CN218272643U

CN218272643U - 电源检测电路及电源监控设备

Info

Publication number: CN218272643U
Application number: CN202222330826.7U
Authority: CN
Inventors: 王桥元; 赵阳
Original assignee: Hangzhou Changchuan Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Changchuan Technology Co Ltd
Priority date: 2022-08-30
Filing date: 2022-08-30
Publication date: 2023-01-10
Anticipated expiration: 2032-08-30

Abstract

本申请公开了一种电源检测电路，包括：至少一个多路选择器，多路选择器包括多个输入端、控制端和输出端，多个输入端分别与多个正负电源连接，多路选择器的控制端用于输入控制信号，多路选择器的输出端用于响应控制信号，选择输出相应的电源电压；差分运放模块，其输入端与多路选择器的输出端连接，用于调整电源电压；模数转换模块，其输入端与差分运放模块的输出端连接，用于测量调整后的电源电压值。本申请解决了多路正负电源检测电路结构复杂的技术问题。

Description

电源检测电路及电源监控设备

技术领域

本申请涉及电压测量领域，具体而言，涉及一种电源检测电路。

背景技术

电路中常常有多种不同电压的正负电源，给不同芯片或者同一芯片的不同电源进行供电。为了测量多路电源的电压，比如16路，需要使用多片ADC(Analog to DigitalConverter模数芯片进行模数转换器)芯片；或者使用继电器依次切换电源通路，输入到单片ADC芯片，最后由控制芯片读取测量结果。如果电路中只有单极性ADC芯片，还需要反相放大电路转换成正电压再输入到单极性ADC芯片，此类电路结构较为复杂，检测效率低。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种电源检测电路，以至少解决多路电源检测电路结构复杂的技术问题的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种电源检测电路，包括：至少一个多路选择器，多路选择器包括多个输入端、控制端和输出端，多个输入端分别与多个电源连接，多路选择器的控制端用于输入控制信号，多路选择器的输出端用于响应控制信号，选择输出相应的电源电压；差分运放模块，其输入端与多路选择器的输出端连接，用于调整电源电压；模数转换模块，其输入端与差分运放模块的输出端连接，用于测量调整后的电源电压值。

可选地，模数转换模块包括：一个单极性模数转换芯片。

可选地，在多路选择器的数量为两个时，分别为第一选择器和第二选择器，第一选择器的输入端与多个电源中的正电源连接，第二选择器与多个电源中的负电源连接。

可选地，差分运放模块包括：运算放大器、第一电压调整单元和第二电压调整单元；第一电压调整单元的第一端与第一选择器的输出端连接，第一电压调整单元的第二端与运算放大器的正相输入端连接，第一电压调整单元的第三端接地；第二电压调整单元的第一端与第二选择器的输出端连接，第二电压调整单元的第二端与运算放大器的反相输入端连接第二电压调整单元的第三端与运算放大器的输出端连接。

可选地，第一电压调整单元包括：第一电阻和第二电阻，第一电阻的第一端与第一选择器的输出端连接，第一电阻的第二端与第二电阻的第一端及运算放大器的正相输入端均连接，第二电阻的第二端接地。

可选地，第二电压调整单元包括：第三电阻和第四电阻，第三电阻的第一端与第二选择器的输出端连接，第三电阻的第二端与第四电阻的第一端及运算放大器的负相输入端均连接，第四电阻的第二端与运算放大器的输出端连接。

可选地，第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻均为可变电阻。

可选地，第一选择器的输入端和第二选择器的输入端分别有N个，N为2m，m 为大于1的正整数，第一选择器的第一输入端至第N/2输入端分别与多路正电源连接，第一选择器的第(N/2+1)输入端至第N输入端接地，第二选择器的第一输入端至第 N/2输入端接地，第二选择器的第(N/2+1)输入端至第N输入端分别与多路负电源连接，第一选择器的控制端与第二选择器的控制端短接。

可选地，控制端有m个。

根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种电源监控设备，包括：控制芯片；如上述的电源检测电路，用于将检测到的电源的电压值发送至所述控制芯片。

在本申请实施例中，采用至少一个多路选择器，多路选择器包括多个输入端、控制端和输出端，多个输入端分别与多个电源连接，多路选择器的控制端用于输入控制信号，多路选择器的输出端用于响应控制信号，选择输出相应的电源电压；差分运放模块，其输入端与多路选择器的输出端连接，用于调整电源电压；模数转换模块，其输入端与差分运放模块的输出端连接，用于测量调整后的电源电压值的方式。达到了简化电源检测电路的目的，从而解决了多路电源检测电路结构复杂的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请实施中的一种电源测量电路结构示意图；

图2示出了本申请实施例中的另一种电源测量电路结构示意图；

图3示出了相关技术中的另一种电源测量电路结构示意图；

附图标记说明：10、多路选择器；20、差分运放模块；30、模数转换模块；11、第一电压调整单元；12、第二电压调整单元；OP、运算放大器；ADC、单极性模数转换芯片；MUX1、第一选择器；MUX2、第二选择器；R1、第一电阻；R2、第三电阻；R3、第二电阻；R4第四电阻；P1、第一输入端；P2、第二输入端；N1、第三输入端；N2、第四输入端；A1、第一控制端；A2、第二控制端。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在相关技术中，电路中常常有多种不同电压的正负电源，给不同芯片或者同一芯片的不同电源进行供电。为了测量多路电源的电压，例如16路，需要使用多片模数转换芯片进行模数转换；或者使用继电器依次切换电源通路，输入到单片模数转换芯片芯片，最后由控制芯片读取测量结果。如果电路中只有单极性模数转换芯片ADC，还需要反相放大电路转换成正电压再输入到单极性模数转换芯片ADC，造成对电源进行检测的电路结构复杂，进而导致检测效率低下。

本申请提供了一种电源检测电路，如图1所示，包括：至少一个多路选择器10，多路选择器10包括多个输入端、控制端和输出端，多个输入端分别与多个电源(图中未示出)连接，多路选择器10的控制端用于输入控制信号，多路选择器10的输出端用于响应控制信号选择输出相应的电源电压；差分运放模块20，差分运放模块20的输入端与多路选择器10的输出端连接，用于调整电源电压；模数转换模块30，模数转换模块30的输入端与差分运放模块20的输出端连接，用于测量调整后的电源电压值。

需要进行说明的是，上述多个电源(图中未示出)中包含提供正电压的正电源和提供负电压的负电源。

一种可选的方式中，上述模数转换模块30包括：一个单极性模数转换芯片ADC。

在电源检测电路包括两个多路选择器10的情况下，分别为第一选择器MUX1和第二选择器MUX2，第一选择器MUX1的输入端与多个电源(图中未示出)中的正电源连接，第二选择器MUX2与多个电源(图中未示出)中的负电源连接。

如图2所示，差分放大模块20中包含：第一输入端和第二输入端，第一输入端与第一选择器MUX1的输出端连接，第二输入端与第二选择器MUX2的输出端连接，差分放大模块20用于将负电源输出的负电压转换成正电压，并输出至模数转换模块 30进行测量。

在本申请的一些实施例中，差分放大模块20包括：运算放大器OP、第一电压调整单元11和第二电压调整单元12，第一电压调整单元11的第一端与第一选择器MUX1 的输出端连接，第一电压调整单元11的第二端与运算放大器OP的正相输入端连接，第一电压调整单元11的第三端接地；第二电压调整单元12的第一端与第二选择器 MUX2连接，第二电压调整单元12的第二端与运算放大器OP的反相输入端连接，第二电压调整单元12的第三端与运算放大器OP的输出端连接。

一种可选的方式中，第一电压调整单元11包括第一电阻R1和第二电阻R3，第一电阻R1的第一端与在第一选择器MUX1的输出端连接，第一电阻R1的第二端与第二电阻R3的第一端及运算放大器OP的正相输入端均连接，第二电阻R3的第二端接地。

一种可选的方式中，第二电压调整单元12包括：第三电阻R2和第四电阻R4，第三电阻R2的第一端与第二选择器MUX2的输出端连接，第三电阻R2的第二端与第四电阻R4的第一端及运算放大器OP的反相输入端均连接，第四电阻R4的第二端与运算放大器OP的输出端连接。

需要进行说明的是，第一电压调整单元11和第二电压调整单元12通过调整电阻的阻值大小进而调整输出电压的大小。

显而易见的，第一电阻R1、第二电阻R3、第三电阻R2和第四电阻R4为可变电阻。

本申请的一些实施例中，第一选择器MUX1的输入端和第二选择器MUX2的输入端分别有N个，N为2m，m为大于1的正整数，第一选择器MUX1的第一输入端至第N/2输入端分别与多路正电源(图中未示出)连接，第一选择器MUX1的第(N/2+1) 输入端至第N输入端接地，第二选择器MUX2的第一输入端至第N/2输入端接地，第二选择器MUX2的第(N/2+1)输入端至第N输入端分别与多路负电源(图中未示出) 连接，所述第一选择器MUX1的控制端与第二选择器MUX2的控制端短接。

需要进行说明的是，控制端有m个。

为了具体说明本申请提供的电源检测电路的工作原理，如图3所示，图中包括两个多路选择器10，四个可变电阻、一个运算放大器OP和一个单极性模数转化芯片ADC 组成；以图3所示的电源检测电路来阐述电路的工作原理，具体如下：

当通过第一控制端A1、第二控制端A2选择第一选择器MUX1的第一输入端P1 或第二输入端P2时，对应MUX2选择为接地；当选择MUX2的第三输入端N1或第四输入端N2时，对应MUX1选择为接地。通过这种方式，4路电源输入运算放大器正相输入端和反相输入端的电压差始终为正电压，然后经过ADC芯片转换，最后恢复成正确的电压值。

需要进行说明的是，P1和P2分别连接一路正电源，输出的电压为正电压，P1输入第一选择器MUX1的电压为V1；P2输入第一选择器MUX1的电压为V2；N1和 N2分别连接一路负电源，输出的电压为负电压，N1输入第二选择器MUX2的电压为 -V3，N2输入第二选择器MUX2的电压为-V4。

在测量更多正负电源的情况下，如16路，则将图3中4路的第一选择器MUX1 和第二选择器MUX2换成2个16路多路选择器10，并且设置4个控制端(16路需要 4位控制)。

在第一电阻R1、第二电阻R3、第三电阻R2和第四电阻R4的阻值都相等的情况下，运算放大器OP为相减器，4路正负电源测量控制真值表如下表所示。

通过调节第一电阻R1、第二电阻R3、第三电阻R2和第四电阻R4的阻值，实现对正电源和负电源的放大与缩小，进而适应单极性模数转换芯片ADC的量程。

首先调节负电源的电压-V：调节第二电阻R2和第四电阻R4，输入到单极性模数转换芯片ADC的负电源的实际电压为-V*R4/R2；然后调节正电源的电压V0；在确定 R2、R4之后，调节R1、R3，输入到单极性模数转换芯片ADC的正电源的实际电压为V0*R1*(R2+R4)/R4/(R1+R3)。例如：需要放大负电源的电压为原来的2倍，同时缩小正电源为原来的1/2，一种可选的电阻选择方案如下：选择R4的阻值等于2倍R2 的阻值，则实际输入的负电源电压为-2*V；选择R3的阻值为2倍R1的阻值，则实际输入的正电源电压为V0/2。

本申请提供的电源检测电路通过至少一个多路选择器10，多路选择器10包括多个输入端、控制端和输出端，多个输入端分别与多个电源连接，多路选择器10的控制端用于输入控制信号，多路选择器10的输出端用于响应控制信号，选择输出相应的电源电压；差分运放模块20，其输入端与多路选择器10的输出端连接，用于调整电源电压；模数转换模块30，其输入端与差分运放模块20的输出端连接，用于测量调整后的电源电压值简化了多路电源检测电路，从而解决了多路电源检测电路结构复杂的技术问题的技术问题。

本申请实施例中还通过只使用一个包含1个单极性模数转换芯片的模数转换模块30进行测量，相比于使用多个模数转换芯片的方案降低了成本；同时用多路选择器10 替换了继电器对电源进行切换提高了切换效率；同时多路选择器10可以根据实际的应用场景对应更换以适应多路电源的测量；通过调整差分运放电路中电阻的阻值，可以实现输入的正负电压的灵活调节，更好地适应模数转换芯片的量程。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims

1.一种电源检测电路，其特征在于，包括：

至少一个多路选择器，所述多路选择器包括多个输入端、控制端和输出端，所述多个输入端分别与多个电源连接，所述多路选择器的控制端用于输入控制信号，所述多路选择器的输出端用于响应所述控制信号，选择输出相应的电源电压；

差分运放模块，其输入端与所述多路选择器的输出端连接，用于调整所述电源电压；

模数转换模块，其输入端与所述差分运放模块的输出端连接，用于测量调整后的电源电压值。

2.根据权利要求1所述的电源检测电路，其特征在于，所述模数转换模块包括：一个单极性模数转换芯片。

3.根据权利要求1所述的电源检测电路，其特征在于，在所述多路选择器的数量为两个时，分别为第一选择器和第二选择器，所述第一选择器的输入端与所述多个电源中的正电源连接，所述第二选择器与所述多个电源中的负电源连接。

4.根据权利要求3所述的电源检测电路，其特征在于，所述差分运放模块包括：运算放大器、第一电压调整单元和第二电压调整单元；所述第一电压调整单元的第一端与所述第一选择器的输出端连接，所述第一电压调整单元的第二端与所述运算放大器的正相输入端连接，所述第一电压调整单元的第三端接地；所述第二电压调整单元的第一端与所述第二选择器的输出端连接，所述第二电压调整单元的第二端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述第二电压调整单元的第三端与所述运算放大器的输出端连接。

5.根据权利要求4所述的电源检测电路，其特征在于，所述第一电压调整单元包括：第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端与所述第一选择器的输出端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端及所述运算放大器的正相输入端均连接，所述第二电阻的第二端接地。

6.根据权利要求5所述的电源检测电路，其特征在于，所述第二电压调整单元包括：第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的第一端与所述第二选择器的输出端连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端及所述运算放大器的负相输入端均连接，所述第四电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接。

7.根据权利要求6所述的电源检测电路，其特征在于，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻和所述第四电阻均为可变电阻。

8.根据权利要求3所述的电源检测电路，其特征在于，所述第一选择器的输入端和所述第二选择器的输入端分别有N个，N为2^m，m为大于1的正整数，所述第一选择器的第一输入端至第N/2输入端分别与多路正电源连接，所述第一选择器的第(N/2+1)输入端至第N输入端接地，所述第二选择器的第一输入端至第N/2输入端接地，所述第二选择器的第(N/2+1)输入端至第N输入端分别与多路负电源连接，所述第一选择器的控制端与所述第二选择器的控制端短接。

9.根据权利要求8所述的电源检测电路，其特征在于，所述控制端有m个。

10.一种电源监控设备，其特征在于，包括：

控制芯片；

如权利要求1至9中任意一项所述的电源检测电路，用于将检测到的电源的电压值发送至所述控制芯片。