CN107968392A - 带can通信和多种保护监测功能的电源单元及实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带CAN通信和多种保护监测功能的电源单元及实现方法，包括防浪涌电路、防冲击电路、防反接电路、输入电压检测电路、电源模块、温度检测电路、输出电流检测电路、输出电压检测电路、降压模块、控制模块和CAN通信模块，具有输入防浪涌、防冲击和防反接功能，输出过流保护功能，可实现电源模块的输入电压、输出电压、输出电流和电源单元温度的检测功能。监测到的数据均可以通过CAN总线传输。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源，特别涉及一种带CAN通信和多种保护监测功能的电源单元及实现方法。
背景技术
机车综合无线通信设备在全国铁路上的应用已超过8年，在铁路的日常运输指挥中发挥着越来越重要作用。机车综合无线通信设备投入运用以来，随着铁路运输事业的发展，客户不断对CIR提出新的功能需求，相关部门先后发布了一系列CIR的设备和应用补充技术规范，不断完善CIR的功能，对电源管理方面也有了更高的要求，因此，急需研发出一种相对智能化的电源单元，例如能适应恶略环境，能检测电源状态，能在失效的情况下自我保护。
发明内容
基于以上问题本发明提供一种带CAN通信和多种保护监测功能的电源单元及实现方法，具有输入防浪涌、防冲击和防反接功能，输出过流保护功能，具有电源模块的输入电压、输出电压、输出电流和电源单元温度的检测功能和具有CAN总线数据传输功能，具体技术方案是，一种带CAN通信和多种保护监测功能的电源单元，包括防浪涌电路、防冲击电路、防反接电路、输入电压检测电路、电源模块、温度检测电路、输出电流检测电路、输出电压检测电路、降压模块、控制模块和CAN通信模块；其特征在于：电路连接为防浪涌电路、防反接电路和防冲击电路依次连接，输入电压检测电路经I2C接口与控制模块连接，防冲击电路与电源模块输入端连接，电源模块输出端连接输出电压、电流检测电路经ADC接口与控制模块连接，电源模块输出端还经降压模块分别连接控制模块和CAN通信模块，控制模块经CAN通信接口和CAN通信模块连接，温度控制电路经ADC接口与控制模块连接，CAN通信模块与外界交互，电源模块输出端还给外界13.8V供电。
实现方法是输入电压首先经过防浪涌、冲击和反接电路和输入电压检测电路，检测后的电压数据通过I2C接口传送给控制模块；然后电源模块输出电压13.8V经过输出电流检测模块检测输出电流，通过输出电压检测模块检测输出电压，监测到的电流电压数据通过ADC接口传送给控制模块；同时由热敏电阻组成的温度检测电路检测到的温度数据也通过ADC接口传送给控制模块；电源模块输出的13.8V电压一部分给外界供电，另一部分通过降压模块，将电压降低到3.3V给控制模块和CAN通信模块供电，最后控制模块把收集到的数据通过CAN通信模块与外界交互。
本发明的有益效果是：此电源单元具有输入防浪涌、防冲击和防反接功能，输入电压检测功能，输出过流保护功能，输出电压、电流和电源单元温度的检测功能，检测数据通过CAN总线传输功能。方便使用人员对电源单元状态进行检测，尽早的发现问题，及时更换和维修，避免造成损失甚至伤害。
附图说明
图1为本发明结构框图。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明，以下结合附图详细描述。
如图1所示，带CAN通信和多种保护监测功能的电源单元由防浪涌电路、防冲击电路、防反接电路、输入电压检测电路、电源模块、温度检测电路、输出电流检测电路、输出电压检测电路、降压模块、控制模块和CAN通信模块组成。
各组成部分功能如下：
1）、防浪涌电路：由压敏电阻、气体放电管、TVS管组成，能实现抗击线地间±2000V，线线间±1000V浪涌
2）、防冲击电路：由高压N-MOS和电容电阻组成的延时开启电路，即利用输入电压给并联在N-MOS的G极电容充电，来达到延时开启N-MOS的效果，利用开启之前N-MOS的内阻来减小输入冲击电流，达到防冲击效果。
3）、防反接电路：利用整流桥自身输入无方向特性，实现输入防反接功能。
4）、输入电压检测电路：由分压电阻、I2C隔离芯片和ADC芯片组成，输入电压先经过分压后由ADC采集，采集后通过I2C隔离芯片将数据传送出去，实现检测。
5）、电源模块：具有大功率输出和输出电压过流保护的模块。
6）、温度检测电路：由热敏电阻和控制模块的ADC组成，热敏电阻随温度改变阻值会发生变化，相应的电压也会发生变化，ADC将电压采集后由控制模块转换成温度值。
7）、输出电流检测电路：由霍尔电流检测芯片和控制模块的ADC组成，电流通过检测芯片后，芯片会输出相应的变化电压值，ADC将电压采集后由控制模块转换成电流值。
8）、输出电压检测电路：由分压电阻和控制模块的ADC组成，电压通过电阻分压后，经ADC采集，后由控制模块转换成电压值。
9）、降压模块：由降压芯片实现，13.8V通过降压芯片，电压降低到3.3V。
10）、CAN通信模块：由CAN通信芯片实现控制模块与外界的CAN总线通信。
11）、控制模块：由ARM处理器和其外围电路组成，实现对各检测电路的控制、数据处理和与外界数据交换。
电路连接为防浪涌电路、防反接电路、防冲击电路和输入电压检测电路依次连接，输入电压检测电路经I2C接口与控制模块连接，防冲击电路与电源模块输入端连接，电源模块输出端连接输出电压、电流检测电路经ADC接口与控制模块连接，电源模块输出端还经降压模块分别连接控制模块和CAN通信模块，控制模块经CAN通信接口和CAN通信模块连接，温度控制电路经ADC接口与控制模块连接，CAN通信模块与外界交互，电源模块输出端还给外界供电13.8V。
实现方法是，输入电压首先经过防浪涌、冲击和反接电路和输入电压检测电路，检测后的电压数据通过I2C接口传送给控制模块；然后电源模块输出电压13.8V经过输出电流检测模块检测输出电流，通过输出电压检测模块检测输出电压，监测到的电流电压数据通过ADC接口传送给控制模块；同时由热敏电阻组成的温度检测电路检测到的温度数据也通过ADC接口传送给控制模块；电源模块输出的13.8V电压一部分给外界供电，另一部分通过降压模块，将电压降低到3.3V给控制模块和CAN通信模块供电，最后控制模块把收集到的数据通过CAN通信模块与外界交互。
Claims (2)
1.一种带CAN通信和多种保护监测功能的电源单元，包括防浪涌电路、防冲击电路、防反接电路、输入电压检测电路、电源模块、温度检测电路、输出电流检测电路、输出电压检测电路、降压模块、控制模块和CAN通信模块；其特征在于：电路连接为防浪涌电路、防反接电路和防冲击电路依次连接，输入电压检测电路经I2C接口与控制模块连接，防冲击电路与电源模块输入端连接，电源模块输出端连接输出电压、电流检测电路经ADC接口与控制模块连接，电源模块输出端还经降压模块分别连接控制模块和CAN通信模块，控制模块经CAN通信接口和CAN通信模块连接，温度控制电路经ADC接口与控制模块连接，CAN通信模块与外界交互，电源模块输出端还给外界13.8V供电。
2.采用权利要求1所述的一种带CAN通信和多种保护监测功能的电源单元的实现方法，其特征在于：实现方法是输入电压首先经过防浪涌、冲击和反接电路和输入电压检测电路，检测后的电压数据通过I2C接口传送给控制模块；然后电源模块输出电压13.8V经过输出电流检测模块检测输出电流，通过输出电压检测模块检测输出电压，监测到的电流电压数据通过ADC接口传送给控制模块；同时由热敏电阻组成的温度检测电路检测到的温度数据也通过ADC接口传送给控制模块；电源模块输出的13.8V电压一部分给外界供电，另一部分通过降压模块，将电压降低到3.3V给控制模块和CAN通信模块供电，最后控制模块把收集到的数据通过CAN通信模块与外界交互。
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