

8、通過采用上述技術方案，開關導通元件為nmos管，并配備限流電阻r55和下拉電阻r56，使得nmos管的受控端能夠可靠接收控制信號，并在無控制信號時由下拉電阻r56提供穩定的低電平，確保nmos管處于關斷狀態。這種設計能夠有效防止nmos管誤導通，減少電路中因噪聲或干擾導致的不穩定因素，從而提高電源電路的整體可靠性和抗干擾能力。

9、優選的，所述輸入電壓信號采集子單元包括檢測電阻r75和檢測電阻r76，所述開關導通元件的第一導通端與所述開關電源模塊的電源輸出端之間的公共節點與所述檢測電阻r75的第一端連接，所述檢測電阻r75的第二端與所述檢測電阻r76的第一端連接，所述檢測電阻r76的第二端接地，所述檢測電阻r75的第二端與所述檢測電阻r76的第一端之間的公共節點與所述輸入電壓信號輸出端口連接。

10、通過采用上述技術方案，輸入電壓信號采集子單元采用檢測電阻r75和檢測電阻r76進行電壓分壓測量，能夠精確采集輸入電壓，并提供相應的檢測信號。該方案通過高精度的電阻分壓方式，保證了檢測信號的準確性和穩定性，使得控制模塊能夠及時感知輸入電壓的變化情況，從而實現更精確的電壓監測與調節，提高電源電路的穩壓性能。

11、優選的，所述輸出電壓信號采集子單元包括電阻r58、電阻r59和電容c32，所述開關導通元件的第二導通端與所述限流電阻r57的第一端之間的公共節點與所述電阻r58的第一端連接，所述電阻r58的第二端接地，所述開關導通元件的第二導通端與所述限流電阻r57的第一端之間的公共節點與所述電阻r59的第一端連接，所述電阻r59的第二端與所述電容c32的第一端連接，所述電容c32的第二端接地，所述電阻r59的第二端與所述電容c32的第一端之間的公共節點與所述輸出電壓信號輸出端口連接。

12、通過采用上述技術方案，輸出電壓信號采集子單元由電阻r58、電阻r59和電容c32組成，能夠對輸出電壓進行濾波和信號提取。電容c32的作用是平滑輸出信號，降低高頻干擾，提高檢測精度，而電阻r58和r59的分壓作用確保了信號采集的精準性。這種設計能夠提高輸出電壓信號的穩定性，確?？刂颇K在不同負載條件下均能獲得準確的反饋信息，提高電源電路的穩壓特性和抗干擾能力。

13、優選的，所述開關電源模塊包括輸入濾波保護單元、變壓元件t1、反饋控制單元、同步整流單元和多個獨立輸出端子，所述輸入濾波保護單元的電源輸入端與電網連接，所述輸入濾波保護單元的電源輸出端與所述變壓元件t1的初級繞組連接，所述變壓元件t1的次級繞組與所述同步整流單元的電源輸入端連接，所述同步整流單元的電源輸出端分別與多個所述獨立輸出端子的電源輸入端連接，所述獨立輸出端子的電源輸出端與對應所述獨立輸出單元的電源輸入端連接，所述同步整流單元的電源輸出端與多個所述獨立輸出端子的電源輸入端之間的公共節點與所述反饋控制單元的信號輸入端連接，所述反饋控制單元的信號輸出端連接有mos管q1以用于控制所述mos管q1的通斷，所述輸入濾波保護單元的電源輸出端與所述變壓元件t1的初級繞組之間的公共節點與所述mos管q1的第一導通端連接，所述mos管q1的第二導通端接地，通過控制所述mos管q1的通斷，進而調節所述輸入濾波保護單元的電源輸出端輸出至所述壓元件t1的初級繞組的電源電壓。

14、通過采用上述技術方案，開關電源模塊采用輸入濾波保護單元、變壓元件t1、反饋控制單元、同步整流單元和多個獨立輸出端子進行電源管理。輸入濾波保護單元能夠有效降低電網干擾，提高電源輸入的純凈度，而同步整流單元確保了能量轉換的高效性。反饋控制單元的引入使得系統能夠自動調整輸出電壓，避免電壓波動，提高電源轉換的效率和穩定性，從而增強整體電路的可靠性和使用壽命。

15、優選的，所述輸入濾波單元包括壓敏電阻vr1、泄放電阻網絡、emi濾波元件lf1、整流橋bd1和mos尖峰吸收子單元，所述壓敏電阻vr1、泄放電阻網絡、emi濾波元件lf1和整流橋bd1并聯設置，所述整流橋bd1的電源輸出端與所述mos尖峰吸收子單元的第一電源輸入端連接，所述mos尖峰吸收子單元的電源輸出端與所述變壓元件t1的初級繞組的第一端連接，所述變壓元件t1的初級繞組的第二端連接有鉗位二極管d5的正極端，所述鉗位二極管d5的負極端與所述mos尖峰吸收子單元的第二電源輸入端連接，所述整流橋bd1的電源輸出端與所述mos尖峰吸收子單元的第一電源輸入端之間的公共節點與所述反饋控制單元的電源輸入端連接，以用于對所述反饋控制單元供給主輸出電源。

16、通過采用上述技術方案，輸入濾波單元由壓敏電阻vr1、泄放電阻網絡、emi濾波元件lf1、整流橋bd1和mos尖峰吸收子單元組成，能夠有效抑制電網輸入端的浪涌電壓和高頻干擾。壓敏電阻vr1能夠在高電壓沖擊時吸收瞬態能量，泄放電阻網絡用于消散多余電荷，emi濾波元件lf1則對電磁干擾進行抑制，整流橋bd1實現交流整流，而mos尖峰吸收子單元可減少開關瞬態尖峰，提高電源的抗沖擊能力。這種綜合設計確保了電源輸入的穩定性，提高了整體電源系統的安全性和抗干擾能力。

17、優選的，所述開關電源模塊還包括輔助電源單元，所述輔助電源單元包括二極管d4、三極管q19、電阻r11、電阻r109和穩壓二極管zd1，所述二極管d4的正極端與所述變壓元件t1的副邊繞組的第一端連接，所述變壓元件t1的副邊繞組的第二端接地，所述二極管d4的負極端與所述電阻r11的第一端連接，所述電阻r11的第二端與所述三極管q19的第一導通端連接，所述三極管q19的第二導通端與所述反饋控制單元的電源輸入端連接，所述三極管q19的受控端與所述穩壓二極管zd1的負極端連接，所述穩壓二極管zd1的正極端接地，以用于對所述反饋控制單元供給輔助輸出電源，所述電阻r11的第二端與所述電阻r109的第一端連接，所述電阻r109的第二端與所述穩壓二極管zd1的負極端連接。

18、通過采用上述技術方案，開關電源模塊引入了輔助電源單元，該單元由二極管d4、三極管q19、電阻r11、電阻r109和穩壓二極管zd1組成，能夠在系統運行過程中提供穩定的輔助電源。穩壓二極管zd1保證輔助電源的輸出穩定，避免由于主電源波動導致的控制電路異常。輔助電源的引入增強了控制模塊的供電獨立性，提高了電路整體的穩定性和可靠性，確保系統能夠在各種工況下正常運行。

19、優選的，所述反饋控制單元包括驅動芯片u2和光耦u1，所述光耦u1包括發光二極管部分u1b和三極管部分u1a，所述同步整流單元的電源輸出端與多個所述獨立輸出端子的電源輸入端之間的公共節點與所述發光二極管部分u1b的正極端連接，所述發光二極管部分u1b的負極端接地，所述三極管部分u1a的第一導通端與所述驅動芯片u2的反饋信號輸入端連接，所述三極管部分u1a的第二導通端接地。

20、通過采用上述技術方案，反饋控制單元包括驅動芯片u2和光耦u1，其中光耦u1由發光二極管部分u1b和三極管部分u1a組成，能夠實現高效的隔離控制。發光二極管u1b接收同步整流單元的電壓反饋信號，并通過光電耦合傳輸至驅動芯片u2，確保反饋信號的精準傳遞。光耦的使用大大提高了控制信號的抗干擾能力，避免了高壓側與低壓側之間的直接電氣連接，提高了系統的安全性和信號穩定性，確保了反饋調節的快速響應和精確性。

21、優選的，所述同步整流單元包括同步控制芯片u4、mos管d1和mos管d6，所述mos管d1的第一導通端、所述mos管d6的第一導通端和所述同步控制芯片u4的電壓信號監測端均與所述變壓元件t1的次級繞組的第一端連接，所述變壓元件t1的副邊繞組的第二端接地，所述mos管d1的第二導通端和所述mos管d6的第二導通端合并至一公共節點，以作為所述同步整流單元的電源輸出端，所述mos管d1的受控端和所述mos管d6的受控端均所述同步控制芯片u4的控制信號輸出端連接。

22、通過采用上述技術方案，能夠實現高效的同步整流控制，提高電源電路的轉換效率。由于mos管d1和mos管d6的第一導通端與變壓元件t1的次級繞組的第一端直接連接，能夠在變壓器次級側高效地進行同步整流，減少傳統整流二極管帶來的導通損耗，從而提高整流效率。

23、綜上所述，本技術包括以下至少一種有益技術效果：

24、本技術基于獨立輸出單元的多路過流保護技術，并通過控制模塊進行智能管理，實現對每個輸出單元的實時監測和動態控制，有效解決了現有技術中過流保護方式的響應慢、維護成本高、設計復雜及整體性保護導致單點故障影響全局的問題。相比于傳統的熔斷絲或保險管，本方案通過檢測信號采集與控制模塊的計算比較，能夠快速響應并精準控制，使得過流保護更為高效，無需更換元件即可恢復工作，提升了系統的可維護性和運行穩定性。同時，相較于依賴mcu和專用保護芯片的智能化方案，本方案直接由控制模塊對各獨立輸出單元的使能信號進行管理，簡化了硬件設計，降低了開發成本，并提高了系統實施的靈活性。此外，本方案針對每個輸出單元進行獨立控制，而非對整體電路進行統一保護，能夠在某一路發生故障時，僅對該輸出單元執行關斷操作，而不影響其他正常工作的單元，從而提高充電系統的可靠性和安全性。通過精準的電流監測和智能化管理，該電路能夠優化功率分配，提升整體運行效率，使充電系統更加高效、穩定且具備更強的適應性。