一种电源监控电路及电源监控装置制造方法
一种电源监控电路及电源监控装置制造方法
【专利摘要】本发明属于电源【技术领域】，特别涉及一种电源监控电路及电源监控装置。本发明通过采用由包括初级监控模块与次级监控模块的电源监控电路，由初级监控模块根据市电电压与电流生成市电电压值与电流值，同时计算生成输入功率值并累计生成输入电能值，并根据次级监控模块输出的信号输出至次级监控模块，或将输入电能值清零；由次级监控模块检测环境温度、热点温度以及电源输出电压并转换为数值，根据主机输出的控制信号控制初级监控模块，或将上述数值转换为USB信号并输出至主机，同时根据主机输出的控制信号或根据环境温度值与热点温度值为电源进行散热，实现了采用USB方式与主机通信、电能累计及自由控制散热速度的功能。
【专利说明】一种电源监控电路及电源监控装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于电源【技术领域】，特别涉及一种电源监控电路及电源监控装置。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展，人们的生活越来越离不开各种电子产品。然而，大多数电子产品都不能直接使用交流市电工作，所以在电子产品内部一般都安装有电源装置对交流市电进行变换，输出电压适合其内部电子元器件工作的直流电。一旦损坏或使用不当将对电子产品本身造成严重的损害，甚至引起火灾造成更加严重的经济损失。因此，实时对电源装置的工作状态进行监控具有十分重要的意义。
[0003]然而，现有的电源监控装置，如服务器电源，虽然可以实现对电源的工作状态进行监控，但都采用串口信号与主机进行通信，要求电源装置与主机同时配有专用的PMBus(Power Management Bus,电源管理总线)串口接口，通用性不强。
[0004]另外，现有的电源监控装置大多只是简单地对检测电源装置电路中的电压、电流信息，没有对输入电源的电能进行累计，导致用户无法实时监控电子产品的电能消耗以及电源的工作效率。
[0005]还有，现有的电源监控装置虽大部分具有风机辅助散热功能，但无法直接控制风机转速，导致用户需要在需要加快散热速度等情况下无法自由地控制风机转速；并且，现有技术中多采用具有自动控制转速功能的风机进行辅助散热，其生产成本较高。
[0006]综上所述，现有的电源监控装置存在通用性差，检测数据不足、成本较高以及风机转速不能自由控制的问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种电源监控电路，旨在解决现有的电源监控电路存在通用性差，检测数据不足、成本较高以及风机转速不能自由控制的问题。
[0008]本发明是这样实现的，一种电源监控电路，与初级电源模块、次级电源模块、电源以及主机连接，所述电源包括对经过所述电源整流后的交流市电的电流进行采样的采样模块，所述电源具有一个或多个正电压输出端和一个或多个负电压输出端，所述初级电源模块与所述次级电源模块分别对所述电源的一个或多个正电压输出端中的第一正电压输出端与第二正电压输出端输出的直流电进行电压转换；所述电源监控电路包括初级监控模块与次级监控模块；
[0009]所述初级监控模块还包括:
[0010]第一输入端与第二输入端分别连接交流市电的火线与零线，根据交流市电的电压输出市电电压检测信号的市电电压检测模块；
[0011]正采样端与负采样端分别连接所述采样模块的输入端与输出端，根据流过所述采样模块的电流输出市电电流检测信号的市电电流检测模块；
[0012]电源端连接所述初级电源模块的输出端，根据输入端接收到的第一初级信号向所述次级监控模块发出初级红外信号，或根据所述次级监控模块发出的次级红外信号输出第二初级信号的初级通信模块；
[0013]电源端连接所述初级电源模块的输出端，市电电压检测端连接所述市电电压检测模块的输出端，市电电流检测端连接所述市电电流检测模块的输出端，初级信号输出端连接所述初级通信模块的输入端，初级信号输入端连接所述初级通信模块的输出端，根据所述市电电压检测信号与所述市电电流检测信号生成市电电压值与市电电流值，同时计算生成输入功率值并累计生成输入电能值，根据所述第二初级信号将所述市电电压值、所述市电电流值、所述输入功率值以及所述输入电能值转换为第一初级信号并输出，或根据所述第二初级信号将所述输入电能值清零的初级控制模块；
[0014]所述次级监控模块还包括:
[0015]电源端连接所述次级电源模块的输出端，根据输入端接收到的第一次级信号向所述初级监控模块发出所述次级红外信号，或根据所述初级红外信号输出第二次级信号的次级通信模块；
[0016]电源端连接所述次级电源模块的输出端，根据外部环境温度与电源热点温度分别输出环境温度信号与热点温度信号的温度检测模块；
[0017]一个或多个正电压检测端中的每个正电压检测端一一对应地连接所述一个或多个正电压输出端中的每个正电压输出端，根据所述一个或多个正电压输出端的电压分别输出一个或多个正电压检测信号的正电压输出检测模块；
[0018]一个或多个负电压检测端中的每个负电压检测端一一对应地连接所述一个或多个负电压输出端中的每个负电压输出端，根据所述一个或多个负电压输出端的电压分别输出一个或多个负电压检测信号的负电压输出检测模块；
[0019]—个或多个正电压信号输入端中的每个正电压信号输入端对应地连接所述正电压输出检测模块的一个或多个正电压信号输出端中的每个正电压信号输出端，一个或多个负电压信号输入端中的每个负电压信号输入端对应地连接所述负电压输出检测模块的一个或多个负电压信号输出端中的每个负电压信号输出端，USB (Universal SerialBus，通用串行总线)正端与USB负端分别连接所述主机的USB正端与USB负端，次级信号输出端连接所述次级通信模块的输入端，次级信号输入端连接所述次级通信模块的输出端，环境温度输入端连接所述温度检测模块的环境温度输出端，热点温度输入端连接所述温度检测模块的热点温度输出端，将所述环境温度信号、所述热点温度信号、所述一个或多个正电压检测信号以及所述一个或多个负电压检测信号分别转换为环境温度值、热点温度值、一个或多个正电压值以及一个或多个负电压值，将所述第二次级信号转换为所述市电电压值、所述市电电流值、所述输入功率值以及所述输入电能值，根据所述主机输出的控制信号输出第一次级信号，或将所述环境温度值、所述热点温度值、所述一个或多个正电压值、所述一个或多个负电压值、所述市电电压值、所述市电电流值、所述输入功率值以及所述输入电能值转换为USB信号并通过USB总线输出至主机，同时根据所述控制信号或根据所述环境温度值与所述热点温度值输出PWM (Pulse Width Modulat1n，脉冲宽度调制)控制信号的次级控制模块；
[0020]电源端连接所述第二正电压输出端，受控端连接所述次级控制模块的控制端，根据所述PWM控制信号对电源进行散热的散热模块。[0021 ] 本发明的另一目的还在于提供一种包括上述电源监控模块的电源监控装置。
[0022]本发明通过采用由包括所述初级监控模块与所述次级监控模块的所述电源监控电路，由所述初级监控模块根据市电电压与电流生成所述市电电压值与所述市电电流值，同时计算生成所述输入功率值并累计生成所述输入电能值，根据所述次级监控模块输出的信号将上述数值输出至所述次级监控模块，或根据所述次级监控模块输出的信号将所述输入电能值清零；由所述次级监控模块检测环境温度、热点温度以及电源输出电压并将检测结果转换为数值，同时根据所述主机输出的控制信号控制初级监控模块，或将上述数值转换为USB信号并输出至所述主机，同时根据所述主机输出的控制信号或根据所述环境温度值与所述热点温度值为所述电源进行散热，实现了采用USB方式与主机通信、电能累计以及自由控制散热速度的功能，具有通用性高与成本低的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明一实施例所提供的电源监控电路的模块结构图；
[0024]图2是本发明一实施例所提供的初级电源模块的示例电路结构图；
[0025]图3是本发明一实施例所提供的初级监控模块的示例电路结构图；
[0026]图4是本发明一实施例所提供的次级电源模块的示例电路结构图；
[0027]图5是本发明一实施例所提供的次级监控模块的示例电路结构图；
[0028]图6是本发明另一实施例所提供的散热模块的示例电路结构图；
【具体实施方式】
[0029]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0030]本发明实施例通过采用由包括初级监控模块与次级监控模块的电源监控电路，实现了采用USB方式与主机通信、电能累计以及自由控制散热速度的功能。
[0031]图1示出了本发明实施例提供的电源监控电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下:
[0032]该电源监控电路2与初级电源模块4、次级电源模块5、电源I以及主机3连接，电源I包括对经过电源I整流后的交流市电的电流进行采样的采样模块，电源I具有一个或多个正电压输出端和一个或多个负电压输出端，初级电源模块4与次级电源模块5分别对电源I的一个或多个正电压输出端中的第一正电压输出端与第二正电压输出端输出的直流电进行电压转换；电源监控电路2包括初级监控模块与次级监控模块。
[0033]初级监控模块还包括:
[0034]第一输入端与第二输入端分别连接交流市电的火线与零线，根据交流市电的电压输出市电电压检测信号的市电电压检测模块211。
[0035]正采样端与负采样端分别连接采样模块的输入端与输出端，根据流过采样模块的电流输出市电电流检测信号的市电电流检测模块212。
[0036]电源端连接初级电源模块4的输出端，根据输入端接收到的第一初级信号向次级监控模块发出初级红外信号，或根据次级监控模块发出的次级红外信号输出第二初级信号的初级通信模块213。
[0037]电源端连接初级电源模块4的输出端，市电电压检测端连接市电电压检测模块211的输出端，市电电流检测端连接市电电流检测模块212的输出端，初级信号输出端连接初级通信模块213的输入端，初级信号输入端连接初级通信模块213的输出端，根据市电电压检测信号与市电电流检测信号生成市电电压值与市电电流值，同时计算生成输入功率值并累计生成输入电能值，根据第二初级信号将市电电压值、市电电流值、输入功率值以及输入电能值转换为第一初级信号并输出，或根据第二初级信号将输入电能值清零的初级控制模块214。
[0038]次级监控模块还包括:
[0039]电源端连接次级电源模块5的输出端，根据输入端接收到的第一次级信号向初级监控模块发出次级红外信号，或根据初级红外信号输出第二次级信号的次级通信模块222。
[0040]电源端连接次级电源模块5的输出端，根据外部环境温度与电源热点温度分别输出环境温度信号与热点温度信号的温度检测模块221。
[0041]一个或多个正电压检测端中的每个正电压检测端一一对应地连接一个或多个正电压输出端中的每个正电压输出端，根据一个或多个正电压输出端的电压分别输出一个或多个正电压检测信号的正电压输出检测模块223。
[0042]一个或多个负电压检测端中的每个负电压检测端一一对应地连接一个或多个负电压输出端中的每个负电压输出端，根据一个或多个负电压输出端的电压分别输出一个或多个负电压检测信号的负电压输出检测模块224。
[0043]—个或多个正电压信号输入端中的每个正电压信号输入端对应地连接正电压输出检测模块223的一个或多个正电压信号输出端中的每个正电压信号输出端，一个或多个负电压信号输入端中的每个负电压信号输入端对应地连接负电压输出检测模块224的一个或多个负电压信号输出端中的每个负电压信号输出端,USB正端与USB负端分别连接主机3的USB正端与USB负端，次级信号输出端连接次级通信模块222的输入端，次级信号输入端连接次级通信模块222的输出端，环境温度输入端连接温度检测模块221的环境温度输出端，热点温度输入端连接温度检测模块221的热点温度输出端，将环境温度信号、热点温度信号、一个或多个正电压检测信号以及一个或多个负电压检测信号分别转换为环境温度值、热点温度值、一个或多个正电压值以及一个或多个负电压值，将第二次级信号转换为市电电压值、市电电流值、输入功率值以及输入电能值，根据主机3输出的控制信号输出第一次级信号，或将环境温度值、热点温度值、一个或多个正电压值、一个或多个负电压值、市电电压值、市电电流值、输入功率值以及输入电能值转换为USB信号并通过USB总线输出至主机3，同时根据控制信号或根据环境温度值与热点温度值输出PWM控制信号的次级控制模块225。
[0044]电源端连接第二正电压输出端，受控端连接次级控制模块225的控制端，根据PWM控制信号对电源I进行散热的散热模块226。
[0045]在本发明实施例中，主机3可以根据电源监控电路2输出的USB信号将将环境温度值、热点温度值、一个或多个正电压值、一个或多个负电压值、市电电压值、市电电流值、输入功率值以及输入电能值显示在显示器上，用户可以通过USB总线向电源监控电路2发送命令。
[0046]在本发明实施例中，被监控的电源I可以为现有的开关电源，一般具有多个电压输出端，其电压输出端可以分别输出+12V电压、-12V电压、+5V电压、-5V电压以及+3.3V电压等。被监控的电源I还同时具有与各电压输出端对应的电源接地端。
[0047]在本发明实施例中，采样模块可以为一采样电阻或霍尔元件，可将电流信号转换为电压信号。
[0048]图2示出了本发明实施例提供的初级电源模块4的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下:
[0049]作为本发明一实施例，初级电源模块4包括:
[0050]电容Cl、电容C2以及三端稳压器Ul ；
[0051]电容Cl的第一端与三端稳压器Ul的输入端Vin共接形成初级电源模块4的电源端，电容C2的第一端与三端稳压器Ul的输出端Vout共接形成初级电源模块4的输出端，电容Cl的第二端、电容C2的第二端以及三端稳压器Ul的接地端GND共接于初级电源地。
[0052]在本发明实施例中，初级电源模块4的电源端所连接的第一正电压输出端为电源I的一个或多个正电压输出端中的某一个。用户可以根据所采用的三端稳压器Ul的电压转换性能选取电源端的输入电压。初级电源模块4的输出端输出初级电源VDD1。采用独立的初级电源模块4为初级监控模块21供电，可以有效地使初级监控模块21不受次级监控模块22干扰，同时也避免初级监控模块21干扰次级监控模块22，增强电源监控电路2的稳定性。
[0053]图3示出了本发明实施例提供的初级监控模块21的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下:
[0054]作为本发明一实施例，市电电压检测模块211包括:
[0055]电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C3、二极管Dl以及二极管D2 ;
[0056]电容Rl的第一端、电容C3的第一端以及电阻R2的第一端共接形成市电电压检测模块211的输出端，电阻Rl的第二端与电容C3的第二端共接于初级电源地，电阻R3的第一端连接电阻R2的第二端，电阻R3的第二端连接电阻R4的第一端，电阻R4的第二端与二极管Dl的阴极共接于二极管D2的阴极，二极管Dl的阳极与二极管D2的阳极分别为市电电压检测模块211的第一输入端与第二输入端。
[0057]在本发明实施例中，市电电压检测模块211的第一输入端与第二输入端分别连接交流市电的零线N与火线L。
[0058]作为本发明一实施例，市电电流检测模块212包括:
[0059]电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻Rl1、第一运算放大器U3以及第二运算放大器U4 ；
[0060]电容C4的第一端、电阻R5的第一端以及电阻R6的第一端共接形成市电电流检测模块212的输出端，电容C4的第二端与电阻R5的第二端共接于初级电源地，电阻R6的第二端连接第一运算放大器U3的输出端，第一运算放大器U3的输出端连接第一运算放大器U3的反相端，第一运算放大器U3的同相端连接电阻R7的第一端，电阻R7的第二端、电阻R8的第一端以及电容C5的第一端共接于第二运算放大器U4的输出端，电容C5的第二端、电阻R8的第二端、电阻R9的第一端以及电容C6的第一端共接于第二运算放大器U4的反相端，电容C6的第二端、电阻RlO的第一端、电阻Rll的第一端以及电容C7的第一端共接于第二运算放大器U4的同相端，电阻Rll的第二端与电容C7的第二端共接于初级电源地，电阻R9的第二端为市电电流检测模块212的正采样端，电阻RlO的第二端为市电电流检测模块212的负采样端。
[0061]在本发明实施例中，被检测的市电电流由市电电流检测模块212的正采样端流入采样模块，并由负采样端流出采样模块。
[0062]作为本发明一实施例，初级通信模块213包括:
[0063]电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、NMOS管Q1、光电三极管Q2以及发光二极管D3 ；
[0064]电阻R12的第一端与电阻R14的第一端共接形成初级通信模块213的输入端，电阻R12的第二端与电阻R13的第一端共接于发光二极管D3的阳极，发光二极管D3的阴极连接电阻R17的第一端，电阻R13的第二端、电阻R14的第二端、电阻R15的第一端、电阻R16的第一端以及NMOS管的漏极共接形成初级通信模块213的电源端，电阻R16的第二端是初级通信模块213的输出端，电阻R15的第二端、NMOS管Ql的栅极共接于光电三极管Q2的集电极，电阻R17的第二端、光电三极管Q2的发射极以及NMOS管Ql的源极共接于初级电源地。
[0065]作为本发明一实施例，初级控制模块214包括:
[0066]电阻R18、电容C8以及初级控制芯片U2 ；
[0067]电阻R18的第一端与电容C8的第一端共接于初级控制芯片U2的电源端VDDa，电阻R18的第二端为初级控制模块214的电源端，电容C8的第二端与初级控制芯片U2的接地端GND共接于初级电源地，初级控制芯片U2的市电电压检测端ACV为初级控制模块214的市电电压检测端，初级控制芯片U2的市电电流检测端ACI为初级控制模块214的市电电流检测端，初级控制芯片U2的初级信号输入端RXa为初级控制模块214的初级信号输入端，初级控制芯片U2的初级信号输出端IXa为初级控制模块214的初级信号输出端。
[0068]在本发明实施例中，初级控制芯片可以为型号为PIC16F1824或PIC16F1828的单片机芯片。
[0069]图4示出了本发明实施例提供的次级电源模块5的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下:
[0070]作为本发明一实施例，次级电源模块5包括:
[0071]电阻R19、电容C9、电容ClO以及三端稳压器U5 ；
[0072]电阻R19的第一端为次级电源模块5的输入端，电阻R19的第二端与电容C9的第一端共接于三端稳压器U5的输入端Vin,三端稳压器U5的输出端Vout与电容ClO的第一端共接形成三端稳压器U5的输出端，电容C9的第二端、电容ClO的第二端以及三端稳压器U5的接地端GND共接于次级电源地。
[0073]在本发明实施例中，次级电源模块5的电源端所连接的第二正电压输出端为电源I的一个或多个正电压输出端中的与第一正电压输出端不同的某一个。用户可以根据所采用的三端稳压器U5的电压转换性能选取电源端的输入电压。次级电源模块5的输出端输出次级电源VDD2。采用独立的次级电源模块5为次级监控模块22供电，可以有效地使次级监控模块22不受初级监控模块21干扰，同时也避免次级监控模块22干扰初级监控模块21，增强电源监控电路2的稳定性。
[0074]图5示出了本发明实施例提供的次级监控模块22的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下:
[0075]作为本发明一实施例，温度检测模块221包括:
[0076]电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、热敏电阻RT1、热敏电阻RT2、电容C17、电容C18以及二极管D5 ；
[0077]电阻R33的第一端与电容C17的第一端共接于次级电源地，电阻R33的第二端、电容C17的第二端以及电阻R34的第一端共接于二极管D5的阳极，二极管D5的阴极为温度检测模块221的热点温度输出端，电阻R34的第二端连接热敏电阻RTl的第一端，热敏电阻RTl的第二端与热敏电阻RT2的第一端共接形成温度检测模块221的电源端，热敏电阻RT2的第二端连接电阻R36的第一端，电阻R36的第二端、电阻R35的第一端以及电容C18的第一端共接形成温度检测模块221的环境温度输出端，电容C18的第二端与电阻R35的第二端共接于次级电源地。
[0078]在本发明实施例中，热敏电阻RTl所检测的是电源热点温度的温度值，根据电源I的发热情况，热敏电阻RTl可以设置在电源I内发热量较大的位置；热敏电阻RT2所检测的是环境温度，用户可以自由将其设置在不受电路发热影响的位置。
[0079]作为本发明一实施例，次级通信模块222包括:
[0080]电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R32、NMOS管Q5、发光二极管D4以及光电三极管Q4;
[0081]电阻R27的第一端与电阻R28的第一端共接形成次级通信模块222的输入端，电阻R27的第二端、电阻R29的第一端、电阻R30的第一端以及电阻R31的第一端共接形成次级通信模块222的电源端，电阻R28的第二端与电阻R29的第二端共接于发光二极管D4的阳极，发光二极管D4的阴极连接电阻R32的第一端，电阻R30的第二端与光电三极管Q4的集电极共接于NMOS管Q5的栅极，NMOS管Q5的漏极与电阻R31的第二端共接形成次级通信模块222的输出端，电阻R32的第二端、光电三极管Q4的发射极以及NMOS管Q5的源极共接于次级电源地。
[0082]在本发明实施例中，初级通信模块213中的发光二极管D3与次级通信模块222中的光电三极管Q4可以由一光电I禹合器构成，初级通信模块213中的光电三极管Q2与次级通信模块222中的发光二极管D4可由另一光电稱合器构成。
[0083]在本发明实施例中，初级通信模块213中的发光二极管D3与次级通信模块222中的光电三极管Q4还可以由分立元件构成，其采用第一波长的光信号进行通信；初级通信模块213中的光电三极管Q2与次级通信模块222中的发光二极管D4还可由分立元件构成，其采用第二波长的光信号进行通信。
[0084]作为本发明一实施例，正电压输出检测模块223包括一个或多个正电压转换模块2241，一个或多个正电压转换模块2241中的每个正电压转换模块2241的输入端与输出端分别与正电压输出检测模块223的一个或多个正电压检测端中的每个正电压检测端与一个或多个正电压信号输出端中的正电压信号输出端对应；
[0085]一个或多个正电压转换模块2241中的每一个正电压转换模块2241包括:
[0086]电阻R21、电阻R22以及电容C12 ;
[0087]电阻R21的第一端为正电压转换模块2241的输入端，电阻R21的第二端、电容C12的第一端以及电阻R22的第一端共接形成正电压转换模块2241的输出端，电容C12的第二端与电阻R22的第二端共接于次级电源地。
[0088]作为本发明一实施例，负电压输出检测模块224包括一个或多个负电压转换模块2231，一个或多个负电压转换模块2231中的每个负电压转换模块2231的输入端与输出端分别与负电压输出检测模块224的一个或多个负电压检测端中的每个负电压检测端与一个或多个负电压信号输出端中的负电压信号输出端对应；
[0089]一个或多个负电压转换模块2231中的每一个负电压转换模块2231包括:
[0090]电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16以及运算放大器U6;
[0091]电阻R23的第一端为负电压转换模块2231的输入端，电阻R23的第二端、电容C13的第一端、电容C15的第一端以及电阻R24的第一端共接于运算放大器U6的反相端，电容C15的第二端、电阻R24的第二端、电容C14的第一端以及电阻R25的第一端共接于运算放大器U6的输出端，电阻R25的第二端，电阻R26的第一端以及电容C16的第一端共接形成负电压转换模块2231的输出端，电容C13的第二端、电容C14的第二端、电容C16的第二端、电阻R26的第二端以及运算放大器U6的同相端共接于次级电源地。
[0092]作为本发明一实施例，次级控制模块225包括:
[0093]电阻R20、电容Cll以及次级控制芯片U7 ；
[0094]电阻R20的第一端为次级控制模块225的电源端，电阻R20的第二端与电容Cl I的第一端共接于次级控制芯片U7的电源端VDDb，电容Cll的第二端与次级控制芯片U7的接地端GND共接于次级电源地，次级控制芯片U7的一个或多个正电压信号输入端PVT为次级控制模块225的一个或多个正电压信号输入端，次级控制芯片U7的一个或多个负电压信号输入端NVT为次级控制模块225的一个或多个负电压信号输入端，次级控制芯片U7的控制端PWMO为次级控制模块225的控制端，次级控制芯片U7的USB正端D+与USB负端D-分别为次级控制模块225的USB正端与USB负端，次级控制芯片U7的环境温度输入端T2为次级控制模块225的环境温度输入端，次级控制芯片U7的热点温度输入端Tl为次级控制模块225的热点温度输入端，次级控制芯片U7的次级信号输入端RX为次级控制模块225的次级信号输入端，次级控制芯片U7的次级信号输出端IX为次级控制模块225的次级信号输出端。
[0095]在本发明实施例中，次级控制芯片可以为型号为PIC16F1459或PIC16F1459T等具有USB通信功能的单片机芯片。
[0096]作为本发明一实施例，散热模块226包括:
[0097]电阻R37、电阻R38、NMOS管Q3以及风机FANl ；
[0098]电阻R37的第一端为散热模块226的受控端，电阻R37的第二端连接NMOS管Q3的栅极，?OS管Q3的漏极与电阻R38的第一端共接于风机FANl的受控端，电阻R38的第二端与风机FANl的电源端共接形成散热模块226的电源端，NMOS管Q3的源极与风机FANl的接地端共接于地。
[0099]在本发明实施例中，风机FANl可以为能够根据方波信号自动调节转速的风机。
[0100]图6示出了本发明另一实施例提供的散热模块226的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下:
[0101]作为本发明的另一实施例，散热模块226包括:
[0102]电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电容C19、N型三极管Q6、P型三极管Q7以及风机FAN2 ；
[0103]电阻R39的第一端为散热模块226的受控端，电阻R39的第二端、电容C19的第一端以及电阻R40的第一端共接于N型三极管Q6的基极，电阻R42的第一端与P型三极管Q7的发射极共接形成散热模块226的电源端，电阻R24的第二端与N型三极管Q6的集电极共接于P型三极管Q7的基极，P型三极管Q7的集电极连接风机FAN2的电源端，电阻R41的第一端连接N型三极管Q6的发射极，电容C19的第二端、电阻R40的第二端、电阻R41的第二端以及风机FAN2的接地端共接于次级电源地。
[0104]在本发明实施例中，风机FAN2可以为能够根据电压大小自动调节自身转速的风机，采用风机FAN2可以大大降低电路成本。
[0105]以下结合图1至图5对本发明实施例所提供的电源监控电路2的工作原理做进一步说明:
[0106]在电源I开始工作的同时，电源监控电路2也开始工作。
[0107]在初级监控模块21部分，交流市电经过二极管Dl与二极管D2整流后，再经过电阻串分压与电容滤波，输入初级控制芯片U2 ;市电电流检测模块212的采样端经过第二运算放大器U4及其外围电路进行做差运算，再经过第一运算放大器U3及其外围电路进行电压跟随与缓冲，输入初级控制芯片U2。初级控制芯片U2根据接收到的市电电压检测信号与市电电流检测信号生成市电电压值与市电电流值，同时计算生成输入功率值并累计生成输入电能值。
[0108]在次级监控模块22部分电源I内部热点温度与外部环境温度经过热敏电阻RTl与RT2采样后，输出相应的电压信号到次级控制芯片U7 ;正输出电压检测模块223将电源I输出的正电压进行分压滤波后输入次级控制芯片U7 ;负电压输出检测模块224采用有运算放大器U6及其外围电路将电源I输出的负电压取反处理后，再进行分压滤波处理，输入次级控制芯片U7。
[0109]次级控制芯片U7在主机3对风机FANl转速无要求的情况下，根据电源I的热点温度与预设程序输出相应频率的PWM方波信号，以控制风机FANl的转速。
[0110]当主机3通过USB总线向次级控制芯片U7输出控制信号以控制风机转速时，次级控制芯片U7输出对应的PWM方波信号。
[0111]当主机3通过USB总线向次级控制芯片U7输出控制信号，要求获取电源I工作信息时，次级控制芯片U7通过次级通信模块222、初级通信模块213与初级控制芯片U2进行通信，以获取交流市电的信息，然后将交流市电的信息、电源输出电压的信息以及温度信息通过USB总线输出到主机3，由主机3进行显示。
[0112]本发明实施例的另一目的还在于提供一种包括上述电源监控电路2的电源监控
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[0113]本发明实施例通过采用由包括初级监控模块21与次级监控模块22的电源监控电路2，由初级监控模块21根据市电电压与电流生成市电电压值与市电电流值，同时计算生成输入功率值并累计生成输入电能值，根据次级监控模块22输出的信号将上述数值输出至次级监控模块22，或根据次级监控模块22输出的信号将输入电能值清零；由次级监控模块22检测环境温度、热点温度以及电源输出电压并将检测结果转换为数值，同时根据主机3输出的控制信号控制初级监控模块21，或将上述数值转换为USB信号并输出至主机3，同时根据主机3输出的控制信号或根据环境温度值与热点温度值为电源I进行散热，实现了采用USB方式与主机3通信、电能累计以及自由控制散热速度的功能，具有通用性高与成本低的优点。
[0114] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电源监控电路，与初级电源模块、次级电源模块、电源以及主机连接，所述电源包括对经过所述电源整流后的交流市电的电流进行采样的采样模块，所述电源具有一个或多个正电压输出端和一个或多个负电压输出端，所述初级电源模块与所述次级电源模块分别对所述电源的一个或多个正电压输出端中的第一正电压输出端与第二正电压输出端输出的直流电进行电压转换；其特征在于，所述电源监控电路包括初级监控模块与次级监控模块； 所述初级监控模块还包括: 第一输入端与第二输入端分别连接交流市电的火线与零线，根据交流市电的电压输出市电电压检测信号的市电电压检测模块； 正采样端与负采样端分别连接所述采样模块的输入端与输出端，根据流过所述采样模块的电流输出市电电流检测信号的市电电流检测模块； 电源端连接所述初级电源模块的输出端，根据输入端接收到的第一初级信号向所述次级监控模块发出初级红外信号，或根据所述次级监控模块发出的次级红外信号输出第二初级信号的初级通信模块； 电源端连接所述初级电源模块的输出端，市电电压检测端连接所述市电电压检测模块的输出端，市电电流检测端连接所述市电电流检测模块的输出端，初级信号输出端连接所述初级通信模块的输入端，初级信号输入端连接所述初级通信模块的输出端，根据所述市电电压检测信号与所述市电电流检测信号生成市电电压值与市电电流值，同时计算生成输入功率值并累计生成输入电能值，根据所述第二初级信号将所述市电电压值、所述市电电流值、所述输入功率值以及所述输入电能值转换为第一初级信号并输出，或根据所述第二初级信号将所述输入电能值清零的初级控制模块； 所述次级监控模块还包括: 电源端连接所述次级电源模块的输出端，根据输入端接收到的第一次级信号向所述初级监控模块发出所述次级红外信号，或根据所述初级红外信号输出第二次级信号的次级通信模块； 电源端连接所述次级电源模块的输出端，根据外部环境温度与电源热点温度分别输出环境温度信号与热点温度信号的温度检测模块； 一个或多个正电压检测端中的每个正电压检测端一一对应地连接所述一个或多个正电压输出端中的每个正电压输出端，根据所述一个或多个正电压输出端的电压分别输出一个或多个正电压检测信号的正电压输出检测模块； 一个或多个负电压检测端中的每个负电压检测端一一对应地连接所述一个或多个负电压输出端中的每个负电压输出端，根据所述一个或多个负电压输出端的电压分别输出一个或多个负电压检测信号的负电压输出检测模块； 一个或多个正电压信号输入端中的每个正电压信号输入端 对应地连接所述正电压输出检测模块的一个或多个正电压信号输出端中的每个正电压信号输出端，一个或多个负电压信号输入端中的每个负电压信号输入端 对应地连接所述负电压输出检测模块的一个或多个负电压信号输出端中的每个负电压信号输出端，USB正端与USB负端分别连接所述主机的USB正端与USB负端，次级信号输出端连接所述次级通信模块的输入端，次级信号输入端连接所述次级通信模块的输出端，环境温度输入端连接所述温度检测模块的环境温度输出端，热点温度输入端连接所述温度检测模块的热点温度输出端，将所述环境温度信号、所述热点温度信号、所述一个或多个正电压检测信号以及所述一个或多个负电压检测信号分别转换为环境温度值、热点温度值、一个或多个正电压值以及一个或多个负电压值，将所述第二次级信号转换为所述市电电压值、所述市电电流值、所述输入功率值以及所述输入电能值，根据所述主机输出的控制信号输出第一次级信号，或将所述环境温度值、所述热点温度值、所述一个或多个正电压值、所述一个或多个负电压值、所述市电电压值、所述市电电流值、所述输入功率值以及所述输入电能值转换为USB信号并通过USB总线输出至主机，同时根据所述控制信号或根据所述环境温度值与所述热点温度值输出PWM控制信号的次级控制模块； 电源端连接所述第二正电压输出端，受控端连接所述次级控制模块的控制端，根据所述PWM控制信号对电源进行散热的散热模块。
2.如权利要求1所述的电源监控电路，其特征在于，所述散热模块包括: 电阻R37、电阻R38、NMOS管以及风机； 所述电阻R37的第一端为所述散热模块的受控端，所述电阻R37的第二端连接所述NMOS管的栅极，所述NMOS管的漏极与所述电阻R38的第一端共接于所述风机的受控端，所述电阻R38的第二端与所述风机的电源端共接形成所述散热模块的电源端，所述NMOS管的源极与所述风机的接地端共接于地。
3.如权利要求1所述的电源监控电路，其特征在于，所述散热模块包括: 电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电容C19、N型三极管、P型三极管以及风机； 所述电阻R39的第一端为所述散热模块的受控端，所述电阻R39的第二端、所述电容C19的第一端以及所述电阻R40的第一端共接于所述N型三极管的基极，所述电阻R42的第一端与所述P型三极管的发射极共接形成所述散热模块的电源端，所述电阻R24的第二端与所述N型三极管的集电极共接于所述P型三极管的基极，所述P型三极管的集电极连接所述风机的电源端，所述电阻R41的第一端连接所述N型三极管的发射极，所述电容C19的第二端、所述电阻R40的第二端、所述电阻R41的第二端以及所述风机的接地端共接于次级电源地。
4.如权利要求1所述的电源监控电路，其特征在于，所述市电电压检测模块包括: 电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C3、二极管Dl以及二极管D2 ； 所述电容Rl的第一端、所述电容C3的第一端以及所述电阻R2的第一端共接形成所述市电电压检测模块的输出端，所述电阻Rl的第二端与所述电容C3的第二端共接于初级电源地，所述电阻R3的第一端连接所述电阻R2的第二端，所述电阻R3的第二端连接所述电阻R4的第一端，所述电阻R4的第二端与所述二极管Dl的阴极共接于所述二极管D2的阴极，所述二极管Dl的阳极与所述二极管D2的阳极分别为所述市电电压检测模块的第一输入端与第二输入端。
5.如权利要求1所述的电源监控电路，其特征在于，所述市电电流检测模块包括: 电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、第一运算放大器以及第二运算放大器； 所述电容C4的第一端、所述电阻R5的第一端以及所述电阻R6的第一端共接形成所述市电电流检测模块的输出端，所述电容C4的第二端与所述电阻R5的第二端共接于初级电源地，所述电阻R6的第二端连接所述第一运算放大器的输出端，所述第一运算放大器的输出端连接所述第一运算放大器的反相端，所述第一运算放大器的同相端连接所述电阻R7的第一端，所述电阻R7的第二端、所述电阻R8的第一端以及所述电容C5的第一端共接于所述第二运算放大器的输出端，所述电容C5的第二端、所述电阻R8的第二端、所述电阻R9的第一端以及所述电容C6的第一端共接于所述第二运算放大器的反相端，所述电容C6的第二端、所述电阻RlO的第一端、所述电阻Rll的第一端以及所述电容C7的第一端共接于所述第二运算放大器的同相端，所述电阻Rll的第二端与所述电容C7的第二端共接于所述初级电源地，所述电阻R9的第二端为所述市电电流检测模块的正采样端，所述电阻RlO的第二端为所述市电电流检测模块的负采样端。
6.如权利要求1所述的电源监控电路，其特征在于，所述初级通信模块包括: 电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、NMOS管、光电三极管以及发光二极管； 所述电阻R12的第一端与所述电阻R14的第一端共接形成所述初级通信模块的输入端，所述电阻R12的第二端与所述电阻R13的第一端共接于所述发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极连接所述电阻R17的第一端，所述电阻R13的第二端、所述电阻R14的第二端、所述电阻R15的第一端、所述电阻R16的第一端以及所述NMOS管的漏极共接形成所述初级通信模块的电源端，所述电阻R16的第二端是所述初级通信模块的输出端，所述电阻R15的第二端、所述NMOS管的栅极共接于所述光电三极管的集电极，所述电阻R17的第二端、所述光电三极管的发射极以及所述NMOS管的源极共接于初级电源地。
7.如权利要求1所述的电源监控电路，其特征在于，所述初级控制模块包括: 电阻R18、电容C8以及初级控制芯片； 所述电阻R18的第一端与所述电容CS的第一端共接于所述初级控制芯片的电源端，所述电阻R18的第二端为所述初级控制模块的电源端，所述电容CS的第二端与所述初级控制芯片的接地端共接于初级电源地，所述初级控制芯片的市电电压检测端为所述初级控制模块的市电电压检测端，所述初级控制芯片的市电电流检测端为所述初级控制模块的市电电流检测端，所述初级控制芯片的初级信号输入端为所述初级控制模块的初级信号输入端，所述初级控制芯片的初级信号输出端为所述初级控制模块的初级信号输出端。
8.如权利要求1所述的电源监控电路，其特征在于，所述正电压输出检测模块包括一个或多个正电压转换模块，所述一个或多个正电压转换模块中的每个正电压转换模块的输入端与输出端分别与所述正电压输出检测模块的一个或多个正电压检测端中的每个正电压检测端与所述一个或多个正电压信号输出端中的正电压信号输出端 对应； 所述一个或多个正电压转换模块中的每一个正电压转换模块包括: 电阻R21、电阻R22以及电容C12 ； 所述电阻R21的第一端为所述正电压转换模块的输入端，所述电阻R21的第二端、所述电容C12的第一端以及所述电阻R22的第一端共接形成所述正电压转换模块的输出端，所述电容C12的第二端与所述电阻R22的第二端共接于次级电源地； 所述负电压输出检测模块包括一个或多个负电压转换模块，所述一个或多个负电压转换模块中的每个负电压转换模块的输入端与输出端分别与所述负电压输出检测模块的所述一个或多个负电压检测端中的每个负电压检测端与所述一个或多个负电压信号输出端中的负电压信号输出端 对应； 所述一个或多个负电压转换模块中的每一个负电压转换模块包括: 电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16以及运算放大器； 所述电阻R23的第一端为所述负电压转换模块的输入端，所述电阻R23的第二端、所述电容C13的第一端、所述电容C15的第一端以及所述电阻R24的第一端共接于所述运算放大器的反相端，所述电容C15的第二端、所述电阻R24的第二端、所述电容C14的第一端以及所述电阻R25的第一端共接于所述运算放大器的输出端，所述电阻R25的第二端，所述电阻R26的第一端以及所述电容C16的第一端共接形成所述负电压转换模块的输出端，所述电容C13的第二端、所述电容C14的第二端、所述电容C16的第二端、所述电阻R26的第二端以及所述运算放大器的同相端共接于次级电源地。
9.如权利要求1所述的电源监控电路，其特征在于，所述次级控制模块包括: 电阻R20、电容Cll以及次级控制芯片； 所述电阻R20的第一端为所述次级控制模块的电源端，所述电阻R20的第二端与所述电容Cll的第一端共接于所述次级控制芯片的电源端，所述电容Cll的第二端与所述次级控制芯片的接地端共接于次级电源地，所述次级控制芯片的一个或多个正电压信号输入端为所述次级控制模块的一个或多个正电压信号输入端，所述次级控制芯片的一个或多个负电压信号输入端为所述次级控制模块的一个或多个负电压信号输入端，所述次级控制芯片的控制端为所述次级控制模块的控制端，所述次级控制芯片的USB正端与USB负端分别为所述次级控制模块的USB正端与USB负端，所述次级控制芯片的环境温度输入端为所述次级控制模块的环境温度输入端，所述次级控制芯片的热点温度输入端为所述次级控制模块的热点温度输入端，所述次级控制芯片的次级信号输入端为所述次级控制模块的次级信号输入端，所述次级控制芯片的次级信号输出端为所述次级控制模块的次级信号输出端。
10.一种电源监控装置，包括壳体，其特征在于所述电源监控装置包括如权利要求1至9任一项所述的电源监控电路。
【文档编号】G05B19/418GK104238470SQ201310236528
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月14日 优先权日:2013年6月14日
【发明者】许于星, 李江, 孙玉博, 刘小明 申请人:中国长城计算机深圳股份有限公司
【专利摘要】本发明属于电源【技术领域】，特别涉及一种电源监控电路及电源监控装置。本发明通过采用由包括初级监控模块与次级监控模块的电源监控电路，由初级监控模块根据市电电压与电流生成市电电压值与电流值，同时计算生成输入功率值并累计生成输入电能值，并根据次级监控模块输出的信号输出至次级监控模块，或将输入电能值清零；由次级监控模块检测环境温度、热点温度以及电源输出电压并转换为数值，根据主机输出的控制信号控制初级监控模块，或将上述数值转换为USB信号并输出至主机，同时根据主机输出的控制信号或根据环境温度值与热点温度值为电源进行散热，实现了采用USB方式与主机通信、电能累计及自由控制散热速度的功能。
【专利说明】一种电源监控电路及电源监控装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于电源【技术领域】，特别涉及一种电源监控电路及电源监控装置。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展，人们的生活越来越离不开各种电子产品。然而，大多数电子产品都不能直接使用交流市电工作，所以在电子产品内部一般都安装有电源装置对交流市电进行变换，输出电压适合其内部电子元器件工作的直流电。一旦损坏或使用不当将对电子产品本身造成严重的损害，甚至引起火灾造成更加严重的经济损失。因此，实时对电源装置的工作状态进行监控具有十分重要的意义。
[0003]然而，现有的电源监控装置，如服务器电源，虽然可以实现对电源的工作状态进行监控，但都采用串口信号与主机进行通信，要求电源装置与主机同时配有专用的PMBus(Power Management Bus,电源管理总线)串口接口，通用性不强。
[0004]另外，现有的电源监控装置大多只是简单地对检测电源装置电路中的电压、电流信息，没有对输入电源的电能进行累计，导致用户无法实时监控电子产品的电能消耗以及电源的工作效率。
[0005]还有，现有的电源监控装置虽大部分具有风机辅助散热功能，但无法直接控制风机转速，导致用户需要在需要加快散热速度等情况下无法自由地控制风机转速；并且，现有技术中多采用具有自动控制转速功能的风机进行辅助散热，其生产成本较高。
[0006]综上所述，现有的电源监控装置存在通用性差，检测数据不足、成本较高以及风机转速不能自由控制的问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种电源监控电路，旨在解决现有的电源监控电路存在通用性差，检测数据不足、成本较高以及风机转速不能自由控制的问题。
[0008]本发明是这样实现的，一种电源监控电路，与初级电源模块、次级电源模块、电源以及主机连接，所述电源包括对经过所述电源整流后的交流市电的电流进行采样的采样模块，所述电源具有一个或多个正电压输出端和一个或多个负电压输出端，所述初级电源模块与所述次级电源模块分别对所述电源的一个或多个正电压输出端中的第一正电压输出端与第二正电压输出端输出的直流电进行电压转换；所述电源监控电路包括初级监控模块与次级监控模块；
[0009]所述初级监控模块还包括:
[0010]第一输入端与第二输入端分别连接交流市电的火线与零线，根据交流市电的电压输出市电电压检测信号的市电电压检测模块；
[0011]正采样端与负采样端分别连接所述采样模块的输入端与输出端，根据流过所述采样模块的电流输出市电电流检测信号的市电电流检测模块；
[0012]电源端连接所述初级电源模块的输出端，根据输入端接收到的第一初级信号向所述次级监控模块发出初级红外信号，或根据所述次级监控模块发出的次级红外信号输出第二初级信号的初级通信模块；
[0013]电源端连接所述初级电源模块的输出端，市电电压检测端连接所述市电电压检测模块的输出端，市电电流检测端连接所述市电电流检测模块的输出端，初级信号输出端连接所述初级通信模块的输入端，初级信号输入端连接所述初级通信模块的输出端，根据所述市电电压检测信号与所述市电电流检测信号生成市电电压值与市电电流值，同时计算生成输入功率值并累计生成输入电能值，根据所述第二初级信号将所述市电电压值、所述市电电流值、所述输入功率值以及所述输入电能值转换为第一初级信号并输出，或根据所述第二初级信号将所述输入电能值清零的初级控制模块；
[0014]所述次级监控模块还包括:
[0015]电源端连接所述次级电源模块的输出端，根据输入端接收到的第一次级信号向所述初级监控模块发出所述次级红外信号，或根据所述初级红外信号输出第二次级信号的次级通信模块；
[0016]电源端连接所述次级电源模块的输出端，根据外部环境温度与电源热点温度分别输出环境温度信号与热点温度信号的温度检测模块；
[0017]一个或多个正电压检测端中的每个正电压检测端一一对应地连接所述一个或多个正电压输出端中的每个正电压输出端，根据所述一个或多个正电压输出端的电压分别输出一个或多个正电压检测信号的正电压输出检测模块；
[0018]一个或多个负电压检测端中的每个负电压检测端一一对应地连接所述一个或多个负电压输出端中的每个负电压输出端，根据所述一个或多个负电压输出端的电压分别输出一个或多个负电压检测信号的负电压输出检测模块；
[0019]—个或多个正电压信号输入端中的每个正电压信号输入端对应地连接所述正电压输出检测模块的一个或多个正电压信号输出端中的每个正电压信号输出端，一个或多个负电压信号输入端中的每个负电压信号输入端对应地连接所述负电压输出检测模块的一个或多个负电压信号输出端中的每个负电压信号输出端，USB (Universal SerialBus，通用串行总线)正端与USB负端分别连接所述主机的USB正端与USB负端，次级信号输出端连接所述次级通信模块的输入端，次级信号输入端连接所述次级通信模块的输出端，环境温度输入端连接所述温度检测模块的环境温度输出端，热点温度输入端连接所述温度检测模块的热点温度输出端，将所述环境温度信号、所述热点温度信号、所述一个或多个正电压检测信号以及所述一个或多个负电压检测信号分别转换为环境温度值、热点温度值、一个或多个正电压值以及一个或多个负电压值，将所述第二次级信号转换为所述市电电压值、所述市电电流值、所述输入功率值以及所述输入电能值，根据所述主机输出的控制信号输出第一次级信号，或将所述环境温度值、所述热点温度值、所述一个或多个正电压值、所述一个或多个负电压值、所述市电电压值、所述市电电流值、所述输入功率值以及所述输入电能值转换为USB信号并通过USB总线输出至主机，同时根据所述控制信号或根据所述环境温度值与所述热点温度值输出PWM (Pulse Width Modulat1n，脉冲宽度调制)控制信号的次级控制模块；
[0020]电源端连接所述第二正电压输出端，受控端连接所述次级控制模块的控制端，根据所述PWM控制信号对电源进行散热的散热模块。[0021 ] 本发明的另一目的还在于提供一种包括上述电源监控模块的电源监控装置。
[0022]本发明通过采用由包括所述初级监控模块与所述次级监控模块的所述电源监控电路，由所述初级监控模块根据市电电压与电流生成所述市电电压值与所述市电电流值，同时计算生成所述输入功率值并累计生成所述输入电能值，根据所述次级监控模块输出的信号将上述数值输出至所述次级监控模块，或根据所述次级监控模块输出的信号将所述输入电能值清零；由所述次级监控模块检测环境温度、热点温度以及电源输出电压并将检测结果转换为数值，同时根据所述主机输出的控制信号控制初级监控模块，或将上述数值转换为USB信号并输出至所述主机，同时根据所述主机输出的控制信号或根据所述环境温度值与所述热点温度值为所述电源进行散热，实现了采用USB方式与主机通信、电能累计以及自由控制散热速度的功能，具有通用性高与成本低的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明一实施例所提供的电源监控电路的模块结构图；
[0024]图2是本发明一实施例所提供的初级电源模块的示例电路结构图；
[0025]图3是本发明一实施例所提供的初级监控模块的示例电路结构图；
[0026]图4是本发明一实施例所提供的次级电源模块的示例电路结构图；
[0027]图5是本发明一实施例所提供的次级监控模块的示例电路结构图；
[0028]图6是本发明另一实施例所提供的散热模块的示例电路结构图；
【具体实施方式】
[0029]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0030]本发明实施例通过采用由包括初级监控模块与次级监控模块的电源监控电路，实现了采用USB方式与主机通信、电能累计以及自由控制散热速度的功能。
[0031]图1示出了本发明实施例提供的电源监控电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下:
[0032]该电源监控电路2与初级电源模块4、次级电源模块5、电源I以及主机3连接，电源I包括对经过电源I整流后的交流市电的电流进行采样的采样模块，电源I具有一个或多个正电压输出端和一个或多个负电压输出端，初级电源模块4与次级电源模块5分别对电源I的一个或多个正电压输出端中的第一正电压输出端与第二正电压输出端输出的直流电进行电压转换；电源监控电路2包括初级监控模块与次级监控模块。
[0033]初级监控模块还包括:
[0034]第一输入端与第二输入端分别连接交流市电的火线与零线，根据交流市电的电压输出市电电压检测信号的市电电压检测模块211。
[0035]正采样端与负采样端分别连接采样模块的输入端与输出端，根据流过采样模块的电流输出市电电流检测信号的市电电流检测模块212。
[0036]电源端连接初级电源模块4的输出端，根据输入端接收到的第一初级信号向次级监控模块发出初级红外信号，或根据次级监控模块发出的次级红外信号输出第二初级信号的初级通信模块213。
[0037]电源端连接初级电源模块4的输出端，市电电压检测端连接市电电压检测模块211的输出端，市电电流检测端连接市电电流检测模块212的输出端，初级信号输出端连接初级通信模块213的输入端，初级信号输入端连接初级通信模块213的输出端，根据市电电压检测信号与市电电流检测信号生成市电电压值与市电电流值，同时计算生成输入功率值并累计生成输入电能值，根据第二初级信号将市电电压值、市电电流值、输入功率值以及输入电能值转换为第一初级信号并输出，或根据第二初级信号将输入电能值清零的初级控制模块214。
[0038]次级监控模块还包括:
[0039]电源端连接次级电源模块5的输出端，根据输入端接收到的第一次级信号向初级监控模块发出次级红外信号，或根据初级红外信号输出第二次级信号的次级通信模块222。
[0040]电源端连接次级电源模块5的输出端，根据外部环境温度与电源热点温度分别输出环境温度信号与热点温度信号的温度检测模块221。
[0041]一个或多个正电压检测端中的每个正电压检测端一一对应地连接一个或多个正电压输出端中的每个正电压输出端，根据一个或多个正电压输出端的电压分别输出一个或多个正电压检测信号的正电压输出检测模块223。
[0042]一个或多个负电压检测端中的每个负电压检测端一一对应地连接一个或多个负电压输出端中的每个负电压输出端，根据一个或多个负电压输出端的电压分别输出一个或多个负电压检测信号的负电压输出检测模块224。
[0043]—个或多个正电压信号输入端中的每个正电压信号输入端对应地连接正电压输出检测模块223的一个或多个正电压信号输出端中的每个正电压信号输出端，一个或多个负电压信号输入端中的每个负电压信号输入端对应地连接负电压输出检测模块224的一个或多个负电压信号输出端中的每个负电压信号输出端,USB正端与USB负端分别连接主机3的USB正端与USB负端，次级信号输出端连接次级通信模块222的输入端，次级信号输入端连接次级通信模块222的输出端，环境温度输入端连接温度检测模块221的环境温度输出端，热点温度输入端连接温度检测模块221的热点温度输出端，将环境温度信号、热点温度信号、一个或多个正电压检测信号以及一个或多个负电压检测信号分别转换为环境温度值、热点温度值、一个或多个正电压值以及一个或多个负电压值，将第二次级信号转换为市电电压值、市电电流值、输入功率值以及输入电能值，根据主机3输出的控制信号输出第一次级信号，或将环境温度值、热点温度值、一个或多个正电压值、一个或多个负电压值、市电电压值、市电电流值、输入功率值以及输入电能值转换为USB信号并通过USB总线输出至主机3，同时根据控制信号或根据环境温度值与热点温度值输出PWM控制信号的次级控制模块225。
[0044]电源端连接第二正电压输出端，受控端连接次级控制模块225的控制端，根据PWM控制信号对电源I进行散热的散热模块226。
[0045]在本发明实施例中，主机3可以根据电源监控电路2输出的USB信号将将环境温度值、热点温度值、一个或多个正电压值、一个或多个负电压值、市电电压值、市电电流值、输入功率值以及输入电能值显示在显示器上，用户可以通过USB总线向电源监控电路2发送命令。
[0046]在本发明实施例中，被监控的电源I可以为现有的开关电源，一般具有多个电压输出端，其电压输出端可以分别输出+12V电压、-12V电压、+5V电压、-5V电压以及+3.3V电压等。被监控的电源I还同时具有与各电压输出端对应的电源接地端。
[0047]在本发明实施例中，采样模块可以为一采样电阻或霍尔元件，可将电流信号转换为电压信号。
[0048]图2示出了本发明实施例提供的初级电源模块4的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下:
[0049]作为本发明一实施例，初级电源模块4包括:
[0050]电容Cl、电容C2以及三端稳压器Ul ；
[0051]电容Cl的第一端与三端稳压器Ul的输入端Vin共接形成初级电源模块4的电源端，电容C2的第一端与三端稳压器Ul的输出端Vout共接形成初级电源模块4的输出端，电容Cl的第二端、电容C2的第二端以及三端稳压器Ul的接地端GND共接于初级电源地。
[0052]在本发明实施例中，初级电源模块4的电源端所连接的第一正电压输出端为电源I的一个或多个正电压输出端中的某一个。用户可以根据所采用的三端稳压器Ul的电压转换性能选取电源端的输入电压。初级电源模块4的输出端输出初级电源VDD1。采用独立的初级电源模块4为初级监控模块21供电，可以有效地使初级监控模块21不受次级监控模块22干扰，同时也避免初级监控模块21干扰次级监控模块22，增强电源监控电路2的稳定性。
[0053]图3示出了本发明实施例提供的初级监控模块21的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下:
[0054]作为本发明一实施例，市电电压检测模块211包括:
[0055]电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C3、二极管Dl以及二极管D2 ;
[0056]电容Rl的第一端、电容C3的第一端以及电阻R2的第一端共接形成市电电压检测模块211的输出端，电阻Rl的第二端与电容C3的第二端共接于初级电源地，电阻R3的第一端连接电阻R2的第二端，电阻R3的第二端连接电阻R4的第一端，电阻R4的第二端与二极管Dl的阴极共接于二极管D2的阴极，二极管Dl的阳极与二极管D2的阳极分别为市电电压检测模块211的第一输入端与第二输入端。
[0057]在本发明实施例中，市电电压检测模块211的第一输入端与第二输入端分别连接交流市电的零线N与火线L。
[0058]作为本发明一实施例，市电电流检测模块212包括:
[0059]电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻Rl1、第一运算放大器U3以及第二运算放大器U4 ；
[0060]电容C4的第一端、电阻R5的第一端以及电阻R6的第一端共接形成市电电流检测模块212的输出端，电容C4的第二端与电阻R5的第二端共接于初级电源地，电阻R6的第二端连接第一运算放大器U3的输出端，第一运算放大器U3的输出端连接第一运算放大器U3的反相端，第一运算放大器U3的同相端连接电阻R7的第一端，电阻R7的第二端、电阻R8的第一端以及电容C5的第一端共接于第二运算放大器U4的输出端，电容C5的第二端、电阻R8的第二端、电阻R9的第一端以及电容C6的第一端共接于第二运算放大器U4的反相端，电容C6的第二端、电阻RlO的第一端、电阻Rll的第一端以及电容C7的第一端共接于第二运算放大器U4的同相端，电阻Rll的第二端与电容C7的第二端共接于初级电源地，电阻R9的第二端为市电电流检测模块212的正采样端，电阻RlO的第二端为市电电流检测模块212的负采样端。
[0061]在本发明实施例中，被检测的市电电流由市电电流检测模块212的正采样端流入采样模块，并由负采样端流出采样模块。
[0062]作为本发明一实施例，初级通信模块213包括:
[0063]电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、NMOS管Q1、光电三极管Q2以及发光二极管D3 ；
[0064]电阻R12的第一端与电阻R14的第一端共接形成初级通信模块213的输入端，电阻R12的第二端与电阻R13的第一端共接于发光二极管D3的阳极，发光二极管D3的阴极连接电阻R17的第一端，电阻R13的第二端、电阻R14的第二端、电阻R15的第一端、电阻R16的第一端以及NMOS管的漏极共接形成初级通信模块213的电源端，电阻R16的第二端是初级通信模块213的输出端，电阻R15的第二端、NMOS管Ql的栅极共接于光电三极管Q2的集电极，电阻R17的第二端、光电三极管Q2的发射极以及NMOS管Ql的源极共接于初级电源地。
[0065]作为本发明一实施例，初级控制模块214包括:
[0066]电阻R18、电容C8以及初级控制芯片U2 ；
[0067]电阻R18的第一端与电容C8的第一端共接于初级控制芯片U2的电源端VDDa，电阻R18的第二端为初级控制模块214的电源端，电容C8的第二端与初级控制芯片U2的接地端GND共接于初级电源地，初级控制芯片U2的市电电压检测端ACV为初级控制模块214的市电电压检测端，初级控制芯片U2的市电电流检测端ACI为初级控制模块214的市电电流检测端，初级控制芯片U2的初级信号输入端RXa为初级控制模块214的初级信号输入端，初级控制芯片U2的初级信号输出端IXa为初级控制模块214的初级信号输出端。
[0068]在本发明实施例中，初级控制芯片可以为型号为PIC16F1824或PIC16F1828的单片机芯片。
[0069]图4示出了本发明实施例提供的次级电源模块5的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下:
[0070]作为本发明一实施例，次级电源模块5包括:
[0071]电阻R19、电容C9、电容ClO以及三端稳压器U5 ；
[0072]电阻R19的第一端为次级电源模块5的输入端，电阻R19的第二端与电容C9的第一端共接于三端稳压器U5的输入端Vin,三端稳压器U5的输出端Vout与电容ClO的第一端共接形成三端稳压器U5的输出端，电容C9的第二端、电容ClO的第二端以及三端稳压器U5的接地端GND共接于次级电源地。
[0073]在本发明实施例中，次级电源模块5的电源端所连接的第二正电压输出端为电源I的一个或多个正电压输出端中的与第一正电压输出端不同的某一个。用户可以根据所采用的三端稳压器U5的电压转换性能选取电源端的输入电压。次级电源模块5的输出端输出次级电源VDD2。采用独立的次级电源模块5为次级监控模块22供电，可以有效地使次级监控模块22不受初级监控模块21干扰，同时也避免次级监控模块22干扰初级监控模块21，增强电源监控电路2的稳定性。
[0074]图5示出了本发明实施例提供的次级监控模块22的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下:
[0075]作为本发明一实施例，温度检测模块221包括:
[0076]电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、热敏电阻RT1、热敏电阻RT2、电容C17、电容C18以及二极管D5 ；
[0077]电阻R33的第一端与电容C17的第一端共接于次级电源地，电阻R33的第二端、电容C17的第二端以及电阻R34的第一端共接于二极管D5的阳极，二极管D5的阴极为温度检测模块221的热点温度输出端，电阻R34的第二端连接热敏电阻RTl的第一端，热敏电阻RTl的第二端与热敏电阻RT2的第一端共接形成温度检测模块221的电源端，热敏电阻RT2的第二端连接电阻R36的第一端，电阻R36的第二端、电阻R35的第一端以及电容C18的第一端共接形成温度检测模块221的环境温度输出端，电容C18的第二端与电阻R35的第二端共接于次级电源地。
[0078]在本发明实施例中，热敏电阻RTl所检测的是电源热点温度的温度值，根据电源I的发热情况，热敏电阻RTl可以设置在电源I内发热量较大的位置；热敏电阻RT2所检测的是环境温度，用户可以自由将其设置在不受电路发热影响的位置。
[0079]作为本发明一实施例，次级通信模块222包括:
[0080]电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R32、NMOS管Q5、发光二极管D4以及光电三极管Q4;
[0081]电阻R27的第一端与电阻R28的第一端共接形成次级通信模块222的输入端，电阻R27的第二端、电阻R29的第一端、电阻R30的第一端以及电阻R31的第一端共接形成次级通信模块222的电源端，电阻R28的第二端与电阻R29的第二端共接于发光二极管D4的阳极，发光二极管D4的阴极连接电阻R32的第一端，电阻R30的第二端与光电三极管Q4的集电极共接于NMOS管Q5的栅极，NMOS管Q5的漏极与电阻R31的第二端共接形成次级通信模块222的输出端，电阻R32的第二端、光电三极管Q4的发射极以及NMOS管Q5的源极共接于次级电源地。
[0082]在本发明实施例中，初级通信模块213中的发光二极管D3与次级通信模块222中的光电三极管Q4可以由一光电I禹合器构成，初级通信模块213中的光电三极管Q2与次级通信模块222中的发光二极管D4可由另一光电稱合器构成。
[0083]在本发明实施例中，初级通信模块213中的发光二极管D3与次级通信模块222中的光电三极管Q4还可以由分立元件构成，其采用第一波长的光信号进行通信；初级通信模块213中的光电三极管Q2与次级通信模块222中的发光二极管D4还可由分立元件构成，其采用第二波长的光信号进行通信。
[0084]作为本发明一实施例，正电压输出检测模块223包括一个或多个正电压转换模块2241，一个或多个正电压转换模块2241中的每个正电压转换模块2241的输入端与输出端分别与正电压输出检测模块223的一个或多个正电压检测端中的每个正电压检测端与一个或多个正电压信号输出端中的正电压信号输出端对应；
[0085]一个或多个正电压转换模块2241中的每一个正电压转换模块2241包括:
[0086]电阻R21、电阻R22以及电容C12 ;
[0087]电阻R21的第一端为正电压转换模块2241的输入端，电阻R21的第二端、电容C12的第一端以及电阻R22的第一端共接形成正电压转换模块2241的输出端，电容C12的第二端与电阻R22的第二端共接于次级电源地。
[0088]作为本发明一实施例，负电压输出检测模块224包括一个或多个负电压转换模块2231，一个或多个负电压转换模块2231中的每个负电压转换模块2231的输入端与输出端分别与负电压输出检测模块224的一个或多个负电压检测端中的每个负电压检测端与一个或多个负电压信号输出端中的负电压信号输出端对应；
[0089]一个或多个负电压转换模块2231中的每一个负电压转换模块2231包括:
[0090]电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16以及运算放大器U6;
[0091]电阻R23的第一端为负电压转换模块2231的输入端，电阻R23的第二端、电容C13的第一端、电容C15的第一端以及电阻R24的第一端共接于运算放大器U6的反相端，电容C15的第二端、电阻R24的第二端、电容C14的第一端以及电阻R25的第一端共接于运算放大器U6的输出端，电阻R25的第二端，电阻R26的第一端以及电容C16的第一端共接形成负电压转换模块2231的输出端，电容C13的第二端、电容C14的第二端、电容C16的第二端、电阻R26的第二端以及运算放大器U6的同相端共接于次级电源地。
[0092]作为本发明一实施例，次级控制模块225包括:
[0093]电阻R20、电容Cll以及次级控制芯片U7 ；
[0094]电阻R20的第一端为次级控制模块225的电源端，电阻R20的第二端与电容Cl I的第一端共接于次级控制芯片U7的电源端VDDb，电容Cll的第二端与次级控制芯片U7的接地端GND共接于次级电源地，次级控制芯片U7的一个或多个正电压信号输入端PVT为次级控制模块225的一个或多个正电压信号输入端，次级控制芯片U7的一个或多个负电压信号输入端NVT为次级控制模块225的一个或多个负电压信号输入端，次级控制芯片U7的控制端PWMO为次级控制模块225的控制端，次级控制芯片U7的USB正端D+与USB负端D-分别为次级控制模块225的USB正端与USB负端，次级控制芯片U7的环境温度输入端T2为次级控制模块225的环境温度输入端，次级控制芯片U7的热点温度输入端Tl为次级控制模块225的热点温度输入端，次级控制芯片U7的次级信号输入端RX为次级控制模块225的次级信号输入端，次级控制芯片U7的次级信号输出端IX为次级控制模块225的次级信号输出端。
[0095]在本发明实施例中，次级控制芯片可以为型号为PIC16F1459或PIC16F1459T等具有USB通信功能的单片机芯片。
[0096]作为本发明一实施例，散热模块226包括:
[0097]电阻R37、电阻R38、NMOS管Q3以及风机FANl ；
[0098]电阻R37的第一端为散热模块226的受控端，电阻R37的第二端连接NMOS管Q3的栅极，?OS管Q3的漏极与电阻R38的第一端共接于风机FANl的受控端，电阻R38的第二端与风机FANl的电源端共接形成散热模块226的电源端，NMOS管Q3的源极与风机FANl的接地端共接于地。
[0099]在本发明实施例中，风机FANl可以为能够根据方波信号自动调节转速的风机。
[0100]图6示出了本发明另一实施例提供的散热模块226的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下:
[0101]作为本发明的另一实施例，散热模块226包括:
[0102]电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电容C19、N型三极管Q6、P型三极管Q7以及风机FAN2 ；
[0103]电阻R39的第一端为散热模块226的受控端，电阻R39的第二端、电容C19的第一端以及电阻R40的第一端共接于N型三极管Q6的基极，电阻R42的第一端与P型三极管Q7的发射极共接形成散热模块226的电源端，电阻R24的第二端与N型三极管Q6的集电极共接于P型三极管Q7的基极，P型三极管Q7的集电极连接风机FAN2的电源端，电阻R41的第一端连接N型三极管Q6的发射极，电容C19的第二端、电阻R40的第二端、电阻R41的第二端以及风机FAN2的接地端共接于次级电源地。
[0104]在本发明实施例中，风机FAN2可以为能够根据电压大小自动调节自身转速的风机，采用风机FAN2可以大大降低电路成本。
[0105]以下结合图1至图5对本发明实施例所提供的电源监控电路2的工作原理做进一步说明:
[0106]在电源I开始工作的同时，电源监控电路2也开始工作。
[0107]在初级监控模块21部分，交流市电经过二极管Dl与二极管D2整流后，再经过电阻串分压与电容滤波，输入初级控制芯片U2 ;市电电流检测模块212的采样端经过第二运算放大器U4及其外围电路进行做差运算，再经过第一运算放大器U3及其外围电路进行电压跟随与缓冲，输入初级控制芯片U2。初级控制芯片U2根据接收到的市电电压检测信号与市电电流检测信号生成市电电压值与市电电流值，同时计算生成输入功率值并累计生成输入电能值。
[0108]在次级监控模块22部分电源I内部热点温度与外部环境温度经过热敏电阻RTl与RT2采样后，输出相应的电压信号到次级控制芯片U7 ;正输出电压检测模块223将电源I输出的正电压进行分压滤波后输入次级控制芯片U7 ;负电压输出检测模块224采用有运算放大器U6及其外围电路将电源I输出的负电压取反处理后，再进行分压滤波处理，输入次级控制芯片U7。
[0109]次级控制芯片U7在主机3对风机FANl转速无要求的情况下，根据电源I的热点温度与预设程序输出相应频率的PWM方波信号，以控制风机FANl的转速。
[0110]当主机3通过USB总线向次级控制芯片U7输出控制信号以控制风机转速时，次级控制芯片U7输出对应的PWM方波信号。
[0111]当主机3通过USB总线向次级控制芯片U7输出控制信号，要求获取电源I工作信息时，次级控制芯片U7通过次级通信模块222、初级通信模块213与初级控制芯片U2进行通信，以获取交流市电的信息，然后将交流市电的信息、电源输出电压的信息以及温度信息通过USB总线输出到主机3，由主机3进行显示。
[0112]本发明实施例的另一目的还在于提供一种包括上述电源监控电路2的电源监控
>J-U ρ?α装直。
[0113]本发明实施例通过采用由包括初级监控模块21与次级监控模块22的电源监控电路2，由初级监控模块21根据市电电压与电流生成市电电压值与市电电流值，同时计算生成输入功率值并累计生成输入电能值，根据次级监控模块22输出的信号将上述数值输出至次级监控模块22，或根据次级监控模块22输出的信号将输入电能值清零；由次级监控模块22检测环境温度、热点温度以及电源输出电压并将检测结果转换为数值，同时根据主机3输出的控制信号控制初级监控模块21，或将上述数值转换为USB信号并输出至主机3，同时根据主机3输出的控制信号或根据环境温度值与热点温度值为电源I进行散热，实现了采用USB方式与主机3通信、电能累计以及自由控制散热速度的功能，具有通用性高与成本低的优点。
[0114] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电源监控电路，与初级电源模块、次级电源模块、电源以及主机连接，所述电源包括对经过所述电源整流后的交流市电的电流进行采样的采样模块，所述电源具有一个或多个正电压输出端和一个或多个负电压输出端，所述初级电源模块与所述次级电源模块分别对所述电源的一个或多个正电压输出端中的第一正电压输出端与第二正电压输出端输出的直流电进行电压转换；其特征在于，所述电源监控电路包括初级监控模块与次级监控模块； 所述初级监控模块还包括: 第一输入端与第二输入端分别连接交流市电的火线与零线，根据交流市电的电压输出市电电压检测信号的市电电压检测模块； 正采样端与负采样端分别连接所述采样模块的输入端与输出端，根据流过所述采样模块的电流输出市电电流检测信号的市电电流检测模块； 电源端连接所述初级电源模块的输出端，根据输入端接收到的第一初级信号向所述次级监控模块发出初级红外信号，或根据所述次级监控模块发出的次级红外信号输出第二初级信号的初级通信模块； 电源端连接所述初级电源模块的输出端，市电电压检测端连接所述市电电压检测模块的输出端，市电电流检测端连接所述市电电流检测模块的输出端，初级信号输出端连接所述初级通信模块的输入端，初级信号输入端连接所述初级通信模块的输出端，根据所述市电电压检测信号与所述市电电流检测信号生成市电电压值与市电电流值，同时计算生成输入功率值并累计生成输入电能值，根据所述第二初级信号将所述市电电压值、所述市电电流值、所述输入功率值以及所述输入电能值转换为第一初级信号并输出，或根据所述第二初级信号将所述输入电能值清零的初级控制模块； 所述次级监控模块还包括: 电源端连接所述次级电源模块的输出端，根据输入端接收到的第一次级信号向所述初级监控模块发出所述次级红外信号，或根据所述初级红外信号输出第二次级信号的次级通信模块； 电源端连接所述次级电源模块的输出端，根据外部环境温度与电源热点温度分别输出环境温度信号与热点温度信号的温度检测模块； 一个或多个正电压检测端中的每个正电压检测端一一对应地连接所述一个或多个正电压输出端中的每个正电压输出端，根据所述一个或多个正电压输出端的电压分别输出一个或多个正电压检测信号的正电压输出检测模块； 一个或多个负电压检测端中的每个负电压检测端一一对应地连接所述一个或多个负电压输出端中的每个负电压输出端，根据所述一个或多个负电压输出端的电压分别输出一个或多个负电压检测信号的负电压输出检测模块； 一个或多个正电压信号输入端中的每个正电压信号输入端 对应地连接所述正电压输出检测模块的一个或多个正电压信号输出端中的每个正电压信号输出端，一个或多个负电压信号输入端中的每个负电压信号输入端 对应地连接所述负电压输出检测模块的一个或多个负电压信号输出端中的每个负电压信号输出端，USB正端与USB负端分别连接所述主机的USB正端与USB负端，次级信号输出端连接所述次级通信模块的输入端，次级信号输入端连接所述次级通信模块的输出端，环境温度输入端连接所述温度检测模块的环境温度输出端，热点温度输入端连接所述温度检测模块的热点温度输出端，将所述环境温度信号、所述热点温度信号、所述一个或多个正电压检测信号以及所述一个或多个负电压检测信号分别转换为环境温度值、热点温度值、一个或多个正电压值以及一个或多个负电压值，将所述第二次级信号转换为所述市电电压值、所述市电电流值、所述输入功率值以及所述输入电能值，根据所述主机输出的控制信号输出第一次级信号，或将所述环境温度值、所述热点温度值、所述一个或多个正电压值、所述一个或多个负电压值、所述市电电压值、所述市电电流值、所述输入功率值以及所述输入电能值转换为USB信号并通过USB总线输出至主机，同时根据所述控制信号或根据所述环境温度值与所述热点温度值输出PWM控制信号的次级控制模块； 电源端连接所述第二正电压输出端，受控端连接所述次级控制模块的控制端，根据所述PWM控制信号对电源进行散热的散热模块。
2.如权利要求1所述的电源监控电路，其特征在于，所述散热模块包括: 电阻R37、电阻R38、NMOS管以及风机； 所述电阻R37的第一端为所述散热模块的受控端，所述电阻R37的第二端连接所述NMOS管的栅极，所述NMOS管的漏极与所述电阻R38的第一端共接于所述风机的受控端，所述电阻R38的第二端与所述风机的电源端共接形成所述散热模块的电源端，所述NMOS管的源极与所述风机的接地端共接于地。
3.如权利要求1所述的电源监控电路，其特征在于，所述散热模块包括: 电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电容C19、N型三极管、P型三极管以及风机； 所述电阻R39的第一端为所述散热模块的受控端，所述电阻R39的第二端、所述电容C19的第一端以及所述电阻R40的第一端共接于所述N型三极管的基极，所述电阻R42的第一端与所述P型三极管的发射极共接形成所述散热模块的电源端，所述电阻R24的第二端与所述N型三极管的集电极共接于所述P型三极管的基极，所述P型三极管的集电极连接所述风机的电源端，所述电阻R41的第一端连接所述N型三极管的发射极，所述电容C19的第二端、所述电阻R40的第二端、所述电阻R41的第二端以及所述风机的接地端共接于次级电源地。
4.如权利要求1所述的电源监控电路，其特征在于，所述市电电压检测模块包括: 电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C3、二极管Dl以及二极管D2 ； 所述电容Rl的第一端、所述电容C3的第一端以及所述电阻R2的第一端共接形成所述市电电压检测模块的输出端，所述电阻Rl的第二端与所述电容C3的第二端共接于初级电源地，所述电阻R3的第一端连接所述电阻R2的第二端，所述电阻R3的第二端连接所述电阻R4的第一端，所述电阻R4的第二端与所述二极管Dl的阴极共接于所述二极管D2的阴极，所述二极管Dl的阳极与所述二极管D2的阳极分别为所述市电电压检测模块的第一输入端与第二输入端。
5.如权利要求1所述的电源监控电路，其特征在于，所述市电电流检测模块包括: 电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、第一运算放大器以及第二运算放大器； 所述电容C4的第一端、所述电阻R5的第一端以及所述电阻R6的第一端共接形成所述市电电流检测模块的输出端，所述电容C4的第二端与所述电阻R5的第二端共接于初级电源地，所述电阻R6的第二端连接所述第一运算放大器的输出端，所述第一运算放大器的输出端连接所述第一运算放大器的反相端，所述第一运算放大器的同相端连接所述电阻R7的第一端，所述电阻R7的第二端、所述电阻R8的第一端以及所述电容C5的第一端共接于所述第二运算放大器的输出端，所述电容C5的第二端、所述电阻R8的第二端、所述电阻R9的第一端以及所述电容C6的第一端共接于所述第二运算放大器的反相端，所述电容C6的第二端、所述电阻RlO的第一端、所述电阻Rll的第一端以及所述电容C7的第一端共接于所述第二运算放大器的同相端，所述电阻Rll的第二端与所述电容C7的第二端共接于所述初级电源地，所述电阻R9的第二端为所述市电电流检测模块的正采样端，所述电阻RlO的第二端为所述市电电流检测模块的负采样端。
6.如权利要求1所述的电源监控电路，其特征在于，所述初级通信模块包括: 电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、NMOS管、光电三极管以及发光二极管； 所述电阻R12的第一端与所述电阻R14的第一端共接形成所述初级通信模块的输入端，所述电阻R12的第二端与所述电阻R13的第一端共接于所述发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极连接所述电阻R17的第一端，所述电阻R13的第二端、所述电阻R14的第二端、所述电阻R15的第一端、所述电阻R16的第一端以及所述NMOS管的漏极共接形成所述初级通信模块的电源端，所述电阻R16的第二端是所述初级通信模块的输出端，所述电阻R15的第二端、所述NMOS管的栅极共接于所述光电三极管的集电极，所述电阻R17的第二端、所述光电三极管的发射极以及所述NMOS管的源极共接于初级电源地。
7.如权利要求1所述的电源监控电路，其特征在于，所述初级控制模块包括: 电阻R18、电容C8以及初级控制芯片； 所述电阻R18的第一端与所述电容CS的第一端共接于所述初级控制芯片的电源端，所述电阻R18的第二端为所述初级控制模块的电源端，所述电容CS的第二端与所述初级控制芯片的接地端共接于初级电源地，所述初级控制芯片的市电电压检测端为所述初级控制模块的市电电压检测端，所述初级控制芯片的市电电流检测端为所述初级控制模块的市电电流检测端，所述初级控制芯片的初级信号输入端为所述初级控制模块的初级信号输入端，所述初级控制芯片的初级信号输出端为所述初级控制模块的初级信号输出端。
8.如权利要求1所述的电源监控电路，其特征在于，所述正电压输出检测模块包括一个或多个正电压转换模块，所述一个或多个正电压转换模块中的每个正电压转换模块的输入端与输出端分别与所述正电压输出检测模块的一个或多个正电压检测端中的每个正电压检测端与所述一个或多个正电压信号输出端中的正电压信号输出端 对应； 所述一个或多个正电压转换模块中的每一个正电压转换模块包括: 电阻R21、电阻R22以及电容C12 ； 所述电阻R21的第一端为所述正电压转换模块的输入端，所述电阻R21的第二端、所述电容C12的第一端以及所述电阻R22的第一端共接形成所述正电压转换模块的输出端，所述电容C12的第二端与所述电阻R22的第二端共接于次级电源地； 所述负电压输出检测模块包括一个或多个负电压转换模块，所述一个或多个负电压转换模块中的每个负电压转换模块的输入端与输出端分别与所述负电压输出检测模块的所述一个或多个负电压检测端中的每个负电压检测端与所述一个或多个负电压信号输出端中的负电压信号输出端 对应； 所述一个或多个负电压转换模块中的每一个负电压转换模块包括: 电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16以及运算放大器； 所述电阻R23的第一端为所述负电压转换模块的输入端，所述电阻R23的第二端、所述电容C13的第一端、所述电容C15的第一端以及所述电阻R24的第一端共接于所述运算放大器的反相端，所述电容C15的第二端、所述电阻R24的第二端、所述电容C14的第一端以及所述电阻R25的第一端共接于所述运算放大器的输出端，所述电阻R25的第二端，所述电阻R26的第一端以及所述电容C16的第一端共接形成所述负电压转换模块的输出端，所述电容C13的第二端、所述电容C14的第二端、所述电容C16的第二端、所述电阻R26的第二端以及所述运算放大器的同相端共接于次级电源地。
9.如权利要求1所述的电源监控电路，其特征在于，所述次级控制模块包括: 电阻R20、电容Cll以及次级控制芯片； 所述电阻R20的第一端为所述次级控制模块的电源端，所述电阻R20的第二端与所述电容Cll的第一端共接于所述次级控制芯片的电源端，所述电容Cll的第二端与所述次级控制芯片的接地端共接于次级电源地，所述次级控制芯片的一个或多个正电压信号输入端为所述次级控制模块的一个或多个正电压信号输入端，所述次级控制芯片的一个或多个负电压信号输入端为所述次级控制模块的一个或多个负电压信号输入端，所述次级控制芯片的控制端为所述次级控制模块的控制端，所述次级控制芯片的USB正端与USB负端分别为所述次级控制模块的USB正端与USB负端，所述次级控制芯片的环境温度输入端为所述次级控制模块的环境温度输入端，所述次级控制芯片的热点温度输入端为所述次级控制模块的热点温度输入端，所述次级控制芯片的次级信号输入端为所述次级控制模块的次级信号输入端，所述次级控制芯片的次级信号输出端为所述次级控制模块的次级信号输出端。
10.一种电源监控装置，包括壳体，其特征在于所述电源监控装置包括如权利要求1至9任一项所述的电源监控电路。
【文档编号】G05B19/418GK104238470SQ201310236528
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月14日 优先权日:2013年6月14日
【发明者】许于星, 李江, 孙玉博, 刘小明 申请人:中国长城计算机深圳股份有限公司
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