电信设备的功率测量电路(转载)

本文讨论如何监测采用两个独立输入(-48V(A)和-48V(B))的电信设备的输入电压和电流。每个独立输入的电压范围不窄于-42.5V～-56.5V，而且处于冗余考虑，对这两个独立输入在模块上进行了”或”操作。从维护和支持的角度出发，测量输入电压值、输入是否存在以及模块的功耗非常重要。
    图1是电信设备常用电源部分的简化前端。两个输入通过D1和D2进行了“或”操作。经过”或”操作的电压一旦高于一个由R1和R2限定的欠压阀值，热插拔电路(U1)就将逐步为负载(数据处理侧)加电。R3是为U1提供输入电流信息的感应电阻。增加的几个器件使用户可以测量输入电流(借助R3)和U1的UV端的“或”电压。

    这些测量需要在初级侧有个模数转换器(ADC)，且很可能还需要在次级侧(数据处理侧)配置一个隔离器以进行数据转换(图2)。ADC采用了ADI公司的AD7923，ADI的ADuM1401可提供隔绝及全部数据通信通道(图2的辅助电路部分)。此外，测量电路还需要一个本地电源。


    如果任一个输入电源高于37V，则需对辅助电源部分的电阻R进行计算以提供所需的功率。当感应电阻(R3)的阻值很小时，精密运算放大器U3(凌力尔特(Linera)的LT1637)可以改善测量精度。

    请注意，该侧消耗的每一毫安都等同于56mW功耗，因此为使设计尽可能节能，必须采取特别措施。在图2中，每个IC序号下括号内的值，是该部分电路的最大工作电流。若有两个额外的ADC输入可用，可将该设计扩展为可独立测量每个输入值(图3)。辅助电路部分与图2类似。


    由于电压来自两个独立源，所以ADC的公共点(COM)是悬浮的。COM的值等于其中的较大者减去二极管压降，因此无法把从Vadc1和Vadc2测得的信号值直接转换为相应电压，而是必须采用如下算法：

    (1)ADC从全部四个输入捕获信号。

    (2)电流I=(Vadc4xR4)/[R3x(R5+R4)]

    (3)VOR=14xVadc3

    (4)确定其它两个ADC读数(Vadc1和Vadc2)哪个值小，这个较小的读数属于具有最高(绝对值)电压的输入，且将决定ADC的公共点的值。

    (5)计算“或”二极管上的压降。

    VD=(14xVadc3-144xVadc2)/13

    采用计算“或”二极管压降而非借用近似0.6V这一经验值的作法将极大提升测量精度，因为它把由于电流变化引入的压降的改变也考虑在内了。

    (6)计算-48V(B)和-48V(A)的值。

    V48(B)=(144xVadc2)+(14xVD)；

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