CN215986952U - 一种具备精准计量功能的aau控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及AAU设备技术领域，具体为一种具备精准计量功能的AAU控制电路，AAU控制电路包括包括主控MCU、电源输入输出转换电路、电压电流采集电路、光耦隔离通信电路、MOS管控制电路和防雷电路，所述主控MCU分别与电源输入输出转换电路、光耦隔离通信电路和MOS管控制电路连接，所述光耦隔离通信电路与电压电流采集电路连接，并将电压电流采集电路采集到的电压电流数据传递给主控MCU进行解析，计算出AAU设备的平均功率，所述防雷电路与MOS管控制电路连接。本实用新型可以精准的采集AAU设备的实际功率、电流、电压以及平均功耗的优点。

Description

一种具备精准计量功能的AAU控制电路

技术领域

本实用新型涉及AAU设备技术领域，具体为一种具备精准计量功能的AAU控制电路。

背景技术

AAU(有源天线处理单元)是5G基站网络框架引入的新型设备，所谓有源天线就是因为这种带天线的设备需要供电才能把信号发出去，AAU设备在工作时功耗非常大，运营商需要掌握AAU设备在工作时的实际功率大小、电流、电压、以及平均功耗，传统AAU设备不具备这样的功能，无法解决此类需求。因此，很有必要设计一种具备精准计量功能的AAU控制电路。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具备精准计量功能的AAU控制电路，可以精准的采集AAU设备的实际功率、电流、电压以及平均功耗的优点，解决了上述技术背景所提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种具备精准计量功能的AAU控制电路，包括主控MCU、电源输入输出转换电路、电压电流采集电路、光耦隔离通信电路、MOS管控制电路和防雷电路，所述主控MCU分别与电源输入输出转换电路、光耦隔离通信电路和MOS管控制电路连接，所述光耦隔离通信电路与电压电流采集电路连接，并将电压电流采集电路采集到的电压电流数据传递给主控MCU进行解析，所述防雷电路与MOS管控制电路连接。

优选的，所述电源输入输出转换电路由DC-DC输入输出电路和LDO转换电路构成，其中DC-DC输入输出电路给MOS管控制电路供电，LDO转换电路给电压电流采集电路供电。

优选的，所述DC-DC输入输出电路由电阻R1、电阻R3、电阻R85、电容C1、电容C3、电容C5、电容C6、电感L1、二极管D1、二极管D3以及电源芯片U1构成，其中电阻R1与电阻R3串联后再与电容C5和电容C6并联连接，电容C1的两端与电阻R1的两端连接，电感L1的一端与直流10V电输出端连接，另一端与二极管D3和电源芯片U1的2号引脚连接，所述电阻R85的一端与二极管D1连接，另一端与电容C3和电源芯片U1的1号引脚连接，所述电源芯片U1的4、5、6、7、8、9号引脚分别与直流48V电输入端连接。

优选的，所述LDO转换电路包括熔断器FU10、二极管D2、电容C2、电容C4、电容C7、电容C8和稳压芯片U2，所述二极管D2一端接地，另一端与直流5V电输出端连接，电容C7和电容C8并联后再与熔断器FU10串联连接，电容C2和电容C4并联连接，稳压芯片U2的1号引脚接地，2号引脚和4号引脚连接经熔断器FU10后再与直流5V电输出端连接，稳压芯片U2的3号引脚与直流10V电输入端连接。

优选的，所述电压电流采集电路由电阻R5、电阻R6、电阻R10、电阻R11、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C9、电容C10、电容C11、电容C13、电容C14和交直流两用计量芯片U3构成，电阻R6的一端连接直流5V供电端，另一端分别与交直流两用计量芯片U3和电阻R17连接，并给交直流两用计量芯片U3和电阻R17提供直流5V的工作电压，所述电容C10一端接地另一端与交直流两用计量芯片U3的16号引脚连接，所述电阻R15的一端接地，另一端与交直流两用计量芯片U3的13号引脚连接，所述电容C13的一端接地，另一端与交直流两用计量芯片U3的8号引脚连接，所述电阻R14一端与电阻R13连接，另一端分别与电阻R16、电容C14以及交直流两用计量芯片U3的5号引脚连接，所述电阻R5和电阻R10的一端与直流48V电输入端连接，另一端分别与交直流两用计量芯片U3的1号引脚和地线连接，所述电阻R11的一端接地，另一端分别与电容C11和交直流两用计量芯片U3的2号引脚连接，所述电容C9远离电容C11一端分别与电阻R5和交直流两用计量芯片U3的1号引脚连接。

优选的，所述光耦隔离通信电路由电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、光电隔离器P2、光电隔离器P3、光电隔离器P4和光电隔离器P5构成，其中电阻R19、电阻R20和光电隔离器P2构成第一SPI信号电路、电阻R21、电阻R22和光电隔离器P3构成第二SPI信号电路，电阻R23、电阻R24和光电隔离器P4构成第三SPI信号电路，电阻R25、电阻R26和光电隔离器P4构成第四SPI信号电路，所述第一SPI信号电路、第二SPI信号电路、第三SPI信号电路和第四SPI信号电路分别与交直流两用计量芯片U3的11、10、9和8号引脚连接。

优选的，所述MOS管控制电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R12、电阻R18、电阻R27、二极管D6、二极管D7、三极管Q1、三极管Q3、电容C12、熔断器FU2、熔断器FU3、场效应管Q4、场效应管Q5以及光电隔离器P1，其中三极管Q1的集电极连接直流10V电输入端，发射极分别与电阻R12、电阻R18、电阻R27、电容C12以及三极管Q3的发射极连接，所述三极管Q1的基极分别与电阻R8、光电隔离器P1以及三极管Q3的基极连接，所述光电隔离器P1远离电阻R8一端与电阻R7连接，所述场效应管Q4的G极分别与电阻R18和二极管D6连接，D极与熔断器FU2连接，所述场效应管Q5的G极分别与电阻R27和二极管D7连接，D极与熔断器FU3连接，且场效应管Q5和场效应管Q4的S极分别接地。

优选的，所述防雷电路包括可调电阻RV1、可调电阻RV2、放电管GDT1和放电管GDT2，其中可调电阻RV1和可调电阻RV2并联连接，所述放电管GDT1和放电管GDT2并联连接后再与地线PE连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型提供了一种具备精准计量功能的AAU控制电路，该AAU控制电路包括主控MCU、电源输入输出转换电路、电压电流采集电路、光耦隔离通信电路、MOS管控制电路和防雷电路，电路设计合理，其中电源输入输出转换电路将输入的48V直流电压转化为10V和5V的直流电压供主控MCU、电压电流采集电路、光耦隔离通信电路、MOS管控制电路和防雷电路使用，电压电流采集电路来采集电压和电流，并将采集到的电压和电流通过光耦隔离通信电路传递给主控MCU进行解析计算AAU设备的功率，同时通过MOS管控制电路来控制AAU的启停，达到节能的目的，通过防雷电路来保护设备防止雷击损坏，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型的原理方框图；

图2为本实用新型DC-DC输入输出电路的电路图；

图3为本实用新型LDO转换电路的电路图；

图4为本实用新型电压电流采集电路的电路图；

图5为本实用新型光耦隔离通信电路的电路图；

图6为本实用新型MOS管控制电路的电路图；

图7为本实用新型防雷电路的电路图。

图中的附图标记及名称如下：

1、主控MCU；2、电源输入输出转换电路；21、DC-DC输入输出电路；22、LDO转换电路；3、电压电流采集电路；4、光耦隔离通信电路；41、第一SPI信号电路；42、第二SPI信号电路；43、第三SPI信号电路；44、第四SPI信号电路；5、MOS管控制电路；6、防雷电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供的一种实施例：一种具备精准计量功能的AAU控制电路，包括包括主控MCU1、电源输入输出转换电路2、电压电流采集电路3、光耦隔离通信电路4、MOS管控制电路5和防雷电路6，其中光耦隔离通信电路4由第一SPI信号电路41、第二SPI信号电路42、第三SPI信号电路43和第四SPI信号电路44构成，主控MCU1分别与电源输入输出转换电路2、光耦隔离通信电路4和MOS管控制电路5连接，光耦隔离通信电路4与电压电流采集电路3连接，并将电压电流采集电路3采集到的电压电流数据传递给主控MCU1进行解析计算得到AAU设备的功率，在本实施例中主控MCU1优选的型号为：M0518SD2AE，防雷电路6与MOS管控制电路5连接。

具体的，电源输入输出转换电路2由DC-DC输入输出电路21和LDO转换电路22构成，其中DC-DC输入输出电路21将直流48V电压转化为直流10V电压，并给MOS管控制电路5供电，LDO转换电路22将直流10V电压转化为5V直流电压，并给电压电流采集电路3供电。

请参阅图2，图中DC-DC输入输出电路21由电阻R1、电阻R3、电阻R85、电容C1、电容C3、电容C5、电容C6、电感L1、二极管D1、二极管D3以及电源芯片U1构成，其中电阻R1与电阻R3串联后再与电容C5和电容C6并联连接，电容C1的两端与电阻R1的两端连接，电感L1的一端与直流10V电输出端连接，另一端与二极管D3和电源芯片U1的2号引脚连接，电阻R85的一端与二极管D1连接，另一端与电容C3和电源芯片U1的1号引脚连接，电源芯片U1的4、5、6、7、8、9号引脚分别与直流48V电输入端连接，在本实施例中电源芯片U1的型号为XL7005A。

请参阅图3，图中LDO转换电路22包括熔断器FU10、二极管D2、电容C2、电容C4、电容C7、电容C8和稳压芯片U2，其中二极管D2一端接地，另一端与直流5V电输出端连接，电容C7和电容C8并联后再与熔断器FU10串联连接，电容C2和电容C4并联连接，稳压芯片U2的1号引脚接地，2号引脚和4号引脚连接经熔断器FU10后再与直流5V电输出端连接，稳压芯片U2的3号引脚与直流10V电输入端连接，在本实施例中稳压芯片U2的型号为AMS1117。

请参阅图4，图中的电压电流采集电路3由电阻R5、电阻R6、电阻R10、电阻R11、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C9、电容C10、电容C11、电容C13、电容C14和交直流两用计量芯片U3构成，其中电阻R6采集输入回路电流，从而实现AAU设备的电流和电压的采集，通过电流和电压可以计算出AAU设备的工作功率，具体的，所述电阻R6的一端连接直流5V供电端，另一端分别与交直流两用计量芯片U3和电阻R17连接，并给交直流两用计量芯片U3和电阻R17提供直流5V的工作电压，电容C10一端接地另一端与交直流两用计量芯片U3的16号引脚连接，电阻R15的一端接地，另一端与交直流两用计量芯片U3的13号引脚连接，电容C13的一端接地，另一端与交直流两用计量芯片U3的8号引脚连接，电阻R14一端与电阻R13连接，另一端分别与电阻R16、电容C14以及交直流两用计量芯片U3的5号引脚连接，电阻R5和电阻R10的一端与直流48V电输入端连接，另一端分别与交直流两用计量芯片U3的1号引脚和地线连接，电阻R11的一端接地，另一端分别与电容C11和交直流两用计量芯片U3的2号引脚连接，电容C9远离电容C11一端分别与电阻R5和交直流两用计量芯片U3的1号引脚连接，在本实施例中交直流两用计量芯片U3的型号为HLW8112。

请参阅图4和图5，图中的电阻R19、电阻R20和光电隔离器P2构成第一SPI信号电路41，电阻R19和电阻R20分别与光电隔离器P2的输入端和输出端连接，电阻R21、电阻R22和光电隔离器P3构成第二SPI信号电路42，电阻R21和电阻R22分别与光电隔离器P3的输入端和输出端连接，电阻R23、电阻R24和光电隔离器P4构成第三SPI信号电路43，电阻R23和电阻R24分别与光电隔离器P4的输入端和输出端连接，电阻R25、电阻R26和光电隔离器P4构成第四SPI信号电路44，电阻R25和电阻R26分别与光电隔离器P4的输入端和输出端连接，第一SPI信号电路41、第二SPI信号电路42、第三SPI信号电路43和第四SPI信号电路44分别与交直流两用计量芯片U3的11、10、9和8号引脚连接。

请参阅图6，图中的MOS管控制电路5包括电阻R7、电阻R8、电阻R12、电阻R18、电阻R27、二极管D6、二极管D7、三极管Q1、三极管Q3、电容C12、熔断器FU2、熔断器FU3、场效应管Q4、场效应管Q5以及光电隔离器P1，其中光电隔离器P1来控制场效应管Q4和场效应管Q5的G极电压，控制场效应管Q4和场效应管Q5的开关，从而实现AAU设备的断电和开启，达到节能的目的，具体的，三极管Q1的集电极连接直流10V电输入端，发射极分别与电阻R12、电阻R18、电阻R27、电容C12以及三极管Q3的发射极连接，三极管Q1的基极分别与电阻R8、光电隔离器P1以及三极管Q3的基极连接，光电隔离器P1远离电阻R8一端与电阻R7连接，场效应管Q4的G极分别与电阻R18和二极管D6连接，D极与熔断器FU2连接，场效应管Q5的G极分别与电阻R27和二极管D7连接，D极与熔断器FU3连接，且场效应管Q5和场效应管Q4的S极分别接地。

请参阅图7，图中的防雷电路6包括可调电阻RV1、可调电阻RV2、放电管GDT1和放电管GDT2，其中可调电阻RV1和可调电阻RV2并联连接，放电管GDT1和放电管GDT2并联连接后再与地线PE连接，通过防雷电路6来保护AAU设备防止雷击，实用性强。

综上，本实用新型中的AAU控制电路，可以精准的计量AAU设备的实际工作的电流电压，通过电流电压来计算出AAU设备的平均功率，满足用户的使用需求。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种具备精准计量功能的AAU控制电路，其特征在于：包括主控MCU(1)、电源输入输出转换电路(2)、电压电流采集电路(3)、光耦隔离通信电路(4)、MOS管控制电路(5)和防雷电路(6)，所述主控MCU(1)分别与电源输入输出转换电路(2)、光耦隔离通信电路(4)和MOS管控制电路(5)连接，所述光耦隔离通信电路(4)与电压电流采集电路(3)连接，并将电压电流采集电路(3)采集到的电压电流数据传递给主控MCU(1)进行解析，所述防雷电路(6)与MOS管控制电路(5)连接。

2.根据权利要求1所述的一种具备精准计量功能的AAU控制电路，其特征在于：所述电源输入输出转换电路(2)由DC-DC输入输出电路(21)和LDO转换电路(22)构成，其中DC-DC输入输出电路(21)给MOS管控制电路(5)供电，LDO转换电路(22)给电压电流采集电路(3)供电。

3.根据权利要求2所述的一种具备精准计量功能的AAU控制电路，其特征在于：所述DC-DC输入输出电路(21)由电阻R1、电阻R3、电阻R85、电容C1、电容C3、电容C5、电容C6、电感L1、二极管D1、二极管D3以及电源芯片U1构成，其中电阻R1与电阻R3串联后再与电容C5和电容C6并联连接，电容C1的两端与电阻R1的两端连接，电感L1的一端与直流10V电输出端连接，另一端与二极管D3和电源芯片U1的2号引脚连接，所述电阻R85的一端与二极管D1连接，另一端与电容C3和电源芯片U1的1号引脚连接，所述电源芯片U1的4、5、6、7、8、9号引脚分别与直流48V电输入端连接。

4.根据权利要求2所述的一种具备精准计量功能的AAU控制电路，其特征在于：所述LDO转换电路(22)包括熔断器FU10、二极管D2、电容C2、电容C4、电容C7、电容C8和稳压芯片U2，所述二极管D2一端接地，另一端与直流5V电输出端连接，电容C7和电容C8并联后再与熔断器FU10串联连接，电容C2和电容C4并联连接，稳压芯片U2的1号引脚接地，2号引脚和4号引脚连接经熔断器FU10后再与直流5V电输出端连接，稳压芯片U2的3号引脚与直流10V电输入端连接。

5.根据权利要求1所述的一种具备精准计量功能的AAU控制电路，其特征在于：所述电压电流采集电路(3)由电阻R5、电阻R6、电阻R10、电阻R11、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C9、电容C10、电容C11、电容C13、电容C14和交直流两用计量芯片U3构成，电阻R6的一端连接直流5V供电端，另一端分别与交直流两用计量芯片U3和电阻R17连接，并给交直流两用计量芯片U3和电阻R17提供直流5V的工作电压，所述电容C10一端接地另一端与交直流两用计量芯片U3的16号引脚连接，所述电阻R15的一端接地，另一端与交直流两用计量芯片U3的13号引脚连接，所述电容C13的一端接地，另一端与交直流两用计量芯片U3的8号引脚连接，所述电阻R14一端与电阻R13连接，另一端分别与电阻R16、电容C14以及交直流两用计量芯片U3的5号引脚连接，所述电阻R5和电阻R10的一端与直流48V电输入端连接，另一端分别与交直流两用计量芯片U3的1号引脚和地线连接，所述电阻R11的一端接地，另一端分别与电容C11和交直流两用计量芯片U3的2号引脚连接，所述电容C9远离电容C11一端分别与电阻R5和交直流两用计量芯片U3的1号引脚连接。

6.根据权利要求1所述的一种具备精准计量功能的AAU控制电路，其特征在于：所述光耦隔离通信电路(4)由电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、光电隔离器P2、光电隔离器P3、光电隔离器P4和光电隔离器P5构成，其中电阻R19、电阻R20和光电隔离器P2构成第一SPI信号电路(41)、电阻R21、电阻R22和光电隔离器P3构成第二SPI信号电路(42)，电阻R23、电阻R24和光电隔离器P4构成第三SPI信号电路(43)，电阻R25、电阻R26和光电隔离器P4构成第四SPI信号电路(44)，所述第一SPI信号电路(41)、第二SPI信号电路(42)、第三SPI信号电路(43)和第四SPI信号电路(44)分别与交直流两用计量芯片U3的11、10、9和8号引脚连接。

7.根据权利要求1所述的一种具备精准计量功能的AAU控制电路，其特征在于：所述MOS管控制电路(5)包括电阻R7、电阻R8、电阻R12、电阻R18、电阻R27、二极管D6、二极管D7、三极管Q1、三极管Q3、电容C12、熔断器FU2、熔断器FU3、场效应管Q4、场效应管Q5以及光电隔离器P1，其中三极管Q1的集电极连接直流10V电输入端，发射极分别与电阻R12、电阻R18、电阻R27、电容C12以及三极管Q3的发射极连接，所述三极管Q1的基极分别与电阻R8、光电隔离器P1以及三极管Q3的基极连接，所述光电隔离器P1远离电阻R8一端与电阻R7连接，所述场效应管Q4的G极分别与电阻R18和二极管D6连接，D极与熔断器FU2连接，所述场效应管Q5的G极分别与电阻R27和二极管D7连接，D极与熔断器FU3连接，且场效应管Q5和场效应管Q4的S极分别接地。

8.根据权利要求1所述的一种具备精准计量功能的AAU控制电路，其特征在于：所述防雷电路(6)包括可调电阻RV1、可调电阻RV2、放电管GDT1和放电管GDT2，其中可调电阻RV1和可调电阻RV2并联连接，所述放电管GDT1和放电管GDT2并联连接后再与地线PE连接。

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