CN111562429A - 一种电源的电流检测电路及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电源的电流检测电路和电流检测系统，包括变压器、配合电路和运放电路，其中：变压器的原边绕组的第一端接直流信号，第二端接电源主电路；直流信号为主机电源经整流桥整流后输出的直流信号；变压器的副边绕组的第一端与原边绕组的第一端互为同名端，副边绕组的第二端与接地端连接，副边绕组的两端与配合电路的两个输入端分别连接，配合电路的输出端连接运放电路的输入端；运放电路的输出端与过流保护芯片的输入引脚连接。本申请利用变压器将电源主电路与采样电路隔离为两部分，既能保证电流信号准确有效地发送至过流保护芯片，又不要求元件可承受大电流冲击，降低了电流检测电路的元件成本。

Description

一种电源的电流检测电路及系统

技术领域

本发明涉及电源保护领域，特别涉及一种电源的电流检测电路及系统。

背景技术

当前，服务器行业发展越来越迅速，服务器电源作为服务器重要的组成部分，其电源稳定性重视程度日益增加。电流状态和过流保护是电源稳定性检测的一个重要方向，输入过流保护机制通常由硬件电路进行采样并输入软件进行计算分析。

然而，考虑到硬件电路在采样过程中可能的过流情况，硬件电路中电路元器件要求能够承受大电流冲击，导致成本较高。因此，如何提供一种解决成本较低同时有效实现电流采样和过流保护的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种成本较低且有效实现电流采样的电源的电流检测电路及系统。其具体方案如下：

一种电源的电流检测电路，包括变压器、配合电路和运放电路，其中：

所述变压器的原边绕组的第一端接直流信号，第二端接电源主电路；所述直流信号为主机电源经整流桥整流后输出的直流信号；

所述变压器的副边绕组的第一端与所述原边绕组的第一端互为同名端，所述副边绕组的第二端与接地端连接，所述副边绕组的两端与所述配合电路的两个输入端分别连接，所述配合电路的输出端连接所述运放电路的输入端；

所述运放电路的输出端与过流保护芯片的输入引脚连接。

优选的，所述配合电路包括：

限流电阻，所述限流电阻的两端连接所述副边绕组的两端；

二极管，所述二极管的阳极与所述副边绕组的第一端连接；

滤波单元，所述滤波单元的第一端与所述二极管的阴极连接，且所述滤波单元的第二端与所述接地端连接。

优选的，所述滤波单元包括并联的滤波电阻和滤波电容。

优选的，所述电流检测电路还包括共地电容，所述共地电容的第一端与所述运放电路的电源连接，所述共地电容的第二端、所述运放电路的接地引脚均与所述接地端连接。

优选的，所述电流检测电路还包括第一稳压管和第二稳压管，其中：

所述第一稳压管的阴极与第二电源连接；

所述第一稳压管的阳极、所述第二稳压管的阴极均与所述运放电路的输出端连接；

所述第二稳压管的阳极与所述接地端连接。

优选的，所述运放电路的电源为12V，所述第二电源为5V。

优选的，所述运放电路包括第一运放器、第二运放器和运放匹配单元。

优选的，所述第一运放器和所述第二运放器均为芯片LM258中的运放器。

相应的，本发明还公开了一种电源的电流检测系统，包括：

如上文任一项所述电源的电流检测电路；

与所述电流检测电路连接的过流保护芯片。

本申请公开了一种电源的电流检测电路，包括变压器、配合电路和运放电路，其中：所述变压器的原边绕组的第一端接直流信号，第二端接电源主电路；所述直流信号为主机电源经整流桥整流后输出的直流信号；所述变压器的副边绕组的第一端与所述原边绕组的第一端互为同名端，所述副边绕组的第二端与接地端连接，所述副边绕组的两端与所述配合电路的两个输入端分别连接，所述配合电路的输出端连接所述运放电路的输入端；所述运放电路的输出端与过流保护芯片的输入引脚连接。本申请利用变压器将电源主电路与采样电路隔离为两部分，既能够利用副边绕组和配合电路、运放电路共同完成电流采样工作，保证电流信号准确有效地发送至过流保护芯片，又不要求元件可承受大电流冲击，降低了电流检测电路的元件成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种电源的电流检测电路的结构分布图；

图2为本发明实施例中具体的运放电路的结构分布图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

输入过流保护机制通常由硬件电路进行采样并输入软件进行计算分析。然而，考虑到硬件电路在采样过程中可能的过流情况，硬件电路中电路元器件要求能够承受大电流冲击，导致成本较高。本申请利用变压器将电源主电路与采样电路隔离为两部分，保证电流信号准确有效地发送至过流保护芯片，又不要求元件可承受大电流冲击，降低了电流检测电路的元件成本。

本发明实施例公开了一种电源的电流检测电路，参见图1所示，包括变压器T、配合电路1和运放电路U1，其中：

变压器T的原边绕组的第一端(1脚)接直流信号UD+，第二端(2脚)接电源主电路VCC；直流信号UD+为主机电源经整流桥整流后输出的直流信号UD+；

变压器T的副边绕组的第一端(3脚)与原边绕组的第一端互为同名端，副边绕组的第二端(4脚)与接地端AGND连接，副边绕组的两端与配合电路1的两个输入端分别连接，配合电路1的输出端CS连接运放电路U1的输入端；

运放电路U1的输出端I-in与过流保护芯片U2的输入引脚连接。

可见，变压器T将电源主电路和采样电路隔离开，由原边绕组侧实现电源主电路VCC的供电，由副边绕组侧实现电流检测，原边绕组和副边绕组的隔离，降低了副边绕组侧其他电路元件的可承受电流值，降低了电路元件的参数要求和使用成本。

进一步的，配合电路1可以包括：

限流电阻R1，限流电阻R1的两端连接副边绕组的两端；

二极管D，二极管D的阳极与副边绕组的第一端连接；

滤波单元，滤波单元的第一端与二极管D的阴极连接，且滤波单元的第二端与接地端AGND连接。

可以理解的是，限流电阻R1用于限制进入运放电路U1的电流，从而达到保护电路的目的，限流电阻R1可以利用一个或多个电阻以串并联形式实现，具体连接方式本实施例中不作限制；二极管D则主要用于整流和防逆流；滤波单元用于对电流进行滤波，具体的，滤波单元可包括并联的滤波电阻Rf和滤波电容Cf，也可以选择电阻、电容、电感的其他连接方式来实现滤波单元，具体连接方式本实施例中不作限制。

进一步的，电流检测电路还包括共地电容C0，共地电容C0的第一端与运放电路U1的电源VDD连接，共地电容C0的第二端、运放电路U1的接地引脚均与接地端AGND连接。

可以理解的是，本实施例中只有一个接地端AGND，保证了输入参考地与芯片地不共地导致的信号难以控制的问题。

进一步的，电流检测电路还包括第一稳压管D1和第二稳压管D2，其中：

第一稳压管D1的阴极与第二电源VB连接；

第一稳压管D1的阳极、第二稳压管D2的阴极均与运放电路U1的输出端I-in连接；

第二稳压管D2的阳极与接地端AGND连接。

可以理解的是，在电流检测电路中设置第一稳压管D1和第二稳压管D2，运放电路U1的输出端I-in的电压值输入到过流保护芯片U2中时，电压值更为稳定。

具体的，通常设置运放电路U1的电源VDD为12V，第二电源VB为5V。

本申请公开了一种电源的电流检测电路，包括变压器、配合电路和运放电路，其中：所述变压器的原边绕组的第一端接直流信号，第二端接电源主电路；所述直流信号为主机电源经整流桥整流后输出的直流信号；所述变压器的副边绕组的第一端与所述原边绕组的第一端互为同名端，所述副边绕组的第二端与接地端连接，所述副边绕组的两端与所述配合电路的两个输入端分别连接，所述配合电路的输出端连接所述运放电路的输入端；所述运放电路的输出端与过流保护芯片的输入引脚连接。本申请利用变压器将电源主电路与采样电路隔离为两部分，既能够利用副边绕组和配合电路、运放电路共同完成电流采样工作，保证电流信号准确有效地发送至过流保护芯片，又不要求元件可承受大电流冲击，降低了电流检测电路的元件成本。

本发明实施例公开了一种具体的电源的电流检测电路，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的，参见图2所示：

运放电路U1包括第一运放器U1A和第二运放器U1B、运放匹配单元。

进一步的，可设置第一运放器U1A和第二运放器U1B均为芯片LM258中的运放器。

参照图2，第一运放器U1A的反相输入端与配合电路1的输出端CS连接，第一运放器U1A的输出端与第二运放器U1B的反相输入端连接，第二运放器U1B的输出端作为运放电路U1的输出端。运放匹配单元包括设置于第一运放器U1A和第二运放器U1B的各引脚之间的电容和电阻，以便运放电路U1完成对电流信号的放大和传输。

具体的，运放匹配单元可包括：设置于第一运放器U1A的反相输入端和配合电路1的输出端CS之间的第一阻容单元A1、设置于第一运放器U1A的同相输入端和接地端AGND之间的第二阻容单元A2、设置于第一运放器U1A的反相输入端和第一运放器U1A的输出端之间的第三阻容单元A3、设置于第二运放器U1B的反相输入端和第一运放器U1A的输出端之间的第四阻容单元B1、设置于第二运放器U1B的同相输入端和接地端AGND之间的第五阻容单元B2、设置于第二运放器U1B的反相输入端和第二运放器U1B的输出端之间的第六阻容单元B3、设置于第二运放器U1B的输出端与运放电路U1的输出端之间的第七阻容单元B4。

可以理解的是，图2仅为一种效果较优的举例，本实施例中运放匹配单元中各阻容单元中电阻与电容的个数、连接关系、元件参数，均根据实际情况进行设置即可。

相应的，本发明实施例还公开了一种电源的电流检测系统，包括：

如上文任一个实施例所述电源的电流检测电路；

与所述电流检测电路连接的过流保护芯片。

其中，具体有关电源的电流检测电路的内容，可参照上文实施例中描述，此处不再赘述。

具体的，过流保护芯片在接收到电流检测电路发送的电流信号后，可进行分析判断此时电流是否超出阈值、是否需要启动过流保护，并向上位机发送相应的电流信息。

可以理解的是，本实施例中电源的电流检测系统具有与上文中电源的电流检测电路相同的有益效果，此处不再赘述。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种电源的电流检测电路及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种电源的电流检测电路，其特征在于，包括变压器、配合电路和运放电路，其中：

所述变压器的原边绕组的第一端接直流信号，第二端接电源主电路；所述直流信号为主机电源经整流桥整流后输出的直流信号；

所述变压器的副边绕组的第一端与所述原边绕组的第一端互为同名端，所述副边绕组的第二端与接地端连接，所述副边绕组的两端与所述配合电路的两个输入端分别连接，所述配合电路的输出端连接所述运放电路的输入端；

所述运放电路的输出端与过流保护芯片的输入引脚连接。

2.根据权利要求1所述电流检测电路，其特征在于，所述配合电路包括：

限流电阻，所述限流电阻的两端连接所述副边绕组的两端；

二极管，所述二极管的阳极与所述副边绕组的第一端连接；

滤波单元，所述滤波单元的第一端与所述二极管的阴极连接，且所述滤波单元的第二端与所述接地端连接。

3.根据权利要求2所述电流检测电路，其特征在于，所述滤波单元包括并联的滤波电阻和滤波电容。

4.根据权利要求2所述电流检测电路，其特征在于，还包括共地电容，所述共地电容的第一端与所述运放电路的电源连接，所述共地电容的第二端、所述运放电路的接地引脚均与所述接地端连接。

5.根据权利要求4所述电流检测电路，其特征在于，还包括第一稳压管和第二稳压管，其中：

所述第一稳压管的阴极与第二电源连接；

所述第一稳压管的阳极、所述第二稳压管的阴极均与所述运放电路的输出端连接；

所述第二稳压管的阳极与所述接地端连接。

6.根据权利要求5所述电流检测电路，其特征在于，

所述运放电路的电源为12V，所述第二电源为5V。

7.根据权利要求1至6任一项所述电流检测电路，其特征在于，所述运放电路包括第一运放器、第二运放器和运放匹配单元。

8.根据权利要求7所述电流检测电路，其特征在于，所述第一运放器和所述第二运放器均为芯片LM258中的运放器。

9.一种电源的电流检测系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至8任一项所述电源的电流检测电路；

与所述电流检测电路连接的过流保护芯片。

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