一种开关电源监测电路的制作方法

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体涉及一种开关电源监测电路。

背景技术：

开关电源是日常生活中比较常见的电源，当需要供电时，可以闭合开关使开关电源进行供电，当不需要供电时，可以切断开关断开开关电源的供电。但在开关电源工作时，开关电源的电压、电流和温度可能会随着工作环境等发生变化，当开关电源的输出电压、电流、温度过大时，将导致开关电源驱动的设备因电压或电流过大烧毁或开关电源因温度过高烧毁，因此，实时监测开关电源是一个亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型实施例公开一种开关电源监测电路，用于实时监测开关电源电流、电压和温度。

本实用新型公开一种开关电源监测电路，包括电流检测电路、电压检测电路、温度检测电路、控制电路和通信电路，其中：

所述电流检测电路的输入端IN用于连接所述开关电源，所述电流检测电路的输出端OUT连接所述控制电路的第一信号输入端IN1，所述电压检测电路的输入端IN用于连接所述开关电源，所述电压检测电路的输出端OUT连接所述控制电路的第二信号输入端IN2，所述温度检测电路的输入端IN用于连接所述开关电源，所述温度检测电路的输出端OUT连接所述控制电路的第三信号输入端IN3，所述控制电路的第一输出端OUT1用于连接所述开关电源，所述控制电路的第二输出端OUT2连接所述通信电路的输入端IN，所述控制电路的第一通信端R连接所述通信电路的第一通信端R，所述控制电路的第二通信端T连接所述通信电路的第二通信端T，所述通信电路的第三通信端C1和第四通信端C2分别用于连接显示设备；

所述电流检测电路，用于检测所述开关电源中预设电阻上的第一电压，将所述第一电压放大为第二电压并发送给所述控制电路；

所述电压检测电路，用于检测所述开关电源输出端的第三电压，将所述第三电压降压为第四电压并发送给所述控制电路；

所述温度检测电路，用于检测所述开关电源的输出端的第五电压，将所述第五电压降压为第六电压并发送给所述控制电路；

所述控制电路，用于根据所述第二电压和所述预设电阻阻值计算所述开关电源的输出电流，根据所述第四电压计算所述第三电压，根据所述第六电压和存储的电压温度关系表确定所述开关电源输出端的温度，将所述输出电流、所述第三电压和所述温度发送给所述通信电路；

所述通信电路，用于将所述输出电流、所述第三电压和所述温度转换为数字信号并发送给所述显示设备，以及接收所述显示设备发送的目标指令，将所述目标指令转换为模拟信号并发送给所述控制电路；

所述控制电路，还用于将转换的所述目标指令发送给所述开关电源。

在一个实施例中，所述电流检测电路包括电阻R1-R7、电容C1-C6、放大器A，其中：

所述R1的一端用于连接所述开关电源，所述R1的另一端分别连接所述R2的一端、所述C1的一端、所述C2的一端、所述C3的一端和所述A的反向输入端，所述C1的另一端分别连接所述A的正向输入端、所述C4的一端、所述R3的一端和所述R4的一端，所述A的电源端分别连接所述R5的一端和所述C5的一端，所述R5的另一端用于连接电源，所述A的输出端、所述C2的另一端、所述R2的另一端、所述C6的一端、所述R6的一端连接作为所述电流检测电路的输出端，所述R6的另一端连接所述R7的一端，所述R3的另一端、所述R4的另一端、所述C3的另一端、所述C4的另一端、所述A的接地端、所述C5的另一端、所述C6的另一端和所述R7的另一端分别用于连接地端。

在一个实施例中，所述电流检测电路还包括电阻R8，其中：

所述R8的一端连接所述A的输出端，所述R8的另一端作为所述电流检测电路的输出端。

在一个实施例中，所述电压检测电路包括电阻R9-R10，其中：

所述R9的一端用于连接所述开关电源，所述R9的另一端与所述R10的一端连接作为所述电压检测电路的输出端，所述R10的另一端用于连接地端。

在一个实施例中，所述电压检测电路还包括电阻R11，其中：

所述R11与所述R10并联连接。

在一个实施例中，所述温度检测电路包括热敏电阻N、电阻R12，其中：

所述N的一端用于连接所述开关电源，所述N的另一端与所述R12的一端连接作为所述温度检测电路的输出端，所述R12的另一端用于连接地端。

在一个实施例中，所述控制电路包括控制芯片U1、程序烧接电路、电容C7-C9、极性电容EC，其中：

所述U1的第一输入输出端I/O用于连接所述开关电源，所述U1的时钟端ICPCLK连接所述程序烧接电路的第一输出端OUT1，所述U1的数据端ICPDATA连接所述程序烧接电路的第二输出端OUT2，所述U1的复位端RESET连接所述程序烧接电路的第三输出端OUT3，所述U1的第一频率振荡端XTAL1连接所述C7的一端，所述U1的第二频率振荡端XTAL2连接所述C8的一端，所述U1的第二输入输出I/O端连接所述通信电路的输入端IN，所述U1的第一通信端RXD连接所述通信电路的第一通信端R，所述U1的第二通信端TXD连接所述通信电路的第二通信端T，所述U1的电源端VDD分别连接所述C9的一端和所述EC的正极，所述EC的正极用于连接电源，所述U1的第一信号输入端ADC0连接所述电流检测电路的输出端OUT，所述U1的第二信号输入端ADC1连接所述电压检测电路的输出端OUT，所述U1的第三信号输入端ADC2连接所述温度检测电路的输出端OUT，所述程序烧接电路的输入端IN用于连接烧写器，所述U1的接地端SGND、所述C7的另一端、所述C8的另一端，所述C9的另一端和所述EC的负极分别用于连接地端。

在一个实施例中，所述控制电路还包括晶振管X，其中:

所述X的一端连接所述C7的一端，所述X的另一端连接所述C8的一端。

在一个实施例中，所述程序烧接电路包括烧程序端口、电阻R13-R14、电容C10，其中：

所述烧程序端口中第一端口1的一端分别连接所述R13的一端、所述C10的一端和所述U1的复位端RESET，所述烧程序端口中第二端口2的一端连接所述U1的时钟端ICPCLK，所述烧程序端口中第三端口3的一端连接所述R14的一端，所述烧程序端口中第四端口4的一端连接所述U1的数据端ICPDATA，所述R13的另一端和所述R14的另一端分别用于连接电源，所述C10的另一端和所述烧程序端口中第五端口5的一端分别用于连接地端，所述烧程序端口中第一端口1的另一端、第二端口2的另一端、第三端口3的另一端、第四端口4的另一端和第五端口5的另一端分别用于连接所述烧写器。

在一个实施例中，所述通信电路包括电阻R15-R20、电容C11-C12、通信芯片U2，其中：

所述U2的数据输出端RO连接所述R15的一端，所述R15的另一端分别连接所述R16的一端和所述U1的第一通信端RXD，所述U2的接收使能端RE和驱动使能端DE分别连接所述U1的第二输入输出I/O端，所述U2的驱动输入端DI连接所述R17的一端，所述R17的另一端分别连接所述R18的一端和所述U1的第二通信端TXD，所述U2的同相端A和所述R19的一端用于连接所述显示设备，所述U的反相端B和所述R19的另一端用于连接所述显示设备，所述U2的电源端VCC分别连接所述C11的一端、所述C12的一端和所述R20的一端，所述R20的另一端用于连接电源，所述R16的另一端、所述R18的另一端、所述U2的地端SGND、所述C11的另一端和所述C12的另一端分别用于连接地端。

本实用新型实施例中，可以通过电流检测电路、电压检测电路和温度检测电路依次检测开关电源的输出电流、开关电源的输出电压和开关电源的温度，从而可以实时监测开关电源电流、电压和温度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是本实用新型实施例公开的一种开关电源监测电路的原理示意图；

图2是本实用新型实施例公开的另一种开关电源监测电路的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开一种开关电源监测电路，用于实时监测开关电源电流、电压和温度。以下分别进行详细说明。

请参阅图1，图1是本实用新型实施例公开的一种开关电源监测电路的结构示意图。如图1所示，该开关电源监测电路可以包括电流检测电路、电压检测电路、温度检测电路、控制电路和通信电路，其中：

电流检测电路的输入端IN用于连接开关电源，电流检测电路的输出端OUT连接控制电路的第一信号输入端IN1，电压检测电路的输入端IN用于连接开关电源，电压检测电路的输出端OUT连接控制电路的第二信号输入端IN2，温度检测电路的输入端IN用于连接开关电源，温度检测电路的输出端OUT连接控制电路的第三信号输入端IN3，控制电路的第一输出端OUT1用于连接开关电源，控制电路的第二输出端OUT2连接通信电路的输入端IN，控制电路的第一通信端R连接通信电路的第一通信端R，控制电路的第二通信端T连接通信电路的第二通信端T，通信电路的第三通信端C1和第四通信端C2分别用于连接显示设备；

电流检测电路，用于检测开关电源中预设电阻上的第一电压，将第一电压放大为第二电压并发送给控制电路；

电压检测电路，用于检测开关电源输出端的第三电压，将第三电压降压为第四电压并发送给控制电路；

温度检测电路，用于检测开关电源的输出端的第五电压，将第五电压降压为第六电压并发送给控制电路；

控制电路，用于根据第二电压和预设电阻阻值计算开关电源的输出电流，根据第四电压计算第三电压，根据第六电压和存储的电压温度关系表确定开关电源输出端的温度，将输出电流、第三电压和温度发送给通信电路；

通信电路，用于将输出电流、第三电压和温度转换为数字信号并发送给显示设备，以及接收显示设备发送的目标指令，将目标指令转换为模拟信号并发送给控制电路；

控制电路，还用于将转换的目标指令发送给开关电源。

本实施例中，电流检测电路检测开关电源中预设电阻上的第一电压，并将第一电压放大预设倍数以获得第二电压，之后将第二电压发送给控制电路；电压检测电路检测开关电源输出端的第三电压，将第三电压降压为第四电压，之后将第四电压发送给控制电路；温度检测电路检测开关电源的输出端的第五电压，将第五电压降压为第六电压，之后将第六电压发送给控制电路；控制电路接收到电流检测电路发送的第二电压、电压检测电路发送的第四点压和温度检测电路发送的第六电压之后，将第二电压除以预设电阻阻值与预设倍数的乘积以获得开关电源的输出电流，将第四电压乘以电压检测电路中的降压倍数以获得开关电源的输出电压(即第三电压)，利用第六电压和存储的电压温度关系表确定开关电源输出端的温度。其中，预设倍数、降压倍数、电压温度关系表等是预先存储在控制电路的。当开关电源包括一个供电模块时，温度检测电路的数量为一，当开关电源包括至少两个供电模块时，相应地，温度检测电路的数量也为至少两个，以便一个温度检测电路可以检测一个供电模块输出端的温度，从而可以实时监测开关电源中每个模块输出端的温度，图1只画出了一个温度检测电路的情况。

在图1所描述的开关电源监测电路，可以通过电流检测电路、电压检测电路和温度检测电路依次检测开关电源的输出电流、开关电源的输出电压和开关电源的温度，从而可以实时监测开关电源电流、电压和温度。

请参阅图2，图2是本实用新型实施例公开的另一种开关电源监测电路的结构示意图。其中，图2所示的开关电源监测电路是对图1所示的开关电源监测电路进行优化得到的，其中：

电流检测电路可以包括电阻R1-R7、电容C1-C6、放大器A，其中：

R1的一端用于连接开关电源，R1的另一端分别连接R2的一端、C1的一端、C2的一端、C3的一端和A的反向输入端，C1的另一端分别连接A的正向输入端、C4的一端、R3的一端和R4的一端，A的电源端分别连接R5的一端和C5的一端，R5的另一端用于连接电源，A的输出端、C2的另一端、R2的另一端、C6的一端、R6的一端连接作为电流检测电路的输出端，R6的另一端连接R7的一端，R3的另一端、R4的另一端、C3的另一端、C4的另一端、A的接地端、C5的另一端、C6的另一端和R7的另一端分别用于连接地端。

作为一种可能的实施方式，电流检测电路还可以包括电阻R8，其中：

R8的一端连接A的输出端，R8的另一端作为电流检测电路的输出端。

本实施例中，电容C1-C6用于滤波，电阻R6-R8用于分压。

作为一种可能的实施方式，电压检测电路可以包括电阻R9-R10，其中：

R9的一端用于连接开关电源，R9的另一端与R10的一端连接作为电压检测电路的输出端，R10的另一端用于连接地端。

本实施例中，电阻R9-R10用于分压。

作为一种可能的实施方式，电压检测电路还可以包括电阻R11，其中：

R11与R10并联连接。

作为一种可能的实施方式，温度检测电路可以包括热敏电阻N、电阻R12，其中：

N的一端用于连接开关电源，N的另一端与R12的一端连接作为温度检测电路的输出端，R12的另一端用于连接地端。

本实施例中，热敏电阻N和电阻R12用于分压，热敏电阻N的阻值随温度的变化而变化。

作为一种可能的实施方式，控制电路可以包括控制芯片U1、程序烧接电路、电容C7-C9、极性电容EC，其中：

U1的第一输入输出端I/O用于连接开关电源，U1的时钟端ICPCLK连接程序烧接电路的第一输出端OUT1，U1的数据端ICPDATA连接程序烧接电路的第二输出端OUT2，U1的复位端RESET连接程序烧接电路的第三输出端OUT3，U1的第一频率振荡端XTAL1连接C7的一端，U1的第二频率振荡端XTAL2连接C8的一端，U1的第二输入输出I/O端连接通信电路的输入端IN，U1的第一通信端RXD连接通信电路的第一通信端R，U1的第二通信端TXD连接通信电路的第二通信端T，U1的电源端VDD分别连接C9的一端和EC的正极，EC的正极用于连接电源，U1的第一信号输入端ADC0连接电流检测电路的输出端OUT，U1的第二信号输入端ADC1连接电压检测电路的输出端OUT，U1的第三信号输入端ADC2连接温度检测电路的输出端OUT，程序烧接电路的输入端IN用于连接烧写器，U1的接地端SGND、C7的另一端、C8的另一端，C9的另一端和EC的负极分别用于连接地端。

本实施例中，控制芯片U1的型号可以为N79E814A820/SOP-20，当包括多个温度检测电路时，其它的温度检测电路的输出端可以连接控制芯片U1的信号输入端ADC3、ADC4、ADC5、ADC6，烧写器可以通过程序烧接电路将程序写入控制芯片U1，电容C7-C9用于高频滤波，极性电容EC用于低频滤波，控制电路还用于将输出电流与预设电流进行比较、将第三电压与预设电压进行比较以及将温度与预设温度进行比较，当输出电流大于预设电流、第三电压大于预设电压或温度大于预设温度时，将向通信电路输出异常信号。

作为一种可能的实施方式，控制电路还可以包括晶振管X，其中:

X的一端连接C7的一端，X的另一端连接C8的一端。

作为一种可能的实施方式，程序烧接电路可以包括烧程序端口、电阻R13-R14、电容C10，其中：

烧程序端口中第一端口1的一端分别连接R13的一端、C10的一端和U1的复位端RESET，烧程序端口中第二端口2的一端连接U1的时钟端ICPCLK，烧程序端口中第三端口3的一端连接R14的一端，烧程序端口中第四端口4的一端连接U1的数据端ICPDATA，R13的另一端和R14的另一端分别用于连接电源，C10的另一端和烧程序端口中第五端口5的一端分别用于连接地端，烧程序端 口中第一端口1的另一端、第二端口2的另一端、第三端口3的另一端、第四端口4的另一端和第五端口5的另一端分别用于连接烧写器。

作为一种可能的实施方式，通信电路可以包括电阻R15-R20、电容C11-C12、通信芯片U2，其中：

U2的数据输出端RO连接R15的一端，R15的另一端分别连接R16的一端和U1的第一通信端RXD，U2的接收使能端RE和驱动使能端DE分别连接U1的第二输入输出I/O端，U2的驱动输入端DI连接R17的一端，R17的另一端分别连接R18的一端和U1的第二通信端TXD，U2的同相端A和R19的一端用于连接显示设备，U的反相端B和R19的另一端用于连接显示设备，U2的电源端VCC分别连接C11的一端、C12的一端和R20的一端，R20的另一端用于连接电源，R16的另一端、R18的另一端、U2的地端SGND、C11的另一端和C12的另一端分别用于连接地端。

本实施例中，通信芯片U2的型号可以为MAX485/SOP-8，通信电路还可以将控制电路的异常信号转换为数字信号发送给显示设备，以便显示设备根据异常信号向通信设备发送切断开关电源的指令，即目标指令，通信电源将该指令转换为模拟信号发送给控制电路，控制电路将转换的该指令发送给开关电源，以便开关电源切断开关。

在图2所描述的开关电源监测电路，可以通过电流检测电路、电压检测电路和温度检测电路依次检测开关电源的输出电流、开关电源的输出电压和开关电源的温度，从而可以实时监测开关电源电流、电压和温度。

以上对本实用新型实施例公开的开关电源监测电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。