CN106787717A - 一种四线可编程电源电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种四线可编程电源电路，包括开关电源电路，开关电源电路经供电线为负载供电，其包括输入端用于接收输入反馈电压，输出端用于将接收到的电压经供电线传输至负载，还包括可编程电源电路用于调节开关电源电路的输出电压，可编程电源电路包括电源输出端口和反馈电源电路，开关电源电路还包括反馈输入端，电源输出端口输出的电压通过反馈电源电路输入到开关电源电路的反馈输入端，开关电源电路根据反馈电源电路的反馈系数自动调节输出电压。本发明可进行电压编程，多路取样电阻可精准的测量电流大小，多级放大电压可保证电压点落在AD合适的范围从而减小采样误差，实现了低成本、高精度、响应速度快、电流测试范围宽、输出可编程的性能。
Description
技术领域
本发明属于电子电路技术领域，具体地说是涉及一种四线可编程电源电路。
背景技术
现在企业对生产成本控制的越来越严格，测试精度要求越来越高，随着生产过程的精密化，全自动化，客户对于不良产品的测试，电气保护提出了更高的要求，电流测试范围更宽广，必须与时俱进的进行创新和开发。因此，本发明开发出了一种四线可编程电源电路，实现了低成本，高精度，响应速度快，电流测试范围宽，输出可编程的性能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低成本、高精度的四线可编程电源电路，该电路增加了反馈回路，具有过流过压保护的功能。
本发明的技术方案如下：一种四线可编程电源电路，包括开关电源电路，所述开关电源电路经供电线为负载供电，其包括输入端用于接收输入反馈电压，输出端用于将接收到的电压经供电线传输至负载，还包括可编程电源电路用于调节所述开关电源电路的输出电压，所述可编程电源电路包括电源输出端口和反馈电源电路，所述开关电源电路还包括一反馈输入端，所述电源输出端口输出的电压通过所述反馈电源电路输入到所述开关电源电路的反馈输入端，所述开关电源电路根据所述反馈电源电路的反馈系数自动调节输出电压。
具体的，所述电源输出端口输出的电压经供电线和地线为负载供电，负载反馈电压信号经反馈线和反馈地线传输到所述反馈电源电路。
具体的，所述反馈电源电路包括反馈回路接收端和反馈主电路，所述反馈回路接收端接收所述反馈电压信号，并将所述反馈电压信号反馈到所述反馈主电路，所述反馈主电路将所述可编程电源电路输出的电压输入到所述开关电源电路的反馈输入端。
具体的，所述可编程电源电路还包括电压检测电路、电流检测电路、差分电压逐级放大电路和信号处理单元，所述开关电源电路的输出端连接有第一取样电阻，所述可编程电源电路的电源输入端通过第二取样电阻连接所述电源输出端口，所述第一取样电阻、第二取样电阻的差分电压信号通过所述差分电压逐级放大电路信号放大后经电流检测电路进行分级电流测量，再传输到所述信号处理单元，所述电源输出端口输出的电压经所述电压检测电路进行电压测量后传输到所述信号处理单元，所述信号处理单元将采样到电流和电压反馈到所述反馈电源电路。
具体的，所述第一取样电阻和信号处理单元之间连接有过流保护电路，所述过流保护电路对采样电压和设定过压过流电压比对后,对比的结果经过所述反馈电源电路进行保护。
具体的，所述可编程电源电路的电源输入端与电源输出端口之间连接有继电器。
具体的，所述电流检测电路检测到电流大于或等于100mA，所述继电器闭合，所述第一取样电阻采用小于1欧的取样电阻；所述电流检测电路检测到电流小于100mA，所述继电器断开，所述第二取样电阻采用5欧～100欧之间的取样电阻。
具体的，所述差分电压逐级放大电路可将所述差分电压信号放大11倍。
具体的，所述开关电源电路的输出电压在0到30V之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明是由开关电源电路和可编程电源电路所组成，开关电源电路为负载提供能量，可编程电源电路用于调节开关电源电路的输出电压，可编程电源电路输出的电压通过反馈电源电路输入到开关电源电路的反馈输入端，实现了对开关电源电路输出电压的调节。本发明采用了四线供电方式，分别为输出电源、输出地线、反馈电源和反馈地线，在本发明中线阻和接口阻抗对输出电压精度的影响较小，可以进行电压可编程，多路取样电阻可以更加精准的测量电流大小，多级放大电压可以保证电压点落在AD合适的范围从而减小采样误差；可以通过硬件限流限压，硬件调控电路响应迅速。优点是反应迅速，输出电压精度高，测试电流范围广，电路成本低。
附图说明
图1为本发明一种四线可编程电源电路的结构框图；
图2为本发明一种四线可编程电源电路的电路示意图；
图3为本发明一种四线可编程电源电路的电流测量分级示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
本发明提供的一种四线可编程电源电路，可应用于各种可编程的电源提供电源进行电压电流测试测量行业，其详细技术方案如图1所示，包括开关电源电路提供能量，开关电源电路经供电线为负载供电，其包括输入端用于接收输入反馈电压，输出端用于将接收到的电压经供电线传输至负载，所述负载为待测电路板，还包括可编程电源电路提供基准，用于调节开关电源电路的输出电压，所述开关电源电路的输出电压可编程，能输出0到30V之间的电压，所述可编程电源电路包括电源输出端口和反馈电源电路，所述开关电源电路还包括一反馈输入端，电源输出端口输出的电压通过反馈电源电路输入到开关电源电路的反馈输入端，开关电源电路根据反馈电源电路的反馈系数自动调节输出电压。
具体实施时：通过上位机输入可编程电源电路的电压和电流限制值，正常工作时由开关电源电路提供输出电压，输出电压经过反馈电源电路反馈到开关电源电路的反馈输入端，当输出电压低于标准值时，反馈电源电路启动，通过硬件反馈一个相应的电压，反馈电源开关改变开关电源电路的反馈系数，开关电源电路自动调节输出电压，使得电压达到标准值。与线性转换电压电路相比，电路转换效率更高。
较佳的，所述可编程电源电路的电源输入端与电源输出端口之间连接有继电器。采用继电器，可使电路的使用寿命更长，断开时电路绝缘度更高，能对电路隔离起到保护。
本发明采用了四线供电方式，电源输出端口输出的电压经供电线和地线为负载供电，负载反馈电压信号经反馈线和反馈地线传输到反馈电源电路。所述反馈电源电路包括反馈回路接收端和反馈主电路，所述反馈回路接收端接收所述反馈电压信号，并将所述反馈电压信号反馈到反馈主电路，反馈主电路将可编程电源电路输出的电压输入到开关电源电路的反馈输入端。电源输出端口和反馈回路接收端均采用四线制，电源输出端口输出电压和继电器输出不共用线路，避免因输出线阻大，影响最终输出电压的精度和准确性；由于反馈电源电路输入电阻较大，因此，反馈输入线阻可忽略不计。
本发明还可对电压和电流进行自检，所述可编程电源电路还包括电压检测电路、电流检测电路、差分电压逐级放大电路和信号处理单元，所述开关电源电路的输出端连接有第一取样电阻，所述可编程电源电路的电源输入端通过第二取样电阻连接电源输出端口，所述电流检测电路提供宽范围的电流检测，所述第一取样电阻、第二取样电阻的差分电压信号通过所述差分电压逐级放大电路信号放大11倍后经电流检测电路进行分级电流测量，再传输到信号处理单元，所述电源输出端口输出的电压经所述电压检测电路进行电压测量后传输到信号处理单元，信号处理单元将采样到电流和电压反馈到反馈电源电路。
电流测量时，所述电流检测电路检测到电流大于或等于100mA，所述继电器闭合，所述第一取样电阻采用小于1欧的取样电阻；所述电流检测电路检测到电流小于100mA，所述继电器断开，所述第二取样电阻采用5欧～100欧之间的取样电阻，较佳采用5.1欧的取样电阻。
采用四级低噪声、高精度的差分电压逐级放大电路，所述差分电压逐级放大电路共有五个可测试点，按电流大小选取电压测试点。
开关电源电路采用的线阻部分，采用差分采样硬件电路补偿，硬件电路补偿响应速度非常快。
本发明还具有过压过流保护的功能，在所述第一取样电阻和信号处理单元之间连接有过流保护电路，所述过流保护电路对采样电压和设定过压过流电压比对后,对比的结果经过所述反馈电源电路进行保护。电流监控取样部分采用从第一取样电阻监控出来的差分电压，当电流监控电压小于设定电压时，电路正常工作，过流保护电路不产生作用；当电流监控电压大于设定电压时，保护电路产生作用，关闭输出电压。具体工作时，电流监控电压大于设定的电压，通过电路比较器，进行比较；比较器进行翻转，拉低开关电源芯片使能端，开关电源电路不进行工作。电路进行应急状态时，对待测电路板进行保护。
作为可选的，还可采用线阻监控电路，当电路线阻或端口接触阻抗较大，电路输出电流比较大的时候；电路进行实时的监控连接线和接口部分的电压；当测量电压值大于设定电压值，电路报错，上位机接收到报错信号，显示器跳出提醒弹窗。必须人工确认才能进行消除报错状态。
本发明的具体实施步骤包括以下：
信号处理，控制与通信电路发出限流范围，限压范围，同时给出输出电压值的标准值，给反馈电源电路进行处理；
反馈电源电路得到信号输出电流或电压信号，同时过流保护电路设定电流保护时的电压值；
开关电源电路部分得到使能(EN)电压，开关电源电路开始工作，参考图2；
电路开始输出电压，进入升压的过程；
当电路升压到标准电压后，U1的FB部反馈部分硬件，进入实时监控的状态；
当电路因外部储能元件，导致突然的升压时，监控电路进入反应状态；
当电路因为负载短路或损坏导致电流增大，需要及时进行过流保护；
由第一采样电阻R1的T1，T2测试点，提供差分电压；
结合图3，差分电压经过U4采集，和U5的放大，通过相应的反应机制进行；
反馈电源电路收到信号后，对U1的使能端进行拉低处理，U1芯片停止工作；
当电流大于100mA的时候，使用R1作为采样电阻，进行采样电流值，电压值提取T1.T2两端的电压；
当电流小于100mA的时候，使用R2作为采样电阻，进行采样电流值，电压值提取T2.OUT两端的电压；
采样的电压值，按照填写的实际值，进行分段采样；
当电流值为2A---100mA时测试点为图3中的T4，当为100mA----5mA时为T5点，当测试为5mA-0.5mA时为T6，当500uA----10uA时为T7采样点。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种四线可编程电源电路，包括开关电源电路，所述开关电源电路经供电线为负载供电，其包括输入端用于接收输入反馈电压，输出端用于将接收到的电压经供电线传输至负载，其特征在于：还包括可编程电源电路用于调节所述开关电源电路的输出电压，所述可编程电源电路包括电源输出端口和反馈电源电路，所述开关电源电路还包括一反馈输入端，所述电源输出端口输出的电压通过所述反馈电源电路输入到所述开关电源电路的反馈输入端，所述开关电源电路根据所述反馈电源电路的反馈系数自动调节输出电压。
2.根据权利要求1所述的一种四线可编程电源电路，其特征在于：所述电源输出端口输出的电压经供电线和地线为负载供电，负载反馈电压信号经反馈线和反馈地线传输到所述反馈电源电路。
3.根据权利要求2所述的一种四线可编程电源电路，其特征在于：所述反馈电源电路包括反馈回路接收端和反馈主电路，所述反馈回路接收端接收所述反馈电压信号，并将所述反馈电压信号反馈到所述反馈主电路，所述反馈主电路将所述可编程电源电路输出的电压输入到所述开关电源电路的反馈输入端。
4.根据权利要求1或3所述的一种四线可编程电源电路，其特征在于：所述可编程电源电路还包括电压检测电路、电流检测电路、差分电压逐级放大电路和信号处理单元，所述开关电源电路的输出端连接有第一取样电阻，所述可编程电源电路的电源输入端通过第二取样电阻连接所述电源输出端口，所述第一取样电阻、第二取样电阻的差分电压信号通过所述差分电压逐级放大电路信号放大后经电流检测电路进行分级电流测量，再传输到所述信号处理单元，所述电源输出端口输出的电压经所述电压检测电路进行电压测量后传输到所述信号处理单元，所述信号处理单元将采样到电流和电压反馈到所述反馈电源电路。
5.根据权利要求4所述的一种四线可编程电源电路，其特征在于：所述第一取样电阻和信号处理单元之间连接有过流保护电路，所述过流保护电路对采样电压和设定过压过流电压比对后,对比的结果经过所述反馈电源电路进行保护。
6.根据权利要求4所述的一种四线可编程电源电路，其特征在于：所述可编程电源电路的电源输入端与电源输出端口之间连接有继电器。
7.根据权利要求6所述的一种四线可编程电源电路，其特征在于：所述电流检测电路检测到电流大于或等于100mA，所述继电器闭合，所述第一取样电阻采用小于1欧的取样电阻；所述电流检测电路检测到电流小于100mA，所述继电器断开，所述第二取样电阻采用5欧～100欧之间的取样电阻。
8.根据权利要求4所述的一种四线可编程电源电路，其特征在于：所述差分电压逐级放大电路可将所述差分电压信号放大11倍。
9.根据权利要求1所述的一种四线可编程电源电路，其特征在于：所述开关电源电路的输出电压在0到30V之间。
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