CN104459305A - 功率侦测电路 - Google Patents

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Abstract

一种功率侦测电路，用于侦测一电子装置的电源模组，所述电源模组的输入端用于连接输入电源，所述功率侦测电路包括一与所述电源模组的输出端相连的电流侦测模组、一与所述电流侦测模组相连的MCU及一与所述电流侦测模组及所述MCU相连的校正电路，所述校正电路用于校正所述电源模组的输出电流，所述电流侦测模组用于侦测所述电源模组的输出电流，所述MCU根据所述电流侦测模组侦测的电流信号及所述电源模组的输出电压计算出所述电源模组的输出功率，所述电子装置包括与所述MCU相连的显示模组，所述显示模组显示所述电源模组的输出功率。本发明功率侦测电路能实时呈现功率侦测结果，方便用户查看或校正电源功率。

Description

功率侦测电路
技术领域
本发明涉及一种功率侦测电路。
背景技术
当使用者在使用电子产品时，如果电网处于不稳定的状态，则输入至电子产品的外接电源可能会存在过压的情形，易造成电子产品中元件的损坏。因此，利用功率侦测电路侦测电子产品的外接电源是否存在突变、跳火等情况很有必要。一传统的电源侦测测电路包括一与电子产品的电源模块相连的电压跳变侦测模块、一与所述电压跳变侦测模块相连的微控制单元及一与所述微控制单元相连的显示屏，所述电压跳变侦测模块用于侦测所述电源模块接入的交流电压并产生一侦测信号输出给所述微控制单元，所述微控制单元根据侦测信号判别电子产品的外接电源是否存在突变、跳火等非正常的情况并将分析结果数据输出给显示屏显示。然而，上述电源侦测电路仅侦测电子产品的外接电源，未能侦测电子产品的电源功率，不方便用户查看或校正电子产品的电源功率。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种具有功率侦测及功率显示功能的功率侦测电路。
一种功率侦测电路，用于侦测一电子装置的电源模组，所述电源模组的输入端用于连接输入电源，所述电源模组的输出端用于输出电源信号，所述功率侦测电路包括一与所述电源模组的输出端相连的电流侦测模组、一与所述电流侦测模组相连的MCU及一与所述电流侦测模组及所述MCU相连的校正电路，所述校正电路用于校正所述电源模组的输出电流，所述电流侦测模组用于侦测所述电源模组的输出电流，所述MCU根据所述电流侦测模组侦测的电流信号及已知的或测量出的所述电源模组的输出电压计算出所述电源模组的输出功率，所述电子装置包括与所述MCU相连的显示模组，所述显示模组显示所述电源模组的输出功率。
在一实施方式中，所述电源模组的输出电压由一电压侦测模组测得并输出给所述MCU以计算出所述电源模组的输出功率。
在一实施方式中，所述电源模组的输出电压具有预设的电压值，所述MCU存有所述预设的电压值以计算出所述电源模组的输出功率。
在一实施方式中，所述校正电路包括一第一三极管，所述第一三极管的基极通过一第一电阻与所述MCU相连，所述第一三极管的集电极通过一第二电阻与所述电流侦测模组相连，所述第一三极管的发射极接地。
在一实施方式中，所述功率侦测电路还包括一第二三极管及一第三三极管，所述第二三极管的发射极与所述电流侦测模组相连；一第三电阻的一端与所述电流侦测模组及所述第二三极管的发射极相连，所述第三电阻的另一端通过一第四电阻与所述第二三极管的基极相连；所述第二三极管的集电极与所述电子装置的主功能负载相连；一第五电阻的一端通过所述第四电阻与所述第二三极管的基极相连，所述第五电阻的另一端与所述第三三极管的集电极相连；所述第三三极管的基极与所述MCU相连，所述第三三极管的发射极接地。
在一实施方式中，所述第一三级管为NPN型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管，所述第三三极管为NPN型三极管。
在一实施方式中，所述功率侦测电路还包括一功率计，用于侦测所述电源模组的输入功率；所述功率计将所述电源模组的输入功率提供给所述MCU，所述MCU根据所述电源模组的输出功率及输入功率计算出所述电源模组的转换效率。
在一实施方式中，所述MCU存有所述电源模组的转换效率，并根据所述电源模组的输出功率及转换效率计算出所述电源模组的输入功率。
在一实施方式中，所述MCU接有一存储器，所述存储器用于存储输入至MCU的数据。
在一实施方式中，所述MCU还外接有用于校正所述电子装置的功率的按键开关。
与现有技术相比，上述功率侦测电路利用利用所述校正电路校正电源模组的输出电流，所述电流侦测模块侦测所述电源模块的输出电流，利用所述微控制单元计算出所述电源模块的输出功率，利用所述显示模组实时显示所述电源模组的输出功率；既能直观的呈现侦测结果，还能实现功率校正功能。
附图说明
图1是本发明功率侦测电路一第一较佳实施方式的电路图。
图2是本发明功率侦测电路一第二较佳实施方式的电路图。
图3是本发明功率侦测电路一第三较佳实施方式的电路图。
图4是本发明功率侦测电路一第四较佳实施方式的电路图。
主要元件符号说明
AC电源 10
功率计 20
MCU 30
存储器 40
主功能负载 50
电流侦测模组 60
电压侦测模组 70
电源模组 80
校正电路 90
按键开关 K1~K4
第一三极管 Q1
第二三极管 Q2
第三三极管 Q3
第一电阻 R1
第二电阻 R2
第三电阻 R3
第四电阻 R5
第六电阻 R6
变压器 110
侦测模组 120
运放器 130
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，在本发明的一第一较佳实施方式中，一功率侦测电路用于侦测一电子装置的功耗，其包括一功率计20、一MCU （Micro Control Unit，微控制单元）30、一与所述MCU 30相连的存储器40、一主功能负载50、一电流侦测模组60、一电源模组80及一与所述MCU 30相连的校正电路90。所述电源模组80与一AC（alternating current，交流）电源10相连，能将AC电源10输出的交流电压转换为直流电压提供给电路中的各负载。所述电源模组80包括桥式整流电路、PFC（Power Factor Correction，功率因数校正）模组及AC-to-DC（交流转直流）转换模组。所述存储器40用于存储MCU 30接收到的数据，方便调用查询历史数据。在一实施方式中，所述电源模组80、MCU 30、主功能负载50等所有组件可以都安装于所述电子装置内，或部分组件以外接的形式插接至所述电子装置。
所述功率计20与所述AC电源10相连，用于侦测AC电源10输入给所述电源模组80的输入功率，并将测得的功率值输出给所述MCU 30。
所述电流侦测模组60通过一二极管D1与所述电源模组80相连，用于侦测所述电源模组80的输出电流，并将侦测到的电流信号输出给MCU 30。所述电源模组80的输出电压具有一预设的电压值，所述MCU 30存有所述预设的电压值，所述MCU 30根据电流侦测模组60侦测到的电流信号及所述预设的电压值计算出所述电源模组80的输出功率或电源模组80所接负载的功耗。所述MCU 30还可根据所述电源模组80的输入功率及输出功率计算出所述电源模组80的转换效率。所述MCU 30还可根据测得的所述电源模组80的转换效率与所述电源模组80的出厂转换效率做比较，从而得出所述电源模组80的老化程度。
所述主功能负载50包括显示模组（如显示屏）、电路板等组成部分，所述MCU 30与所述显示模组相连，所述显示模组能显示所述电源模组80的输入功率、输出功率及转换效率等参数。
所述校正电路90包括一第一三极管Q1，所述第一三极管Q1的基极通过一第一电阻R1与所述MCU 30相连，所述第一三极管Q1的集电极通过一第二电阻R2与所述电流侦测模组60相连，所述第一三极管Q1的发射极接地。在一实施方式中，所述第一三极管Q1为一NPN型三极管。
所述功率侦测电路还包括一第二三极管Q2及一第三三极管Q3。所述第二三极管Q2的发射极与所述电流侦测模组60相连，一第三电阻R3的一端与所述电流侦测模组60及所述第二三极管Q2的发射极相连，所述第三电阻R3的另一端通过一第四电阻R4与所述第二三极管Q2的基极相连。所述第二三极管Q2的集电极与所述主功能负载50相连。一第五电阻R5的一端通过所述第四电阻R4与所述第二三极管Q2的基极相连，另一端与所述第三三极管Q3的集电极相连。所述第三三极管Q3的基极与所述MCU 30相连，发射极接地。在一实施方式中，所述第二三极管Q2为PNP型三极管，所述第三三极管Q3为NPN型三极管。
所述MCU 30还外接有多个按键开关K1~K4。所述按键开关K1用于启动所述校正电路90，所述按键开关K2用于启用手动校正功率功能，所述按键开关K3用于手动校正增加电子装置的功率，所述按键开关K4用于手动校正减小电子装置的功率。
当所述按键开关K1被按压而启动所述校正电路90时，所述MCU 30输出高电平的信号给所述第一三极管Q1，输出低电平的信号给所述第三三极管Q3，所述第一三极管Q1导通，第二三极管Q2及第三三极管Q3均截止。所述主功能负载50断电，所述第二电阻R2通电，所述电流侦测模组60侦测流过第二电阻R2的电流并将侦测到的电流信号输出给所述MCU 30，所述MCU 30即可算出所述电源模组80在外接第二电阻R2时的输出功率。
所述主功能负载50通电工作时，所述校正电路90处于关闭状态，所述MCU 30输出低电平的信号给所述第一三极管Q1，输出高电平的信号给所述第三三极管Q3，所述第一三极管Q1截止，第二三极管Q2及第三三极管Q3均导通。所述电流侦测模组60侦测流向所述主功能负载50的电流并将侦测到的电流信号输出给所述MCU 30，所述MCU 30即可算出所述电源模组80在给主功能负载50供电时的输出功率。
在上述实施方式中，所述第一三极管Q1与所述第二三极管Q2不能同时导通，所述第一三极管Q1与所述第二三极管Q2其中之一须断开或两者或同时断开。
请参阅图2，在本发明的一第二较佳实施方式中，一功率侦测电路相较于上述第一实施方式的功率侦测电路增设有一电压侦测模组70，所述电压侦测模组70连接于所述二极管D1及所述电流侦测模组60之间，所述电压侦测模组70侦测所述电源模组80输出给负载的电压，并将侦测到的电压信号给所述MCU 30，可避免因电源模组80的实际输出电压与预设输出电压值不同而产生的误差。
请参阅图3，在本发明一第三实施方式中，一功率侦测电路相较于上述第一实施方式的功率侦测电路省去了与AC电源10相连的功率计，增设了与所述AC电源10相连的变压器110、与变压器110相连的侦测模组120及与所述侦测模组120相连的运放器130。所述变压器110将AC电源10的输出电压进行转换后，输出给所述侦测模组120，所述侦测模组120中的二极管及电容对变压器110输出的信号进行整流滤波处理后输出至所述运放器130，所述运放器130对所述侦测模组120输出的信号按预设的比例放大后输出至所述MCU 30，所述MCU 30根据所述运放器130输出的侦测信号得出所述AC电源10的输出电流或输出电压。
请参阅图4，在本发明一第四实施方式中，一功率侦测电路相较于上述第三实施方式的功率侦测电路增设有电压侦测模组70，所述电压侦测模组70连接于所述二极管D1及所述电流侦测模组60之间，所述电压侦测模组70侦测所述电源模组80输出给负载的电压，并将侦测到的电压信号给所述MCU 30，可避免因电源模组80的实际输出电压与预设输出电压值不同而产生的误差。
在上述实施方式中，所述MCU 30还可外接多个与所述校正电路90类似的校正电路，每一校正电路包括与所述MCU 30相连的三极管与及与该三极管相连的的校正电阻，校正电阻可用于校正侦测的电流信号。这些校正电路可模拟电路在满载（所有的校正电路的电阻均通电工作）、轻载（少量的校正电路的电阻通电工作）、零负载（所有的校正电路的电阻均断电）等情况下的功耗。所述MCU 30可根据负载大小及功耗大小建立负载与功耗的对应关系表或生成负载与功耗的曲线，还可生成电源模组80在外接不同负载时转换效率的曲线。利用上述参数对应关系表或曲线，MCU 30在得到电源模组80的输入功率的信息时，即可根据转换效率计算出电源模组80的输出功率；在得到电源模组80的输出功率时，即可根据转换效率计算出电源模组80的输入功率。以上述方式，所述功率侦测电路在侦测负载的功耗时，无需侦测所有的参数（如输入/输出功率、输入/输出电压、输出/输出电流等），仅需侦测其中的部分参数（如输出电流），即可计算出电源模组80的输出功率、输入功率等其它参数。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种功率侦测电路，用于侦测一电子装置的电源模组，所述电源模组的输入端用于连接输入电源，所述电源模组的输出端用于输出电源信号，其特征在于：所述功率侦测电路包括一与所述电源模组的输出端相连的电流侦测模组、一与所述电流侦测模组相连的MCU及一与所述电流侦测模组及所述MCU相连的校正电路，所述校正电路用于校正所述电源模组的输出电流，所述电流侦测模组用于侦测所述电源模组的输出电流，所述MCU根据所述电流侦测模组侦测的电流信号及已知的或测量出的所述电源模组的输出电压计算出所述电源模组的输出功率，所述电子装置包括与所述MCU相连的显示模组，所述显示模组显示所述电源模组的输出功率。
2.如权利要求1所述的功率侦测电路，其特征在于：所述电源模组的输出电压由一电压侦测模组测得并输出给所述MCU以计算出所述电源模组的输出功率。
3.如权利要求1所述的功率侦测电路，其特征在于：所述电源模组的输出电压具有预设的电压值，所述MCU存有所述预设的电压值以计算出所述电源模组的输出功率。
4.如权利要求1所述的功率侦测电路，其特征在于：所述校正电路包括一第一三极管，所述第一三极管的基极通过一第一电阻与所述MCU相连，所述第一三极管的集电极通过一第二电阻与所述电流侦测模组相连，所述第一三极管的发射极接地。
5.如权利要求4所述的功率侦测电路，其特征在于：所述功率侦测电路还包括一第二三极管及一第三三极管，所述第二三极管的发射极与所述电流侦测模组相连；一第三电阻的一端与所述电流侦测模组及所述第二三极管的发射极相连，所述第三电阻的另一端通过一第四电阻与所述第二三极管的基极相连；所述第二三极管的集电极与所述电子装置的主功能负载相连；一第五电阻的一端通过所述第四电阻与所述第二三极管的基极相连，所述第五电阻的另一端与所述第三三极管的集电极相连；所述第三三极管的基极与所述MCU相连，所述第三三极管的发射极接地。
6.如权利要求5所述的功率侦测电路，其特征在于：所述第一三级管为NPN型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管，所述第三三极管为NPN型三极管。
7.如权利要求1所述的功率侦测电路，其特征在于：所述功率侦测电路还包括一功率计，用于侦测所述电源模组的输入功率；所述功率计将所述电源模组的输入功率提供给所述MCU，所述MCU根据所述电源模组的输出功率及输入功率计算出所述电源模组的转换效率。
8.如权利要求1所述的功率侦测电路，其特征在于：所述MCU存有所述电源模组的转换效率，并根据所述电源模组的输出功率及转换效率计算出所述电源模组的输入功率。
9.如权利要求1所述的功率侦测电路，其特征在于：所述MCU接有一存储器，所述存储器用于存储输入至MCU的数据。
10.如权利要求1所述的功率侦测电路，其特征在于：所述MCU还外接有用于校正所述电子装置的功率的按键开关。
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