CN104535843A

CN104535843A - 智能直流稳压电源内阻测量装置

Info

Publication number: CN104535843A
Application number: CN201510020233.2A
Authority: CN
Inventors: 秦辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2015-04-22

Abstract

一种智能直流稳压电源内阻测量装置，它由模拟开关、单片机、液晶显示模块、数字万用表专用集成电路MAX134、AC/DC变换衰减网络、继电器K2、电流粗调开关K1、电流细调电位器RW、电流调整电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、三极管Q1、电流检测电阻R11、二极管D1、D2、电压提升电容C1、红表笔、黑表笔、充电电阻R13、三极管基极限流电阻R12组成，利用该装置可以快速、准确地测量直流稳压电源的内阻。

Description

智能直流稳压电源内阻测量装置

技术领域

本发明属于电子测量领域，特别涉及一种智能直流稳压电源内阻测量装置。

背景技术

直流稳压电源的内阻能够反应电源的性能，内阻较小的直流稳压电源，驱动负载的能力较强，直流稳压电源的内阻较大，其功耗也相应增大。另外，发生故障的稳压电源，其内阻必定随着电源内部电路结构或元器件性能的变化而变化。通过测量直流稳压电源的内阻，能够间接了解故障源。所以测量直流稳压电源的内阻具有重要意义。目前，一般通过实验的方法测量直流稳压电源的内阻，测量过程烦琐，完成一次测量一般需要几十分钟的时间，而且测量中人为因素较多，测量误差较大。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的缺陷提供了一种智能直流稳压电源内阻测量装置，该装置可以快速、准确地测量直流稳压电源的内阻。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能直流稳压电源内阻测量装置，它由模拟开关、单片机、液晶显示模块、数字万用表专用集成电路MAX134、AC/DC变换衰减网络、继电器K2、电流粗调开关K1、电流细调电位器RW、电流调整电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、三极管Q1、电流检测电阻R11、二极管D1、D2、电压提升电容C1、红表笔、黑表笔、充电电阻R13、三极管基极限流电阻R12组成，其特征是：数字万用表专用集成电路MAX134分别与AC/DC变换衰减网络、单片机相连接；单片机与液晶显示模块相连接；单片机的引脚P3.1 与模拟开关的控制端引脚4相连接、单片机的引脚P3.2 与模拟开关的控制端引脚8相连接；电流检测电阻R11的一端与继电器K2的常开触点K2-1相连接，另一端与电流调整电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10相连接；黑表笔与MAX134电压输入端负极相连接，红表笔通过模拟开关与MAX134电压输入端正极相连接；电流粗调开关K1包含11个触点，其中10个触点分别与电流调整电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10相连接，另一个触点通过导线直接与电流检测电阻R11相连接。

所述继电器K2与三极管Q1的集电极相连接。

所述单片机，其引脚P3.2 与三极管Q1的基极限流电阻R12相连接。

所述电压提升电容C1，当单片机的引脚P3.2为高电平时，通过模拟开关的引脚9、引脚7，电压提升电容C1与充电电阻R13串联连接。

所述电流粗调开关K1与所述电流细调电位器RW相连接。

所述单片机选用宏晶科技有限公司生产的单片机STC12C5410AD。

所述电流调整电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10，其电阻值分别为100Ω、200Ω、300Ω、400Ω、500Ω、600Ω、700Ω、800Ω、900Ω、1KΩ。

所述电流细调电位器RW，其电阻值为100Ω。

所述模拟开关选用MAXIM公司生产的具有低导通电阻、低工作电压特点的双路单刀双掷模拟开关MAX4685。

所述电流检测电阻R11，其电阻值为1Ω。

本发明的有益效果是：提供了一种智能直流稳压电源内阻测量装置，该装置采用单片机智能控制，自动化程度高，并且其体积小、功耗低，抗干扰性强，具有较高的稳定性和可靠性。

附图说明

图1是智能直流稳压电源内阻测量装置电路结构图。

图2是智能直流稳压电源内阻测量装置程序流程图。

具体实施方式

根据戴维南定理，任何一个线性直流稳压电源，在输出端连接负载电阻R，该电源的等效内阻r可以通过下面的式子计算得出：r=(E/U–1)R，该式中E为直流稳压电源输出端开路时的输出电压，即被测直流稳压电源的电动势，U为负载电阻R两端的电压。实际的直流稳压电源一般是非线性的，其内阻随着输出电流的不同而变化。为使得由上式计算得出的直流稳压电源的内阻有意义，应在被测直流稳压电源输出电流一定的条件下，测试电源的内阻，以便指示与电源内阻相对应的稳压电源输出的电流值。

R11为被测直流稳压电源输出电流的检测电阻。智能直流稳压电源内阻测量装置接通电源后，单片机置引脚P3.1和P3.2为低电平。P3.1的低电平使MAX4685的3脚与5脚导通，MAX134的正极端与红表笔连接起来。P3.2的低电平使三极管Q1截止，继电器K2失电不能工作，其常开触点K2-1断开。至此，智能直流稳压电源内阻测量装置已经自动完成测量前的准备工作。此后，单片机连续检测MAX134是否有电压输出，以识别是否正在进行直流稳压电源内阻的测量。当操作者测量某一直流稳压电源内阻时，只需将直流稳压电源内阻测量装置的两支表笔分别与被测稳压电源的输出端相连接即可。稳压电源的输出电压通过表笔、模拟开关输入到MAX134，MAX134的A/D转换电路将电压变换为相应的数字信号，当单片机检测到电压数据，确认正在进行内阻测量后，则单片机进入测量状态。首先单片机对直流稳压电源的输出电流进行检测。单片机将P3.2置1，三极管Q1饱和导通，继电器得到工作，其常开触点K2-1闭合，被测稳压电源开始给负载供电。MAX134此时测量所得电压值实际为电阻R11的A端电位，同时该值也是上述计算直流稳压电源内阻公式r=(E/U–1)R中的负载电阻R两端的电压值U，单片机将电阻R11的A端电位值存入单片机存储单元中。然后单片机将P3.1置1，模拟开关的3脚与5脚断开，2脚与3脚导通，红表笔通过电流检测电阻R11、模拟开关与MAX134的正极端连接起来，即MAX134的正极端与电阻R11的B端相连接。此时，MAX134测量所得电压值实际为电阻R11的B端的电位，单片机将此电位数据读入到单片机存储器中。然后将A、B两端的电位数据进行减法运算，计算出电阻R11两端电压数据。利用欧姆定律，将预先存入到单片机存储单元中的电阻R11的阻值（1Ω）与其两端电压数据进行运算，计算出流过电阻R11的电流I，此电流值为测量直流稳压电源内阻对应的电流值，单片机将此电流值数据送入液晶显示模块显示出电流值。利用此电流值和上述电阻R11的A端的电位值，单片机根据欧姆定律计算出直流稳压电源的负载电阻R，此负载电阻R为与电流粗调开关K1触点相对应的电流调整电阻、电流细调电位器RW、电流检测电阻R11三者电阻值之和。

单片机进行适当的延时后，分别将P3.1和P3.2置0，P3.1的低电平作用于模拟开关的4脚，使MAX134的正极端与电阻R11的B端断开，红表笔与MAX134的正极端相连接。P3.2的低电平使三极管Q1截止，继电器K2失电停止工作，其常开触点K2-1断开。此时MAX134测量所得电压值实际为被测稳压电源的开路电压，即该稳压电源的电动势E，将E的值读入到单片机的存储单元中保存。

单片机利用计算直流稳压电源内阻公式r=(E/U–1)R，以及上述测量所得稳压电源的电动势E、负载电阻R两端的电压值U、负载电阻R的值，计算出直流稳压电源内阻r，单片机将此内阻值数据送入液晶显示模块显示出直流稳压电源的内阻值。

当单片机的P3.2引脚为低电平时，模拟开关的9脚与7脚导通，电源VCC通过二极管D2、模拟开关9脚、7脚、电阻R13对电压提升电容C1充电；当单片机的P3.2引脚为高电平时，，模拟开关的9脚与10脚导通，同时三极管Q1也导通，电源电压VCC通过模拟开关的9脚、10脚与电压提升电容C1两端的电压叠加形成较高的电压对继电器供电，继电器得电而迅速吸合。当电压提升电容C1放电完毕后，由于电压提升电容C1的隔直流作用，电源VCC通过D2对继电器供电，保持其吸合状态。可见继电器启动导通时的供电电压（吸合电压）高于保持导通状态时的供电电压，从而降低了继电器的功耗。

Claims

1.一种智能直流稳压电源内阻测量装置，它由模拟开关、单片机、液晶显示模块、数字万用表专用集成电路MAX134、AC/DC变换衰减网络、继电器K2、电流粗调开关K1、电流细调电位器RW、电流调整电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、三极管Q1、电流检测电阻R11、二极管D1、D2、电压提升电容C1、红表笔、黑表笔、充电电阻R13、三极管基极限流电阻R12组成，其特征是：数字万用表专用集成电路MAX134分别与AC/DC变换衰减网络、单片机相连接；单片机与液晶显示模块相连接；单片机的引脚P3.1 与模拟开关的控制端引脚4相连接、单片机的引脚P3.2 与模拟开关的控制端引脚8相连接；电流检测电阻R11的一端与继电器K2的常开触点K2-1相连接，另一端与电流调整电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10相连接；黑表笔与MAX134电压输入端负极相连接，红表笔通过模拟开关与MAX134电压输入端正极相连接；电流粗调开关K1包含11个触点，其中10个触点分别与电流调整电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10相连接，另一个触点通过导线直接与电流检测电阻R11相连接。

2.根据权利要求1所述的智能直流稳压电源内阻测量装置，其特征是：所述继电器K2与三极管Q1的集电极相连接。

3.根据权利要求1所述的智能直流稳压电源内阻测量装置，其特征是：所述单片机，其引脚P3.2 与三极管Q1的基极限流电阻R12相连接。

4.根据权利要求1所述的智能直流稳压电源内阻测量装置，其特征是：所述电压提升电容C1，当单片机的引脚P3.2为高电平时，通过模拟开关的引脚9、引脚7，电压提升电容C1与充电电阻R13串联连接。

5.根据权利要求1所述的智能直流稳压电源内阻测量装置，其特征是：所述电流粗调开关K1与所述电流细调电位器RW相连接。

6.根据权利要求1所述的智能直流稳压电源内阻测量装置，其特征是：所述单片机选用宏晶科技有限公司生产的单片机STC12C5410AD。

7.根据权利要求1所述的智能直流稳压电源内阻测量装置，其特征是：所述电流调整电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10，其电阻值分别为100Ω、200Ω、300Ω400Ω、500Ω、600Ω、700Ω、800Ω、900Ω、1KΩ。

8.根据权利要求1所述的智能直流稳压电源内阻测量装置，其特征是：所述电流细调电位器RW，其电阻值为100Ω。

9.根据权利要求1所述的智能直流稳压电源内阻测量装置，其特征是：所述模拟开关选用MAXIM公司生产的具有低导通电阻、低工作电压特点的双路单刀双掷模拟开关MAX4685。

10.根据权利要求1所述的智能直流稳压电源内阻测量装置，其特征是：所述电流检测电阻R11，其电阻值为1Ω。