CN203084063U - 一种测量电路模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测量电路模块，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和运算放大器，其中：待测量电源器件的输出电压Vo输出端，经第二电阻后与运算放大器的同相输入端连接；第一电阻的第一连接端与第二电阻和运算放大器的公共端连接，第一电阻的第二连接端接地；第三电阻的第一连接端为设备输入电压Vr输入端，第三电阻的第二连接端与运算放大器的反相输入端连接；第四电阻连接在第三电阻和运算放大器的公共端与运算放大器的误差放大电压Vm输出端之间。本实用新型所述测量电路模块，可以克服现有技术中测量精度低和成本高等缺陷，以实现测量精度高和成本低的优点。

Description

一种测量电路模块

技术领域

本实用新型涉及电源器件电压差测量技术领域，具体地，涉及一种测量电路模块。

背景技术

常用的电源器件的测试参数主要有以下几种：输入电压范围，输出基准电压，电压调整率，负载调整率，调整端或地端电流，纹波抑制比，输出极限电流，输出短路电流，输出阻抗，启动电压范围，噪声，及瞬态参数等。其中，电压调整率与负载调整率是决定电源器件性能的重要指标。电压调整率即当输入侧电压从允许输出的最低值变化到规定的最大值时，输出电压的相对变化值占额定电压的百分比。电压调整率表征稳压器稳压性能优劣的重要指标，由于电源器件的特性：当输入取允许范围内任意电压，其输出都为一固定值。

所以，可用[(输出电压1-输出电压2)/额定输出电压]×100％来计算，一般不超过0.1％。负载调整率即当输入电压不变，负载从零变化到额定值时，输出电压的变化。由于电源负载的变化会引起电源输出的变化，负载增加，输出降低，相反负载减少，输出升高。

可用[(满载时输出电压-半载时输出电压)/额定负载时输出电压]×100％来计算，通常指标3％～5％。由于电压调整率及负载调整率的确定主要是对电压差做计算，所以只要测得输出端的电压，再与其额定输出电压做比较，得到其实际输出电压与额定输出电压的电压差，即可得到两种测量参数。

传统的测量方法是直接用万用表等测量仪器测量。由于电源器件的误差较小，其实际输出电压与额定电压的电压差通常在几毫伏甚至更小，所以对于万用表来说，其精度不够测量微小电压差；另外，若用高精度的测量仪器，虽然能够较精确地测量出来，但成本就会大大增加。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在测量精度低和成本高等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种测量电路模块，以实现测量精度高和成本低的优点。

本实用新型的第二目的在于，提出一种基于上述测量电路模块的电源器件电压差的测量方法。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种测量电路模块，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和运算放大器，其中：

待测量电源器件的输出电压Vo输出端，经第二电阻R2后与运算放大器的同相输入端连接；第一电阻R1的第一连接端与第二电阻R2和运算放大器的公共端连接，第一电阻R1的第二连接端接地GND；第三电阻R3的第一连接端为设备输入电压Vr输入端，第三电阻R3的第二连接端与运算放大器的反相输入端连接；第四电阻R4连接在第三电阻R3和运算放大器的公共端与运算放大器的误差放大电压Vm输出端之间。

同时，本实用新型采用的另一技术方案是：一种电源器件电压差的测量方法，包括：

(1)基于所述测量电路模块，将待测量电源器件的输出电压Vo作为运算放大器输入端，令设备输入电压Vr＝待测量的电源器件的输出电压Vo的额定值；

(2)测量计算电压差，根据差分电路原理Vm＝(R4/R3)×(Vo-Vr)，将待测量电源器件的输出电压Vo的微小误差进行放大，其放大倍数主要由第三电阻R3与第四电阻R4的阻值决定；

利用放大器虚短虚断特性，得到：

R1×Vo/(R1+R2)＝R4×Vr/(R3+R4)+R3×Vm/(R3+R4)；

由以上公式推导，得到：

Vo×R1×(R3+R4)/(R1+R2)＝R4×Vr+R3×Vm；

Vm＝Vo×R1×(R3+R4)/R3×(R1+R2)-Vm×R4/R3；

根据第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的实际值，进行计算，就能够得到误差放大电压Vm。

本实用新型各实施例的测量电路模块，由于通过在输出端搭建差分放大电路，将微小的电压差范围扩大到几十毫伏及以上，然后再在采用普通测量仪器即可达到较精确测量的效果；从而可以克服现有技术中测量精度低和成本高的缺陷，以实现测量精度高和成本低的优点。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型测量电路模块的电气原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

模块实施例

根据本实用新型实施例，提供了一种测量电路模块。如图1所示，本实施例的测量电路模块，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和运算放大器，其中：

待测量电源器件的输出电压Vo输出端，经第二电阻R2后与运算放大器的同相输入端连接；第一电阻R1的第一连接端与第二电阻R2和运算放大器的公共端连接，第一电阻R1的第二连接端接地GND；第三电阻R3的第一连接端为设备输入电压Vr输入端，第三电阻R3的第二连接端与运算放大器的反相输入端连接；第四电阻R4连接在第三电阻R3和运算放大器的公共端与运算放大器的误差放大电压Vm输出端之间。

方法实施例

根据本实用新型实施例，提供了一种基于上述测量电路模块的电源器件电压差的测量方法，包括：

(1)基于所述测量电路模块，将待测量电源器件的输出电压Vo作为运算放大器输入端，令设备输入电压Vr＝待测量的电源器件的输出电压Vo的额定值；

(2)测量计算电压差，根据差分电路原理Vm＝(R4/R3)×(Vo-Vr)，将待测量电源器件的输出电压Vo的微小误差进行放大，其放大倍数主要由第三电阻R3与第四电阻R4的阻值决定；

利用放大器虚短虚断特性，得到：

R1×Vo/(R1+R2)＝R4×Vr/(R3+R4)+R3×Vm/(R3+R4)；

由以上公式推导，得到：

Vo×R1×(R3+R4)/(R1+R2)＝R4×Vr+R3×Vm；

Vm＝Vo×R1×(R3+R4)/R3×(R1+R2)-Vm×R4/R3；

根据第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的实际值，进行计算，就能够得到误差放大电压Vm。

例如，可设R1＝40K、R2＝100K、R3＝5K、R4＝800K，将R1、R2、R3和R4的值代入以上公式进行计算，可以得到：

Vm＝46Vo-160Vr

因为Vr为设备输入电压，若令160Vr＝Vo额定值，则：

Vm＝(46-1)Vo，

则Vm值为误差值被放大了45倍后的误差放大电压，该误差放大电压可由普通测量仪器测量。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种测量电路模块，其特征在于，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和运算放大器，其中：

待测量电源器件的输出电压Vo输出端，经第二电阻R2后与运算放大器的同相输入端连接；第一电阻R1的第一连接端与第二电阻R2和运算放大器的公共端连接，第一电阻R1的第二连接端接地GND；第三电阻R3的第一连接端为设备输入电压Vr输入端，第三电阻R3的第二连接端与运算放大器的反相输入端连接；第四电阻R4连接在第三电阻R3和运算放大器的公共端与运算放大器的误差放大电压Vm输出端之间。

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