[發(fā)明專利]一種嵌入式電源健康檢測及管理系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010568545.8
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111725893A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閆盼;閆明罡;劉虎
• 申請（專利權(quán)）人: 西安微電子技術(shù)研究所
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;G01R31/40;G01R19/25
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本發(fā)明屬于電源健康檢測及管理領(lǐng)域，具體公開了一種嵌入式電源健康檢測及管理系統(tǒng)，包括微控制器、電源模塊、顯示器、人機交互界面和上位機；目標(biāo)電源、電源模塊、顯示器、人機交互界面及上位機分別與微控制器連接；目標(biāo)電源通過電阻調(diào)理電路、模擬選擇開關(guān)、運放跟隨電路和AD轉(zhuǎn)換電路與微控制器連接；微控制器通過第一數(shù)字隔離器和第一總線收發(fā)器與上位機通訊；人機交互界面包括本/遠(yuǎn)端程控切換控制鈕、電源編號、鍵盤及編碼器?？梢詫崿F(xiàn)計算機電源系統(tǒng)的在線健康檢測和管理，該管理模塊體積小，可嵌入到計算機等電子設(shè)備內(nèi)部，對設(shè)備的電源系統(tǒng)進(jìn)行實時的監(jiān)控和智能管理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電源健康檢測及管理領(lǐng)域，特別涉及一種嵌入式電源健康檢測及管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電源系統(tǒng)作為核心部件，其電氣性能指標(biāo)的健康狀態(tài)預(yù)測與管理尤為重要，現(xiàn)有的電源安全管理檢測手段是定期對電源系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行人工測試，以歷次測試數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行健康判據(jù)。這種檢測維護(hù)手段效率較低，而且無法及時發(fā)現(xiàn)問題。因此對電源系統(tǒng)狀態(tài)在線監(jiān)測已成為提高系統(tǒng)可靠性、可維護(hù)性必須突破的瓶頸問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種嵌入式電源健康檢測及管理系統(tǒng)，實現(xiàn)電源系統(tǒng)的在線檢測及智能控制，有效提高產(chǎn)品的可靠性、可測試性和可維護(hù)性指標(biāo)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種嵌入式電源健康檢測及管理系統(tǒng)，包括微控制器、電源模塊、顯示器、人機交互界面和上位機；目標(biāo)電源、電源模塊、顯示器、人機交互界面及上位機分別與微控制器連接；

目標(biāo)電源通過精密電阻調(diào)理電路、模擬選擇開關(guān)、運放跟隨電路和AD轉(zhuǎn)換電路與微控制器連接；

微控制器通過第一數(shù)字隔離器和第一總線收發(fā)器與上位機通訊；

人機交互界面包括本/遠(yuǎn)端程控切換控制鈕、電源編號、鍵盤及編碼器。

進(jìn)一步，電源模塊包括第一電源轉(zhuǎn)換模塊、第二電源轉(zhuǎn)換模塊、第三電源轉(zhuǎn)換模塊和第四電源轉(zhuǎn)換模塊；

第一電源轉(zhuǎn)換模塊，用于將輸入+5V電壓轉(zhuǎn)為+3.3V電壓，為微控制器供電；

第二電源轉(zhuǎn)換模塊，用于將輸入+5V電壓轉(zhuǎn)為隔離+5V電壓，為第一總線收發(fā)器和第一數(shù)字隔離器供電；

第三電源轉(zhuǎn)換模塊，用于將輸入+5V電壓轉(zhuǎn)為隔離+15V和-15V電壓，為模擬選擇開關(guān)和運放跟隨電路供電；

第四電源轉(zhuǎn)換模塊，用于將輸入+5V電壓分別轉(zhuǎn)為模擬+5V電壓，為AD轉(zhuǎn)換電路供電。

進(jìn)一步，當(dāng)另一上位機需要采用CAN總線控制目標(biāo)電源時，微控制器外擴獨立CAN控制器，獨立CAN控制器通過第二數(shù)字隔離器和第二總線收發(fā)器與該上位機通訊。

獨立CAN控制器、第二數(shù)字隔離器和第二總線收發(fā)器連接有第五電源轉(zhuǎn)換模塊，第五電源轉(zhuǎn)換模塊用于將輸入+5V電壓轉(zhuǎn)為隔離+5V電壓，為獨立CAN控制器、第二數(shù)字隔離器和第二總線收發(fā)器供電。

進(jìn)一步，微控制器的型號為C8051F040。

進(jìn)一步，微控制器包括DA轉(zhuǎn)換模塊、GPIO接口、CAN接口、UART接口和SPI串行外設(shè)接口。

進(jìn)一步，微控制器接通過GPIO接口分別接收目標(biāo)電源的過壓、過流報警信息，通過GPIO接口進(jìn)行電源使能開關(guān)控制。

進(jìn)一步，顯示器顯示的工作狀態(tài)包括：電源輸出電壓值、電源輸出電流值、電源的使能開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)、當(dāng)前工作狀態(tài)是本端控制還是遠(yuǎn)端控制、過壓保護(hù)啟動時顯示過壓報警、過流保護(hù)啟動時顯示過流報警。

進(jìn)一步，編碼器對應(yīng)兩路開關(guān)量輸入，根據(jù)比較操作前和操作后的兩個輸入狀態(tài)組合值來共同確定本次旋轉(zhuǎn)為順時針還是逆時針旋轉(zhuǎn)。