一种电源管控装置的制作方法

1.本发明涉及电路管理领域，尤其涉及一种电源管控装置。


背景技术：

2.工业领域中，复杂的工程仪器设备系统内部多含有多路高精度稳定电源系统。传统的多路电路模块相互隔离独立运行，不支持编程设置参数，布线复杂，故障难以迅速定位，维护异常困难。单路电源参数监控告警装置可实时定位单路电路故障，当由于复杂系统电源多路性，针对每路电源增设单独的管理监控装置不利于系统小型化、轻量化，更不利于成本控制。


技术实现要素：

3.鉴于上述现有技术的不足，本发明旨在于提供一种电源管控装置，旨在解决现有的多路电路模块相互隔离独立运行，不支持编程设置参数，布线复杂，故障难以迅速定位，维护异常困难；单路电路可实时定位电路故障，但由于复杂系统电源多路性，针对每路电源增设单独的管理监控装置不利于系统小型化、轻量化，更不利于成本控制的问题。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种电源管控装置：包括信号输入模块、多路开关电路模块、a/d采样模块、微处理模块、比较监控模块及警告输出模块；其中，信号输入模块接入多路电源，并获取处理每一路的电源信号，传输给所述多路开关电路模块；多路开关电路模块将所述电源信号逐路传输给所述a/d采样模块；a/d采样模块将获取到的单路电源信号与所述微处理模块存储的电源阈值进行比较，若电源信号异常，微处理模块控制警告输出模块进行报警；若电源信号正常，微处理器控制所述a/d采样模块获取下一路电源信号进行比较以循环监控每一路电源信号是否出现故障。
5.进一步地，所述信号输入模块包括电源接入单元、信号取样单元，其中：电源接入单元为多路电源提供接口，以获取多路电源的电源信号传输给所述信号取样单元，所述信号取样单元对所述电源信号进行取样传输给所述多路开关电路模块。
6.进一步地，所述信号输入模块还包括对所述信号调理单元输入的信号进行放大以传输给所述多路开关电路模块。
7.进一步地，还包括用于对多路电源进行电源阈值设定，并将设定的电源阈值传输给所述微处理模块进行存储调用的编程接口模块。
8.进一步地，还包括用于为所述a/d采样模块提供对比基准的基准源模块。
9.进一步地，所述报警模块外接蜂鸣器或i/o接口。
10.进一步地，所述取样信号单元为取样电阻。
11.进一步地，所述信号调理单元为tc911a组成的放大器。
12.进一步地，所述a/d采样模块为adc芯片。
13.进一步地，所述微处理模块采用c8051f582微控制器。
14.有益效果：本发明提供了一种电源管控装置，通过信号输入模块接入多路电源，并
获取处理每一路的电源信号，传输给所述多路开关电路模块将所述电源信号逐路传输给所述a/d采样模块；a/d采样模块将获取到的单路电源信号与所述微处理模块存储的电源阈值进行比较，若电源信号异常，微处理模块控制警告输出模块进行报警；若电源信号正常，微处理器控制所述a/d采样模块获取下一路电源信号进行比较以循环监控每一路电源信号是否出现故障。实现对系统的多路电源的电压、电流等参数的实时、分时监测，可提升系统的整体性能，并有效减少复杂电路设计中核心处理单元的负担。
附图说明
15.图1为本发明的电源管控装置的较佳结构示意图。
16.图2为本发明的电源管控装置另一较佳结构示意图。
17.图3为本发明的电源管控装置实际应用的结构示意图。
18.图中标号说明：
19.10、信号输入模块；11、电源接入单元；12、信号取样单元；13、信号调理单元；20、多路开关电路模块；30、a/d采样模块；40、微处理模块；50、比较监控模块；60、警告输出模块；70、编程接口模块；80、基准源模块。
具体实施方式
20.本发明提供一种电源管控装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
21.参考图1-2，为本发明的两种较佳的电源管控装置，包括信号输入模块10、多路开关电路模块20、a/d采样模块30、微处理模块40、比较监控模块50及警告输出模块60；其中，信号输入模块10接入多路电源，并获取处理每一路的电源信号，传输给所述多路开关电路模块20；多路开关电路模块20将所述电源信号逐路传输给所述a/d 采样模块30；a/d采样模块30将获取到的单路电源信号与所述微处理模块40存储的电源阈值进行比较，若电源信号异常，微处理模块 40控制警告输出模块60进行报警；若电源信号正常，微处理器控制所述a/d采样模块30获取下一路电源信号进行比较以循环监控每一路电源信号是否出现故障。
22.进一步地，所述信号输入模块10包括电源接入单元11、信号取样单元12，其中：电源接入单元11为多路电源提供接口，以获取多路电源的电源信号传输给所述信号取样单元12，所述信号取样单元 12对所述电源信号进行取样传输给所述多路开关电路模块20。优选的，所述信号输入模块10还包括对所述信号调理单元13输入的信号进行放大以传输给所述多路开关电路模块20。
23.进一步地，所述一种电源管控装置还包括用于对多路电源进行电源阈值设定，并将设定的电源阈值传输给所述微处理模块40进行存储调用的编程接口模块70。
24.进一步地，所述一种电源管控装置还包括用于为所述a/d采样模块30提供对比基准的基准源模块80。
25.本实施例中电源接入单元11作为提供多路电源输入结构作为信号取样单元12的输入，信号调理单元13对信号取样单元12输出的电源信号进行放大整型作为多路快关电路模块的输入。多路电路开关模块实现了多路电源的切换选择，其输出与a/d采样模块30相
连，其采样的电源信号通过与基准源模块80的基准对比，提供稳定采样的电源信号输出给比较监控模块50和微处理器模块。通过编程接口对多路电源进行管理设置并存储在微处理器模块以供调用。微处理器同时连接了比较监控模块50和告警输出模块，微处理器根据比较监控模块50的输出与存储的电源阈值进行比较从而判断是否需要告警输出。
26.本实施例提供的所述比较监控模块50基于用户设置各路电源电压或电流参数阈值，可实现同时检测多路负载的电压或电流参数值，当电压或电流参数值达到用户设置的阈值时通过警告警示模块外接蜂鸣器等警告装置警示用户。这使得整个系统的实用性强，精确度高，占用的体积小，便于集成。
27.其中，微处理器模块是本发明的核心，通过对每一路的用户电压和电流的设置、取样、和监控，动态地跟踪用户测负载的电压与电流，及时发现负载电压与电流的异常状态并及时进行控制与告警。并实时监控负载的变化，通过编程接口访问寄存器端口的状态。
28.用户可以通过编程接口模块70设置对多路电源同时进行监控，也可以通过编程设置通过总线对某一单路电源电压及电流依次进行监控。系统处于正常工作模式时，通过总线控制a/d采样模块30依次循环读取各路电源电压及电流参数，直到读取完所有电源信号。
29.告警输出模块监控每路电源电压及电流的平均值，并且每次在相应电源进行转换时其平均值进行更新，并将平均值与电源的报警阈值编程写入设置成电源阈值进行比较，以确定是否已超过平均值。若某一电源测量值超过相应电源阈值，则通过警告输出模块60连接的外界蜂鸣器或io接口来进行输出警示。
30.参考图3，为本发明应用在实际中的简要结构示意图，本实施例提供的取样信号模块通过取样电阻，优选为精密的大功率的微小电阻进行电流取样，在取样电阻两侧采用精密的电桥进行电压取样，送到微弱信号调理单元13进行电压放大。所述的信号调理电路采用tc911a组成的精密放大器，该放大器的输入失调电压为5uv，温度漂移为0.05uv/℃，可以满足电压和电流误差为0.30％的设计需求。
31.进一步地，a/d采样模块30，优选为16位adc，ad7701，该 adc芯片，采用σ-δ型模数转换器，其内部由二阶σ-δ调制器和6 阶高斯低通数字滤波器构成，可以实现分辨率高、线性度好、成本低等特点，特别适用于电源电压和电流的监控。
32.进一步地，微处理器单元mcu优选为c8051f852微控制器，其是一款低功耗主控制器，采用8051作内核，该主控器内部结构的嵌入了flash、ram、数字io和i2c接口，方便同外部数据接口电路进行数据交换。并通过i2c接口进行flash的数据访问，同时通过内嵌的监控程序实现其它主控管理单元的数据交互。
33.通过本发明的电源管控装置，用户可设置各电源电压或电流阈值，并同时检测多路负载的电压或电流值，当电压或电流达到用户设置的阈值时通过外接蜂鸣器等警告装置警示用户。本装置的工作电压为 2v～5v，可检测的电压范围为0～50v，不仅功率小能耗低，而且增益误差为0.30％，保证了监控的高精度，系统体积小，便于集成。
34.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。