電信設(shè)備的功率測(cè)量電路

本文討論如何監(jiān)測(cè)采用兩個(gè)獨(dú)立輸入(-48V(A)和-48V(B))的電信設(shè)備的輸入電壓和電流。每個(gè)獨(dú)立輸入的電壓范圍不窄于-42.5V～-56.5V，而且處于冗余考慮，對(duì)這兩個(gè)獨(dú)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(cè)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(jiǎn)化前端。兩個(gè)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(gè)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(gè)器件使用戶可以測(cè)量輸入電流(借助R3)和U1的UV端的“或”電壓。

這些測(cè)量需要在初級(jí)側(cè)有個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，且很可能還需要在次級(jí)側(cè)(數(shù)據(jù)處理側(cè))配置一個(gè)隔離器以進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(圖2)。ADC采用了ADI公司的AD7923，ADI的ADuM1401可提供隔絕及全部數(shù)據(jù)通信通道(圖2的輔助電路部分)。此外，測(cè)量電路還需要一個(gè)本地電源。

如果任一個(gè)輸入電源高于37V，則需對(duì)輔助電源部分的電阻R進(jìn)行計(jì)算以提供所需的功率。當(dāng)感應(yīng)電阻(R3)的阻值很小時(shí)，精密運(yùn)算放大器U3(凌力爾特(Linera)的LT1637)可以改善測(cè)量精度。

請(qǐng)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(jì)盡可能節(jié)能，必須采取特別措施。在圖2中，每個(gè)IC序號(hào)下括號(hào)內(nèi)的值，是該部分電路的最大工作電流。若有兩個(gè)額外的ADC輸入可用，可將該設(shè)計(jì)擴(kuò)展為可獨(dú)立測(cè)量每個(gè)輸入值(圖3)。輔助電路部分與圖2類似。

由于電壓來自兩個(gè)獨(dú)立源，所以ADC的公共點(diǎn)(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(cè)得的信號(hào)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(gè)輸入捕獲信號(hào)。

(2)電流I=(Vadc4xR4)/[R3x(R5+R4)]

(3)VOR=14xVadc3

(4)確定其它兩個(gè)ADC讀數(shù)(Vadc1和Vadc2)哪個(gè)值小，這個(gè)較小的讀數(shù)屬于具有最高(絕對(duì)值)電壓的輸入，且將決定ADC的公共點(diǎn)的值。

(5)計(jì)算“或”二極管上的壓降。

VD=(14xVadc3-144xVadc2)/13

采用計(jì)算“或”二極管壓降而非借用近似0.6V這一經(jīng)驗(yàn)值的作法將極大提升測(cè)量精度，因?yàn)樗延捎陔娏髯兓氲膲航档母淖円部紤]在內(nèi)了。

(6)計(jì)算-48V(B)和-48V(A)的值。

V48(B)=(144xVadc2)+(14xVD)；

V48(A)=[14xV48(B)-144xVadc1-14xVD1]/13