專利名稱：機載電源多路輸出開關(guān)控制及電流檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種機載電源多路輸出開關(guān)控制及電流檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在機載計算機電源多路輸出控制和電流檢測設(shè)計過程中，通常采用繼電器、分立式有源功率開關(guān)和控制驅(qū)動電路、固態(tài)功率控制器模塊來實現(xiàn)。繼電器方案存在機械觸點磨損、開關(guān)壽命縮短、動作時間長、大電流接通和斷開時會出現(xiàn)電弧、可靠性低等缺點。分立式有源功率開關(guān)和固態(tài)功率控制器模塊存在電路復(fù)雜、占用板面積大、可靠性降低的缺點。另外，以上三種方案中的電流檢測都采用電阻采樣并與功率開關(guān)直接相連，其一，電阻上消耗的功率大；其二，功率地或電流采樣線上存在大的開關(guān)噪聲時，干擾控制電路和其它應(yīng)用電路。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種實用的機載電源多路輸出開關(guān)控制及電流檢測系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)電路復(fù)雜、可靠性低的技術(shù)問題。本實用新型的技術(shù)方案如下機載電源多路輸出開關(guān)控制及電流檢測系統(tǒng)，包括單片集成功率開關(guān)電路、電流檢測電路和隔離驅(qū)動電路，其中，隔離驅(qū)動電路包括光電耦合器和偏置電阻，其特殊之處在于所述單片集成功率開關(guān)電路的控制信號端通過限流電阻(R2)連接至光電耦合器的集電極，電流檢測端通過偏置電阻0 )接地；所述電流檢測電路采用霍爾電流傳感器，霍爾電流傳感器的電流流入端與Ul單片集成功率開關(guān)電路的輸出端相連，霍爾電流傳感器的電流流出端接至負(fù)載，霍爾電流傳感器的濾波端經(jīng)電容接地。上述單片集成功率開關(guān)電路主要由功率開關(guān)、電荷泵驅(qū)動電路、輸出電壓檢測、負(fù)載電流反饋電路、保護功能電路以及溫度保護電路組成。本實用新型實現(xiàn)了機載電源的多路輸出開關(guān)(接通/斷開)控制和電流隔離檢測，并且簡化了電路設(shè)計、實現(xiàn)小型化、減小電磁干擾、提高可靠性。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型以單片集成功率開關(guān)為核心，配置外圍隔離驅(qū)動電路、霍爾電流傳感器，實現(xiàn)了機載計算機電源多路輸出控制和電流隔離檢測。如圖1所示，單片集成功率開關(guān)外圍配置了電流檢測電路、隔離驅(qū)動電路。電流檢測電路由霍爾電流傳感IC電路U2、Cl、C2組成。大電流流入U2的1、2端，流出U2的3、4端?；魻朓C將電流變換為精密的電壓信號，向外輸出。隔離驅(qū)動電路由光電耦合電路、偏置電阻等組成。單片集成功率開關(guān)電路的3腳(Vbb)為電源輸入端，連接到供電電源輸出端子。1、5腳為輸出端，短接在一起連接到霍爾電流傳感器的1、2管腳。2腳為控制端，通過限流電阻R2連接到光電耦合器的集電極。4腳為電流檢測端，通過電阻R3連接到地?；魻栯娏鱾鞲衅?U2)的輸入端1、2管腳為電流流入端，與Ul的輸出相連。3、4為電流流出端，與負(fù)載相連(圖中未畫出負(fù)載)。5腳為接地端。6腳為濾波端，外接C2進行濾波。7腳為電壓信號輸出端，該端輸出電壓與檢測的電流呈線性比例關(guān)系。8腳為U2的Vcc電源端，由5V電源供電，同時外接濾波電容進行濾波。可選的一組電路參數(shù)和器件型號如下Rl = 750 Ω , R2 = IK, R3 = IK, Cl = 0. 1UF, C2 = 0. 1UF, Ul :BTS6163D，U2 ACS712E, U3 :PS2701。單片集成功率開關(guān)電路內(nèi)含功率開關(guān)(MOSFET)、電荷泵驅(qū)動電路、輸出電壓檢測、負(fù)載電流診斷反饋、保護功能電路以及溫度保護電路。單片集成功率開關(guān)可在外部控制信號的驅(qū)動下導(dǎo)通，當(dāng)控制信號為高電平(5V)時，開關(guān)導(dǎo)通；當(dāng)控制信號為低電平(小于1. 5V)時，開關(guān)截止。外圍元件R2連接到Ul的2腳，R3連接到Ul的4腳，R2另一端連接到U3的集電極，R3另一端連接到地。由于單片集成功率開關(guān)電路集有源開關(guān)、控制、驅(qū)動、過流短路保護、過壓保護、過溫保護、電壓、電流檢測等功能于一體，大大簡化了電路設(shè)計，節(jié)省了板面積，提高了可靠性。霍爾電流傳感器與通常采用的電阻電流檢測比較，首先電流檢測部分的功耗比電阻采樣小88% ；第二，由于采用霍爾電流傳感的緣故，大電流檢測與小信號電路完全隔離，在電流檢測輸出端可獲得與檢測電流成比例的低噪聲模擬電壓信號，大大減小了大電流檢測時的噪聲干擾、提高了電流檢測精度。
權(quán)利要求1.機載電源多路輸出開關(guān)控制及電流檢測系統(tǒng)，包括單片集成功率開關(guān)電路、電流檢測電路和隔離驅(qū)動電路，其中，隔離驅(qū)動電路包括光電耦合器和偏置電阻，其特征在于所述單片集成功率開關(guān)電路的控制信號端通過限流電阻(R2)連接至光電耦合器的集電極，電流檢測端通過偏置電阻0 )接地；所述電流檢測電路采用霍爾電流傳感器，霍爾電流傳感器的電流流入端與Ul單片集成功率開關(guān)電路的輸出端相連，霍爾電流傳感器的電流流出端接至負(fù)載，霍爾電流傳感器的濾波端經(jīng)電容接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機載電源多路輸出開關(guān)控制及電流檢測系統(tǒng)，其特征在于所述單片集成功率開關(guān)電路主要由功率開關(guān)、電荷泵驅(qū)動電路、輸出電壓檢測、負(fù)載電流反饋電路、保護功能電路以及溫度保護電路組成。
專利摘要本實用新型提供了一種實用的機載電源多路輸出開關(guān)控制及電流檢測系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)電路復(fù)雜、可靠性低的技術(shù)問題。該系統(tǒng)的單片集成功率開關(guān)電路的控制信號端通過限流電阻(R2)連接至光電耦合器的集電極，電流檢測端通過偏置電阻(R3)接地；所述電流檢測電路采用霍爾電流傳感器，霍爾電流傳感器的電流流入端與U1單片集成功率開關(guān)電路的輸出端相連，霍爾電流傳感器的電流流出端接至負(fù)載，霍爾電流傳感器的濾波端經(jīng)電容接地。本實用新型實現(xiàn)了機載電源的多路輸出開關(guān)(接通/斷開)控制和電流隔離檢測，并且簡化了電路設(shè)計、實現(xiàn)小型化、減小電磁干擾、提高可靠性。
文檔編號G01R19/00GK202340209SQ20112048546
公開日2012年7月18日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者孫立萌, 孟穎悟, 田育新, 韓敏 申請人:中國航空工業(yè)集團公司第六三一研究所