CN108181593A - 带以太网通信以及多种保护和监测功能的电源单元及实现方法 - Google Patents

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杨会心
赵丽
吕宁
薛佳
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种带以太网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、控制模块和以太网通信模块，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以太网传输。有益效果是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。

Description

带以太网通信以及多种保护和监测功能的电源单元及实现 方法
技术领域
本发明涉及电源领域，特别涉及一种带以太网通信以及多种保护和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，本发明提供一种带以太网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以太网数据传输功能，具体技术方案是，一种带以太网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、控制模块和以太网通信模块，其特征在于：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以太网通信模块，控制模块经以太网通信接口和以太网通信模块连接，温度控制电路经ADC接口与控制模块连接，以太网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给控制模块和以太网通信模块供电，最后控制模块把收集到的数据通过以太网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，检测数据通过以太网通信模块传输功能，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，一种带以太网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、控制模块和以太网通信模块组成。
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）、以太网通信模块：由以太网通信芯片实现控制模块与外界通信。
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，经12C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以太网通信模块，控制模块经以太网通信接口和以太网通信模块连接，温度控制电路经ADC接口与控制模块连接，以太网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给控制模块和以太网通信模块供电，最后控制模块把收集到的数据通过以太网通信模块与外界交互。

Claims (2)

1.一种带以太网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、控制模块和以太网通信模块，其特征在于：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以太网通信模块，控制模块经以太网通信接口和以太网通信模块连接，温度控制电路经ADC接口与控制模块连接，以太网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所述的带以太网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给控制模块和以太网通信模块供电，最后控制模块把收集到的数据通过以太网通信模块与外界交互。
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