CN102566732A - 降压式变换电路的输出电流监测装置 - Google Patents

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Abstract

一种降压式变换电路的输出电流监测装置，包括电压输入端、第一输入控制单元、第一电感、第一接地电容及第一电压输出端，第一输入控制单元通过串联的第一电感及第一接地电容接地，第一电压输出端连接至串联的第一电感及第一接地电容之间以输出一驱动电压给负载，还包括第一RC积分电路、第一电压采样单元及控制单元，第一电感上并联第一RC积分电路，第一电压采样单元与第一电容连接以采集第一电容两端的电压U1，第一电压采样单元与控制单元连接以将电压U1传送给控制单元。上述降压式变换电路的输出电流监测装置通过采集第一电容的电压值U1，从而间接获得第一电感的电流，快速、准确监测多相降压式变换电路的各相电流。

Description

降压式变换电路的输出电流监测装置
技术领域
本发明涉及一种降压式变换电路的输出电流监测装置，尤其涉及一种应用于电脑主板的多相降压式变换电路的各相输出电流监测装置。
背景技术
现有的电脑***中，通常采用降压式变换电路(Buck电路)作为主板的供电电路，降压式变换电路一般包括作为电子开关的场效应管。为了获得更为稳定的电压、较大的电流以及降低供电电路的温度，现有的电脑主板的供电电路大多采用多相降压式变换电路。
然，如果电脑主板的电路布线设计不合理，这将导致多相降压式变换电路的各相电流不平衡，进而导致烧毁场效应管。如何快速、准确监测多相降压式变换电路的各相电流，这成为业内急需解决的技术问题。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种快速准确监测输出电流的降压式变换电路的输出电流监测装置。
一种降压式变换电路的输出电流监测装置，包括电压输入端、第一输入控制单元、第一电感、第一接地电容及第一电压输出端，电压输入端与第一输入控制单元连接以将外部电源输入降压式变换电路中，第一输入控制单元通过串联的第一电感及第一接地电容接地，第一电压输出端连接至串联的第一电感及第一接地电容之间以输出一驱动电压给负载，还包括第一RC积分电路、第一电压采样单元及控制单元，第一RC积分电路包括第一电阻及第一电容，第一电感上并联第一RC积分电路，第一电容的一端与第一电阻连接，第一电容的另一端与第一电压输出端连接，第一电压采样单元与第一电容连接以采集第一电容两端的电压U1，第一电压采样单元与控制单元连接以将电压U1传送给控制单元。
上述降压式变换电路的输出电流监测装置通过采集第一电容的电压值U1，从而间接获得第一电感L1的电压值，进而计算第一电感的电流，快速、准确监测多相降压式变换电路的各相电流。
附图说明
下面参照附图结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。
图1为本发明较佳实施方式的降压式变换电路的输出电流监测装置的电路图。
主要元件符号说明
第一输入控制单元          11
第一PWM驱动单元           111
第一场效应管              Q1
第二场效应管              Q2
第一电感                  L1
第一接地电容              C21
第一电压采样单元          12
第一RC积分电路            13
第二输入控制单元          14
第二PWM驱动单元           141
第三场效应管              Q3
第四场效应管              Q4
第二电感                  L2
第二接地电容              C22
第二RC积分电路            15
第二电压采样单元          16
控制单元            17
显示单元            18
电压输入端          Vin
第一电压输出端      Vout1
第二电压输出端      Vout2
第一电阻            R1
第一电容            C11
第二电阻            R2
第二电容            C12
具体实施方式
请参照图1，本发明较佳实施方式提供降压式变换电路的输出电流监测装置，包括电压输入端Vin、第一输入控制单元11、第一RC积分电路13、第一电压采样单元12、第二输入控制单元14、第二RC积分电路15、第二电压采样单元16、控制单元17及显示单元18。电压输入端Vin分别与第一输入控制单元11及第二输入控制单元14连接以将外部电源输入降压式变换电路中。
第一输入控制单元11包括第一PWM(pulse width modulation，脉宽调制)驱动单元111、第一场效应管Q1及第二场效应管Q2。第一PWM驱动单元111分别与第一场效应管Q1及第二场效应管Q2的栅极连接。第一场效应管Q1的源极连接至第二场效应管Q2的漏极。第二场效应管Q2的漏极通过串联的第一电感L1及第一接地电容C21接地，即第一输入控制单元11通过串联的第一电感L1及第一接地电容C21接地。第一电压输出端Vout1连接至串联的第一电感L1及第一接地电容C21之间，以输出一驱动电压给负载。
第一电感L1上并联第一RC积分电路13。第一RC积分电路13包括第一电阻R1及第一电容C11，第一电容C11的一端与第一电阻R1连接，第一电容C11的另一端与第一电压输出端Vout1连接。在本实施方式中，第一电阻R1的阻值为10K欧姆，第一电容C11的容值为1微法。
第二输入控制单元14包括第二PWM(pulse width modulation，脉宽调制)驱动单元141、第三场效应管Q3及第四场效应管Q4。第三场效应管Q3的源极连接至第四场效应管Q4的漏极。第三场效应管Q3的漏极通过串联的第二电感L2及第二接地电容C22接地，即第二输入控制单元14通过串联的第二电感L2及第二接地电容C22接地。第二电压输出端Vout2连接至串联的第二电感L2及第二接地电容C22之间，以输出另一驱动电压给负载。
第二电感L2并联第二RC积分电路15。第二RC积分电路15包括第二电阻R2及第二电容C12，第二电容C12的一端与第二电阻R2连接，第二电容C12的另一端与第二电压输出端Vout2连接。在本实施方式中，第二电阻R2的阻值为10K欧姆，第二电容C12的容值为1微法。
电压输入端Vin连接至第一场效应管Q1及第三场效应管Q3的漏极，以将外部电源输入降压式变换电路10中。
第一电压采样单元12与第一RC积分电路13的第一电容C11连接，以采集第一RC积分电路13的第一电容C11两端的电压U1。第二电压采样单元16与第二RC积分电路15的第二电容C12连接，以采集第二RC积分电路15的第二电容C12两端的电压U2。
第一电压采样单元12与第二电压采样单元16分别将第一电容C11的电压U1与第二电容C12的电压U2发送到控制单元17。第一电感L1的等效电阻R_L1和第二电感L2的等效电阻R_L2预存于控制单元17中。由于第一电感L1的电压近似于第一电容C11的电压，第二电感L2的电压近似于第二电容C12的电压，故第一电感L1的电流I_L1＝U1/R_L1，第二电感L2的电流I_L2＝U2/R_L2。
控制单元17将第一电感L1的电流I_L1和第二电感L2的电流I_L2传送给显示单元18，显示单元18显示I_L1和I_L2。
由于难以精确直接采集第一电感L1和第二电感L2的瞬间电学参数状态，故本发明通过采集第一电容C11的电压值U1与第二电容C12的电压值U2，从而间接获得第一电感L1和第二电感L2的电压值，进而计算第一电感和第二电感的电流，快速、准确监测多相降压式变换电路的各相电流。
另外，本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其他形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种降压式变换电路的输出电流监测装置，包括电压输入端、第一输入控制单元、第一电感、第一接地电容及第一电压输出端，电压输入端与第一输入控制单元连接以将外部电源输入降压式变换电路中，第一输入控制单元通过串联的第一电感及第一接地电容接地，第一电压输出端连接至串联的第一电感及第一接地电容之间以输出一驱动电压给负载，其特征在于：还包括第一RC积分电路、第一电压采样单元及控制单元，第一RC积分电路包括第一电阻及第一电容，第一电感上并联第一RC积分电路，第一电容的一端与第一电阻连接，第一电容的另一端与第一电压输出端连接，第一电压采样单元与第一电容连接以采集第一电容两端的电压U1，第一电压采样单元与控制单元连接以将电压U1传送给控制单元。
2.如权利要求1所述的降压式变换电路的输出电流监测装置，其特征在于：控制单元预存第一电感的等效电阻R_L1，控制单元根据公式I_L1＝U1/R_L1以获得流经第一电感上的电流。
3.如权利要求2所述的降压式变换电路的输出电流监测装置，其特征在于：还包括显示单元，控制单元与显示单元连接以将I_L1传送给显示单元。
4.如权利要求1所述的降压式变换电路的输出电流监测装置，其特征在于：第一输入控制单元包括第一PWM驱动单元、第一场效应管及第二场效应管，第一PWM驱动单元分别与第一场效应管及第二场效应管的栅极连接，第一场效应管的源极连接至第二场效应管的漏极，第二场效应管的漏极通过串联的第一电感及第一接地电容接地。
5.如权利要求1所述的降压式变换电路的输出电流监测装置，其特征在于：还包括第二输入控制单元、第二电感、第二接地电容及第二电压输出端，电压输入端与第二输入控制单元连接以将外部电源输入降压式变换电路中，第二输入控制单元通过串联的第二电感及第二接地电容接地，第二电压输出端连接至串联的第二电感及第二接地电容之间以输出另一驱动电压给负载。
6.如权利要求5所述的降压式变换电路的输出电流监测装置，其特征在于：还包括第二RC积分电路及第二电压采样单元，第二RC积分电路包括第二电阻及第二电容，第二电感上并联第二RC积分电路，第二电容的一端与第二电阻连接，第二电容的另一端与第二电压输出端连接，第二电压采样单元与第二电容连接以采集第二电容两端的电压U2，第二电压采样单元与控制单元连接以将采集电压U2传送给控制单元。
7.如权利要求6所述的降压式变换电路的输出电流监测装置，其特征在于：控制单元预存第二电感的等效电阻R_L2，控制单元根据公式I_L2＝U2/R_L2以获得流经第二电感上的电流。
8.如权利要求7所述的降压式变换电路的输出电流监测装置，其特征在于：控制单元将I_L2传送给显示单元。
9.如权利要求5所述的降压式变换电路的输出电流监测装置，其特征在于：第二输入控制单元包括第二PWM驱动单元、第三场效应管及第四场效应管，第二PWM驱动单元分别与第三场效应管及第四场效应管的栅极连接，第三场效应管的源极连接至第四场效应管的漏极，第三场效应管的漏极通过串联的第二电感及第二接地电容接地。
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