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12V电源电流监测电路的制作方法

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12v电源电流监测电路
技术领域
1.本实用新型属于电路应用领域,具体来说是一种12v电源电流监测电路。


背景技术:

2.随着信息技术的不断发展,通信设备的功能越来越多,面向越来越广(工业级),集成度越来越高,能耗越来越大。例如5g模块在通信设备上的应用,因5g模块的功耗相比4g更大,如果是在工业级设备上应用,其环境对设备的能耗控制要求更高,其散热和综合性散热手段成为一个问题。在传统的加散热片,贴壳散热等方法之上,更需要考虑综合散热手段:采用对模块电流的监控来实时动态了解模块的耗能,再配合软件对业务的优化,进行功耗控制。而要进行这样的综合性散热方法成为可能,就需要高精度,高温度特性的实时能耗监测电路。类似的案例在通信产品设计中较为常见,从而让高精度,高温度特性的实时能耗监测电路设计成为一个较为迫切的需求。


技术实现要素:

3.为了克服现有技术中所存在的不足,本实用新型提供了一种12v电源电流监测电路,解决了在通信设备常用的12v系统电源上实现高精度,高温度特性的电流监测电路设计。
4.本实用新型提供的12v电源电流监测电路,所述12v电源电流监测电路包括监控芯片、分流电阻和主控芯片,所述监控芯片为tpa626,所述tpa626的供电电压采用通信设备上常用的电压3.3v;所述分流电阻为额定功率1w的贴片2512封装1%高精度0.01ohm电阻;所述tpa626采用iic与所述主控芯片的通信接口连接。
5.本实用新型的一个技术方案,进一步设置为,所述tpa626包括引脚一至十,所述tpa626的引脚一连接iic地址末两位高位,所述引脚二连接iic地址末两位低位,所述引脚三连接alert,所述引脚四连接iic数据信号线,所述引脚五连接iic数据地址线,所述引脚六连接tpa626芯片的supply voltage,所述引脚七接地,所述引脚八连接vbus,即待监控电源(电压范围:0v~30v),所述引脚九、十分别连接分流电阻的两端。
6.本实用新型的一个技术方案,进一步设置为,所述tpa626的引脚一经由1k电阻后接地。
7.本实用新型的一个技术方案,进一步设置为,所述tpa626的引脚二经由1k电阻后接地。
8.本实用新型的一个技术方案,进一步设置为,所述tpa626的引脚四先后经由33k电阻和0.1微法电容后接地。
9.本实用新型的一个技术方案,进一步设置为,所述tpa626的引脚五经由0.1微法电容后接地。
10.本实用新型的一个技术方案,进一步设置为,所述tpa626的引脚十经由33k电阻与12v电源连接,所述tpa626的引脚九依次经由33k电阻、0.01欧姆电阻后与12v电源连接,所
述引脚九、十之间连接有0.01微法电容。
11.本实用新型的一个技术方案,进一步设置为,所述引脚八经包括两个支路,其中一条支路由1k电阻与12v电源的输出端相连接,另一条支路经由0.1微法的电容后接地。
12.本实用新型的一个技术方案,进一步设置为,所述tpa626的引脚六与三条支路相连接,一条连接600欧姆的电阻后与电源相连接,其余两条分别连接有100微法和0.1微法的电容后接地。
13.本实用新型的有益效果至少为:
14.(1)本实用新型采用tpa626做为集成监控芯片,非分立式器件,具有更好的温度特性和精度,能在工业级条件下使用。
15.(2)本实用新型使用额定功率1w的贴片2512封装1%高精度0.01ohm电阻做为分流电阻,使用电流监控分辨率更小,监控上限高的特性。
16.(3)本实用新型的主控芯片与tpa626通信采用iic接口。不同主芯片平台的扩展性好。
附图说明
17.图1为本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
18.为了便于理解本实用新型,下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述,附图中给出了本实用新型的若干实施例,但是,本实用新型可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例,相反地,提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
19.需要说明的是,当元件被称为“固设于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件;当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件;本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
20.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本实用新型;本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
21.如图1所示,本实用新型提供的12v电源电流监测电路,采用3peak开发的一款专门面向电流感测和功耗监控应用的数字式电流和功率监控芯片
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tpa626进行电路设计,tpa626可直接监测分流电阻两端的差分压降,并转化成数字输出,同时可以监测单端总线电压,并后台计算功耗信息,通过i2c、smbus上报给主控芯片。
22.本实用新型提供的12v电源电流监测电路,12v电源电流监测电路包括监控芯片、分流电阻和主控芯片,监控芯片为tpa626,tpa626的供电电压采用通信设备上常用的电压3.3v;分流电阻为额定功率1w的贴片2512封装1%高精度0.01ohm电阻;tpa626采用iic与主控芯片的通信接口连接。
23.本实用新型的一个技术方案,进一步设置为,tpa626包括引脚一至十,tpa626的引
脚一连接iic地址末两位高位,引脚二连接iic地址末两位低位,引脚三连接alert,引脚四连接iic数据信号线,引脚五连接iic数据地址线,引脚六连接tpa626芯片的supply voltage,引脚七接地,引脚八连接vbus,即待监控电源(电压范围:0v~30v),引脚九、十分别连接分流电阻的两端。
24.本实用新型的一个技术方案,进一步设置为,tpa626的引脚一经由1k电阻后接地。
25.本实用新型的一个技术方案,进一步设置为,tpa626的引脚二经由1k电阻后接地。
26.本实用新型的一个技术方案,进一步设置为,tpa626的引脚四先后经由33k电阻和0.1微法电容后接地。
27.本实用新型的一个技术方案,进一步设置为,tpa626的引脚五经由0.1微法电容后接地。
28.本实用新型的一个技术方案,进一步设置为,tpa626的引脚十经由33k电阻与12v电源连接,tpa626的引脚九依次经由33k电阻、0.01欧姆电阻后与12v电源连接,引脚九、十之间连接有0.01微法电容。
29.本实用新型的一个技术方案,进一步设置为,引脚八经包括两个支路,其中一条支路由1k电阻与12v电源的输出端相连接,另一条支路经由0.1微法的电容后接地。
30.本实用新型的一个技术方案,进一步设置为,tpa626的引脚六与三条支路相连接,一条连接600欧姆的电阻后与电源相连接,其余两条分别连接有100微法和0.1微法的电容后接地。
31.电流监测原理如下:tpa626直接监测分流电阻两端的差分压降,并转化成数字输出tpa626内置的16bit adc,噪声较低,最小电平检测值是2.5uv。集成精度vref,有良好的初始精度和低至10ppm左右的温漂。tpa626与主芯片接口使用的iic可直接将检测结果传递给主芯片,兼容性好。监控电流存储在iic地址为04h的寄存器。本电路监控电流分辨率小至0.25ma。
32.电路关系式如下,最小步进电流:i=2.5uv/r616。
33.电路工作原理:
34.本描述结合图1上相关器件或者位置说明:
35.1.负载对应图1中r616这一个电阻;
36.2.低位偏置是一个满量程为+/-81.92mv的采样输入端。(此采样偏置是tpa626内置。因为高位置用于双向电流监控,与本专利无关,不做说明);
37.3.被测电压即为图1中12v_out;
38.4.adc是一个16bit(16位)的采样器。最低采样输出数据周期为66us。
39.5.每一个采样周期adc对负载两端的变化电压进行测量,然后与低偏置位上电压进行比较,然后经过adc内部的转换输出电流和电压值并保存到相应的寄存器中供主芯片平台通过iic接口访问调用相应数据。
40.以上所述实施例仅表达了本实用新型的某种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制;应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围;因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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