CN109375541A - 一种多端口功率输出系统 - Google Patents
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Abstract
本发明一种多端口功率输出系统。所述系统包括至少一个主控制器和多个功率检测控制模块，其中，所述多个功率检测控制模块与所述主控制器连接，所述功率检测控制模块包括继电器、模数转换电路和光电耦合器，所述继电器通过平衡电阻和滤波电容与所述模数转换电路连接，所述模数转换电路通过限流电阻与所述光电耦合器连接，所述继电器一端接收输出的高压信号，所述光电耦合器输出反馈信号至所述主控制器。本发明通过多个功率检测控制模块对主控芯片的输出控制信号进行检测，并将检测到的信号反馈至所述主控芯片。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种多端口功率输出系统。
背景技术
目前，在进行有功功率、电量、电压有效值、电流有效值的测量时都采用单路关控方案，单路关控方案存在如下缺陷：导致数据独立，不能实现系统交互，并且管控状态和参数不能修改，并且所采集的数据适用范围局限不能进行远端控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种多端口功率输出系统，通过多个功率检测控制模块对主控芯片的输出控制信号进行检测，并将检测到的信号反馈至所述主控芯片。
根据本发明的一个方面，一种多端口功率输出系统，包括至少一个主控制器和多个功率检测控制模块，其中，所述多个功率检测控制模块与所述主控制器连接，所述功率检测控制模块包括继电器、模数转换电路和光电耦合器，所述继电器通过平衡电阻和滤波电容与所述模数转换电路连接，所述模数转换电路通过限流电阻与所述光电耦合器连接，所述继电器一端接收输出的高压信号，所述光电耦合器输出反馈信号至所述主控制器。
在其中一个实施例中，所述主控制器通过达林顿管与所述继电器一端连接，所述主控制器输出低压信号，所述低压信号由所述达林顿的输入端输入后转换为所述输出的高压信号。
在其中一个实施例中，所述输出的高压信号为电流、电压或功率。
在其中一个实施例中，所述反馈信号为脉冲信号。
在其中一个实施例中，所述模数转换电路一个端口通过多个分压电阻连接220V交流电源。
在其中一个实施例中，所述系统还包括：电源模块，所述电源模块为所述主控制器和多个功率检测控制模块供电。
在其中一个实施例中，所述系统还包括：中央控制单元和CAN总线模块，所述主控制器通过CAN总线模块与所述中央控制单元连接，所述中央控制单元通过CAN总线模块向所述主控制器发出控制信号。
在其中一个实施例中，所述功率检测控制模块为八个。
在其中一个实施例中，所述主控制器为STM32芯片集成电路。
在其中一个实施例中，所述模数转换电路为功率计量芯片HLW8012。
本发明多端口功率输出系统，通过多个功率检测控制模块检测主控制器输出的多路功率信号，并根据检测的功率信号进行信号处理反馈至主控制器，实现对输出的多路功率信号的检测和控制。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的电路结构框图；
图2是根据本发明第二实施方式的功率检测控制模块的电路示意图；
图3是根据本发明第三实施方式的主控制器的电路示意图；
图4是根据本发明第四实施方式的电源模块的电路示意图；
图5是根据本发明第五实施方式的CAN总线模块的电路示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
图1是根据本发明第一实施方式的电路结构框图。
如图1所示，一种多端口功率输出系统，包括至少一个主控制器和多个功率检测控制模块，其中，所述多个功率检测控制模块与所述主控制器连接，所述功率检测控制模块包括继电器、模数转换电路和光电耦合器，所述继电器通过平衡电阻和滤波电容与所述模数转换电路连接，所述模数转换电路通过限流电阻与所述光电耦合器连接，所述继电器一端接收输出的高压信号，所述光电耦合器输出反馈信号至所述主控制器。
其中，所述输出的高压信号用于控制负载。
其中，所述主控制器通过达林顿管与所述继电器一端连接，所述主控制器输出低压信号，所述低压信号由所述达林顿的输入端输入后转换为所述输出的高压信号。
其中，所述输出的高压信号为电流、电压或功率。其中，所述反馈信号为脉冲信号。
在其中一个实施例中，多个功率检测控制模块为八个，即一个主控制器可控制八个功率检测控制模块。当然，一个主控制器还可以控制少于8个的功率检测控制模块。
本发明多端口功率输出系统，通过多个功率检测控制模块检测主控制器输出的多路功率信号，并根据检测的功率信号进行信号处理反馈至主控制器，实现对输出的多路功率信号的检测和控制。
图2是根据本发明第二实施方式的功率检测控制模块的电路示意图。
如图2所示，继电器RL2采用JQC-3FF芯片，JQC-3FF芯片的引脚REL2连接12V直流电源，引脚REL1接入输出的高压信号，引脚LOAD2 连接220V交流电源，引脚LOAD1通过平衡电阻R34、R38、R002、R37和滤波电容C27、C28连接模数转换电路,滤波电容均为33P，[y1] 模数转换电路U9采用功率计量芯片HLW8012，功率计量芯片HLW8012的引脚VDD连接5V直流电源，引脚VIP和引脚VIN通过平衡电阻R341001、R38、R002、R371001和滤波电容C27、C28连接继电器RL2，引脚V2P通过分压电阻R40、R86、R107、R108、R109、R110、R42接地，引脚CF通过限流电阻R36与光电耦合器E2连接，引脚GND接地，模数转换电路U9对输出的高压信号的有效值进行采集和测量。光电耦合器E2采用芯片HLW8012，芯片HLW8012的引脚A通过限流电阻R36与模数转换电路U9连接，引脚K接地，引脚C通过上拉电阻R32连接3.3V直流电源，同时引脚C输出脉冲信号，引脚E接地，[y2]
图3是根据本发明第三实施方式的主控制器的电路示意图。
如图3所示，主控制器采用芯片STM32F103C8-LQFP43，通过芯片STM32F103C8-LQFP43的引脚22、25、26、27、28、38、39、40输出低压信号，通过引脚10、11、12、13、14、15、16、17接收脉冲信号，芯片STM32F103C8-LQFP43的外围电路和存储电路在图3中省略。本发明实施例中通过主控制器输出低压信号用于控制输出的电流、电压或功率，通过接收的脉冲信号监测输出的电流、电压或功率，其中，主控制器还可以设置输出的电流、电压或功率的输出时间，能够对外界负载实现智能控制。
图4是根据本发明第四实施方式的电源模块的电路示意图。
如图4所示，电源模块包括交流转直流电路P3和直流转直流电路(U6，U7,U18)。交流转直流电路采用芯片ACDC1212, 芯片ACDC1212将输入的220V交流电源转换两路12V直流电源输出；其中一路12V直流电源通过直流转直流电路U6转换为5V直流电源；其中一路12V直流电源首先通过直流转直流电路U7转换为5V直流电源，再通过直流转直流电路U18将5V直流电源转换为3.3V直流电源，其中，直流转直流电路U6采用芯片78L05，直流转直流电路U7采用芯片MP1740，直流转直流电路U18采用芯片BL9193-33BA。
在一个实施例中，一种多端口功率输出系统还包括：中央控制单元和CAN总线模块，其中，CAN总线模块的电路图如图5所示，所述主控制器通过CAN总线模块与所述中央控制单元连接，所述中央控制单元通过CAN总线模块向所述主控制器发出控制信号。通过本实施例所述方案，中央控制单元通过CAN总线模块可以远程控制多个主控制器，每个主控制器最多可控制八个功率检测控制模块，这样中央控制单元能够控制功率检测控制模块的数量可以不受限制。
本发明旨在提供一种多端口功率输出系统，通过主控制器输出多路功率信号对外部负载进行电流、电压或功率控制，多个功率检测控制模块检测主控制器输出的多路功率信号，并根据检测的功率信号进行信号处理反馈至主控制器，实现对输出的多路功率信号的检测和控制。本发明一种多端口功率输出系统能够应用于智能家电、智能电能采集终端，如WIFI智能插座、普通计量插座、电视智能节能插座、电脑智能节能插座、智能路灯、智能LED灯等应用场合。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (9)
1.一种多端口功率输出系统，其特征在于，包括至少一个主控制器和多个功率检测控制模块，其中，所述多个功率检测控制模块与所述主控制器连接，所述功率检测控制模块包括继电器、模数转换电路和光电耦合器，所述继电器通过平衡电阻和滤波电容与所述模数转换电路连接，所述模数转换电路通过限流电阻与所述光电耦合器连接，所述继电器一端接收输出的高压信号，所述光电耦合器输出反馈信号至所述主控制器。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述主控制器通过达林顿管与所述继电器一端连接，所述主控制器输出低压信号，所述低压信号由所述达林顿的输入端输入后转换为所述输出的高压信号。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述输出的高压信号为电流、电压或功率。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述反馈信号为脉冲信号。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，还包括：电源模块，所述电源模块为所述主控制器和多个功率检测控制模块供电。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，还包括：中央控制单元和CAN总线模块，所述主控制器通过CAN总线模块与所述中央控制单元连接，所述中央控制单元通过CAN总线模块向所述主控制器发出控制信号。
7.根据权利要求1-6任一项所述的系统，其中，所述功率检测控制模块为八个。
8.根据权利要求1-6任一项所述的系统，其中，所述主控制器为STM32芯片集成电路。
9.根据权利要求1-6任一项所述的系统，其中，所述模数转换电路为功率计量芯片HLW8012。
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| CN201811238315.4A Pending CN109375541A (zh) | 2018-10-23 | 2018-10-23 | 一种多端口功率输出系统 |
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