CN104570837A - 一种电源状态监控器及其监控方法 - Google Patents

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梅丽
吴振
徐星星
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Suzhou Changfeng Aviation Electronics Co Ltd
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Suzhou Changfeng Aviation Electronics Co Ltd
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors

Abstract

一种电源状态监控器，电源状态监控器包括复数光电隔离放大器和具有复数A/D转换通道的单片机；航空显示设备的电源与光电隔离放大器之间具有信号采集电路，光电隔离放大器的输出端与单片机的A/D转换通道的A/D转换口相连，单片机与主控计算机之间具有一采用RS232的串口通讯电路。监控方法包括如下步骤：信号采集步骤、隔离降压步骤、数据转换步骤、数据传送步骤、直观显示步骤。应用本发明，电源状态监控器具有多路电源同时监控的能力，测得的电源参数可通过串行数据总线发送给主控计算机，简化了产品内部接口，同时提高了产品的测试性水平，有利于二次电源的健康管理。电源状态监控器具有标准封装，方便使用，具有广阔的市场前景和良好的经济效益。

Description

一种电源状态监控器及其监控方法
技术领域
本发明涉及一种监控器，尤其涉及一种电源状态监控器及其监控方法，属于电源监控的技术领域。
背景技术
在航空显示器设备中，测试性的需求指标逐渐提高。故障检测率、故障隔离率一般要求都不小于95%。而目前航空座舱显示器电源的监控采用的方法主要有两种，一种是光耦测量，这种方法只能检测电源的有无，无法测得电源电压的具体参数，而且每一种电源需要一路离散量表示其状态，不利于小型化设计而且不经济；另一种方法是借助显示器设备中计算机处理模块进行A/D采样计算，这种方法虽能测得电源电压具体的参数，却不能测量隔离接地的电源电压，而且需要额外增加A/D转换电路，同时会增加计算机处理模块CPU的负担，降低工作效率。
发明内容
本发明的目的在于解决上述的技术问题，提出一种电源状态监控器及其监控方法。
本发明的第一个目的，一种电源状态监控器，设置于主控计算机上并与航空显示器设备的电源相连，其特征在于：所述电源状态监控器包括复数光电隔离放大器和具有复数A/D转换通道的单片机；
所述航空显示设备的电源与光电隔离放大器之间具有一信号采集电路，所述光电隔离放大器的输出端与单片机的A/D转换通道的A/D转换口相连，所述单片机与主控计算机之间具有一采用RS232实现数据交换的串口通讯电路。
优选的，所述电源状态监控器包括四个光电隔离放大器，并且所述光电隔离放大器为HCPL-788J隔离放大器。
优选的，所述单片机为STC15F204EA单片机，所述单片机具有八路A/D转换通道，且其内部具有高精度R/C振荡器。
优选的，所述串口通讯电路为采用MAX232芯片的串口通讯电路。
本发明的第二个目的，一种电源状态监控器的监控方法，其特征在于包括如下步骤：
a．信号采集步骤，航空显示设备的电源电压通过信号采集电路传输至光电隔离放大器；
b．隔离降压步骤，电源电压途经光电隔离放大器，光电隔离放大器将采集到的电源电压降至5V电压；
c．数据转换步骤，降压后的电源电压通过光电隔离放大器输送至单片机的A/D转换通道，单片机将输入的电源电压模拟量转换成数字量并传输至串口通讯电路；
d．数据传送步骤，串口通讯电路将得到的数字量以十六进制代码形式发送至主控计算机；
e．直观显示步骤，主控计算机接收到数字量的十六进制代码后对其进行直观的显示。
本发明的有益效果主要体现在：电源状态监控器具有多路电源同时监控的能力，测得的电源参数可通过串行数据总线发送给主控计算机，简化了产品内部接口，同时提高了产品的测试性水平，有利于二次电源的健康管理。电源状态监控器具有标准封装，方便使用，具有广阔的市场前景和良好的经济效益。
附图说明
图1是本发明一种电源状态监控器的框架示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种电源状态监控器，设置于主控计算机上并与航空显示器设备的电源相连，特别地，电源状态监控器包括复数光电隔离放大器和具有复数A/D转换通道的单片机；
航空显示设备的电源与光电隔离放大器之间具有一信号采集电路，光电隔离放大器的输出端与单片机的A/D转换通道的A/D转换口相连，所述单片机与主控计算机之间具有一采用RS232实现数据交换的串口通讯电路。
优选实施例中，电源状态监控器包括四个光电隔离放大器，并且光电隔离放大器为HCPL-788J隔离放大器，其采用光隔离技术，具有瞬态电压抑制功能，适合检测设备输入的未经处理的电压，而且这种瞬态电压抑制不仅存在于输入和接地之间，也存在与两个隔离地之间，隔离放大器输出均为5V电压。单片机为STC15F204EA单片机，5V工作电压，单片机具有八路A/D转换通道，内部高可靠复位，不需要外部复位电路，且其内部具有高精度R/C振荡器，不需要昂贵的外部晶振，该单片机的优点显而易见，节省成本及空间。串口通讯电路为采用MAX232芯片的串口通讯电路，实现电源状态监控器与主控计算机的数据交换功能，RS-232串行通讯只有接收发送两根线传输数据，实现简单且易于操作。
一种电源状态监控器的监控方法，包括如下步骤：
a．信号采集步骤，航空显示设备的电源电压通过信号采集电路传输至光电隔离放大器；
b．隔离降压步骤，电源电压途经光电隔离放大器，光电隔离放大器将采集到的电源电压降至5V电压；
c．数据转换步骤，降压后的电源电压通过光电隔离放大器输送至单片机的A/D转换通道，单片机将输入的电源电压模拟量转换成数字量并传输至串口通讯电路；
d．数据传送步骤，串口通讯电路将得到的数字量以十六进制代码形式发送至主控计算机；
e．直观显示步骤，主控计算机接收到数字量的十六进制代码后对其进行直观的显示。
以下是电源状态监控器的优选实施例的工作过程：
首先设定电源电压值的有效范围，例如一款航空显示器设备的电源电压有效范围为18V±2V，四个隔离放大器分别采集航空显示器设备各个链路上的电源电压，输入电源电压经隔离放大器隔离降压成5V电压，满足单片机的输入端要求，直接送到单片机A/D转换通道ADC0～ADC3，单片机将输入的模拟量转换成数字量送到单片机的P3.2、P3.3口，串口通讯电路则负责将得到的电压值以十六进制代码形式发送至主控计算机，从而，主控计算机对电压值进行直观的显示，当显示电压值超过18V±2V范围时，则表示航空显示器设备具有故障，需要排障或维护，当显示电压值在18V±2V范围内时，则表示航空显示器设备运行正常。
本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电源状态监控器，设置于主控计算机上并与航空显示器设备的电源相连，其特征在于：所述电源状态监控器包括复数光电隔离放大器和具有复数A/D转换通道的单片机；
所述航空显示设备的电源与光电隔离放大器之间具有一信号采集电路，所述光电隔离放大器的输出端与单片机的A/D转换通道的A/D转换口相连，所述单片机与主控计算机之间具有一采用RS232实现数据交换的串口通讯电路。
2.根据权利要求1所述的一种电源状态监控器，其特征在于：所述电源状态监控器包括四个光电隔离放大器，并且所述光电隔离放大器为HCPL-788J隔离放大器。
3.根据权利要求 1所述的一种电源状态监控器，其特征在于：所述单片机为STC15F204EA单片机，所述单片机具有八路A/D转换通道，且其内部具有高精度R/C振荡器。
4.根据权利要求 1所述的一种电源状态监控器，其特征在于：所述串口通讯电路为采用MAX232芯片的串口通讯电路。
5.一种如权利要求1~4任意一项所述的一种电源状态监控器的监控方法，其特征在于包括如下步骤：
a．信号采集步骤，航空显示设备的电源电压通过信号采集电路传输至光电隔离放大器；
b．隔离降压步骤，电源电压途经光电隔离放大器，光电隔离放大器将采集到的电源电压降至5V电压；
c．数据转换步骤，降压后的电源电压通过光电隔离放大器输送至单片机的A/D转换通道，单片机将输入的电源电压模拟量转换成数字量并传输至串口通讯电路；
d．数据传送步骤，串口通讯电路将得到的数字量以十六进制代码形式发送至主控计算机；
e．直观显示步骤，主控计算机接收到数字量的十六进制代码后对其进行直观的显示。
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GB2260231A (en) * 1991-10-01 1993-04-07 Apple Computer Power management system for battery powered computers
CN101782766A (zh) * 2010-01-16 2010-07-21 山东泰开自动化有限公司 电力直流操作电源集中式监控系统

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王兴贵，张明智，邹应炜: "基于PIC单片机控制的同步发电机励磁电源监控系统", 《仪表技术与传感器》 *

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