CN211698123U - 一种电源监测装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种电源监测装置，涉及电子器械技术领域。该电源监测装置包括采样电路、时钟芯片和处理芯片，所述采样电路与所述电源连接，用于采集所述电源的运行参数；所述时钟芯片与所述处理芯片连接，用于产生时钟信号，并将所述时钟信号发送至所述处理芯片；所述处理芯片与所述采样电路连接，用于根据所述时钟信号接收所述电源的运行参数，以监测所述电源。该电源监测装置可实现提高电源的可靠性的技术效果。

Description

一种电源监测装置

技术领域

本申请涉及电子器械技术领域，具体而言，涉及一种电源监测装置。

背景技术

目前，在电力设备中实现对电源的运行参数监测，如电流、电压、功率等，有着广泛的应用。通过对被测电源的运行参数的采集，并通过传输导线或光纤传给其他设备，实现被测电源的监控与分析，进而以被测电源为依据，实现电力设备的状态监测、故障诊断等。

现有技术中，一部分用于电源的监测装置，仅可对运行参数进行简单监测和显示，无法做到实时的监控记录；另一部分用于电源的监测装置，虽然可以对电源的运行参数实时监控，但是电路结构复杂，难以保证对电源运行参数监测的可靠性。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种电源监测装置，该电源监测装置可实现提高电源的可靠性的技术效果。

本申请实施例提供了一种电源监测装置，该电源监测装置包括采样电路、时钟芯片和处理芯片，所述采样电路与所述电源连接，用于采集所述电源的运行参数；所述时钟芯片与所述处理芯片连接，用于产生时钟信号，并将所述时钟信号发送至所述处理芯片；所述处理芯片与所述采样电路连接，用于根据所述时钟信号接收所述电源的运行参数，以监测所述电源。

在上述实现过程中，该电源监测装置通过采样电路实现对电源运行参数的采集，并通过时钟芯片和处理芯片的结合，使处理芯片可以实时监测电源的运行参数，并根据电源的运行参数判断电源的运行状态，当电源出现异常情况时可以及时告警和处理；即该电源监测装置可以在简化电路的同时，对电源进行实时监控，从而实现提高电源的可靠性的技术效果。

进一步地，所述采样电路包括监测芯片，所述监测芯片与所述处理芯片之间通过集成电路总线连接，所述监测芯片用于监测所述电源的运行参数，所述电源的运行参数包括电流、电压、功率。

在上述实现过程中，监测芯片监测电源的运行参数，并通过集成电路总线(Inter-Integrated Circuit，IIC或I2C)将采集到的运行参数发送至处理芯片进行分析和处理；其中监测芯片通过集成电路总线与处理芯片实现通讯，在不影响数据传输的前提下，可有效节省系统成本。

进一步地，所述监测芯片包括第一输入端和第二输入端，所述监测芯片的第一输入端连接所述电源的输入端，所述监测芯片的第二输入端连接所述电源的输出端。

在上述实现过程中，监测芯片的第一输入端和第二输入端分别连接电源的输入端和电源的输出端，实现对电源的运行参数的采集。

进一步地，所述采样电路还包括电阻，所述电阻连接在所述监测芯片的第一输入端和第二输入端之间。

在上述实现过程中，电阻连接在监测芯片的第一输入端和第二输入端之间，可实现监测芯片同时监测电源的电流和电压的变化，从而提高该电源监测装置的实用性。

进一步地，所述装置还包括时钟芯片供电电路，所述时钟芯片供电电路用于给所述时钟芯片供电。

在上述实现过程中，通过时钟芯片供电电路给时钟芯片供电，可延长时钟芯片的掉电保存时间，提高该电源监测装置的稳定性。

进一步地，所述处理芯片包括第一信号输入端和第二信号输入端，所述第一信号输入端连接所述监测芯片的输出端，用于接收所述电源的运行参数，所述第二信号输入端连接所述时钟芯片的输出端，用于接收所述时钟信号。

在上述实现过程中，处理芯片包括两个信号输入端：第一信号输入端和第二信号输入端，分别连接监测芯片的输出端和时钟芯片的输出端。

进一步地，所述装置还包括显示屏，所述显示屏与所述处理芯片连接，用于显示所述电源的运行参数。

在上述实现过程中，通过显示屏显示电源的运行参数，从而更直观地实现对电源的运行状态的监控。

进一步地，所述装置还包括告警电路，所述告警电路与所述处理芯片连接，用于当所述电源的运行参数超出预设监测参数时，进行告警。

在上述实现过程中，预设监测参数即为警戒值范围，当电源的运行参数超过预设监测参数时，说明此时电源的运行状态异常；通过告警电路实现对电源异常的运行状态告警，可有效提高电源的可靠性。

进一步地，所述装置还包括触控屏，所述触控屏与所述处理芯片连接，用于向处理芯片输入所述预设监测参数。

在上述实现过程中，触控屏可输入预设监测参数，即可通过触控屏实现对预设监测参数的调整，提高该电源监测装置的实用性。

进一步地，所述装置还包括存储芯片，所述存储芯片与所述处理芯片连接，用于存储所述电源的运行参数。

在上述实现过程中，存储芯片可实现对电源运行参数的实时记录和异常记录，使电源的运行异常时，可通过存储芯片到处电源的运行参数数据，进行分析和处理。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种电源监测装置的示意性框图；

图2为本申请实施例提供的一种监测芯片的电路图；

图3为本申请实施例提供的一种时钟芯片的电路图；

图4为本申请实施例提供的一种时钟芯片供电电路的电路图；

图5为本申请实施例提供的一种处理芯片的电路图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本申请实施例提供了一种电源监测装置，可应用电力设备的电源监测；该电源监测装置通过采样电路实现对电源运行参数的采集，并通过时钟芯片和处理芯片的结合，使处理芯片可以实时监测电源的运行参数，并根据电源的运行参数判断电源的运行状态，当电源出现异常情况时可以及时告警和处理；即该电源监测装置可对电源进行实时监控，从而实现提高电源的可靠性的技术效果。

请参见图1，图1为本申请实施例提供的一种电源监测装置的示意性框图，该电源监测装置包括采样电路100、时钟芯片200和处理芯片300，以及被监测的电源400。

示例性地，电源400为别检测的电力设备中的电源。

示例性地，采样电路100与电源400连接，用于采集电源400的运行参数。

示例性地，电源400的运行参数包括电流、电压、功率等参数。

示例性地，时钟芯片200与处理芯片300连接，用于产生时钟信号，并将时钟信号发送至处理芯片300。

示例性地，处理芯片300与采样电路100连接，用于根据时钟信号接收电源的运行参数，以监测电源400。

在一些实施方式中，采样电路100包括监测芯片，监测芯片与处理芯片之间通过集成电路总线连接，监测芯片用于监测电源400的运行参数，电源400的运行参数包括电流、电压、功率等。

示例性地，集成电路总线(Inter-Integrated Circuit，IIC或I2C)串行总线一般有两根信号线，一根是双向的数据线SDA，另一根是时钟线SCL。所有接到I2C总线设备上的串行数据SDA都接到总线的SDA上，各设备的时钟线SCL接到总线的SCL上。

为了避免总线信号的混乱，要求各设备连接到总线的输出端时必须是漏极开路(OD)输出或集电极开路(OC)输出。设备上的串行数据线SDA接口电路应该是双向的，输出电路用于向总线上发送数据，输入电路用于接收总线上的数据。而串行时钟线也应是双向的，作为控制总线数据传送的主机，一方面要通过SCL输出电路发送时钟信号，另一方面还要检测总线上的SCL电平，以决定什么时候发送下一个时钟脉冲电平；作为接受主机命令的从机，要按总线上的SCL信号发出或接收SDA上的信号，也可以向SCL线发出低电平信号以延长总线时钟信号周期。总线空闲时，因各设备都是开漏输出，上拉电阻Rp使SDA和SCL线都保持高电平。任一设备输出的低电平都将使相应的总线信号线变低，也就是说：各设备的SDA是“与”关系，SCL也是“与”关系。

请参见图2，图2为本申请实施例提供的一种监测芯片的电路图。

示例性地，该监测芯片U8采用型号为IN219的监测芯片；应理解，此处监测芯片U8的具体型号仅作为示例而非限定，监测芯片U8也可以采用其他型号的监测芯片。

示例性地，监测芯片包括第一输入端IN+和第二输入端IN-，监测芯片的第一输入端IN+连接电源的输入端VDD_IN，监测芯片的第二输入端IN-连接电源的输出端VDD_OUT。

示例性地，采样电路还包括电阻R28，电阻R28连接在监测芯片的第一输入端IN+和第二输入端IN-之间。

在一些实施方式中，监测芯片U8的第一输入端IN+连接电源的输入端VDD_IN，第二输入端IN-连接电源的输出端VDD_OUT，在电源的输入端VDD_IN和电源的输出端VDD_OUT之间串联放置一个电阻R28，其中电阻R28的阻值可为0.1欧姆的高精度采样电阻。通过在监测芯片的第一输入端IN+和第二输入端IN-之间连接电阻R28，这样可以使监测芯片同时可实现监控电源的电流和电压变化，提高监测芯片的实用性。

请参见图3，图3为本申请实施例提供的一种时钟芯片的电路图。

示例性地，时钟芯片U7采用型号为PCF8563的时钟芯片；型号PCF8563的时钟芯片具有16个8位寄存器，其中包括：可自动增量的地址寄存器、内置32.768kHz的振荡器(带有一个内部集成电容)、分频器(用于给实时时钟RTC提供源时钟)、可编程时钟输出、定时器、报警器、掉电检测器和400kHz的I2C总线接口。所有16个寄存器设计成可寻址的8位并行寄存器，但不是所有位都有用。当一个RTC寄存器被读时，所有计数器的内容将被锁存，因此，在传送条件下，可以禁止对时钟/日历芯片的错读。

示例性地，时钟芯片U7具有八个引脚，其中引脚OSC1为振荡器输入、引脚OSC2为振荡器输出，引脚SDA和为串行数据I/O，引脚SCL为串行时钟输入，引脚INT为中断输出(开漏，低电平有效)，引脚VSS接地，引脚CLKOUT为时钟输出(开漏)，引脚VDD连接正电源。

示例性地，晶体振荡器MC306-G-06Q-32.768分别连接时钟芯片U7的引脚OSC1和引脚OSC2，从而给时钟芯片U7提供外部的晶振信号，使时钟芯片U7正常运行。

应理解，时钟芯片U7的型号仅作为示例而非限定，时钟芯片U7也可以采用其他的型号。

在一些实施方式中，该电源检测装置还包括时钟芯片供电电路，时钟芯片供电电路用于给时钟芯片200供电。

请参见图4，图4为本申请实施例提供的一种时钟芯片供电电路的电路图。

示例性地，该时钟芯片供电电路的输入电源为VDD3V3。

示例性地，时钟芯片供电电路包括型号为BAT54C的二极管，其中BAT54C是一款正向电压为320mV的半导体二极管。

在一些实施方式中，通过给时钟芯片U7加入时钟芯片供电电路，可使时钟芯片U7的掉电保存时间得到延长；示例性地，可使时钟芯片U7的掉电保存时间到达3到5年的时间。

请参见图5，图5为本申请实施例提供的一种处理芯片的电路图。

示例性地，处理芯片U2包括第一信号输入端和第二信号输入端，第一信号输入端连接监测芯片的输出端，用于接收电源400的运行参数，第二信号输入端连接时钟芯片200的输出端，用于接收时钟信号。

在一些实施方式中，处理芯片U2采用型号为STM32F103C8T6的处理芯片；应理解处理芯片U2的型号仅作为示例而非限定，处理芯片U2也可以采用其他型号的处理芯片。

示例性地，在型号为STM32F103C8T6的处理芯片U2中，引脚25和引脚26(I2C1_SDA，I2C1_SCL)为集成电路总线的信号线和时钟线，作为第一信号输入端连接采样电路的输出端；引脚41、引脚45和引脚46(RTC_SCL、RTC_SDA、RTC_INT)分别为时钟芯片200的信号线，时钟线和中断引脚，作为第二信号输入端连接时钟芯片200的输出端。

在一些实施方式中，该电源监测装置还包括显示屏，显示屏与处理芯片连接，用于显示电源的运行参数。

在一些实施方式中，该电源监测装置还包括触控屏，触控屏与处理芯片连接，用于向处理芯片输入预设监测参数。

在一些实施方式中，显示屏和触控屏可以合并为串口屏，其中串口屏是指带串口控制的液晶屏。

在一些实施方式中，串口屏连接处理芯片U2的引脚12和引脚13(TX1、RX1),实现串口屏与处理芯片U2之间的通信；示例性地，串口屏与处理芯片U2之间通过串行通讯接口实现通信。

示例性地，串行接口又简称为串口，也称串行通信接口或串行通讯接口(通常指COM接口)，是采用串行通信方式的扩展接口。串行接口(Serial Interface)是指数据一位一位地顺序传送。其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信(可以直接利用电话线作为传输线)，从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信。

在一些实施方式中，该电源监测装置还包括告警电路，告警电路与处理芯片300连接，用于当电源的运行参数超出预设监测参数时，进行告警。

示例性地，告警电路可通过声音或灯光等方式实现告警。

在一些实施方式中，该电源监测装置还包括存储芯片，存储芯片与处理芯片连接，用于存储电源的运行参数。

在一些实施场景中，该电源监测装置应用于电力设备中电源的运行状态监测；该电源监测装置通过采样电路实现电源400的运行参数的采样，例如，采用高精度的监控芯片实现对电源400的电流、电压的采样；采样完成后，通过处理芯片300进行数据处理，从而实现对电源400的实时监控，保证电源400运行时的可靠性。

此外，处理芯片300可以通过串口通讯的方式，将电源的运行参数在串口屏中显示出来，并且利用串口屏的功能，可提前设置预设监测参数，当电源400的运行参数超过预设监测参数时，处理芯片300可通过告警电路实现告警，从而实现电源400的异常反馈，进一步保证电源400运行时的可靠性；因此，该电源监测装置可实现对电源400的运行参数的实时监测和异常监测，并在电源400运行异常时实现告警，从而实现提高电源400的可靠性的技术效果。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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。

Claims (10)

1.一种电源监测装置，其特征在于，包括采样电路、时钟芯片和处理芯片，

所述采样电路与所述电源连接，用于采集所述电源的运行参数；

所述时钟芯片与所述处理芯片连接，用于产生时钟信号，并将所述时钟信号发送至所述处理芯片；

所述处理芯片与所述采样电路连接，用于根据所述时钟信号接收所述电源的运行参数，以监测所述电源。

2.根据权利要求1所述的电源监测装置，其特征在于，所述采样电路包括监测芯片，所述监测芯片与所述处理芯片之间通过集成电路总线连接，所述监测芯片用于监测所述电源的运行参数，所述电源的运行参数包括电流、电压、功率。

3.根据权利要求2所述的电源监测装置，其特征在于，所述监测芯片包括第一输入端和第二输入端，所述监测芯片的第一输入端连接所述电源的输入端，所述监测芯片的第二输入端连接所述电源的输出端。

4.根据权利要求3所述的电源监测装置，其特征在于，所述采样电路还包括电阻，所述电阻连接在所述监测芯片的第一输入端和第二输入端之间。

5.根据权利要求1所述的电源监测装置，其特征在于，所述装置还包括时钟芯片供电电路，所述时钟芯片供电电路用于给所述时钟芯片供电。

6.根据权利要求2所述的电源监测装置，其特征在于，所述处理芯片包括第一信号输入端和第二信号输入端，所述第一信号输入端连接所述监测芯片的输出端，用于接收所述电源的运行参数，所述第二信号输入端连接所述时钟芯片的输出端，用于接收所述时钟信号。

7.根据权利要求1所述的电源监测装置，其特征在于，所述装置还包括显示屏，所述显示屏与所述处理芯片连接，用于显示所述电源的运行参数。

8.根据权利要求1所述的电源监测装置，其特征在于，所述装置还包括告警电路，所述告警电路与所述处理芯片连接，用于当所述电源的运行参数超出预设监测参数时，进行告警。

9.根据权利要求8所述的电源监测装置，其特征在于，所述装置还包括触控屏，所述触控屏与所述处理芯片连接，用于向处理芯片输入所述预设监测参数。

10.根据权利要求1所述的电源监测装置，其特征在于，所述装置还包括存储芯片，所述存储芯片与所述处理芯片连接，用于存储所述电源的运行参数。

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