[实用新型]一种基于CPLD的电流监控电路

说明书

本实用新型公开了一种基于CPLD的电流监控电路，包括电流输入模块、放大模块、电压采集及阈值设置模块、比较模块、过流判断模块、电流输出控制模块和故障指示模块；本实用新型结构简单、工作可靠、成本低，通过可编程逻辑器件CPLD实现电流的实时监控和控制，提高了故障发生时电路的切断速度，对异常电流进行报警、切断的反应速度为微秒级，避免上电瞬间电流过大造成的误操作，具有电路嵌位功能，避免继电器频繁切换，有效增加了过流保护的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及电子器件的过流保护技术领域，尤其涉及一种基于CPLD的电流监控电路。

背景技术

直流-直流电源转换模块的主要功能是实现不同大小的直流电压转换，作为二次电源输入至后级电路或系统，以满足后级电路或系统对不同直流电压的需求；如果该模块出现过流、过压现象，容易损坏相应的电子器件，所以需要设置电流监控电路，并在出现故障时采取相应动作。

目前，常用的电流监控电路设计有以下两种：一是电源模块自带串口通讯接口，通过串口通讯，实现对电源电压或电流的检测、控制，同时可以进行过流保护设置；这种方式简单方便，不用额外进行硬件设计，只需在测试过程中增加软件功能，设定过流保护阈值，通过串口关断电源输出即可；但这种方式在发现过流时关断电源输入过程时间太长，而且不能监测二次电源输出电压，测试不全面；二是采用带总线功能，如采用I2C总线的继电器进行控制，通过增加I2C总线通讯卡，监测通过继电器的电流电压，如果超过设定阈值，由软件控制继电器，从而关断电源输入；这种方式可以避免二次电源测试不全的缺点，但速度和RS232通讯一样，仍然不能令人满意。

实用新型内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种基于CPLD的电流监控电路，结构简单、工作可靠，可以在出现过流时进行快速的过流保护响应。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于CPLD的电流监控电路，包括电流输入模块、放大模块、电压采集及阈值设置模块、比较模块、过流判断模块和电流输出控制模块；

所述电流输入模块包括电流传感器U1、电容C1、电容C2；被监测的直流信号DC1输入至U1的输入端+IP；U1的电源端VCC接+5V电源，电容C1一端与U1的电源端VCC和+5V电源间节点相连，另一端接地gnd；电容C2一端与U1的过滤器端FLITER相连，另一端接地gnd，电流传感器U1的接地端GND端接地gnd；

所述放大模块包括运算放大器U2、电阻R1、电阻R2；所述运算放大器U2的同向输入端V+与电流输入模块中电流传感器U1的电压输出端VOUT相连，U2的反向输入端V-通过电阻R1接地gnd，电阻R2的一端与电阻R1和U2的反向输入端V-间的节点相连，另一端接U2的输出端OUT，U2的电源端VCC接+5V电源，U2的接地端GND接地gnd；

所述比较模块包括电压比较器U3、电阻R3-6、电容C3；所述电压比较器U3的反向输入端1N-通过电阻R3与放大模块中的运算放大器U2的输出端OUT相连，U3的正向输入端1N+通过电阻R4与电压采集及阈值设置模块的输出端相连，电压采集及阈值设置模块的输入端与电阻R3和U2的输出端OUT间的节点相连，U3的正向输入端1N+与电阻R4间的节点通过电阻R5接地gnd，电容C3的一端接地gnd，另一端与电阻R3和U3的正向输入端1N+间的节点相连，U3的正电源端VCC+接+5V电源，负电源端VCC-接地gnd，U3的输出端OUT通过电阻R6接+5V电源；

所述过流判断模块包括CPLD+FPGA模块U4和晶振X1，所述CPLD+FPGA模块U4的输入端与比较模块中电压比较器U3的输出端OUT相连，晶振X1与U4相连；