CN219801977U - 一种多通道直流电源控制箱 - Google Patents
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Abstract
一种多通道直流电源控制箱，包括机箱以及设于机箱内的主控模块和多个电源模块，机箱侧壁设有输入接口、输出接口、通讯接口；电源模块为AC/DC转换电源，用于将输入接口输入的外部220VAC转换成+24VDC并通过输出接口供向被测设备；主控模块包括电源电路、FPGA、继电器控制电路，电源电路连接电源模块和FPGA，用于将+24VDC转换后为主控模块供电，继电器控制电路连接在电源模块和输出接口之间，并与FPGA连接，FPGA用于对继电器控制电路的继电器进行控制，以实现对应的电源模块输出或关断，FPGA连接通讯接口，用于与上位机通信。实现至少2路直流电源的输出控制、电源回采，并提供以太网和串口通讯以便于远程控制和本地控制，易于实现，适合批量化生产。
Description
技术领域
本申请属于测控电源技术领域，尤其涉及一种多通道直流电源控制箱。
背景技术
测控设备在满足用于军工、航天的卫星部组件测试时，需要向其提供高可靠的直流电源。目前设备多为单通道，不能满足应用领域对多个测控设备同时需要供电接入的需求；而多通道电源多采用外购成品的方式，存在着硬件成本高、易用性差、保护措施不全等问题，亟需研制一款通用的多通道直流电源控制箱。
实用新型内容
为了解决上述现有技术的不足，本申请提供一种多通道直流电源控制箱，实现至少2路直流电源的输出控制、电源回采，并提供以太网和串口通讯以便于远程控制和本地控制，易于实现，适合批量化生产。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术：
一种多通道直流电源控制箱，包括机箱以及设于机箱内的主控模块和多个电源模块，机箱侧壁设有输入接口、输出接口、通讯接口；
电源模块为AC/DC转换电源，用于将输入接口输入的外部220VAC转换成+24VDC并通过输出接口供向被测设备；
主控模块包括电源电路、FPGA、继电器控制电路，电源电路连接电源模块和FPGA，用于将+24VDC转换后为主控模块供电，继电器控制电路连接在电源模块和输出接口之间，并与FPGA连接，FPGA用于对继电器控制电路的继电器进行控制，以实现对应的电源模块输出或关断，FPGA连接通讯接口，用于与上位机通信。
进一步，电源电路包括DC/DC和LDO，DC/DC连接电源模块的输出端，用于将+24VDC转换为+5VDC，LDO连接DC/DC，用于将+5VDC转换为+1.0VDC、+1.8VDC和+3.3VDC。DC/DC采用隔离型DC/DC模块。
进一步，主控模块还包括ADC电路，连接在电源模块的输出端处，并通过SPI总线连接FPGA，用于进行ADC采样，FPGA用于通过ADC电路进行电压和电流信号采样，并通过通讯接口传输到上位机。
进一步，通讯接口包括RS422串口和RJ45网口。
本实用新型有益效果在于：
控制箱结构简单，易于实施，可实现至少2路的多通道直流电源输出控制，实时采样电流、电压数值向上位机反馈，并在通讯接口为RS422和以太网的前提下，满足快速响应的需求，满足现有卫星部组件对电压精度的需求。
附图说明
图1是本申请实施例的多通道直流电源控制箱整体结构示意图。
图2是本申请实施例的主控模块的结构框图。
图3是本申请实施例的电源电路的结构框图。
图4是本申请实施例的ADC电路的原理框图。
图5是本申请实施例的网口通信电路的结构框图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细说明，但本实用新型所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
本申请实施例提供一种多通道直流电源控制箱，如图1所示，包括机箱以及设于机箱内的主控模块和多个电源模块。
具体的，机箱侧壁设有输入接口、输出接口、通讯接口。其中，输入接口用于接入外部220VAC电源，输出接口用于提供直流电源输出，通讯接口用于与上位机通信。
电源模块若为两个，则为双通道/2路，若为多个，则为多通道/多路，具体根据实际应用需求进行数量选择。电源模块采用AC/DC转换电源，用于将输入接口输入的外部220VAC转换成+24VDC并通过输出接口供向被测设备。实际应用中，可以选择LRS-200系列，具有30mm低外型设计。
如图2所示，主控模块包括电源电路、FPGA、继电器控制电路、ADC电路、串口通讯电路、网口通讯电路，以及时钟电路、配置电路、存储电路、复位电路等。
其中，电源电路连接电源模块和FPGA，用于将+24VDC转换后为主控模块供电，具体的，如图3所示，电源电路包括DC/DC和LDO，DC/DC可以采用隔离型DC/DC模块，DC/DC连接电源模块的输出端，用于将+24VDC转换为+5VDC，LDO连接DC/DC，用于将+5VDC转换为+1.0VDC、+1.8VDC和+3.3VDC。
其中，继电器控制电路连接在电源模块和输出接口之间，并与FPGA连接，FPGA用于对继电器控制电路的继电器进行控制，以实现对应的电源模块输出或关断控制。
具体的，FPGA通过串口通讯电路和网口通讯电路与通讯接口连接，以实现与上位机的通信。其中，通讯接口包括RS422串口和RJ45网口。FPGA连接串口通讯电路，串口通讯电路用于实现单端转差分和差分转单端，串口通讯电路连接RS422串口。FPGA连接网口通讯电路，如图5所示，网口通讯电路采用PHY芯片，PHY芯片连接RJ45网口。
其中，ADC电路用于进行ADC采样，实现电压、电流采集，具体可以连接在电源模块的输出端处，并通过SPI总线连接FPGA。FPGA通过ADC电路进行电压和电流信号采集，并通过通讯接口传输到上位机。具体的，如图4所示，ADC电路对于电压信号和电流信号分别进行采样：对于电压信号先利用放大电路进行放大，而后通过ADC后，经过SPI总线反馈给FPGA；对于电流信号先进行I/V转换电路将要采样的电流信号转换为电压信号，然后使电压信号通过放大电路进行放大，而后也通过ADC后，经过SPI总线反馈给FPGA。
具体的，在本实例中，时钟电路采用有源晶振实现双时钟发生电路，存储电路采用FLASH芯片，复位电路采用复位芯片，配置电路用于为FPGA提供JTAG下载支持。
为了提高控制箱的运行稳定型，在机箱内配置风扇和散热器，并在机箱壳体上设置对应的进风口、出风口，提高整体散热效果，并对机箱壳体进行防氧化处理。具体的，可以采用标准1U机箱。为了提高实用性，还可以在机箱外壁上竖向设置OLED显示面板，主控模块连接显示面板，用于将采集的电流电压数值显示在显示面板上。
应用时，上位机按照通讯协议，通过通讯接口发送指令给电源控制箱；电源控制箱主控模块接收指令并解析，然后控制电源模块输出；主控模块对电压、电流数值和状态进行回馈采集，以实现过压、过流等保护，利用继电器控制电路，不仅可以对各电源模块的输出/断开进行控制，还可以根据预设的阈值，在过流过压时候，也对电源模块进行断开。主控模块定时向上位机发送电压、电流数值，同时控制前面板OLED屏显示。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。
Claims (10)
1.一种多通道直流电源控制箱，其特征在于，包括机箱以及设于机箱内的主控模块和多个电源模块，机箱侧壁设有输入接口、输出接口、通讯接口；
电源模块为AC/DC转换电源，用于将输入接口输入的外部220VAC转换成+24VDC并通过输出接口供向被测设备；
主控模块包括电源电路、FPGA、继电器控制电路，电源电路连接电源模块和FPGA，用于将+24VDC转换后为主控模块供电，继电器控制电路连接在电源模块和输出接口之间，并与FPGA连接，FPGA用于对继电器控制电路的继电器进行控制，以实现对应的电源模块输出或关断，FPGA连接通讯接口，用于与上位机通信。
2.根据权利要求1所述的多通道直流电源控制箱，其特征在于，电源电路包括DC/DC和LDO，DC/DC连接电源模块的输出端，用于将+24VDC转换为+5VDC，LDO连接DC/DC，用于将+5VDC转换为+1.0VDC、+1.8VDC和+3.3VDC。
3.根据权利要求2所述的多通道直流电源控制箱，其特征在于，DC/DC采用隔离型DC/DC模块。
4.根据权利要求1所述的多通道直流电源控制箱，其特征在于，主控模块还包括ADC电路，连接在电源模块的输出端处，并通过SPI总线连接FPGA，用于进行ADC采样，FPGA用于通过ADC电路进行电压和电流信号采样，并通过通讯接口传输到上位机。
5.根据权利要求1所述的多通道直流电源控制箱，其特征在于，通讯接口包括RS422串口，FPGA连接有串口通讯电路，串口通讯电路连接RS422串口。
6.根据权利要求1所述的多通道直流电源控制箱，其特征在于，通讯接口包括RJ45网口，FPGA连接有PHY芯片，PHY芯片连接RJ45网口。
7.根据权利要求1所述的多通道直流电源控制箱，其特征在于，FPGA连接有时钟电路，时钟电路采用有源晶振。
8.根据权利要求1所述的多通道直流电源控制箱，其特征在于，FPGA连接有存储电路，存储电路采用FLASH芯片。
9.根据权利要求1所述的多通道直流电源控制箱，其特征在于，FPGA连接有复位电路，复位电路采用复位芯片。
10.根据权利要求1所述的多通道直流电源控制箱，其特征在于，FPGA连接有配置电路，用于为FPGA提供JTAG下载支持。
Priority Applications (1)
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