TW201522985A - 功率偵測電路 - Google Patents

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Abstract

一種功率偵測電路，用於偵測一電子裝置之電源模組，所述電源模組之輸入端用於連接輸入電源，所述功率偵測電路包括一與所述電源模組之輸出端相連之電流偵測模組、一與所述電流偵測模組相連之MCU及一與所述電流偵測模組及所述MCU相連之校正電路，所述校正電路用於校正所述電源模組之輸出電流，所述電流偵測模組用於偵測所述電源模組之輸出電流，所述MCU根據所述電流偵測模組偵測之電流信號及所述電源模組之輸出電壓計算出所述電源模組之輸出功率，所述電子裝置包括與所述MCU相連之顯示模組，所述顯示模組顯示所述電源模組之輸出功率。

Description

功率偵測電路
本發明涉及一種功率偵測電路。
當使用者於使用電子產品時，如果電網處於不穩定之狀態，則輸入至電子產品之外接電源可能會存於過壓之情形，易造成電子產品中元件之損壞。因此，利用功率偵測電路偵測電子產品之外接電源是否存於突變、跳火等情況很有必要。一習知之電源偵測測電路包括一與電子產品之電源模組相連之電壓跳變偵測模組、一與所述電壓跳變偵測模組相連之微控制單元及一與所述微控制單元相連之顯示幕，所述電壓跳變偵測模組用於偵測所述電源模組接入之交流電壓並產生一偵測信號輸出給所述微控制單元，所述微控制單元根據偵測信號判別電子產品之外接電源是否存於突變、跳火等非正常之情況並將分析結果資料輸出給顯示幕顯示。然而，上述電源偵測電路僅偵測電子產品之外接電源，未能偵測電子產品之電源功率，不方便用戶查看或校正電子產品之電源功率。
鑒於以上內容，有必要提供一種具有功率偵測及功率顯示功能之功率偵測電路。
一種功率偵測電路，用於偵測一電子裝置之電源模組，所述電源模組之輸入端用於連接輸入電源，所述電源模組之輸出端用於輸出電源信號，所述功率偵測電路包括一與所述電源模組之輸出端相連之電流偵測模組、一與所述電流偵測模組相連之MCU及一與所述電流偵測模組及所述MCU相連之校正電路，所述校正電路用於校正所述電源模組之輸出電流，所述電流偵測模組用於偵測所述電源模組之輸出電流，所述MCU根據所述電流偵測模組偵測之電流信號及已知之或測量出之所述電源模組之輸出電壓計算出所述電源模組之輸出功率，所述電子裝置包括與所述MCU相連之顯示模組，所述顯示模組顯示所述電源模組之輸出功率。
與習知技術相比，上述功率偵測電路利用利用所述校正電路校正電源模組之輸出電流，所述電流偵測模組偵測所述電源模組之輸出電流，利用所述微控制單元計算出所述電源模組之輸出功率，利用所述顯示模組即時顯示所述電源模組之輸出功率；既能直觀之呈現偵測結果，還能實現功率校正功能。
圖1是本發明功率偵測電路一第一較佳實施方式之電路圖。
圖2是本發明功率偵測電路一第二較佳實施方式之電路圖。
圖3是本發明功率偵測電路一第三較佳實施方式之電路圖。
圖4是本發明功率偵測電路一第四較佳實施方式之電路圖。
請參閱圖1，於本發明之一第一較佳實施方式中，一功率偵測電路用於偵測一電子裝置之功耗，其包括一功率計20、一MCU （Micro Control Unit，微控制單元）30、一與所述MCU 30相連之記憶體40、一主功能負載50、一電流偵測模組60、一電源模組80及一與所述MCU 30相連之校正電路90。所述電源模組80與一AC（alternating current，交流）電源10相連，能將AC電源10輸出之交流電壓轉換為直流電壓提供給電路中之各負載。所述電源模組80包括橋式整流電路、PFC（Power Factor Correction，功率因數校正）模組及AC-to-DC（交流轉直流）轉換模組。所述記憶體40用於存儲MCU 30接收到之資料，方便調用查詢歷史資料。於一實施方式中，所述電源模組80、MCU 30、主功能負載50等所有元件可均安裝於所述電子裝置內，或部分元件以外接之形式插接至所述電子裝置。
所述功率計20與所述AC電源10相連，用於偵測AC電源10輸入給所述電源模組80之輸入功率，並將測得之功率值輸出給所述MCU 30。
所述電流偵測模組60藉由一二極體D1與所述電源模組80相連，用於偵測所述電源模組80之輸出電流，並將偵測到之電流信號輸出給MCU 30。所述電源模組80之輸出電壓具有一預設之電壓值，所述MCU 30存有所述預設之電壓值，所述MCU 30根據電流偵測模組60偵測到之電流信號及所述預設之電壓值計算出所述電源模組80之輸出功率或電源模組80所接負載之功耗。所述MCU 30還可根據所述電源模組80之輸入功率及輸出功率計算出所述電源模組80之轉換效率。所述MCU 30還可根據測得之所述電源模組80之轉換效率與所述電源模組80之出廠轉換效率做比較，從而得出所述電源模組80之老化程度。
所述主功能負載50包括顯示模組（如顯示幕）、電路板等組成部分，所述MCU 30與所述顯示模組相連，所述顯示模組能顯示所述電源模組80之輸入功率、輸出功率及轉換效率等參數。
所述校正電路90包括一第一三極管Q1，所述第一三極管Q1之基極藉由一第一電阻R1與所述MCU 30相連，所述第一三極管Q1之集極藉由一第二電阻R2與所述電流偵測模組60相連，所述第一三極管Q1之射極接地。於一實施方式中，所述第一三極管Q1為一NPN型三極管。
所述功率偵測電路還包括一第二三極管Q2及一第三三極管Q3。所述第二三極管Q2之射極與所述電流偵測模組60相連，一第三電阻R3之一端與所述電流偵測模組60及所述第二三極管Q2之射極相連，所述第三電阻R3之另一端藉由一第四電阻R4與所述第二三極管Q2之基極相連。所述第二三極管Q2之集極與所述主功能負載50相連。一第五電阻R5之一端藉由所述第四電阻R4與所述第二三極管Q2之基極相連，另一端與所述第三三極管Q3之集極相連。所述第三三極管Q3之基極與所述MCU 30相連，射極接地。於一實施方式中，所述第二三極管Q2為PNP型三極管，所述第三三極管Q3為NPN型三極管。
所述MCU 30還外接有多個按鍵開關K1~K4。所述按鍵開關K1用於啟動所述校正電路90，所述按鍵開關K2用於啟用手動校正功率功能，所述按鍵開關K3用於手動校正增加電子裝置之功率，所述按鍵開關K4用於手動校正減小電子裝置之功率。
當所述按鍵開關K1被按壓而啟動所述校正電路90時，所述MCU 30輸出高電平之信號給所述第一三極管Q1，輸出低電平之信號給所述第三三極管Q3，所述第一三極管Q1導通，第二三極管Q2及第三三極管Q3均截止。所述主功能負載50斷電，所述第二電阻R2通電，所述電流偵測模組60偵測流過第二電阻R2之電流並將偵測到之電流信號輸出給所述MCU 30，所述MCU 30即可算出所述電源模組80於外接第二電阻R2時之輸出功率。
所述主功能負載50通電工作時，所述校正電路90處於關閉狀態，所述MCU 30輸出低電平之信號給所述第一三極管Q1，輸出高電平之信號給所述第三三極管Q3，所述第一三極管Q1截止，第二三極管Q2及第三三極管Q3均導通。所述電流偵測模組60偵測流向所述主功能負載50之電流並將偵測到之電流信號輸出給所述MCU 30，所述MCU 30即可算出所述電源模組80於給主功能負載50供電時之輸出功率。
於上述實施方式中，所述第一三極管Q1與所述第二三極管Q2不能同時導通，所述第一三極管Q1與所述第二三極管Q2其中之一須斷開或兩者或同時斷開。
請參閱圖2，於本發明之一第二較佳實施方式中，一功率偵測電路相較於上述第一實施方式之功率偵測電路增設有一電壓偵測模組70，所述電壓偵測模組70連接於所述二極體D1及所述電流偵測模組60之間，所述電壓偵測模組70偵測所述電源模組80輸出給負載之電壓，並將偵測到之電壓信號給所述MCU 30，可避免因電源模組80之實際輸出電壓與預設輸出電壓值不同而產生之誤差。
請參閱圖3，於本發明一第三實施方式中，一功率偵測電路相較於上述第一實施方式之功率偵測電路省去了與AC電源10相連之功率計，增設了與所述AC電源10相連之變壓器110、與變壓器110相連之偵測模組120及與所述偵測模組120相連之運放器130。所述變壓器110將AC電源10之輸出電壓進行轉換後，輸出給所述偵測模組120，所述偵測模組120中之二極體及電容對變壓器110輸出之信號進行整流濾波處理後輸出至所述運放器130，所述運放器130對所述偵測模組120輸出之信號按預設之比例放大後輸出至所述MCU 30，所述MCU 30根據所述運放器130輸出之偵測信號得出所述AC電源10之輸出電流或輸出電壓。
請參閱圖4，於本發明一第四實施方式中，一功率偵測電路相較於上述第三實施方式之功率偵測電路增設有電壓偵測模組70，所述電壓偵測模組70連接於所述二極體D1及所述電流偵測模組60之間，所述電壓偵測模組70偵測所述電源模組80輸出給負載之電壓，並將偵測到之電壓信號給所述MCU 30，可避免因電源模組80之實際輸出電壓與預設輸出電壓值不同而產生之誤差。
於上述實施方式中，所述MCU 30還可外接多個與所述校正電路90類似之校正電路，每一校正電路包括與所述MCU 30相連之三極管與及與該三極管相連之之校正電阻，校正電阻可用於校正偵測之電流信號。該等校正電路可類比電路於滿載（所有之校正電路之電阻均通電工作）、輕載（少量之校正電路之電阻通電工作）、零負載（所有之校正電路之電阻均斷電）等情況下之功耗。所述MCU 30可根據負載大小及功耗大小建立負載與功耗之對應關係表或生成負載與功耗之曲線，還可生成電源模組80於外接不同負載時轉換效率之曲線。利用上述參數對應關係表或曲線，MCU 30於得到電源模組80之輸入功率之資訊時，即可根據轉換效率計算出電源模組80之輸出功率；於得到電源模組80之輸出功率時，即可根據轉換效率計算出電源模組80之輸入功率。以上述方式，所述功率偵測電路於偵測負載之功耗時，無需偵測所有之參數（如輸入/輸出功率、輸入/輸出電壓、輸出/輸出電流等），僅需偵測其中之部分參數（如輸出電流），即可計算出電源模組80之輸出功率、輸入功率等其他參數。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10‧‧‧AC電源
20‧‧‧功率計
30‧‧‧MCU
40‧‧‧記憶體
50‧‧‧主功能負載
60‧‧‧電流偵測模組
70‧‧‧電壓偵測模組
80‧‧‧電源模組
90‧‧‧校正電路
K1~K4‧‧‧按鍵開關
Q1‧‧‧第一三極管
Q2‧‧‧第二三極管
Q3‧‧‧第三三極管
R1‧‧‧第一電阻
R2‧‧‧第二電阻
R3‧‧‧第三電阻
R4‧‧‧第四電阻
R5‧‧‧第五電阻
R6‧‧‧第六電阻
110‧‧‧變壓器
120‧‧‧偵測模組
130‧‧‧運放器
無
10‧‧‧AC電源
20‧‧‧功率計
30‧‧‧MCU
40‧‧‧記憶體
50‧‧‧主功能負載
60‧‧‧電流偵測模組
80‧‧‧電源模組
90‧‧‧校正電路
K1~K4‧‧‧按鍵開關
Q1‧‧‧第一三極管
Q2‧‧‧第二三極管
Q3‧‧‧第三三極管
R1‧‧‧第一電阻
R2‧‧‧第二電阻
R3‧‧‧第三電阻
R4‧‧‧第四電阻
R5‧‧‧第五電阻
R6‧‧‧第六電阻

Claims (10)

  1. 一種功率偵測電路，用於偵測一電子裝置之電源模組，所述電源模組之輸入端用於連接輸入電源，所述電源模組之輸出端用於輸出電源信號，所述功率偵測電路包括一與所述電源模組之輸出端相連之電流偵測模組、一與所述電流偵測模組相連之MCU及一與所述電流偵測模組及所述MCU相連之校正電路，所述校正電路用於校正所述電源模組之輸出電流，所述電流偵測模組用於偵測所述電源模組之輸出電流，所述MCU根據所述電流偵測模組偵測之電流信號及已知之或測量出之所述電源模組之輸出電壓計算出所述電源模組之輸出功率，所述電子裝置包括與所述MCU相連之顯示模組，所述顯示模組顯示所述電源模組之輸出功率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之功率偵測電路，其中所述電源模組之輸出電壓由一電壓偵測模組測得並輸出給所述MCU以計算出所述電源模組之輸出功率。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之功率偵測電路，其中所述電源模組之輸出電壓具有預設之電壓值，所述MCU存有所述預設之電壓值以計算出所述電源模組之輸出功率。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之功率偵測電路，其中所述校正電路包括一第一三極管，所述第一三極管之基極藉由一第一電阻與所述MCU相連，所述第一三極管之集極藉由一第二電阻與所述電流偵測模組相連，所述第一三極管之射極接地。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之功率偵測電路，其中所述功率偵測電路還包括一第二三極管及一第三三極管，所述第二三極管之射極與所述電流偵測模組相連；一第三電阻之一端與所述電流偵測模組及所述第二三極管之射極相連，所述第三電阻之另一端藉由一第四電阻與所述第二三極管之基極相連；所述第二三極管之集極與所述電子裝置之主功能負載相連；一第五電阻之一端藉由所述第四電阻與所述第二三極管之基極相連，所述第五電阻之另一端與所述第三三極管之集極相連；所述第三三極管之基極與所述MCU相連，所述第三三極管之射極接地。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之功率偵測電路，其中所述第一三級管為NPN型三極管，所述第二三極管為PNP型三極管，所述第三三極管為NPN型三極管。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之功率偵測電路，其中所述功率偵測電路還包括一功率計，用於偵測所述電源模組之輸入功率；所述功率計將所述電源模組之輸入功率提供給所述MCU，所述MCU根據所述電源模組之輸出功率及輸入功率計算出所述電源模組之轉換效率。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之功率偵測電路，其中所述MCU存有所述電源模組之轉換效率，並根據所述電源模組之輸出功率及轉換效率計算出所述電源模組之輸入功率。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之功率偵測電路，其中所述MCU接有一記憶體，所述記憶體用於存儲輸入至MCU之資料。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之功率偵測電路，其中所述MCU還外接有用於校正所述電子裝置之功率之按鍵開關。
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