CN108303586A - 一种电源功率测试装置 - Google Patents
一种电源功率测试装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108303586A CN108303586A CN201710999155.4A CN201710999155A CN108303586A CN 108303586 A CN108303586 A CN 108303586A CN 201710999155 A CN201710999155 A CN 201710999155A CN 108303586 A CN108303586 A CN 108303586A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- power
- interface
- microprocessor
- test device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
- G01R21/133—Arrangements for measuring electric power or power factor by using digital technique
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
Abstract
本发明提供了一种电源功率测试装置，包括电子负载模块、模数转换模块、微处理器模块、串口通讯模块和开关电源模块。本发明场效应管和运算放大器组合形成负反馈电路控制恒定电流，实现了电流的线性调节，电流稳定性好，不会造成突然急速变化，提高了安全性，微处理器通过12位精度的DA芯片设定电流大小和读取12位精度的模数转换芯片的电压数字量并计算输出功率，保证了较高的测试精度，上位机通过串口可对测试结果实现远程监控，为智能化测试提供了便利，其电路结构简单，成本低廉，使用灵活，非常适合测试多个电源的功率。
Description
技术领域
本发明涉及测试装置技术领域，特别涉及一种电源功率测试装置。
背景技术
在测量直流电源的输出功率时，传统的方法有两种：第一种是利用固定电阻和可变电阻器来充当被测负载，用测量仪器分别测量两端的电压和流过的电流；第二种是功率测试仪去测试，待测电源正负极分别接到功率测试仪的正负输入端，启动功率测试仪开始测试显示测试结果。这两种测试方法均存在不足之处：第一种在测试过程中，由于负载温度升高会引起负载阻值变化，需实时调整可变电阻器的阻值，并且电流无法做到连续变化，同时需人工进行手动测量，测试结果不能直观显示；第二种测试简单，但功率测试仪往往购置成本较高，且体积较大，只适合单一电源、大空间场所使用，对于工厂等待测电源数量多、测试空间狭小的场所并不适用。
发明内容
(一)解决的技术问题
为了解决上述问题，本发明提供了一种电源功率测试装置，其电路结构简单，测试精度高，性能稳定，使用灵活，非常适合同时测试多个电源的功率，并且可通过上位机实现远程监控。
(二)技术方案
一种电源功率测试装置，包括电子负载模块、模数转换模块、微处理器模块、串口通讯模块和开关电源模块；
所述电子负载模块输入端连接待测电源，为所述待测电源提供测试用恒流负载；
所述模数转换模块将所述电子负载模块两端的电压模拟量转换成数字量，供所述微处理器模块读取；
所述微处理器模块通过I2C接口A与所述电子负载模块通讯连接，并通过所述I2C接口A设置所述电子负载模块输出的电流值大小，所述微处理器模块通过I2C接口B与所述模数转换模块通讯连接，并通过所述I2C接口B读取所述模数转换模块转换后的电压数字量，所述微处理器模块根据所述电流值大小和所述电压数字量计算出所述待测电源的输出功率；
所述串口通讯模块为RS232通讯模块，所述微处理器模块通过所述RS232通讯模块与上位机进行数据交互；
所述开关电源模块输入端连接市电，将市电的AC220V变换为DC5V，为其它模块使用。
进一步的，所述电子负载模块包括场效应管电路、运放放大器电路和DA电路，所述场效应管电路包括场效应管、第一～第三电容、第五电容和第一～第三电阻；所述运算放大器电路包括运算放大器芯片；所述DA电路包括DA芯片和第四电容，所述DA芯片通过所述I2C接口A与所述微处理器模块通讯连接。
进一步的，所述模数转换模块包括模数转换芯片、第四～第十三电阻、第六电容和第七电容，所述模数转换芯片通过所述I2C接口B与所述微处理器模块通讯连接。
进一步的，所述微处理器模块包括微处理器芯片、石英晶振、第八～第十电容和第十四电阻。
进一步的，所述串口通讯模块包括接口转换芯片、USB接口、第十五～第二十电阻和第十一～第十三电容，所述微处理器模块发送的串口数据经所述接口转换芯片串口转USB后通过所述USB接口与所述上位机进行数据交互。
再进一步的，所述场效应管为绝缘栅增强型N沟道场效应管，所述运算放大器芯片为5pin OPA336NA型号芯片，所述DA芯片为8pin AD5640BRJZ型号芯片。
再进一步的，所述模数转换芯片为16pin ADS7828E型号芯片。
再进一步的，所述微处理器芯片为40pin STC12C5A60S2型号芯片，所述第八电容为电解电容。
再进一步的，所述接口转换芯片为28pin FT232型号芯片。
(三)有益效果
本发明提供了一种电源功率测试装置，场效应管和运算放大器组合形成负反馈电路控制恒定电流，实现了电流的线性调节，电流稳定性好，不会造成突然急速变化，提高了安全性，微处理器通过12位精度的DA芯片设定电流大小和读取12位精度的模数转换芯片的电压数字量并计算输出功率，保证了较高的测试精度，上位机通过串口可对测试结果实现远程监控，为智能化测试提供了便利，其电路结构简单，成本低廉，使用灵活，非常适合测试多个电源的功率。
附图说明
图1为本发明所涉及的一种电源功率测试装置的原理框图。
图2为本发明所涉及的一种电源功率测试装置的电子负载模块电路原理图。
图3为本发明所涉及的一种电源功率测试装置的模数转换模块电路原理图。
图4为本发明所涉及的一种电源功率测试装置的微处理器模块电路原理图。
图5为本发明所涉及的一种电源功率测试装置的串口通讯模块电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所涉及的实施例做进一步详细说明。
如图1所示，一种电源功率测试装置，包括电子负载模块、模数转换模块、微处理器模块、串口通讯模块和开关电源模块；电子负载模块输入端连接待测电源，为待测电源提供测试用恒流负载；模数转换模块将电子负载模块两端的电压模拟量转换成数字量，供微处理器模块读取；微处理器模块通过I2C接口A与电子负载模块通讯连接，并通过I2C接口A设置电子负载模块输出的电流值大小，微处理器模块通过I2C接口B与模数转换模块通讯连接，并通过I2C接口B读取模数转换模块转换后的电压数字量，微处理器模块根据电流值大小和电压数字量计算出待测电源的输出功率；串口通讯模块为RS232通讯模块，微处理器模块通过RS232通讯模块与上位机进行数据交互；开关电源模块输入端连接市电，将市电的AC220V变换为DC5V，为其它模块使用。
装置接入市电AC220V后，开关电源模块将市电变换成直流5V弱电，供微处理器模块和其它模块使用。微处理器模块通过I2C接口A和I2C接口B分别与电子负载模块和模数转换模块通讯连接。待电子负载模块的待测电源输入端输入电压后，就可以通过微处理器模块设置电子负载电流的大小，微处理器通过模数转换模块读取电子负载模块的实际电压，根据设置的电流大小和实际电压从而计算出待测电源的输出功率大小，并将结果通过串口转USB输出给上位机显示。
如图2所示，电子负载模块包括场效应管电路、运放放大器电路和DA电路，场效应管电路包括场效应管Q1、电容C1～C3、电容C5和电阻R1～R3；运算放大器电路包括运算放大器芯片U1；DA电路包括DA芯片U2和电容C4，DA芯片U2通过I2C接口A与微处理器模块通讯连接。其中，场效应管Q1为绝缘栅增强型N沟道场效应管，运算放大器芯片U1为5pin OPA336NA型号芯片，DA芯片U2为8pin AD5640BRJZ型号芯片。AD5640BRJZ型号芯片是一款低功耗、单通道、保证12位精度、缓冲电压输出DAC。
微处理器控制DA模块输出电压大小，DA芯片U2输出端连接到运放U1的同向输入端，在运放U1未输出电压的时候，场效应管Q1未导通，故电阻R3两端的电压为0V，电阻R3一端连接到运放U1的反向输入端，此时运放U1正向输入端电压大于反向输入端电压，运放U1输出电压，从而启动场效应管Q1，从输入电路到输出电路再到电阻R3形成一个电流回路，当电流过大，电阻R3一端的电压随之升高，反馈到运放U1的反向输入端，当运放U1反向输入端电压大于同向输入端电压时，运放U1停止输出，从而场效应管Q1电流减小，最后达到电阻R3两端电压和DA芯片U2输出的电压相等状态，故输出端电流恒定不变。
如图3所示，模数转换模块包括模数转换芯片U3、电阻R4～R13、电容C6和电容C7，模数转换芯片通过I2C接口B与微处理器模块通讯连接。其中，模数转换芯片U3为16pinADS7828E型号芯片。ADS7828E型号芯片是一款低功耗、8通道、12位取样精度、使用I2C总线接口的模数转换器。
如图4所示，微处理器模块包括微处理器芯片U4、石英晶振CRY1、电容C8～C10和电阻R14。其中，微处理器芯片U4为40pin STC12C5A60S2型号芯片，电容C8为电解电容。STC12C5A60S2型号芯片是高速、低功耗、超强干扰的新一代8051单片机，内部集成MAX810专用复位电路和8路高速10位A/D转换，外围电路简单，对开发设备要求很低，开发时间也大大缩短。可灵活修改微处理器内设置的电流参数，应用于不同的场合。
如图5所示，串口通讯模块包括接口转换芯片U5、USB接口USB1、电阻R15～R20和电容C11～C13，微处理器模块发送的串口数据经接口转换芯片U5串口转USB后通过USB接口USB1与上位机进行数据交互。其中，接口转换芯片U5为28pin FT232型号芯片。微处理器输出TTL电平信号，需转换成RS232电平信号，才能与上位机进行数据交互。而RS232接口虽然具有远距离传输和抗干扰性能好等特点，但其传输速率较慢，因此通过FT232型号芯片将串口转USB，在RS232接口和USB接口之间建立可靠的连接，利用USB接口具有的即插即用和热插拔能力可以给RS232接口设备提供非常容易使用的环境，同时利用RS232接口具有的远距离传输和抗干扰性能好等特点赋予了USB接口远距离传输的功能，上位机通过串口可对测试结果实现远程监控，为智能化测试提供了便利。
本发明提供了一种电源功率测试装置，场效应管和运算放大器组合形成负反馈电路控制恒定电流，实现了电流的线性调节，电流稳定性好，不会造成突然急速变化，提高了安全性，微处理器通过12位精度的DA芯片设定电流大小和读取12位精度的模数转换芯片的电压数字量并计算输出功率，保证了较高的测试精度，上位机通过串口可对测试结果实现远程监控，为智能化测试提供了便利，其电路结构简单，成本低廉，使用灵活，非常适合测试多个电源的功率。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (9)
1.一种电源功率测试装置，其特征在于：包括电子负载模块、模数转换模块、微处理器模块、串口通讯模块和开关电源模块；
所述电子负载模块输入端连接待测电源，为所述待测电源提供测试用恒流负载；
所述模数转换模块将所述电子负载模块两端的电压模拟量转换成数字量，供所述微处理器模块读取；
所述微处理器模块通过I2C接口A与所述电子负载模块通讯连接，并通过所述I2C接口A设置所述电子负载模块输出的电流值大小，所述微处理器模块通过I2C接口B与所述模数转换模块通讯连接，并通过所述I2C接口B读取所述模数转换模块转换后的电压数字量，所述微处理器模块根据所述电流值大小和所述电压数字量计算出所述待测电源的输出功率；
所述串口通讯模块为RS232通讯模块，所述微处理器模块通过所述RS232通讯模块与上位机进行数据交互；
所述开关电源模块输入端连接市电，将市电的AC220V变换为DC5V，为其它模块使用。
2.根据权利要求1所述的一种电源功率测试装置，其特征在于：所述电子负载模块包括场效应管电路、运放放大器电路和DA电路，所述场效应管电路包括场效应管、第一～第三电容、第五电容和第一～第三电阻；所述运算放大器电路包括运算放大器芯片；所述DA电路包括DA芯片和第四电容，所述DA芯片通过所述I2C接口A与所述微处理器模块通讯连接。
3.根据权利要求1所述的一种电源功率测试装置，其特征在于：所述模数转换模块包括模数转换芯片、第四～第十三电阻、第六电容和第七电容，所述模数转换芯片通过所述I2C接口B与所述微处理器模块通讯连接。
4.根据权利要求1所述的一种电源功率测试装置，其特征在于：所述微处理器模块包括微处理器芯片、石英晶振、第八～第十电容和第十四电阻。
5.根据权利要求1所述的一种电源功率测试装置，其特征在于：所述串口通讯模块包括接口转换芯片、USB接口、第十五～第二十电阻和第十一～第十三电容，所述微处理器模块发送的串口数据经所述接口转换芯片串口转USB后通过所述USB接口与所述上位机进行数据交互。
6.根据权利要求2所述的一种电源功率测试装置，其特征在于：所述场效应管为绝缘栅增强型N沟道场效应管，所述运算放大器芯片为5pin OPA336NA型号芯片，所述DA芯片为8pin AD5640BRJZ型号芯片。
7.根据权利要求3所述的一种电源功率测试装置，其特征在于：所述模数转换芯片为16pin ADS7828E型号芯片。
8.根据权利要求4所述的一种电源功率测试装置，其特征在于：所述微处理器芯片为40pin STC12C5A60S2型号芯片，所述第八电容为电解电容。
9.根据权利要求2所述的一种电源功率测试装置，其特征在于：所述接口转换芯片为28pin FT232型号芯片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710999155.4A CN108303586A (zh) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | 一种电源功率测试装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710999155.4A CN108303586A (zh) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | 一种电源功率测试装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108303586A true CN108303586A (zh) | 2018-07-20 |
Family
ID=62869986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710999155.4A Pending CN108303586A (zh) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | 一种电源功率测试装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108303586A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113515418A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-10-19 | 欧拓飞科技(珠海)有限公司 | 一种USB type-C通信线综合测试仪 |
| CN114415770A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-29 | 深圳航天科技创新研究院 | 用于磁共振设备的匀场电流源装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202837390U (zh) * | 2012-09-05 | 2013-03-27 | 茂硕电源科技股份有限公司 | 一种功率因数检测电路 |
| CN103149386A (zh) * | 2013-03-05 | 2013-06-12 | 深圳市中科源电子有限公司 | 电源老化测试的电子负载模块及电源老化测试系统 |
| CN203084175U (zh) * | 2013-03-01 | 2013-07-24 | 天津渤海易安泰电子半导体测试有限公司 | 一种恒流电子负载测试仪 |
-
2017
- 2017-10-20 CN CN201710999155.4A patent/CN108303586A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202837390U (zh) * | 2012-09-05 | 2013-03-27 | 茂硕电源科技股份有限公司 | 一种功率因数检测电路 |
| CN203084175U (zh) * | 2013-03-01 | 2013-07-24 | 天津渤海易安泰电子半导体测试有限公司 | 一种恒流电子负载测试仪 |
| CN103149386A (zh) * | 2013-03-05 | 2013-06-12 | 深圳市中科源电子有限公司 | 电源老化测试的电子负载模块及电源老化测试系统 |
Non-Patent Citations (8)
| Title |
|---|
| ANALOG DEVICES公司: "AD5640BRJZ-2REEL7", 《ANALOG DEVICESHTTPS://HTML.ALLDATASHEETCN.COM/HTML-PDF/516315/AD/AD5640BRJZ-2REEL7/634/16/AD5640BRJZ-2REEL7.HTML》 * |
| TEXAS INSTRUMENTS INCORPORATED: "12-Bit, 8-Channel Sampling", 《BURR-BROWN PRODUCTS FROM TEXAS INSTRUMENTS HTTPS://WWW.ALLDATASHEET.COM/VIEW.JSP?SEARCHWORD=ADS7828E》 * |
| 余展: "移动电源综合测试仪设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 * |
| 宋亚明: "浅析现代电子负载系统方案设计", 《科技传播》 * |
| 李海成 等: "《单片机及工程应用基础》", 30 October 2015, 北京航空航天大学出版社 * |
| 王青: "基于DSP的电源功率测试方案", 《科技展望》 * |
| 肖东: "《电力电子技术》", 30 July 2017, 冶金工业出版社 * |
| 胡维纲: "基于单片机的通用航空电瓶充放电分析仪的研制", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技II辑》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113515418A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-10-19 | 欧拓飞科技(珠海)有限公司 | 一种USB type-C通信线综合测试仪 |
| CN114415770A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-29 | 深圳航天科技创新研究院 | 用于磁共振设备的匀场电流源装置 |
| CN114415770B (zh) * | 2021-12-22 | 2023-11-14 | 深圳航天科技创新研究院 | 用于磁共振设备的匀场电流源装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109342928A (zh) | 一种芯片测试装置及方法 | |
| CN102944737A (zh) | 一种测量大电流的智能传感器 | |
| CN108303586A (zh) | 一种电源功率测试装置 | |
| CN104165728A (zh) | 一种高准确度压力控制器 | |
| CN104615030A (zh) | 一种便携式函数信号发生器 | |
| CN203811291U (zh) | 一种高精度低功耗测温装置 | |
| CN107831358A (zh) | 一种基于max4373heua的电流量测装置 | |
| CN108562795A (zh) | 一种太阳电池阻抗测量系统 | |
| CN204314388U (zh) | 一种基于模数转换器的程控高精度电阻测量仪 | |
| CN103901382A (zh) | 一种时间电流表的校准检测装置 | |
| CN204389714U (zh) | 一种基于sht2x芯片实现温湿度检测的气象监测仪 | |
| CN203587757U (zh) | 手持数字集成电路参数测试仪 | |
| CN204462741U (zh) | 大型混凝土温度采集装置 | |
| CN103293362A (zh) | 直流电流表和万用表及应用该电流表或万用表的测量方法 | |
| CN201561812U (zh) | 一种轨道温度测量仪 | |
| CN206684225U (zh) | 一种数字电导率传感器 | |
| CN203025246U (zh) | 一种基于单片机的电压测量装置 | |
| CN201290068Y (zh) | 电源环境监测终端 | |
| CN101109968A (zh) | 可编程温湿度控制器 | |
| CN212749010U (zh) | 一种基于lora通讯方式的多功能电表 | |
| CN203941247U (zh) | 一种基于ade7878的电力参数测量仪表 | |
| CN203414478U (zh) | 用于测量航空发动机转速的智能测量器 | |
| CN209264014U (zh) | 一种数模同步输出传感器 | |
| CN207915486U (zh) | 一种机器人控制系统的模数转换电路 | |
| TWI696069B (zh) | 用於ＰＣＩｅ設備的大範圍功率量測裝置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180720 |