[实用新型]一种基于FPGA的智能电源监控装置

权利要求书

1.一种基于FPGA的智能电源监控装置，其特征在于：包括电压保护模块、电压测量模块、电压-频率转换电路、频率输出电路和电压调节模块，电源的电压输出端分别与所述电压保护模块、开关和所述电压调节模块相连接，所述开关、所述电压测量模块、所述电压-频率转换电路、所述频率输出电路依次连接，所述频率输出电路的输出信号端与所述电压调节模块相连，所述电压保护模块和所述电压调节模块的输出端分别与负载相连；

所述电压保护模块包括控制器、光电耦合器件和保护单元，电池的输出端依次通过所述光电耦合器件、所述保护单元与所述控制器的电压检测端口电连接，所述开关还与所述控制器电连接，用于在所述控制器的控制下导通或关断，以使电池的输出端与开关实现导通或断开；

所述电压-频率转换电路包括第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及控制芯片和增益调整电阻；所述第一电阻与第一电容并联，所述第一电容的两端与控制芯片的不同引脚连接；所述第二电容的一端与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与输入电源的正极连接，所述第二电容的另一端连接信号输入端；

所述电压调节模块包括PID调节模块、DPWM产生模块和开关电源功率级电路，所述PID调节模块根据PID控制原理对所述频率输出电路输出值进行偏差调节，使输出电压值与预定值一致；所述DPWM产生模块根据所述PID调节模块的输出信号控制开关的通断，所述DPWM产生模块输出指令调节所述开关电源功率级电路中开关器件的导通器件，使开关电源功率级电路保持恒定的输出。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的智能电源监控装置，其特征在于：所述光电耦合器件包括控制端、信号输入端及信号输出端，所述光电耦合器件的信号输入端与所述电池的输出端电连接，所述光电耦合器件的信号输出端与所述保护单元电连接，所述光电耦合器件的控制端与所述控制器的IO端口电连接，所述光电耦合器件用于在所述控制器的IO端口控制下关断或导通。

3.根据权利要求2所述的基于FPGA的智能电源监控装置，其特征在于：所述保护单元包括保护二极管及电阻，所述电阻分别与所述控制器的电压检测端口电、所述保护二极管的阴极连接，所述保护二极管的阳极接地。

4.根据权利要求3所述的基于FPGA的智能电源监控装置，其特征在于：所述保护二极管为瞬态抑制二极管。

5.根据权利要求4所述的基于FPGA的智能电源监控装置，其特征在于：所述光电耦合器件为PHOTOMOS器件。

6.根据权利要求1所述的基于FPGA的智能电源监控装置，其特征在于：所述电压-频率转换电路还包括阻抗匹配电阻，所述第一电容的一端经过所述阻抗匹配电阻与控制芯片的引脚连接。

7.根据权利要求1所述的基于FPGA的智能电源监控装置，其特征在于：所述电压-频率转换电路还包括第三电容和第三电阻，所述第三电容的一端与第二电容连接，所述第三电容的另一端与第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端为信号的输入端。

8.根据权利要求1所述的基于FPGA的智能电源监控装置，其特征在于：所述PID调节模块和所述DPWM产生模块均基于FPGA实现。

9.根据权利要求1所述的基于FPGA的智能电源监控装置，其特征在于：所述开关电源功率级电路功率开关管型号为N沟道POWERMOSFETIRF7832PbF，驱动电路芯片型号为IR2110S系列。