1.多通道智能配電裝置,包括裝置本體,其特征在于:所述裝置本體由電源模塊、電壓采集電路、FPGA電路、隔離通信接口電路和多個功率控制模塊組成;
電源模塊電路的輸入端與外部電源連接,輸出端與裝置本體內(nèi)部其他電路的電源輸入端連接;
電壓采集電路的輸入端與外部電源連接,輸出端與FPGA電路的數(shù)據(jù)輸入端連接;
隔離通信接口電路的一端與外部總線相連,另一端與FPGA電路的通信接口相連;
每個功率控制模塊的電源輸入端與外部電源正極連接,控制端與FPGA電路的一控制輸出端連接,狀態(tài)反饋端與FPGA電路的一數(shù)據(jù)采集口連接,供電輸出端與一外部負(fù)載設(shè)備相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道智能配電裝置,其特征在于:電源模塊由濾波器、第一DC/DC模塊、第二DC/DC模塊、二極管D1、二極管D2和多路LDO組成;
濾波器輸入端形成電源模塊的輸入端;濾波器的輸出端連接第一DC/DC模塊和第二DC/DC模塊的輸入端;第一DC/DC模塊的輸出端正極與二極管D1的正極相連,第二DC/DC模塊的輸出端正極與二極管D2的正極相連;第一DC/DC模塊的輸出端負(fù)極與第二DC/DC模塊的輸出端負(fù)極相連后,連接多路LDO的負(fù)端;二極管D1的負(fù)極和二極管D2的負(fù)極相連后,連接多路LDO的輸入端;多路LDO的端出端形成電源模塊的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道智能配電裝置,其特征在于:功率控制模塊由驅(qū)動電路、開關(guān)電路、電流傳感器、調(diào)理電路和A/D采樣電路組成;驅(qū)動電路的輸入端形成功率控制模塊的控制端,驅(qū)動電路的輸出端與開關(guān)電路的控制端連接;開關(guān)電路的輸入端形成功率控制模塊的電源輸入端;開關(guān)電路的輸出端形成功率控制模塊的供電輸出端;電流傳感器隔離感應(yīng)供電輸出端電流,電流傳感器的輸出端連接調(diào)理電路的輸入端,調(diào)理電路的輸出端連接A/D采樣電路的輸入端,A/D采樣電路的輸出端形成功率控制模塊的狀態(tài)反饋端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道智能配電裝置,其特征在于:隔離通信接口為CAN總線收發(fā)電路、RS422總線收發(fā)電路或RS485總線收發(fā)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的多通道智能配電裝置的運(yùn)行方法,其特征是,包括如下步驟:
外部電源通過電源線引入電源模塊,電源模塊將其處理后提供給裝置本體內(nèi)部電路;
電壓采集電路隔離采集輸入電源的電壓信號,并將電壓信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號給FPGA電路進(jìn)行分析處理;
隔離通信接口電路完成總線信號的隔離轉(zhuǎn)換,完成外部總線和FPGA電路信息的交互;
功率控制模塊完成供電通斷的切換,并將輸出的電流信號隔離采集為數(shù)字電流信號供FPGA電路進(jìn)行分析處理;
FPGA電路對多通道供電的電流信號與電源電壓信號進(jìn)行并行采集和處理,完成通信管理和信息處理,多通道通斷控制功能,以及多通道的過欠壓保護(hù)和過流保護(hù)功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多通道智能配電裝置的運(yùn)行方法,其特征是,電源模塊對外部電源進(jìn)行處理的過程為:外部電源經(jīng)過濾波器濾波后送入2個并聯(lián)的DC/DC模塊,2個并聯(lián)的DC/DC模塊對其進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換后送入防反二極管進(jìn)行匯流,并經(jīng)多路LDO變壓后提供給裝置本體內(nèi)部電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多通道智能配電裝置的運(yùn)行方法,其特征是,功率控制模塊實(shí)現(xiàn)供電通斷的切換的過程為:驅(qū)動電路完成FPGA電路發(fā)出的控制信號的放大,并驅(qū)動開關(guān)電路通或斷;
功率控制模塊對輸出的電流信號隔離采集的過程為:電流傳感器測量供電輸出端的電流大小,經(jīng)調(diào)理后給A/D采樣電路進(jìn)行采樣,經(jīng)采樣后給FPGA電路進(jìn)行處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多通道智能配電裝置的運(yùn)行方法,其特征是,
FPGA電路的正常通斷控制過程為:接收上級控制器的控制命令直接控制通路供電的通斷;
FPGA電路的過欠壓保護(hù)過程為:電壓采集電路檢測外部電源的輸入電壓,當(dāng)檢測到輸入電壓大于預(yù)設(shè)的電壓最大值時或小于預(yù)設(shè)的電壓最小值時,F(xiàn)PGA電路控制各功率控制模塊斷開,從而起到過壓及欠壓保護(hù)的功能;
FPGA電路的過流保護(hù)過程為:FPGA電路實(shí)時監(jiān)測每個功率控制模塊的電流信號,并實(shí)時進(jìn)行保護(hù)算法的運(yùn)算,當(dāng)某通道或多個通道供電發(fā)生過流并滿足所在通道的保護(hù)算法過流保護(hù)條件時,F(xiàn)PGA電路輸出斷開相應(yīng)供電通道的控制信號,使相應(yīng)通道的功率控制模塊斷開,從而起到過流保護(hù)的功能。