智能化电源监控模块制造技术

本实用新型专利技术是一种用于雷达电源监控装置中前端采集及控制的智能化电源监控模块。它由主采样板、监控主板、多个从采样板和多个隔离板组成。它采用主、从隔离采样的方式实现了对一个主电源和多个辅助电源的密集监控，其采样板采用了带模拟量隔离的单片机芯片，使单片机可以通过采样电路在采样端直接采样，去掉了光隔器件和辅助电源，减小了模块体积，也简化了装置结构，较好地解决了采样隔离问题，同时，本模块用ＲＳ４８５数据总线实现主采样板与上级计算机的通讯，用Ｉ↑［２］Ｃ数据线实现从采样板与主采样板通讯，其数据线结构比较简单，且四个板从功能上分开，使增加或减少监控数量的硬件组配非常灵活，且调试和检修也都非常方便。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种雷达电源监控装置，具体地说，它是一种用于雷达电源监控装置中前端采集及控制的智能化电源监控模块。
技术介绍
雷达的电源监控装置的被监控对象是一个电源集群，它具有众多的为雷达供电的主电源，每个主电源还可能附带多个为雷达辅助设备供电的线性电源，这些线性电源又由主电源供电，当主电源切断时，这些线性电源随即断电。已有雷达电源监控装置在每个主电源上设置一个邀控模块，该监控模块是一个单片机系统，它主要用于电源参数(如电压、电流、温度等)的采集及稳压调节和过压、过流保护的控制，同时，各监控模块还要通过RS232或RS422数据传输线或以太网与中心控制计算机相连，实现网络化智能监控。由于监控模块是单片机系统，为了不对单片机的工作产生影响，所采集的模拟量不能直接输入单片机，而是要通过线性光耦进行光电隔离后再送入单片机。这种隔离方式最大的钶题是为满足信号调理的需要，要为线性光耦提供线性电源，这不仅增加了辅助设备，使结构繁琐，更主要的是线性电源产生的纹波容易对信号采集形成电磁干扰，使模块的性能下降，另外，信号的真实性也要极大的依賴于光耦器件的线性度，使得对光耦器件的要求过于苛刻，又由于采集量较大，需要的光耦数量大，增大的模块体积，不利于模块的小型化。由于已有监控模块需带附助电源、对信号采集的影响较大，故不宜密集设置监控模块，只实现了对主电源的监控，而对主电源所附带的其它皿电源没有设置监控，这显然是不够理想的。已有监控模块上用于切断主电源的大功率开关大都采用机械开关，这种机械开关在动作过程中会对模块产生电磁干扰，也会影响使^^块的性能下降，同时，寿命较短。
技术实现思路
本技术的目的是针对已有技术中的缺点，提供一种性能优良和小型化的智能化电源监控模块，从而较好的实现上述电源集群的监控功能。为实现上述目的，本技术的技术方案如下它由一个主采样板、 一个监控主板、多个从采样板和与多个从采样板一一对应的隔离板组成；所述的主采样板和从采样板均由一个单片机芯片及其外围元件和接在该单片机芯I/O 口上的多个模拟量采样电路构成，并且所述的单片机芯片为带模拟量隔离的单片机芯片；所述的监控主梹包括一个被监控主电源的开关执行电路、 一个串行数据线与RS485数据总线的光隔接口转换电路、 一个总电源变换电路和分电源变换龟路;所述的主采样板1通过本监控主板上的串行数据线与RS485数据总线的光隔接口转换电路实现与上级计算机的通讯连接；所述的总电源变换电路由降压变压器、桥式整流器、电容滤波器和低纹波开关芯片连接构成,其中低纹波开关芯片的输出端并联分出多个供电端口，该多个供电端口分别与监控主板上的分电源变换电路和各隔离板的分电源变换电路的输入端相接，所述的分电源电路至少由开关变压器、二极管整流器、LC滤波器连接构成；所述的隔离板由I2C总线的光隔接口电路和从采样板的标识电路及分电源变换电路构成，所述的各从釆样板通过与其一一对应的隔离板上的I2C数据总线光隔接口电路与主采样板实現通讯连接，所述隔离板的分电源变换电路的输出端与从采样板的供电端口相接。本技术进一步改进的技术方案如下所述的单片机采用型号为ADUC481的单片机芯片。所述的被监控主电源的开关执行电路是一个由光控场效应管芯片和大龟流双向可控硅连接构成的光控电子开关。本技术与已有技术相比的优点如下1、本技术的釆样板采用了带模拟量隔离的单片机芯片，使单片机可以通过采样电路在采样端直接采样，去掉了光隔器件和辅助电源，减小了模块体积，也简化了装置结构，较好地解决了采样隔离问题。42、 本技术用主、从隔离采样的方式实现了对一个主电源和多个辅助电源的密集监控，而且它把该多路监控模块分成主采样板、监控主板、隔离板和从采样板四个部分，用主采样板实现对主电源的信号采集和对主电源的切断，用各从采样板实现对各线性电源的信号采集，用RS幼5数据总线实现主采样板与上级计算机的通讯，并用监控主板实现主釆集板与上级计算机的数据传输隔离，用I2C数据线实现从采样板与主采样板通讯，并用隔离板实现从采样板与主采样板的数据传输隔离。采用这种结构， 一是数据线的结构比较简单，二是四个板从功能上分开,使增加或减少监控数量都非常方便，即通过增加或取消一一对应的隔离板和从采样板就可实现，使硬件的组配非常灵活，且调试和检修也都非常方便。3、 本技术在总电源电路中采用了低纹波开关芯片，它可以同时等比例驱动多达10个并联的开关变压器，使从采样的监控数量可多达9路，同时，各板的供电都为低纹波，保证了被监控对象所受的电磁千扰最小，因此，极大地提高了产品的性价比。4、 本技术由于采用光控场效应管驱动大电流双向可控硅来控制主路负载的通断，极大地提高了电子开关的抗干扰能力。同时由于使用电子开关，大大延长了开关寿命，并且极大地减少了机械开关的电磁干扰。5、 本技术在每一个环节上都充分考虑了功耗何题，所以系统功耗很小，同时，又采用厚膜集成，使体积大大减小。附阁说明图l、本技术的原理方框图。图2、主采样板的电路原理图。Sa、监控主板的电路原理图。國4、隔离板的电路原理图。图5、从采样板电路原理图。图6、雷达电源监控装置的电路原理图。具体实施方式参见图l,它由一个主采样板l、 一个监控主板2、多个从采样板3和与多个从采样板一一对应的隔离板4组成。参见图2，所述的主采样板包括单片机芯片1-1,它外围元件由晶振电路1-2、复位电路l-3和交流变换电路l-4组成。在所述单片机的I/0口接有以下采样电路(1) 电压VO+的采样电路，电压VO+是被监控主电源输出的一个直流大功率高电压，该电压通过电阻分压器1-5送入比较器l-6的正输入端，由单片机的P10端输出门坎电压AIN0送入比较器1"6的负输入端，该端既是门坎电压的输出端，也是采样信号的输入端。当采样电压VO+高于门坎电压AI恥时，比较器l-6输出高电平，则系统需下调VO+,反之，tfc^器l"^输出低电平，则系统需上调V0+,通过调节，使VO+始终跟随设定值，以实现稳压调节。为了过压保护，在电阻分压器1-5的输出端与VCC电源之间接有一个嵌位二极管V4，当V0+过压超出VCC的+5V电压时，二极管V4导通，将电阻分压器1-5的输出端电压嵌位在+5V，从而使比较器1"6的正输入端电压不超过额定值，起到保护该比较器的作用。(2) 电压VI+的采样电路，VI+是被监控主电源输出的一个正向直流电压，该电路由电阻分压器l-7和比较器l-8构成。它的采样原理和电路结构与V0+的相同。(3) 电压AUX+的采样电路，电压AUX+是被监控主电源输出的一个交流电压，该电路由电阻分压器1-9和比较器1-10构成。它的采样原理和电路结构也与VO+的相同，另外，被监控电源还需要本采样板输出一个过压^端adj，当该端超过vcc时，嵌位二极管V6导通，将该端嵌位在vo:的+5V电压上。(4) 电压VI-的釆样电路，电压VI-是被监控主电源输出的一个负向直流电压，该采样电路由比较器1-ll构成，该比较器正输入端通过一个电組接地GND,从而输入一个低电平，当采样电压VI-低于该低电平时，该比较器输出端输出一个高电平，反之，输出一个低电平，该采样信号通过比较器输出端送入单片机1-1的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能化电源监控模块，其特征是：　　　　Ａ、它由一个主采样板（１）、一个监控主板（２）、多个从采样板（３）和与多个从采样板一一对应的隔离板（４）组成；　　　　Ｂ、所述的主采样板（１）和从采样板（３）均由一个单片机芯片及其外围元件和接在该单片机芯Ｉ／Ｏ口上的多个模拟量采样电路构成，并且所述的单片机芯片为带模拟量隔离的单片机芯片；　　　　Ｃ、所述的监控主板包括一个被监控主电源的开关执行电路（２－１）、一个串行数据线与ＲＳ４８５数据总线的光隔接口转换电路（２－２）、一个总电源变换电路（２－３）和分电源变换电路（２－４）；所述的主采样板１通过本监控主板上的串行数据线与ＲＳ４８５数据总线的光隔接口转换电路（２－２）实现与上级计算机的通讯连接；所述的总电源变换电路（２－３）由降压变压器、桥式整流器、电容滤波器和低纹波开关芯片连接构成，其中低纹波开关芯片的输出端并联分出多个供电端口，该多个供电端口分别与监控主板上的分电源变换电路和各隔离板的分电源变换电路的输入端相接，所述的分电源电路至少由开关变压器、二极管整流器、ＬＣ滤波器连接构成；　　　　Ｄ、所述的隔离板（４）由Ｉ２Ｃ总线的光隔接口电路（４－１）和从采样板的标识电路（４－２）及分电源变换电路（４－３）构成，所述的各从采样板（３）通过与其一一对应的隔离板（４）上的Ｉ２Ｃ数据总线光隔接口电路与主采样板实现通讯连接，所述隔离板的分电源变换电路（４－３）的输出端与从采样板的供电端口相接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建东，王东宏，柳会茹，
申请(专利权)人：陕西海博瑞德微电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]