CN210051872U - 一种多通道电源检测设备220v - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多通道电源检测设备220V。所述多通道电源检测设备用于220V电源控制检测，其包括单片机、人机交互器、多通道同步数据采集器、放大器和模数转换器，所述人机交互器和数据转换器与单片机通讯连接，所述多通道同步数据采集器与单片机电连接，所述放大器与所述模拟开关连接，所述模数转换器与放大器电连接，与单片机通讯连接。与相关技术相比，本实用新型提供的一种多通道电源检测设备可进行多通道电源的检测，不需要借用仪器仪表就可以直接读出所选检测通道对应电源模块输出电压的具体数值。调试方便，减少了工作量。且具有人机交互器，操控更为方便。

Description

一种多通道电源检测设备220V

技术领域

本实用新型涉及电路控制检测技术领域，尤其涉及一种多通道电源检测设备。

背景技术

传统技术对电源故障检测采取的方法是通过对电源模块输出的电压值进行采样，当电源模块输出的电压低于预定的第一电压报警限值或高于预定的第二电压报警限值时，电路进行报警提示，第一电压报警限值小于第二电压报警限值。

这种检测方式存在的缺陷是只能对单路电源模块输出的电压进行检测报警提示，实现功能单一，不能满足多路电源的检测。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种多通道电源检测设备。

本实用新型提供一种多通道电源检测设备，用于220V电源控制检测，包括单片机、人机交互器、多通道同步数据采集器、放大器和模数转换器，所述人机交互器与单片机通讯连接，其包括用于控制各通道通断的按键和用于显示每个通道状态及设置值的显示屏；所述多通道同步数据采集器包括相互连接的220V输入电压、多通道电源通断控制线路和模拟开关；所述多通道电源通断控制线路的通道数为8；所述多通道电源通断控制线路均包括与220V输入电压连接的继电器和与所述继电器连接的电流传感器，所述电流传感器一端均与模拟开关电连接，另一端均与对应的通道输出电压电连接；所述模拟开关与单片机电连接；所述放大器与所述模拟开关连接，所述模数转换器与放大器电连接，与单片机通讯连接。

优选的，还包括为所述模数转换器提供稳定FULLSCAL值的参考电压模块。

优选的，还包括上位机，其通过网口与所述单片机通讯连接。

优选的，所述人机交互器还包括用于对每个通道的电压低于预设值而发出警报的蜂鸣器。

优选的，所述模拟开关为依次相连的8选1模拟开关，与所述多通道电源通断控制线路的通道对应连接。

优选的，所述电流传感器为霍尔传感器。

优选的，所述单片机为MCU单片机。

优选的，还包括与220V输入电压电连接的电源稳压模块。

与相关技术相比，本实用新型提供的一种多通道电源检测设备可进行多通道电源的检测，通过单片机实现多路通道循环检测，调试模式下可以通过拨位模拟开关选择相应检测通道，不需要借用仪器仪表就可以直接读出所选检测通道对应电源模块输出电压的具体数值。调试方便，减少了工作量。且具有人机交互器，操控更为方便。

附图说明

图1为本实用新型提供的多通道电源检测设备的功能框结构示意图；

图2为本实用新型提供的多通道电源检测设备的电路原理框图。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1、图2所述，本实用新型提供的多通道电源检测设备为220V电源控制检测设备，其包括单片机、人机交互器、多通道同步数据采集器、放大器、模数转换器、参考电压模块、上位机和电源稳压模块。

所述单片机为MCU(Micro Control Unit)单片机。

所述人机交互器与单片机通讯连接，其包括用于控制各通道通断的按键、用于显示每个通道状态及设置值的显示屏和用于对每个通道的电压低于预设值而发出警报的蜂鸣器。

所述多通道同步数据采集器包括相互连接的220V输入电压、多通道电源通断控制线路和模拟开关。所述多通道电源通断控制线路的通道数为8个。所述多通道电源通断控制线路均包括与220V输入电压连接的继电器和与所述继电器连接的电流传感器，所述电流传感器一端均与模拟开关连接，另一端均与对应的通道输出电压连接。

所述模拟开关与单片机电连接，由所述单片机控制。所述模拟开关为依次相连的8选1模拟开关，分别对应与8个通道的电流传感器电连接。

所述放大器放大信号，为了信号更适于模数转换器(ADC，Analog-to-DigitalConverter)采样。

所述模数转换器把模拟信号转换为数字信号。即，是将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。

参考电压模块为所述模数转换器提供稳定FULLSCAL值(采样频率值)。

所述上位机通过网口与所述单片机通讯连接。

所述电源稳压模块为多通道电源通断控制线路提供稳定的电压输入。

在本实施例中，所述电流传感器为霍尔传感器，用于测量电流大小，把电流信号转变为电压信号，成线性关系。

本实用新型提供的多通道电源检测设备主要实现对多通道电源的控制和检测，通过按键、显示屏或网口进行人机交互，其工作原理为：

(1)通道电源控制实现，用户通过人机交互器的按键或上位机网口输入控制通道参数，单片机对固态继电器输出对应的控制信号控制其通断，人机交互器的显示屏会显示通道的状态。

(2)电流监测功能，每个通道的电源线会穿过霍尔电流传感器，该电流传感器会输出对应的电压信号。输出的电压大小与电流大小成线性关系。即，电流越大，电压越大。

为了降低成本，8个通道的电流信号会经过8选1模拟开关分别达到放大器。模拟开关的通道选择由单片机控制。比如，需要测量通道3电流大小时，模拟开关会选择通道3，模拟信号经放大器把信号幅度放大到适合模数转换器采样。模数转换器把模拟信号转换成数字信号给单片机处理。该处采用直接采样的方法。

(3)上位机通过网口按照一定的协议与单片机进行通讯，可以进行通道关断，电流报警值设置，通道关断电流值设置等功能。

(4)开机校正，因为每个电流传感器的直流信号大小有所偏差，在开机的时候会对每个电流传感器进行校正。校正的基本原理是：关断继电器，记录此时电流传感器的模数转换器值作为偏移值ADCOF，在电流换算的时候会利用到值，每个电流传感器每次开机都会对应一个ADCOF，这样可以排除电流传感器差异造成降低电流精度的问题。

需要说明的是，本实用新型提供的多通道电源检测设备是针对220V的电源检测，其与48V的区别是：主要差异体现在电流检测，48V需要经过有效值转换模块转换后再采样，220V因为50Hz频率太低，使用有效值转换模块需要的转换时间过长，所以220V电源检测设备没有有效值转换模块，采取的是直接采样的方式，再利用算法对采样数据进行处理，换算出电流的有效值。下面简单介绍算法的步骤：

S1、切换通道后，延时一段时间，再读取ADC，主要是为了保证切换时引起的噪声造成误判；

S2、采集n+1次数据，采集间隔位20*ms/n，采样总周期＝20ms，包含一个周期的AC信号；

S3、剔除异常数据，对采集出来的数据进行处理，对过大过小的数据进行剔除；

S4、对所有数据进行数字真有效值转换运算；

S5、使用标准负载测量每个级别对应的有效值，再用最小二乘法拟合出多项式函数；

S6、测量时，重复步骤1-4，把结果带入步骤5的函数，换算出有效值。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种多通道电源检测设备220V，用于220V电源控制检测，其特征在于，包括单片机、人机交互器、多通道同步数据采集器、放大器和模数转换器，所述人机交互器与单片机通讯连接，其包括用于控制各通道通断的按键和用于显示每个通道状态及设置值的显示屏；所述多通道同步数据采集器包括相互连接的220V输入电压、多通道电源通断控制线路和模拟开关；所述多通道电源通断控制线路的通道数为8；所述多通道电源通断控制线路均包括与220V输入电压连接的继电器和与所述继电器连接的电流传感器，所述电流传感器一端均与模拟开关电连接，另一端均与对应的通道输出电压电连接；所述模拟开关与单片机电连接；所述放大器和与所述模拟开关连接，所述模数转换器与放大器电连接，与单片机通讯连接。

2.根据权利要求1所述的多通道电源检测设备，其特征在于，还包括为所述模数转换器提供稳定FULLSCAL值的参考电压模块。

3.根据权利要求1所述的多通道电源检测设备，其特征在于，还包括上位机，其通过网口与所述单片机通讯连接。

4.根据权利要求1所述的多通道电源检测设备，其特征在于，所述人机交互器还包括用于对每个通道的电压低于预设值而发出警报的蜂鸣器。

5.根据权利要求1所述的多通道电源检测设备，其特征在于，所述模拟开关为依次相连的8选1模拟开关，与所述多通道电源通断控制线路的通道对应连接。

6.根据权利要求1所述的多通道电源检测设备，其特征在于，所述电流传感器为霍尔传感器。

7.根据权利要求1所述的多通道电源检测设备，其特征在于，所述单片机为MCU单片机。

8.根据权利要求1所述的多通道电源检测设备，其特征在于，还包括与220V输入电压电连接的电源稳压模块。

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