CN102096458B - 数字电源及数字电源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种数字电源及与其连接的外部显示装置。该数字电源包括：电源模块，为电子设备提供电能；监控模块，与电源模块连接，采集电源模块工作时的电压及电流，并根据所述电压及电流计算电源模块的运行参数。本发明数字电源通过计量单元根据电源的电流、电压进行运行参数的计量，该计量的运行参数可以通过外部显示装置进行显示，从而解决了传统的电源无法直观地显示电源的参数及其运行状态，使得其操作简单、实用。

Description

数字电源及数字电源系统
技术领域
本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种数字电源及数字电源系统。 
背景技术
电源是将市电（交流电）转换为稳定直流电的装置，用于将其他形式的能转换成电能，用于各种电子设备。尤其是PC电源，为计算机的所有部件（例如，主板、软盘、硬盘驱动及各种适配器扩展卡等）提供电能。该电源电能的大小、电流及电压是否稳定，将直接影响计算机的工作性能和使用寿命。 
目前的PC电源只提供基本的电能输出，用户无法直接了解到电源的运行状态和参数，而测试人员也只能通过专门的仪器设备去检测，操作极不方便。 
发明内容
本发明的主要目的是提供一种数字电源，旨在使得电源的运行参数可以直接展现给用户，且操作方便简单。 
本发明提供的一种数字电源，包括： 
电源模块，为电子设备提供电能； 
监控模块，包括： 
采样单元，与所述电源模块连接，分别采集电源模块工作时的电压及电流； 
计量单元，与采样单元连接，根据所述采样单元采集的电压及电流进行计算，并获得电源模块的运行参数；还用于根据校准参数，对所述采样单元采集的电压及电流进行校准，获得校准电压及电流； 
控制单元，与计量单元连接，响应外部请求，将运行参数传送至外部显示装置进行显示；还用于将校准参数传送至所述计量单元； 
通讯单元，分别与控制单元及外部显示装置连接，用于数字电源与外部显示装置之间的通讯； 
存储单元，与控制单元连接，存储所述运行参数及校准参数，所述校准参数为数字电源默认设置或者用户通过外部显示装置设置。 
优选地，上述监控模块还包括： 
显示单元，与通讯单元连接，将运行参数进行显示。 
本发明还提供了一种数字电源系统，包括数字电源及与该数字电源连接的外部显示装置，其中所述数字电源包括： 
电源模块，为电子设备提供电能； 
监控模块，包括： 
采样单元，与所述电源模块连接，分别采集电源模块工作时的电压及电流； 
计量单元，与采样单元连接，根据所述采样单元采集的电压及电流进行计算，并获得电源模块的运行参数；还用于根据校准参数，对所述采样单元采集的电压及电流进行校准，获得校准电压及电流； 
控制单元，与计量单元连接，响应外部请求，将运行参数传送至外部显示装置进行显示；还用于将校准参数传送至所述计量单元； 
通讯单元，分别与控制单元及外部显示装置连接，用于数字电源与外部显示装置之间的通讯； 
存储单元，与控制单元连接，存储所述运行参数及校准参数，所述校准参数为数字电源默认设置或者用户通过外部显示装置设置； 
所述外部显示装置包括： 
连接模块，用于与数字电源的通讯单元连接及通讯； 
设置模块，与连接模块连接，用于设置计量数字电源运行参数的校准参数； 
显示模块，与连接模块连接，用于显示数字电源的运行参数。 
本发明数字电源通过计量单元根据电源的电流、电压进行运行参数的计量，解决了传统的电源无法直观地显示电源的参数及其运行状态，使得 其操作简单、实用。 
附图说明
图1是本发明数字电源一实施例的结构示意图； 
图2是本发明数字电源中监控模块一实施例的结构示意图； 
图3是图2中计量单元一实施例的结构示意图； 
图4是图2中控制单元一实施例的结构示意图； 
图5是图2中通讯单元一实施例的结构示意图； 
图6是本发明数字电源的运行参数通过外部显示装置的显示界面示意图； 
图7是本发明数字电源中监控模块另一实施例的结构示意图； 
图8是本发明数字电源中监控模块又一实施例中的结构示意图； 
图9是图8中存储单元一实施例的结构示意图； 
图10是本发明数字电源中校准参数设置的结构示意图； 
图11是本发明与数字电源连接的外部显示装置的结构示意图。 
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。 
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。 
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。 
图1是本发明数字电源一实施例的结构示意图。 
本实施例的数字电源，包括： 
电源模块10，为电子设备提供电能； 
上述电源模块10可以为各种电子设备提供电能的电源，本实施例优选为PC电源模块，可以提供AC输入、EMI滤波、整流滤波、有源PFC功率因素校正及PFC&PWM控制等功能；还可以提供PWM驱动、DC-DC 转换、输出整流滤波、输出反馈等功能；还可以提供+5V Standby输出、+5V Standby输出反馈、+5V Standby输出整流滤波、风扇控制及过温保护等功能；及还可以提供各路输出保护控制（包括OVP、OCP、SCP、UVP）等功能,同时还提供Power Good Signal输出功能。 
监控模块11，与电源模块10连接，采集电源模块10工作时的电压及电流，并根据所述电压及电流计算电源模块10的运行参数。 
监控模块11中电源模块10的运行参数可以包括：电压、电流、功率、PF（Power Factor，功率因素）值、当前用电量、累积用电量及二氧化碳的排放量等等。 
参照图2，上述监控模块11具体包括： 
采样单元111，与所述电源模块连接，分别采集电源模块10工作时的电压及电流； 
计量单元112，与采样单元111连接，根据所述采样单元111采集的电压及电流进行计算，并获得电源模块10的运行参数。 
采样单元111包括电流采样电路及电压采样电路，分别用于采集电源模块10工作时的电压及电流。 
该计量单位112可以通过电能计量芯片来实现，也可以通过专门的逻辑电路来实现。本实施例电能计量芯片优选为但不限定RN8209电能计量专用芯片，其芯片引脚结构如图3所示。该芯片通过引脚4，5连接采样单元111中的电流采样电路，用于接收电源模块10的电流采样信号；通过引脚8，9连接采样单元111中电压采样电路，用于接收电源模块10的电压采样信号。RN8209电能计量专用芯片根据电流采样信号及电压采样信号，计算获得电流、电压、功率、电能以及PF值等运行参数，而且该运行参数通过引脚13，14，15输出。 
上述监控单元11还包括： 
控制单元113，与计量单元112连接，响应外部请求，将运行参数传送至外部显示装置进行显示； 
通讯单元114，分别与控制单元113及外部显示装置连接，用于数字电源与外部显示装置之间的通讯。 
控制单元113通过通讯单元114与外部显示装置进行通讯，例如响 应外部显示装置的请求，将运行参数传送至外部显示装置进行显示。该控制单元113可以为CPU处理器，例如本实施例控制单元113优选为但不限定UPD78F9224单片机，其结构如图4所示。该UPD78F9224单片机通过引脚9，14，15，16，17对计量单元112进行控制。本实施例的通讯单元114优选为但不限定USB通讯芯片CH9326，其结构如图5所示。该USB通讯芯片CH9326通过引脚2，3与控制单元113进行通讯，通过引脚6，7与外部显示装置USB连接，从而通过该USB通讯芯片CH9326可以完成控制单元113与外部显示装置之间的通讯。例如，将电源模块10的运行参数通过通讯单元114传输至外部显示装置进行显示；或者将外部显示装置的请求指令通过通讯单元114传输至监控模块11中的控制单元113，以达到控制数字电源的目的。 
通过将运行参数及时地传输至外部显示装置进行显示，不但操作方便，而且使得电源用户直观地了解该数字电源的运行状态，并根据该运行状态进行相应的处理。该外部显示装置的显示界面如图6所示。 
本实施例数字电源通过计量单元根据电源的电流、电压进行运行参数的计量，并将运行参数通过外部显示装置进行显示，从而解决了传统的电源无法直观地显示电源的参数及其运行状态，使得其操作简单、实用。 
参照图7，上述监控单元11还包括：显示单元115，与通讯单元114连接，用于将控制单元113获得的运行参数进行显示。 
该显示单元115可设置在数字电源上，例如显示电路及显示屏，无需通过外部显示装置，直接在数字电源上就可以显示控制单元113输出的运行参数，使用更加方便。也可用专门开发的终端软件显示界面,例如电脑,可以将控制单元113输出的运行参数进行及时地显示。 
参照图8，上述监控模块11还包括： 
存储单元116，与控制单元113连接，存储所述运行参数及校准参数。 
上述控制单元113还用于将校准参数传送至所述计量单元112。则计量单元112先用于根据校准参数，对所述采样单元111采集的电压及电流进行校准，获得校准电压及校准电流；再根据校准电压及校准电流进行运 行参数的计量，并通过控制单元113将获得的运行参数存储在存储单元116中。 
由于上述计量单元112根据采样参数进行计量，所以在计量之前对其进行校准，进一步提高其计量的精准度。因此，本实施例中的存储单元116优选为但不限定存储芯片AT24C04（可用BL24C04或FM24C04替代），用于存储供计量单元112校准的校准参数，计量单元112获得的运行参数等等，其电路结构如图9所示。 
上述存储单元116中的校准参数可以为数字电源默认的，也可以为用户根据具体情况而设置的。如图10所示，用户可以根据具体情况而输入各种校准参数，控制单元113则通过通讯单元114将其存储在存储单元116，以供计量单元112的计量校准。 
图11是本发明与数字电源连接的外部显示装置一实施例的结构示意图。 
本实施例外部显示装置，包括： 
连接模块20，用于与数字电源的连接及通讯； 
设置模块21，与连接模块连接，用于设置计量数字电源运行参数的校准参数； 
显示模块22，与连接模块连接，用于显示数字电源的运行参数。 
本实施例通过设置模块21将校准参数传送至数字电源中的计量单元112，从而使得计量单元112可以根据校准参数更加精准地计量数字电源的运行参数，而且通过连接模块20将其运行参数传送至显示模块进行显示。 
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。 

Claims (3)

1.一种数字电源，其特征在于，包括：
电源模块，为电子设备提供电能；
监控模块，包括：
采样单元，与所述电源模块连接，分别采集电源模块工作时的电压及电流；
计量单元，与采样单元连接，根据所述采样单元采集的电压及电流进行计算，并获得电源模块的运行参数；还用于根据校准参数，对所述采样单元采集的电压及电流进行校准，获得校准电压及电流；
控制单元，与计量单元连接，响应外部请求，将运行参数传送至外部显示装置进行显示；还用于将校准参数传递至所述计量单元；
通讯单元，分别与控制单元及外部显示装置连接，用于数字电源与外部显示装置之间的通讯；
存储单元，与控制单元连接，存储所述运行参数及校准参数，所述校准参数为数字电源默认设置或者用户通过外部显示装置设置。
2.根据权利要求1所述的数字电源，其特征在于，所述监控模块还包括：
显示单元，与通讯单元连接，将运行参数进行显示。
3.一种数字电源系统，其特征在于，包括权利要求1所述的数字电源及与该数字电源连接的外部显示装置，其中外部显示装置包括：
连接模块，用于与数字电源的通讯单元连接及通讯；
设置模块，与所述连接模块连接，用于设置计量数字电源运行参数的校准参数；
显示模块，与所述连接模块连接，用于显示数字电源的运行参数。
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