[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于FPGA的智能電源監(jiān)控裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911201059.6
• 申請(qǐng)日: 2019-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110955180A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵高;李強(qiáng);閆明慧;高瀅;謝海濤;楊曉旭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津七六四通信導(dǎo)航技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G05B19/042
• 分類(lèi)號(hào): G05B19/042
• 代理公司: 北京中企鴻陽(yáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11487
• 代理人: 龐曉辰

1.一種基于FPGA的智能電源監(jiān)控裝置，其特征在于：包括電壓保護(hù)模塊、電壓測(cè)量模塊、電壓-頻率轉(zhuǎn)換電路、頻率輸出電路和電壓調(diào)節(jié)模塊，電源的電壓輸出端分別與所述電壓保護(hù)模塊、所述開(kāi)關(guān)和所述電壓調(diào)節(jié)模塊相連接，所述開(kāi)關(guān)、所述電壓測(cè)量模塊、所述電壓-頻率轉(zhuǎn)換電路、所述頻率輸出電路依次連接，所述頻率輸出電路的輸出信號(hào)端與所述電壓調(diào)節(jié)模塊相連，所述電壓保護(hù)模塊和所述電壓調(diào)節(jié)模塊的輸出端分別與負(fù)載相連；

所述電壓保護(hù)模塊包括控制器、光電耦合器件和保護(hù)單元，所述電池的輸出端依次通過(guò)所述光電耦合器件、所述保護(hù)單元與所述控制器的電壓檢測(cè)端口電連接，所述開(kāi)關(guān)還與所述控制器電連接，用于在所述控制器的控制下導(dǎo)通或關(guān)斷，以使電池的輸出端與開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通或斷開(kāi)；

所述電壓-頻率轉(zhuǎn)換電路包括第一電容、第二電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻以及控制芯片和增益調(diào)整電阻；所述第一電阻與第一電容并聯(lián)，所述第一電容的兩端與控制芯片的不同引腳連接；所述第二電容的一端與第二電阻的一端連接，所述第二電阻的另一端與輸入電源的正極連接，所述第二電容的另一端連接信號(hào)輸入端；

所述電壓調(diào)節(jié)模塊包括PID調(diào)節(jié)模塊、DPWM產(chǎn)生模塊和開(kāi)關(guān)電源功率級(jí)電路，所述PID調(diào)節(jié)模塊根據(jù)PID控制原理對(duì)所述頻率輸出電路輸出值進(jìn)行偏差調(diào)節(jié)，使輸出電壓值與預(yù)定值一致；所述DPWM產(chǎn)生模塊根據(jù)所述PID調(diào)節(jié)模塊的輸出信號(hào)控制開(kāi)關(guān)的通斷，所述DPWM產(chǎn)生模塊輸出指令調(diào)節(jié)所述開(kāi)關(guān)電源功率級(jí)電路中開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通器件，使開(kāi)關(guān)電源功率級(jí)電路保持恒定的輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA的智能電源監(jiān)控裝置，其特征在于：所述光電耦合器件包括控制端、信號(hào)輸入端及信號(hào)輸出端，所述光電耦合器件的信號(hào)輸入端與所述電池的輸出端電連接，所述光電耦合器件的信號(hào)輸出端與所述保護(hù)單元電連接，所述光電耦合器件的控制端與所述控制器的IO端口電連接，所述光電耦合器件用于在所述控制器的IO端口控制下關(guān)斷或?qū)ā?/p>

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于FPGA的智能電源監(jiān)控裝置，其特征在于：所述保護(hù)單元包括保護(hù)二極管及電阻，所述電阻分別與所述控制器的電壓檢測(cè)端口電、所述保護(hù)二極管的陰極連接，所述保護(hù)二極管的陽(yáng)極接地。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于FPGA的智能電源監(jiān)控裝置，其特征在于：所述保護(hù)二極管為瞬態(tài)抑制二極管。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于FPGA的智能電源監(jiān)控裝置，其特征在于：所述光電耦合器件為PHOTOMOS器件。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA的智能電源監(jiān)控裝置，其特征在于：所述電壓-頻率轉(zhuǎn)換電路還包括阻抗匹配電阻，所述第一電容的一端經(jīng)過(guò)所述阻抗匹配電阻與控制芯片的引腳連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA的智能電源監(jiān)控裝置，其特征在于：所述電壓-頻率轉(zhuǎn)換電路還包括第三電容和第三電阻，所述第三電容的一端與第二電容連接，所述第三電容的另一端與第三電阻的一端連接，所述第三電阻的另一端為信號(hào)的輸入端。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA的智能電源監(jiān)控裝置，其特征在于：所述PID調(diào)節(jié)模塊和所述DPWM產(chǎn)生模塊均基于FPGA實(shí)現(xiàn)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA的智能電源監(jiān)控裝置，其特征在于：所述開(kāi)關(guān)電源功率級(jí)電路功率開(kāi)關(guān)管型號(hào)為N溝道POWERMOSFETIRF7832PbF，驅(qū)動(dòng)電路芯片型號(hào)為IR2110S系列。