CN202886478U

CN202886478U - 大电流直流电阻测试仪

Info

Publication number: CN202886478U
Application number: CN 201220619006
Authority: CN
Inventors: 冼骏峰; 段书兴; 张军胖
Original assignee: Baoding Jindi Scientific Instruments Co Ltd
Current assignee: Baoding Jindi Scientific Instruments Co Ltd
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2022-11-21

Abstract

一种大电流直流电阻测试仪，它包括直流电源、信号采集与处理电路和微处理器，所述直流电源包括锂电池、PWM控制器、半桥驱动器和DC-DC转换器，所述PWM控制器的IN-脚接基准电压产生电路，IN+脚接反馈电路；所述半桥驱动器的IN脚接PWM控制器的输出信号；所述DC-DC转换器包括电感、储能电容、两个MOS管和两个电阻，所述两个MOS管串联连接后接锂电池的端电压，二者的栅极分别经两个电阻接半桥驱动器的HO和LO引脚，两个MOS管的串接点经电感给被测电阻供电；所述储能电容与被测电阻并联连接。本实用新型采用锂电池为被测电阻供电，避免了干扰信号的引入，提高了仪器的测试精度。

Description

大电流直流电阻测试仪

技术领域

本实用新型涉及一种可精确测量各种电器元件的直流电阻的装置，属测试技术领域。

背景技术

直流电阻测试仪一般由直流电源（恒流源）、信号采集与处理电路和微处理器组成，直流电源用于给被测试负载电阻提供稳定的测试电流，信号采集与处理电路用于采集被测试电阻的电压和电流信号，并将这些信号处理后送入微处理器，由微处理器计算出被测试负载电阻的阻值。其中，电源是直流电阻测试仪中最关键的部分，其质量的好坏直接影响测试仪的效率和测量精度。目前，直流电阻测试仪中所用的直流电源一般是先将220V交流电整流滤波，再采用MOS管直接降压后为测试回路提供所需电流，这种交流供电方式不可避免地会引入高频干扰，导致直流电阻测试仪的测试精度下降。此外，由于现有直流电阻测试仪电源采用线性控制方式，增加了直流电阻测试仪的体积和功耗。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种测量精度高、体积小、功耗低的大电流直流电阻测试仪。

本实用新型所述问题是由以下技术方案实现的：

一种大电流直流电阻测试仪，构成中包括直流电源、信号采集与处理电路和微处理器，所述直流电源包括基准电压产生电路、锂电池、PWM控制器、半桥驱动器、DC-DC转换器和反馈电路，所述PWM控制器采用TL494，其IN-脚接基准电压产生电路，IN+脚接反馈电路；所述半桥驱动器采用IR2104，其IN脚接PWM控制器的输出信号；所述DC-DC转换器包括电感、储能电容、两个MOS管和两个电阻，所述两个MOS管串联连接后接锂电池的端电压，二者的栅极分别经第一电阻和第二电阻接半桥驱动器的HO和LO引脚，两个MOS管的串接点经电感给被测电阻供电；所述储能电容与被测电阻并联连接。

上述大电流直流电阻测试仪，所述反馈电路包括两个运算放大器和八个电阻，第三电阻为电流反馈电阻，它与被测电阻串联连接，第三电阻的两端分别经第四电阻和第五电阻接第一运算放大器的两个输入端，第六电阻一端接第一运算放大器的同相输入端，一端接锂电池负极，第一运算放大器的输出端经第七电阻接其反相输入端并经第八电阻接第二运算放大器的同相输入端，第二运算放大器与第九电阻接成电压跟随器，其输出端经第十电阻接PWM控制器的IN+脚。

上述大电流直流电阻测试仪，所述基准电压产生电路包括三端稳压管、电位器、两个滤波电容和五个电阻，所述三端稳压管的2脚接锂电池负极，3脚经第十一电阻接锂电池正极并依次经第十二电阻和电位器接锂电池负极，第十三电阻接于三端稳压管的1脚和3脚之间，第十四电阻接于三端稳压管的1脚和2脚之间，第十五电阻一端接电位器与第十二电阻的串接点，一端接PWM控制器的IN-脚；第一滤波电容接于三端稳压管的2脚和3脚之间，第二滤波电容并接在电位器两端。

本实用新型采用锂电池为被测试负载电阻供电，避免了干扰信号的引入，提高了直流电阻测试仪的测试精度。同时本实用新型的直流电源采用PWM方式控制的DC-DC转换器输出电流，大大减小了电阻测试仪的体积和发热量。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的电原理框图。

图2是本实用新型所用直流电源的原理图。

图中各标号为：U1、PWM控制器；U2、半桥驱动器； Q1、高端MOS管；Q2、低端MOS管；D、三端稳压管；L、电感；Rx、被测电阻；F1、第一运算放大器；F2、第二运算放大器；W、电位器；R1～R15、第一电阻～第十五电阻；C1、第一滤波电容；C2、第二滤波电容； C3、储能电容。

具体实施方式

本实用新型采用锂电池供电，适用于现场各种试品的测试，电池电量从满电量到无电量的过程中不影响测试精度，能够满足现场的使用要求。

本实用新型所用直流电源的最大输出电流能够达到5A,反馈电路部分采用高精度的模拟放大器，放大倍数可达4096倍，在被测试品的直流电阻非常小甚至接近零的情况下都能够测试准确。另外，本实用新型测试阻值的范围较大，试品在0-20KΩ的范围内都能够满足要求，测试精度达到了0.2%的要求。

直流电源最核心的部分就是使用PWM方式控制的DC-DC转换器以及恒流控制部分， DC-DC的转换器采用的是非隔离的同步BUCK方式。

参看图2，PWM控制器U1选用的是 TL494，TL494可以输出两路波形，本电路使用TL494的一路输出波形输入半桥驱动器U2，半桥驱动器U2采用IR2104，经半桥驱动器U2输出的两路波形可以同时驱动高端MOS管Q1和低端MOS管Q2，从而可以很好地解决PWM直接驱动MOS管时波形失真的问题，两MOS管的交替导通在负载上产生电流。反馈信号是从第三电阻R3（此电阻为精密电阻）的两端得到的，本电路没有采用低端采样方式的原因是为了避免地线上的干扰引入，恒流部分采用了放大电路，对微弱信号进行放大，电压基准由三端稳压管D得到，通过调节电位器W，可以得到不同的基准信号，反馈电路的输出信号和基准电压产生电路的输出信号分别输入TL494内部误差比较器的同相输入端和反相输入端，从而形成闭环回路控制输出电流，调节电位器W的阻值可以得到不同的电流。

Claims

1.一种大电流直流电阻测试仪，其特征是，它包括直流电源、信号采集与处理电路和微处理器，所述直流电源包括基准电压产生电路、锂电池、PWM控制器（U1）、半桥驱动器（U2）、DC-DC转换器和反馈电路，所述PWM控制器（U1）采用TL494，其IN-脚接基准电压产生电路，IN+脚接反馈电路；所述半桥驱动器（U2）采用IR2104，其IN脚接PWM控制器（U1）的输出信号；所述DC-DC转换器包括电感（L）、储能电容（C3）、两个MOS管和两个电阻，所述两个MOS管串联连接后接锂电池的端电压，二者的栅极分别经第一电阻（R1）和第二电阻（R2）接半桥驱动器（U2）的HO和LO引脚，两个MOS管的串接点经电感（L）给被测电阻（Rx）供电；所述储能电容（C3）与被测电阻（Rx）并联连接。

2.根据权利要求1所述的大电流直流电阻测试仪，其特征在于，所述反馈电路包括两个运算放大器和八个电阻，第三电阻（R3）为电流反馈电阻，它与被测电阻（Rx）串联连接，第三电阻（R3）的两端分别经第四电阻（R4）和第五电阻（R5）接第一运算放大器（F1）的两个输入端，第六电阻（R6）一端接第一运算放大器（F1）的同相输入端，一端接锂电池负极，第一运算放大器（F1）的输出端经第七电阻（R7）接其反相输入端并经第八电阻（R8）接第二运算放大器（F2）的同相输入端，第二运算放大器（F2）与第九电阻（R9）接成电压跟随器，其输出端经第十电阻（R10）接PWM控制器（U1）的IN+脚。

3.根据权利要求1或2所述的大电流直流电阻测试仪，其特征在于，所述基准电压产生电路包括三端稳压管（D）、电位器（W）、两个滤波电容和五个电阻，所述三端稳压管（D）的2脚接锂电池负极，3脚经第十一电阻（R11）接锂电池正极并依次经第十二电阻（R12）和电位器（W）接锂电池负极，第十三电阻（R13）接于三端稳压管（D）的1脚和3脚之间，第十四电阻（R14）接于三端稳压管（D）的1脚和2脚之间，第十五电阻（R15）一端接电位器（W）与第十二电阻（R12）的串接点，一端接PWM控制器（U1）的IN-脚；第一滤波电容（C1）接于三端稳压管（D）的2脚和3脚之间，第二滤波电容（C2）并接在电位器（W）两端。