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专利名称：一种并联电源的串联监控电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种电源产品老化系统监测电路，尤其是涉及一种并联电源的串联监控电路；
背景技术：
许多电源生产企业，在进行电源产品老化时，常常遇到一个电源有多路输出的情况，在进行电源产品老化时，通常采用方式有二种；一种采用传统的老化方式，电阻负载老化法，这种方式结构简单，成本低，只需在负载电阻的二端加一只指示发光二极管就可以判断负载老化正常与否，这种方式能耗高，效率低，老化是否正常全靠人工监控，目前国内大多数电源企业仍采用的这种简易仅靠人工监控的老化方法。另一种电源老化方式采用了由MCU或PC来作为电源产品在老化时的监控管理，这种管理方式准确，高效，能随时监控在线所有老化产品的正常与否，但整个老化系统结构复杂，成本高昂，一般电源企业都是望而生叹，如一次老化二百台的系统，高达数十万元以上，尤其是对于很多通讯，医疗的电源产品，通常有多路输出，如一个有四路输出的电源产品，必须对四路不同电压老化时实时监控，而每一路必须满足全电压范围，比如通讯电源；从3V-48V、或从1. 5V-75V的宽电压范围的电压监控，一个产品有四路输出，每一路电压从1. 5-75V的宽范围，也就是说一个四路输出的电源产品，必须能满足四路全电压范围的实时监控。一次老化二百台产品时，就需要八百个宽电压实时监控系统，即便是采用由MCU来管理，所涉及到的监控程序是相当的复杂，如此之多的监控点，涉及到大量的软硬件电路和程序，如此之多的实时监控点，结构复杂，极大的影响到系统的可靠性，且大幅度的提高了整个系统的成本，例如；一台定压式电源产品，每路设四个定制电压；如3V、9V、24V，48V、那么二百台产品.就有200*4 = 800个实时监控点，如此之多的电压监控点，其系统复杂程度是显而易见的，成本也就闻闻在上，如果把老化量提闻到_■千台，可想而之，对电源广品多路输出的实时监控是一项非常复杂的系统工程。
由于每一路输出电压的不确定性，如何监测每一路的电压是否正常，仅凭输出固定电压数据是不可取的；假如一个定制电源，先预存数据为3、9、12、24、36、48V，可将不同电压参数存放到MCU存储器内，再将实时电压进行比较，符合数据的，可视为正常，(假定正常为1，不正常输出为O)但每一电压值都是有上限和下限要求的，比如输出电压标称为24V时，允许上限电压为26V，下限为22V，那么，MCU存储器内必须能满足22V-26V电压范围内的所有要求，为此，储存器内的数据必须按要求不断的更新，以满足实时电压的输出要求；由于输出电压为模拟量，每一路都必须有一个A/D转换和一个相应的储存器,另外，由于输出电压是任意的，作为标准比较电压必须是相应的，如果采用固定的比较模拟量，是难以满足随机动态电压的变化，也就不能有效的判断老化电源故障与否。采用MCU来管理电压多变是比较容易的事，但对于多台多路输出电压的管理，仍不那么简单，一套回馈电源老化系统，一个托板上最多可放四台电源产品，每台电源产品最多为四路输出，那么，这个托板上的电源输出就有1-16个测试点，也就是在产品老化时，四台产品中任何一路输出出现问题，都必须监控时能检出，16个测试点，电压监控范围都是从1. 5-75V电压，任何一个电压输出点出现异常，监控测试必须对其检出报警，并对该电源自动执行退出处理，不影响其它产品的老化；16条全电压范围就需要16个I/O 口或相应的A/D，需要16条静动态储存器的基本要求，如此之多的1/0，或A/D，单片机内如此之多的A/D需要外置AD或多片MCU才能完成，可以想象其成本和技术难度是非常之高的，一个老化柜一次可老化最多320台产品，总测试点有1280个，如果全部采用MCU来管理那将是一个宏大的系统，其实这样设计是不现实也是非常之难的，虽然可以采用IIC方案，但相应的读写外围软硬件都是需要一套相应的配合，复杂程度也是可想而知的，当然系统成本也就居高不下了。日前的老化系统成本高，技术难度大，老化产品的监控是其中难度之一，这样一来就制约了老化产品节能推广和技术的提升，目前所采用的回馈式电源老化系统，一是成本高，电路设计结构复杂，监控点多，可靠性差，虽然这种产品环保节能，但由于上述原因，还不能得到大力推广和被广大企业所接受；国内很多企业仍延用能耗大，效率低即不节能也不环保的电阻负载老化系统。发明内容为了克服现有的老化系统监控多点多控的复杂结构，本实用新型提供一种并联电源的串联监测电路，它不仅能将一个产品的多点多测电路简化为单路测控，而且能方便的检出其中任何一输出点输出负载电压正常与否；为了解决上述任务，本实用新型的解决方法是；一种并联电源的串联监控电路，由电压限幅电路，ρ/s变换电路，数据采集电路，DRC电路和比较电路组成，其特征在于；老化电源V1V2分别与限幅电阻R1R2串接后经稳压管D1D2限幅，R8R4 一端分别与V1V2的R1D2、R2D3的限幅点相连接，另一端并接与A点，A点通过R7完成Ρ/S转换，R7分别与A点和数字地接连；
为了有效区别故障与空置，引入R3为识别电路，R3—端与稳压电源的正极相连接，另一端与A点连接，当老化位空置时，R3能提供稳定的空置监测电压，供系统处理；DRC电路；由A点输出采集电压一路由R9R10分压后与UlA的正输入端相连接，另一路经D4R11串联后与UlA的负输入端相连接，ClRlO并联后一端与UlA负输入端相连接，另一端与数字地相连，D4R11R12C1组成DRC电路，UlA输出端与U2A的1/4输入端相连接；输出端经Ql将监测结果送入BUSl总线；UlB为电压放大器，通过A点的采集电压经R15与UlB的正输入端相连接，输出端与U2B的1/4输入端相连接，测试结果经Q2送至BUSl总线。电压限幅电路；电压限幅电路是将不同输出的VDC统一限幅为一个标准值，比如；输出电压有3V，12V，15V，48V通过限幅电路，可将不同输出的电压限定为3V，这就为并联输出提供了条件；Ρ/S变换电路；(P-并联，S-串联)将不同输出电压经限幅后，就可以将限幅后的电压并联起来，接上负载电阻，由于电压相同，流过R的电流也是相等的，因此，多路电流之合，在R上产生了相应的电压降，电压的变化随电流的变化而变化，等效于电压的串联，从而完成了 Ρ/S的转换；数据采集电路；通过限幅电路后完成的Ρ/S转换，但有时会出现空载的情况，如电源在老化时，往往会出现空档，即在预计的老化位上没有需要老化的产品，系统会对此误为故障，这是因为当老化位只有一个产品且只有一路电压输出时，如果产品发生故障就无监测电压输出，当老化位空档时，也是无监测电压输出，那么，系统必须要对故障造成无电压和空档无电压加以区别，因此，在Ρ/S变换完成后，必须另增一路固定的电压并接在负载R上，当老化位无产品老化空档时，仍可输出一定幅度的监测电压，这样就可以很方便的区分空档和单路电压故障的区别；DRC电路；实为模拟信号存储电路，为了从采集的电压信号中，能准确的判断故障与否，必须在上电初始化时将采集的电压信号存储起来，(最小存储时间不能随实时电压变化而变化，滞后一个时间段)始终将存储电压与实时电压相比较，当时电压发生突变时，电路能可靠的发生翻转，提示故障的发生，由于老化电源产品为多路，但在实际老化时是不确定的，比如老化输出设计为四路时，监控电路必须能满足一路至四路的正误监控，如果采用固定的比较电位，是不能满足多路输出的，或要增加电路的复杂性，增加成本等，采用了 DRC电路后，能有效的解决比较电位的设置，采用了监控时间空间的比较，即tl时间采集的电压存储为基准电压，t2时间采集的电压为比较电压，t2/t1 = 1，当t2/t1< I时，电路发生翻转，提示被老化产品中出现故障，系统检出后将有故障的产品退出老化系统，且不影响其它产品的正常老化；如果将比较基准电压设置为固定模拟，那么四路输出就要五个不同的基准电压(包括空档)而基准电压的具体启用还要根据相应的电压输出路数确定，再加上基准电压是一个固定值，比较电压的精度一般只有几个mV，而电压的波动确远远大于这个值，因此，如果采用固定的基准模拟是不能适应和满足监测动态要求的，而DRC电路就非常有效的解决了上述问题；比较电路；比较器完成实时采样电压信号的分析，与门电路组合将任何一组产品故障发送到BUSl总线上，供系统处理；本发明的有益效果；回馈式电源老化系统，都要遇到一个产品有多路不同电压输出，在老化过程中，要监控每一路输出正常与否，就必须配置相应的监控系统，通常这一工作都要由单片机来完成，如此一来，就大大的增加了整个系统的复杂程度，成本也是相应的得以提高，同时也增加了生产工艺的复杂性，其实如果这样处理，得到的效果只是事倍功半的效果；本发明采用了 Ρ/S电路和DRC电路方案，大大的简化了整个监控系统的结构要求，将复杂监控得以简化，本发明结构简单，成本低，可靠性高，调试方便，适应性强，监控准确性高，有效的解决了电源老化系统监控难成本高的问题，它为电源老化系统的监控检测提供了一种全新的监控方案。

图1为本实用新型实施结构原理框图；图2为本实用新型实施例结构电路原理图；图3、图4为图2的分体电路原理图；图中标号说明；参见图1 ;(1)为托板上被老化的产品电源输出端，其输出为I至4路电压输出；(2)电源调整限幅电路，由于老化电源产品，其输出电压有高低之分，限幅电路就是将各种闻低电压限幅在一个基本确定的范围内；(3)P/S电路；并串联变换电路，将限幅的后的并联输出电压转换为串联输出，将多路输出转换了一路输出电路，(4)采集电压信号调整电路，(5)DRC电路；将采集的电压信号以模拟的形式暂存储，同时作为比较器的基准电压；(6)比较电路；由⑷采集的电压信号与(5)基准电压相比较，输出比较后的结果；⑵空档识别电路，当电源老化位上无产品老化时，区别与故障；(8)，输出电路，通过测控完成故障检出结果送与BUSl总线相连接供系统处理；
具体实施例以下结合图2、对本发明作进一步详细描述；其实施例只是符合本实用新型技术内容的一个实例，本发明包含却不限于下述实施例所述内容，即本实施例的内容不是对本发明的进一步限定，如图1中(4) (5) (6)部分仍可采用MCU，DSP, PLC等，和其它可编程电路完成；参见图2，电路中只给出了二组输出电路例子，V1，V2为一个老化电源产品的二路输出；如多路输出可扩展为V1+VN路，但必须是同一个电源产品的N+1路输出；图3 ；V1V2是二组不同电压输出的DC电源，共地，由R1D2和R2D3组成限幅电路，假定；V1V2分别输出电压为6V和12V，或是15V和36V，这些不同的输出电压，通过限幅电路的处理后，其限幅点的输出电压均为3V或5V(假定)那么同一个幅值电压通过R4R8并接与A点，通过R7R5形成环路，由于V1V2经限幅后电压相同(设Vl限压后流过R7电流为II，V2为12)，当然流过R7的电流强度大小也一样VO = (I1+I2) R7，(I)设V0—R7上电压降；I1、I2—等于V1、V2流过R7的电流；通过VO的变化，就能判断V1V2输出正常与否；例如；二路电压输出，设流过R7、I1 = I2 = 0.1mA R7 = 10K，那么可得到VO = 2V，即A点采集的电压信号为V1V2并联电源转换后Ρ/S的输出电压V0，再例如电源产品在老化时，V1出现故障无电压输出I1 = 0那么根据(1式)V0 < 2 即；V0 = (0+I2) R = (0+0. 1mA) 10k = 1v 得出 V0 = 1V (2)；同理，当多路输出电压并接与R7时(A点)即可得到；V0 = (I1+I2+N)R7 (3)；当电源老化产品只有一路输出时；V0 = I*R7 即；V0 = 1V ； (4)如果输出电压发生故障，输出电压为“0”即V0 = 0V，同理，当老化位为空置时，A点电位也为0V，那么前者故障出现A点“0V”与后者空置出现的0V，系统是无法判断那个OV为故障态，图2中，R3引入了一个固定的电流I 0，那么A 点 V0 即得到；V0 = (I0+I1+N) *R7 (5)；IO-固定恒流，电流仍按上述强度；0.1mA ；(5) = (I0+I1+I2)*R7 = (0. 1+0. 1+0. 1)*10K = 3V (6)；即便是I1、12都为0，A点V0也不为“0”这样就可以非常方便的区别故障和空置的情况。DRC电路，电压调整电路；从A点采集的电压信号VO由A点输入(图4) 一路通过R9R10分压后与UlA的正输入端相连接，另一路通过DlRll也UlA的负输入端相连接，C1R12并接与UlA负输入端相连接，并接的别一端接地，当A点电压发生变化时，由于Cl的作用，UlA负端电位不能同步与A点的电压变化，滞后一个时间段，这就使得UlA发生翻转，通过U2A输送测试结果与BUSl总线，由系统完成最终结果；由于DRC电路采集的暂存信号是随机，不管是老化位是一路还是多路或是空置，它都能将初始上电时的数据保存起来，比如；当发生空置时，假定A点采集的电压VO = IV，通过调整，UlA正输入端电压稍高于负端，即便是电压作小幅波动，都不会使UlA发生翻转，保持其它电路监测的正常工作，再如，当老化产品为一路输出时，A点采集的VO = 2V，假定；UlA正输入端电压为1. 2V，负端输入电压为IV，那么UlA输出高电平，U2A输出高电平，Ql截止，(正常态)当老化电源出现故障无电压输出时，A点VO电压由2V降为IV，由于DRC作用，负端电位仍保持IV，而UlA正端输入电压由原来的1. 2VVO突降为O. 8V，U1A发生翻转，由原来高电平转换为 低电平，Ql导通，即向BUSl送出一高电平，系统会即时作出反应和处理。
在电源老化系统中，将并联电源的串联监控，本实用新型采用了 Ρ/S转换，和DRC方案，将一个产品的多点多控电路简化为单点监控，极大的优化了监控电路结构和监控程序，降低了系统结构成本，提高了效率，有效的解决了多点多控复杂的监控结构，达到了将并联电源实现串联监控的目的。
权利要求1. 一种并联电源的串联监控电路，由老化电源，电压限幅电路，ρ/s变换电路，数据采集电路，DRC电路和比较电路组成，其特征在于；老化电源V1V2分别与限幅电阻R1R2串接后经稳压管D1D2限幅，电阻R8R4 —端分别与老化电源V1V2的R1D2、R2D3的限幅点相连接，另一端并接于A点，A点通过R7完成Ρ/S转换，R7分别与A点和数字地接连；为了有效区别故障与空置，引入R3为识别电路，R3 一端与稳压电源的正极相连接，另一端与A点连接，当老化位空置时，R3能提供稳定的空置监测电压，供系统处理；DRC电路；由A点输出采集电压一路由R9R10分压后与UlA的正输入端相连接，另一路经D4R11串联后与UlA的负输入端相连接，ClRlO并联后一端与UlA负输入端相连接，另一端与数字地相连，D4R11R12C1组成DRC电路，UlA输出端与U2A的1/4输入端相连接；输出端经Ql将监测结果送入BUSl总线；UlB为电压放大器，通过A点的采集电压经Rl5与UlB的正输入端相连接，输出端与U2B 的1/4输入端相连接，测试结果经Q2送至BUSl总线。
专利摘要本实用新型属于一种电源产品老化系统监控电路，尤其是涉及一种并联电源的串联监控电路；在电源产品老化的过程中，通过P/S转换，将多路并联电源转换为单路测试，其特征在于；老化电源V1V2分别与限幅电阻R1R2串接后经稳压管D1D2限幅，电阻R8R4一端分别与老化电源V1V2的R1D2、R2D3的限幅点相连接，另一端并接于A点，A点通过R7完成P/S转换，通过DRC电路，基准电压数据采集上电初始化时存储，实时电压与之不断比较，刷新，达到实时监控的目的。本实用新型结构简单，成本低，响应速度快，自适应性强，运算方便准确，从而为多电源电压的监控提供了一种全新的监控方法。
文档编号G01R31/40GK202870274SQ201220399609
公开日2013年4月10日 申请日期2012年8月13日 优先权日2012年8月13日
发明者陈祖栎, 刘宇宁 申请人:能极电源(深圳)有限公司