介绍一种用于监测开关电源工作状态的电路

电力系统二次设备中，常采用开关电源供电，开关电源是功率电路，长期工作在高电压、大电流、高温状态下，如果其中某些关键器件存在质量缺陷，或由于热设计不合理，在长期的电应力作用下，可能会导致器件性能劣化，如果不能及时发现这种性能变化并进行维修更换，最终会造成电源失效，装置无法正常运行。

现有技术一般只对输出电流或输出电压进行检测，并不能很好的了解开关电源中关键器件是否存在质量缺陷或热设计是否不合理等。

为了克服了上述技术的不足，本文介绍一种用于监测开关电源工作状态的电路。

电路包括有开关电源输出电流检测模块

1、开关电源输出电压检测模块

2、用于检测环境温度的温度检测模块

3、用于对开关电源中控制开关管通断的PWM波进行脉宽检测的PWM波脉宽检测模块

4、用于对开关电源中流经开关管的电流大小进行检测的开关管电流检测模块

5、以及用于对检测数据进行处理的处理器

6，所述开关电源输出电流检测模块1检测信号输出端、开关电源输出电压检测模块2检测信号输出端、温度检测模块3检测信号输出端、PWM波脉宽检测模块4检测信号输出端、开关管电流检测模块5检测信号输出端分别与所述处理器6连接。

开关电源输出电流检测模块1采用芯片型号为ACS758（或使用***CH704)的电流传感器U1，电流传感器U1的第4引脚作为检测电流输入端，第5引脚作为检测电流输出端，第3引脚作为所述开关电源输出电流检测模块1的检测信号输出端与所述处理器6连接。

关电源输出电压检测模块2包括有电阻R1、电阻R2、以及型号为MCP6022 的运算放大器U3A，电阻R1一端作为开关电源输出电压检测模块2的电压输入正极连接端用于与开关电源的电压输出正极连接端连接，电阻R1另一端与电阻R2一端、运算放大器U3A同相输入端相连接，电阻R2另一端作为开关电源输出电压检测模块2的电压输入负极连接端用于与开关电源的电压输出负极连接端连接，运算放大器U3A的反相输入端与运放输出端连接后作为开关电源输出电压检测模块2检测信号输出端与处理器6连接。

开关电源输出电流检测模块和开关电源输出电压检测模块的设置，便于了解工作时开关电源的输出电流、输出电压情况，温度检测模块的设置，便于了解工作时开关电源所处的环境温度，PWM波脉宽检测模块的设置，便于了解工作时开关电源中控制开关管通断的PWM波脉宽，开关管电流检测模块的设置，便于了解工作时开关电源中流经开关管的电流大小，是否存在质量缺陷，发现潜在风险。  

文章中提到的CH704芯片是意瑞半导体（上海）有限公司推出隔离集成式电流传感器芯片，该芯片可以替代Allegro的大电流霍尔电流传感器ACS758/ACS770/ACS772，其中CH704A是满足汽车级标准的产品，填补了国内的空白。

CH704 是专为大电流检测应用开发的隔离集成式电流传感芯片。CH704 内置 0.1mΩ 的初级导体电阻，有效降低芯片发热支持大电流检测：±50A, ±100A, ±150A, ±200A。其内部集成独特的温度补偿电路以实现芯片在 -40 到150­°C全温范围内良好的一致性。

出厂前芯片已做好灵敏度和静态（零电流）输出电压的校准，在全温度范围内提供 ±2% 的典型准确性。

产品信息如下：

• 隔离电压：4800VRMS

• AEC-Q100 汽车认证 (CH704A)

• 电源：4.5-5.5V

• 输出电压与电流成正比：+/-50A,+/-100A,+/-150A,+/-200A

• 带宽：120kHz

• 响应时间：4us

• 宽温度范围：-40­°C 至 150­°C

• 使用 EEPROM 进行高分辨率偏移和灵敏度调整

• 导线电阻：0.1 mΩ

• 集成数字温度补偿电路

• 几乎为零的磁滞

• 电源电压的比例输出

• 抗外部磁场

   



审核编辑：刘清