CN111551780B - 一种双向的负载高精度电流电压检测及监控方法与系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双向的负载高精度电流电压检测及监控方法，包括：1）基于浮交流地原理将第一ADC芯片并联至待采样的电学元件的电路中，以检测待采样的电学元件的负载电流；2）基于浮直接地原理将第二ADC芯片串联至待采样的电学元件的电路中，以检测待采样的电学元件的负载电压。本发明还提供了一种双向的负载高精度电流电压检测及监控系统。本发明的有益效果是：通过浮电原理消除电压双向、大幅度波动对ADC芯片造成的影响，避免ADC芯片被击穿，从而有效提高对负载电流的测量精度；通过浮地原理消除电流双向、大幅度波动对ADC芯片造成的影响，避免ADC芯片被击穿，从而有效提高对负载电压的测量精度。

Description

一种双向的负载高精度电流电压检测及监控方法与系统
技术领域
本发明涉及电信号检测及监控方法，尤其涉及一种双向的负载高精度电流电压检测及监控方法与系统。
背景技术
在显示屏CELL段检测产线中，需要对电学元件进行电信号的检测及监控；检测电路的电压在+40V～-40V之间呈方波或正弦波波动，该变化电源存在双向电压且电压的峰值较大；由于传统的ADC芯片多是仅能够测量单向电压，即使是一些能够测量双向电压的芯片，其电压的有效测量范围也仅是在±10V之间，因此目前的ADC芯片无法做到直接接入检测电路并进行测量；为此，目前行业内的解决方法是通过电阻分压方法进行测量，具体是在ADC芯片的前后两端串接两个阻值相等的电阻进行分压，将施加在ADC芯片上的实际电压降低至有效测量范围内，再进行电信号的测量，如图3所示；但是这种方法的本身误差较大，同时很难将ADC芯片两端的电阻匹配至等值，因此这种方法很难做到高精度检测。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种双向的负载高精度电流电压检测及监控方法与系统。
本发明提供了一种双向的负载高精度电流电压检测及监控方法，包括：
1）基于浮交流地原理将第一ADC芯片并联至待采样的电学元件的电路中，以检测待采样的电学元件的负载电流：
将第一ADC芯片的第一触点电性连接至所述电学元件的高电压端，第二触点电性连接至所述电学元件的低电压端；所述第一触点与所述高电压端之间采用浮电原理虚接，所述ADC芯片上电压的参考地随电源同步变化；
2）基于浮直接地原理将第二ADC芯片串联至待采样的电学元件的电路中，以检测待采样的电学元件的负载电压：
将第二ADC芯片中远离所述电学元件的一个触点浮地连接，所述ADC芯片上电位的参考地随电流同步变化。
作为本发明的进一步改进，采用ADI的ADM3260ARSZ芯片做电源和I2C通信接口之间的隔离。
作为本发明的进一步改进，所述第一ADC芯片选用TI的16BIT差动ADC芯片INA226。
本发明还提供了一种双向的负载高精度电流电压检测及监控系统，包括电流检测电路和电压检测电路；
所述电流检测电路包括第一ADC芯片，基于浮交流地原理将所述第一ADC芯片并联至待采样的电学元件的电路中，以检测待采样的电学元件的负载电流，所述第一ADC芯片的第一触点电性连接至所述电学元件的高电压端，第二触点电性连接至所述电学元件的低电压端；所述第一触点与所述高电压端之间采用浮电原理虚接；
所述电压检测电路包括第二ADC芯片，基于浮直接地原理将所述第二ADC芯片串联至待采样的电学元件的电路中，以检测待采样的电学元件的负载电压，所述第二ADC芯片中远离所述电学元件的一个触点浮地连接。
本发明的有益效果是：通过浮电原理消除电压双向、大幅度波动对ADC芯片造成的影响，避免ADC芯片被击穿，从而有效提高对负载电流的测量精度；通过浮地原理消除电流双向、大幅度波动对ADC芯片造成的影响，避免ADC芯片被击穿，从而有效提高对负载电压的测量精度。
附图说明
图1是本发明一个实施例中基于浮交流地原理监控负载电流的电路结构图。
图2是本发明一个实施例中基于浮直接地原理监控负载电压的电路结构图。
图3是电信号测量中传统的电阻分压测量电路结构。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。
本发明提供的一种双向的负载高精度电流电压检测及监控方法与系统，旨在通过新的硬件设计对高峰值的正负电压的电流电压进行采样和监控，从而防止CELL段由于信号机过压过流冲击导致屏体损坏，另外在CELL老化段要对电压电流时刻进行记录来研究屏的老化性能。
如图1所示，在本发明的一个实施例中提出了一种基于浮电原理监控负载电流的电路结构，具体如下：将ADC芯片并联至待采样的电学元件的电路中，ADC芯片的第一触点电性连接至所述电学元件的高电压端，第二触点电性连接至所述电学元件的低电压端；所述第一触点与所述高电压端之间应用浮电原理虚接，ADC芯片为差分电流检测ADC芯片，待采样的电学元件为采样电阻。
如图1所示，在该电路设计结构下，所述ADC芯片上电压的参考地随电源同步变化，无论电学元件所处的电路中电压如何双向变化、波动，所述ADC芯片上的起始电压始终与待采样的所述电学元件的高电压端的电压值保持一致，即实际施加在ADC芯片上的电压始终等于所述电学元件的电压；由于所述电学元件上的实际负载电压较小，该负载电压处于ADC芯片的有效测量范围内，因此ADC芯片能够正常工作并精确的测量所述电学元件的电压；通过测量所述电学元件的电压，即可较精确的得知该电学元件的负载电流；通过ADC浮电原理去监控测量负载电流，可以极大的减弱采样电压波动对采样芯片的影响，有效避免电压过高将采样芯片击穿，并且能够保证负载电流的采样精度。
如图2所示，在本发明的一个实施例中提出了一种基于浮地原理监控负载电压的电路结构，具体如下：2. 基于浮地原理将ADC芯片串联至待采样的电学元件的电路中：ADC芯片的负极接到一个负电压基准上面，基准的电压要比采样电阻分压后的电压要小，ADC芯片为电压检测ADC芯片，待采样的电学元件为靠近电源的分压电阻。
在该电路设计结构下，所述ADC芯片上电位的参考地随电流同步变化，无论电学元件所处的电路中电流如何双向变化、波动， 所述ADC芯片上流过的电流始终等于所述电学元件上通过的电流；该电流变化范围较小，处于ADC芯片的有效测量范围，因此ADC芯片能够较精确的测量出所述电学元件的电流，进而较精确的得出该电学元件的负载电压；通过ADC浮地原理去监控测量负载电压，能够极大的削弱采样电流波动对采样芯片的影响，有效避免采样电压被击穿，并且能够保证负载电压的采样精度。
本发明提供的一种双向的负载高精度电流电压检测及监控方法与系统，通过浮电原理消除电压双向、大幅度波动对ADC芯片造成的影响，避免ADC芯片被击穿，从而有效提高对负载电流的测量精度；通过浮地原理消除电流双向、大幅度波动对ADC芯片造成的影响，避免ADC芯片被击穿，从而有效提高对负载电压的测量精度；这种新的硬件设计能够精确的采集双向电流、电压，尤其是能够实现反向采样；同时能够有效提升ADC芯片的采样范围，并且保持较高的精度，实现对高峰值的正负电压的电流电压的精确采样和监控，从而更准确的了解负载电压电流状态，以满足日益严格的检测需求，进而提高屏幕检测精度，提高品控及屏幕素质。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种双向的负载高精度电流电压检测及监控方法，其特征在于，包括：
1）基于浮交流地原理将第一ADC芯片并联至待采样的电学元件的电路中，以检测待采样的电学元件的负载电流：
将第一ADC芯片的第一触点电性连接至所述电学元件的高电压端，第二触点电性连接至所述电学元件的低电压端；所述第一触点与所述高电压端之间采用浮电原理虚接，所述ADC芯片上电压的参考地随电源同步变化；
2）基于浮直接地原理将第二ADC芯片串联至待采样的电学元件的电路中，以检测待采样的电学元件的负载电压：
将第二ADC芯片中远离所述电学元件的一个触点浮地连接，所述ADC芯片上电位的参考地随电流同步变化。
2.根据权利要求1所述的双向的负载高精度电流电压检测及监控方法，其特征在于：采用ADI的ADM3260ARSZ芯片做电源和I2C通信接口之间的隔离。
3.根据权利要求1所述的双向的负载高精度电流电压检测及监控方法，其特征在于：所述第一ADC芯片选用TI的16BIT差动ADC芯片INA226。
4.一种双向的负载高精度电流电压检测及监控系统，其特征在于：包括电流检测电路和电压检测电路；
所述电流检测电路包括第一ADC芯片，基于浮交流地原理将所述第一ADC芯片并联至待采样的电学元件的电路中，以检测待采样的电学元件的负载电流，所述第一ADC芯片的第一触点电性连接至所述电学元件的高电压端，第二触点电性连接至所述电学元件的低电压端；所述第一触点与所述高电压端之间采用浮电原理虚接，所述ADC芯片上电压的参考地随电源同步变化；
所述电压检测电路包括第二ADC芯片，基于浮直接地原理将所述第二ADC芯片串联至待采样的电学元件的电路中，以检测待采样的电学元件的负载电压，所述第二ADC芯片中远离所述电学元件的一个触点浮地连接，所述ADC芯片上电位的参考地随电流同步变化。
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