CN106997003A - 一种实现服务器电源电流无损免拆测量的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种实现服务器电源电流无损免拆测量的系统，其特征在于，包括通过待测电流的导体和霍尔电流传感器，通过待测电流的导体穿过所述霍尔电流传感器，霍尔电流传感器连接有微控制单元MCU，微控制单元MCU连接有LCD显示屏。微控制单元MCU内部设有模数转换模块ADC和SPI端口，模数转换模块ADC的输入端口为ADI；微控制单元MCU通过SPI端口驱动LCD显示屏将实时电流显示或通过微控制单元MCU自带的串口进行读取测量电流值。本发明实现电流测试的无拆装操作，同时不影响被测量系统的业务进行，适合服务器的业务不间断特点，直接在要测试的线缆上采用夹具测量即可，完全不影响整个系统的运行，减少了测试误差。

Description

一种实现服务器电源电流无损免拆测量的系统
技术领域
本发明属于服务器电源电流测量技术领域，具体涉及一种实现服务器电源电流无损免拆测量的系统。
背景技术
对于服务器来说，12V为主电源，尤为重要，是整个服务器的电源源头，目前服务器的节点计算密度越来越大，每个节点的功率达到1000W以上，12V电源线上的电流超过100A，而图形处理器GPU计算卡和服务器主板对该电源的电压、电流有严格的规格要求，一般要求在12V-13V之间，服务器设计必须满足此规范，否则容易导致整个节点宕机，掉电等严重事件。
目前对此电源的电流监控主要方案为主板或电源线串联一个微值电阻，通过测量电阻两端电源电压差，根据欧姆定律进一步计算出电流。但是此方案存在需要对主板或者电源线进行重工改造，影响测试效率。并且电阻会导致一定的压降，容易对后端的系统造成不稳定，故此方法不适合测试大电流测量（大电流造成的压降更大）。此为现有技术的不足之处。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术存在的缺陷，提供设计一种实现服务器电源电流无损免拆测量的系统，以解决上述技术问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种实现服务器电源电流无损免拆测量的系统，包括通过待测电流的导体和霍尔电流传感器，通过待测电流的导体穿过所述霍尔电流传感器，霍尔电流传感器连接有微控制单元MCU，微控制单元MCU连接有LCD显示屏。
进一步的，微控制单元MCU内部设有模数转换模块ADC和SPI端口，模数转换模块ADC的输入端口为ADI。
进一步的，霍尔电流传感器的VDD端子与微控制单元MCU的电源VDD端连接，霍尔电流传感器的OUT端子与模数转换模块ADC的输入端口ADI连接，霍尔电流传感器的GND端子与微控制单元MCU的地信号连接，进行电流信号的采集。
进一步的，微控制单元MCU通过SPI端口驱动LCD显示屏将实时电流显示或通过微控制单元MCU自带的串口进行读取测量电流值。
进一步的，霍尔电流传感器的型号为Epcos CCS T4610，所述霍尔电流传感器Epcos CCS T4610采用英飞凌TLE4998S4内核，坡莫合金材质的场效应集中器，可以最大实现100A的电流测量。
进一步的，微控制单元MCU的型号为MSC1210，所述微控制单元MCU MSC1210集成了一个增强型8051内核，有8路24位低功耗（4mW）Δ-∑ A/D转换；21个中断源；16位PWM；全双工UART（并兼容有SPI功能）；停止方式电流小于1μA；片内集成32K字节FLASH，而且FLASH可定义为程序分区与数据存储分区，给设计带来非常大的灵活性；片内SRAM也多达1.2K字节；采用TQFP64小型封装，模拟和数字集成度高，体积小，测量精确。
进一步的，LCD显示屏为分辨率96*64、驱动ST7585的单色半透明液晶屏，便于调试。
进一步的，通过微控制单元MCU自带的模数转换模块ADC将霍尔传感器的输出偏置电压转换为数字信号，同时将数字信号进行处理，得到测量的电流值。
进一步的，该系统还包括报警单元，所述报警单元与微控制单元MCU连接，测量的电流值大于设定阈值时，微控制单元MCU控制报警单元报警。
对上述系统中的MCU进行初步编程，通过MSC1210自带的ADC将霍尔传感器的输出偏置电压转换为数字信号，同时将此数字进行算法处理，得到测量的电流值。通过MCU自带的SPI端口驱动LCD显示屏，将实时电流显示，进行读取。同时工程师也可以通过MCU自带的串口进行读取测量电流值。该LCD显示屏采用96*64分辨率，单色半透液晶屏 SPI接口 ，ST7585驱动，便于调试。
本发明的有益效果在于，本发明使用高度集成的霍尔电流传感器，实现电流测试的无拆装操作，同时不影响被测量系统的业务进行，适合服务器的业务不间断特点，直接在要测试的线缆上采用夹具测量即可，完全不影响整个系统的运行，减少了测试误差，此外本发明采用高精度传感器，可以实现100A的大电流测量，0.9%的高测量精度；使用霍尔效应的夹具进行测量，避免使用串联电阻的测量方案，达到系统电压无损效果（不会产生电阻测量的电压损失），MSC1210自带ADC的高性能MCU可以进行数据的快速转化，并且可以实现数据显示，数据记录，大电流报警等效果，使用96*64的单色多像素显示LCD显示屏，便于读取测量结果。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为本实施例提供的一种实现服务器电源电流无损免拆测量的系统的结构示意图。
图2为图1中所述的霍尔电流传感器示图。
其中，1-微控制单元MCU，2-霍尔电流传感器，3-LCD显示屏，4-模数转换模块ADC，5-报警单元。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。
如图1、图2所示，本实施例提供的一种实现服务器电源电流无损免拆测量的系统，包括通过待测电流的导体和霍尔电流传感器，通过待测电流的导体穿过所述霍尔电流传感器2，霍尔电流传感器2连接有微控制单元MCU1，微控制单元MCU1连接有LCD显示屏3。
微控制单元MCU1内部设有模数转换模块ADC4和SPI端口，模数转换模块ADC4的输入端口为ADI。
霍尔电流传感器2的VDD端子与微控制单元MCU1的电源VDD端连接，霍尔电流传感器2的OUT端子与模数转换模块ADC4的输入端口ADI连接，霍尔电流传感器2的GND端子与微控制单元MCU1的地信号连接，进行电流信号的采集。
微控制单元MCU1通过SPI端口驱动LCD显示屏3将实时电流显示或通过微控制单元MCU1自带的串口进行读取测量电流值。
霍尔电流传感器2的型号为Epcos CCS T4610，所述霍尔电流传感器 Epcos CCST4610采用英飞凌TLE4998S4内核，坡莫合金材质的场效应集中器，可以最大实现100A的电流测量。
微控制单元MCU1的型号为MSC1210，MSC1210集成了一个增强型8051内核，有8路24位低功耗（4mW）Δ-∑ A/D转换；21个中断源；16位PWM；全双工UART（并兼容有SPI功能）；停止方式电流小于1μA；片内集成32K字节FLASH，而且FLASH可定义为程序分区与数据存储分区，给设计带来非常大的灵活性；片内SRAM也多达1.2K字节；采用TQFP64小型封装，模拟和数字集成度高，体积小，测量精确。
LCD显示屏为分辨率96*64、驱动ST7585的单色半透明液晶屏，便于调试。
通过MCU自带的ADC将霍尔传感器的输出偏置电压转换为数字信号，同时将数字信号进行处理，得到测量的电流值。
该系统还包括报警单元5，所述报警单元5与微控制单元MCU1连接，测量的电流值大于设定阈值时，微控制单元MCU1控制报警单元5报警。
对上述系统中的MCU进行初步编程，通过MSC1210自带的模数转换模块ADC4将霍尔传感器2的输出偏置电压转换为数字信号，同时将此数字进行算法处理，得到测量的电流值。通过MCU自带的SPI端口驱动LCD显示屏3，将实时电流显示，进行读取。同时工程师也可以通过MCU自带的串口进行读取测量电流值。该LCD显示屏3采用96*64分辨率，单色半透液晶屏 SPI接口 ，ST7585驱动，便于调试。
以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种实现服务器电源电流无损免拆测量的系统，其特征在于，包括通过待测电流的导体和霍尔电流传感器，通过待测电流的导体穿过所述霍尔电流传感器，霍尔电流传感器连接有微控制单元MCU，微控制单元MCU连接有LCD显示屏。
2.根据权利要求1所述的一种实现服务器电源电流无损免拆测量的系统，其特征在于，微控制单元MCU内部设有模数转换模块ADC和SPI端口，模数转换模块ADC的输入端口为ADI。
3.根据权利要求2所述的一种实现服务器电源电流无损免拆测量的系统，其特征在于，霍尔电流传感器的VDD端子与微控制单元MCU的电源VDD端连接，霍尔电流传感器的OUT端子与模数转换模块ADC的输入端口ADI连接，霍尔电流传感器的GND端子与微控制单元MCU的地信号连接。
4.根据权利要求3所述的一种实现服务器电源电流无损免拆测量的系统，其特征在于，微控制单元MCU通过SPI端口驱动LCD显示屏将实时电流显示或通过微控制单元MCU自带的串口进行读取测量电流值。
5.根据权利要求2所述的一种实现服务器电源电流无损免拆测量的系统，其特征在于，霍尔电流传感器的型号为Epcos CCS T4610。
6.根据权利要求2所述的一种实现服务器电源电流无损免拆测量的系统，其特征在于，微控制单元MCU的型号为MSC1210。
7.根据权利要求2所述的一种实现服务器电源电流无损免拆测量的系统，其特征在于，LCD显示屏为分辨率96*64、驱动ST7585的单色半透明液晶屏。
8.根据权利要求2-7任一项所述的一种实现服务器电源电流无损免拆测量的系统，其特征在于，通过微控制单元MCU自带的模数转换模块ADC将霍尔传感器的输出偏置电压转换为数字信号，同时将数字信号进行处理，得到测量的电流值。
9.根据权利要求8所述的一种实现服务器电源电流无损免拆测量的系统，其特征在于，该系统还包括报警单元，所述报警单元与微控制单元MCU连接，测量的电流值大于设定阈值时，微控制单元MCU控制报警单元报警。
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