電信設(shè)備的功率測量電路
本文討論如何監(jiān)測采用兩個獨立輸入(-48V(A)和-48V(B))的電信設(shè)備的輸入電壓和電流。每個獨立輸入的電壓范圍不窄于-42.5V~-56.5V,而且處于冗余考慮,對這兩個獨立輸入在模塊上進(jìn)行了”或”操作。從維護(hù)和支持的角度出發(fā),測量輸入電壓值、輸入是否存在以及模塊的功耗非常重要。
圖1是電信設(shè)備常用電源部分的簡化前端。兩個輸入通過D1和D2進(jìn)行了“或”操作。經(jīng)過”或”操作的電壓一旦高于一個由R1和R2限定的欠壓閥值,熱插拔電路(U1)就將逐步為負(fù)載(數(shù)據(jù)處理側(cè))加電。R3是為U1提供輸入電流信息的感應(yīng)電阻。增加的幾個器件使用戶可以測量輸入電流(借助R3)和U1的UV端的“或”電壓。
如果任一個輸入電源高于37V,則需對輔助電源部分的電阻R進(jìn)行計算以提供所需的功率。當(dāng)感應(yīng)電阻(R3)的阻值很小時,精密運算放大器U3(凌力爾特(Linera)的LT1637)可以改善測量精度。
請注意,該側(cè)消耗的每一毫安都等同于56mW功耗,因此為使設(shè)計盡可能節(jié)能,必須采取特別措施。在圖2中,每個IC序號下括號內(nèi)的值,是該部分電路的最大工作電流。若有兩個額外的ADC輸入可用,可將該設(shè)計擴(kuò)展為可獨立測量每個輸入值(圖3)。輔助電路部分與圖2類似。
由于電壓來自兩個獨立源,所以ADC的公共點(COM)是懸浮的。COM的值等于其中的較大者減去二極管壓降,因此無法把從Vadc1和Vadc2測得的信號值直接轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電壓,而是必須采用如下算法:
(1)ADC從全部四個輸入捕獲信號。
(2)電流I=(Vadc4xR4)/[R3x(R5+R4)]
(3)VOR=14xVadc3
(4)確定其它兩個ADC讀數(shù)(Vadc1和Vadc2)哪個值小,這個較小的讀數(shù)屬于具有最高(絕對值)電壓的輸入,且將決定ADC的公共點的值。
(5)計算“或”二極管上的壓降。
VD=(14xVadc3-144xVadc2)/13
采用計算“或”二極管壓降而非借用近似0.6V這一經(jīng)驗值的作法將極大提升測量精度,因為它把由于電流變化引入的壓降的改變也考慮在內(nèi)了。
(6)計算-48V(B)和-48V(A)的值。
V48(B)=(144xVadc2)+(14xVD);
V48(A)=[14xV48(B)-144xVadc1-14xVD1]/13