CN205263281U - 智能老化负载 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能老化负载，包括主功率MOSFET、MCU、CC控制模块、CV控制模块、模式转换开关模块、电流采样模块、电压采样模块、电压选择模块、串转并信号模块、显示模块和按键模块。本实用新型通过电流采样模块和电压采样模块采集电流和电压信号，然后和预设的指标比较，通过动态调整14脚PWM的占空比，来调节主功率MOSFET的G极信号，实现全程老化过程中负载的精确恒定。本实用新型采用数字电路和模拟电路配合，由MCU单片机实现全程控制，达到动态改变老化模式的要求，并通过按键自主设置对应的老化指标，实现单独的指标设置和报警功能。本实用新型成本低廉，配置灵活，人工成本需求低，并可以为不同规模的企业带来极高的生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及产品老化辅助设备，具体地说是一种智能老化负载。
背景技术
生产型企业在生产过程中必定会涉及到生产产品的老化问题，现有企业一般采用与产品相配的大功率电阻来实现老化，或者采用高档电子负载来实现老化。采用电阻模式老化，最大的缺点在于电阻值会随着温度变化而变化，所以在整个产品老化过程中，其负载一直在动态变化，而且采用电阻老化，不可避免为了配合产品，好几个电阻采用串联或者并联方式达到预设负债的目的，而且，在老化过程中，产品指标出现问题，不能反馈给管理者，势必需要安排专门的人员，不定时的去巡检，造成人员的浪费。采用电子负载方式来实现老化虽然可以实现全程高精度负载功能，但是显然其成本不是一般企业可以承受的，而且体积巨大。
发明内容
本实用新型要解决的是现有技术存在的生产型企业在产品老化过程中碰到的负载选择难，成本高，人工需求大的问题问题，旨在提供一种智能老化负载。
为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：智能老化负载，包括主功率MOSFET、MCU、CC控制模块、CV控制模块、模式转换开关模块、电流采样模块、电压采样模块、电压选择模块、串转并信号模块、显示模块和按键模块，所述的主功率MOSFET的漏、源极分别连接到被老化电源的输出端与地之间，其特征在于：
所述的电流采样模块采集主功率MOSFET的源极电流信号，并输出电流采样信号到MCU；
所述的电压采样模块采集主功率MOSFET的漏极电压信号，并输出电压采样信号到电压选择模块；
所述的电压选择模块接收MCU的控制信号，选择相应的电压采样信号，并输出到CV控制模块和MCU；
所述的MCU检测到电流采样信号和电压采样信号，产生PWM控制信号控制所述的CC控制模块、CV控制模块和模式转换开关模块；
所述的CC控制模块接收MCU输出的PWM控制信号，经运放后输出到模式转换开关模块；在模式转换开关模块切换到恒流模式时，驱动主功率MOSFET；
所述的CV控制模块接收MCU输出的PWM控制信号，经运放后输出到模式转换开关模块；在模式转换开关模块切换到恒压模式时，驱动主功率MOSFET；
所述的模式转换开关根据MCU的控制信号，选择导通CC控制模块和CV控制模块的输出信号，通过动态调整PWM的占空比来调节所述的主功率MOSFET的栅极信号实现被老化电源的老化测试；
所述的串转并信号模块接收MCU输出的串行信号并转化为并行输出到显示模块。
本实用新型的智能老化负载，通过电流采样模块和电压采样模块采集电流和电压信号，然后和预设的指标比较，通过动态调整14脚PWM的占空比，来调节主功率MOSFET的G极信号，实现全程老化过程中负载的精确恒定。本实用新型采用数字电路和模拟电路配合，由MCU单片机实现全程控制，达到动态改变老化模式的要求，并通过按键自主设置对应的老化指标，实现单独的指标设置和报警功能。与现有技术相比，本实用新型最大的优点是成本低廉，配置灵活，人工成本需求低。同时，由于本实用新型采用模块化设计，可以为不同规模的企业带来极高的生产效率。
作为本实用新型的改进，所述的MCU产生的PWM控制信号经滤波电路输出到所述的CC控制模块和CV控制模块。
作为本实用新型的进一步改进，智能老化负载还设有指示灯模块和/或蜂鸣报警模块，在老化指标超过预设值的时候实现报警功能。
作为本实用新型的再进一步改进，智能老化负载还设有风扇散热模块，在温度超过设定值的时候开启风扇进行散热。
作为本实用新型的再进一步改进，智能老化负载还设有用于给各模块电路供电的电源模块。所述的电源模块包括可控精密稳压电路、DC/DC变换器和三端稳压电路。可控精密稳压电路通过两个电阻精确设置输出电压为+12V，DC/DC变换器利用其反向器的功能提供-12V电压值，三端稳压电路提供+5V电压值，使电源模块能够满足本实用新型智能老化负载中的各模块的电源需要。
作为本实用新型的再进一步改进，还设有通讯模块，用于连接PC或者智能老化负载自身。通过按键设置老化负载的地址和主从模式，本实用新型能够加入联网功能，配合PC电脑上位机软件实现数据采集、监测和管理功能。
作为本实用新型的更进一步改进，所述的电流采样模块采集的电流信号通过运放后输入到MCU，该运放电路上还设有电流自动校正模块。该电流自动校正模块将运放器的输入负端箝位于零，从而提高电流信号的精度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的电路结构图。
图2是本实用新型的可控精密稳压电源的电路结构图。
图3是本实用新型的DC/DC变换器的电路结构图。
图4是本实用新型的三端稳压电路的电路结构图。
图5是本实用新型的MCU的电路结构图。
图6是本实用新型的MCU的外围电路图。
图7是本实用新型的滤波电路、CC控制模块、电流采样模块和电流自动校正模块的电路结构图。
图8是本实用新型的电压采样模块的电路结构图。
图9是本实用新型的电压选择模块的电路结构图。
图10是本实用新型的CV控制模块的电路结构图。
图11是本实用新型的模式转换开关模块的电路结构图。
图12是本实用新型的串转关信号模块的电路结构图。
图13是本实用新型的显示模块的电路结构图。
图14是本实用新型的通讯模块的电路结构图。
图15是本实用新型的指示灯模块的电路结构图。
图16是本实用新型的按键模块的电路结构图。
图17是本实用新型的蜂鸣报警模块的电路结构图。
图18是本实用新型的风扇散热模块的电路结构图。
图19是本实用新型的电路框图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型的智能老化负载，包括主功率MOSFET、MCU、CC控制模块、CV控制模块、模式转换开关模块、电流采样模块、电压采样模块、电压选择模块、串转并信号模块、显示模块、按键模块、滤波电路、指示灯模块、蜂鸣报警模块、风扇散热模块、电源模块、通讯模块和电流自动校正模块，所述的主功率MOSFET的漏、源极分别连接到被老化电源的输出端与地之间。
参照图2、图3和图4，所述的电源模块包括可控精密稳压电路、DC/DC变换器和三端稳压电路。可控精密稳压电路通过调整电阻R58和R59的阻值精确设置输出电压为+12V。DC/DC变换器利用其反向器的功能可提供-12V电压值；三端稳压电路则提供+5V电压值。上述三个电源模块能够满足向本实用新型智能老化负载中的各模块供电的需要。
参照图5和图6，MCU为本实用新型智能老化负载的核心，全部的智能控制都由该MCU实现。在本实施例中，采用ATMEL公司的8位高性能MCU，第14脚为PWM输出管脚，配合前端RC滤波电路和运放实现PWM->DA转变，并通过电流采样模块和电压采样模块采集电流和电压信号，然后和预设的指标比较，通过动态调整14脚PWM的占空比，来调节主功率MOSFET的G极信号，实现全程老化过程中负载的精确恒定。
参照图6，电阻R10、R11和电容C8、C9构成CR滤波电路，MCU第14脚输出的PWM信号PWM1经CR滤波电路后在DAC1端得到直流分量信号。
运算放大器U1A、电阻R12、R8、电容C10，反馈电阻R4和反馈电容C2构成CC控制模块。CC控制模块将MCU输出的PWM直流分量信号放大后从CC1端输出到模式转换开关。在模式转换开关模块切换到恒流模式时，驱动主功率MOSFET。
采样电阻Rs1和Rs2并联后连接在主功率MOSFET的源极和地之间，其采集的电流信号经运算放大器U1D放大后通过ADC-CC1端输出到MCU的第37脚。在运算放大器U1D的输出端和地之间还设有电流自动校正模块。该电流自动校正模块采用4051数字控制模拟电子开关，将运算放大器U1D的输入负端箝位于零，从而提高电流信号的精度。
参照图8，所述的电压采样模块为由电阻R41、R43、R44、R46和二极管D5、D6、D7、D8构成的分压电路，该分压电路的两端分别接主功率MOSFET的漏极和地，三个中间抽头DIV1、DIV2和DIV3分别连接到电压选择模块的13、14和15脚。
参照图9，所述的电压选择模块采用4051数字控制模拟电子开关，其13、14和15脚接收电压采样模块的电压信号，11脚和12脚接收MCU的控制信号，选择相应的电压采样信号，并从COM脚输出到CV控制模块。
参照图10，所述的CV控制模块包括由电压跟随器U1B和运算放大器U1C构成。电压跟随器U1B的输入正端接电压选择模块的输出端，电压跟随器U1B的输出端串联电阻R5后形成MCU的电压采集端ADC-CV1，并连接到MCU的36脚。
参照图11，所述的模式转换开关采用4051数字控制模拟电子开关，用于切换不同的老化功能。根据MCU的控制信号，选择导通CC控制模块和CV控制，或者其组合，使智能老化负载运行在CC模式、CV模式或者CR模式。模式转换开关的输出COM端接主功率MOSFET的G极，通过动态调整PWM的占空比来调节所述的主功率MOSFET的栅极信号实现被老化电源的老化测试。
参照图12，所述的串转并信号模块接收MCU输出的串行信号并转化为并行输出到显示模块。
参照图13，所述的显示模块用于显示界面，以及电流、电压的设置值等参数。
参照图14，所述的通讯模块，用于连接PC或者智能老化负载自身。通过按键设置老化负载的地址和主从模式，使本实用新型能够加入联网功能，配合PC电脑上位机软件实现数据采集、监测和管理功能。
参照图15，所述的指示灯模块采用LED数码管，结合按键可以自主设置对应的老化指标，实现单独老化和报警功能。
参照图16，所述的按键模块，用来设置老化指标，也可以设置老化负载的地址和主从模式，实现联网。
参照图17，所述的蜂鸣报警模块，在老化指标超过预设值的时候实现报警功能。
参照图18，所述的风扇散热模块，在温度超过设定值的时候开启风扇进行散热。
本实用新型的智能老化负载，可以互相组网，可以自主切换主从模式，可以任意设置自身地址，可以最多连接250台组成一个整体用于连接电脑，通过上位机软件来动态监测每一台联网老化负载的各种参数，也可以组成一个整体连接一台智能老化负载，实现基本快速的老化功能。本实用新型的智能老化负载可以大幅度配合生产线实现产品的老化功能，每一台智能老化负载拥有完整的功能，带设置按键，可以设置各种老化参数，在老化指标超过预设值的时候实现报警功能，因而可以显著地提高生产效率，节约生产成本。
应该理解到的是：上述实施例只是对本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制，任何不超出本实用新型实质精神范围内的实用新型创造，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.智能老化负载，包括主功率MOSFET、MCU、CC控制模块、CV控制模块、模式转换开关模块、电流采样模块、电压采样模块、电压选择模块、串转并信号模块、显示模块和按键模块，所述的主功率MOSFET的漏、源极分别连接到被老化电源的输出端与地之间，其特征在于：
所述的电流采样模块采集主功率MOSFET的源极电流信号，并输出电流采样信号到MCU；
所述的电压采样模块采集主功率MOSFET的漏极电压信号，并输出电压采样信号到电压选择模块；
所述的电压选择模块接收MCU的控制信号，选择相应的电压采样信号，并输出到CV控制模块和MCU；
所述的MCU检测到电流采样信号和电压采样信号，产生PWM控制信号控制所述的CC控制模块、CV控制模块和模式转换开关模块；
所述的CC控制模块接收MCU输出的PWM控制信号，经运放后输出到模式转换开关模块；在模式转换开关模块切换到恒流模式时，驱动主功率MOSFET；
所述的CV控制模块接收MCU输出的PWM控制信号，经运放后输出到模式转换开关模块；在模式转换开关模块切换到恒压模式时，驱动主功率MOSFET；
所述的模式转换开关根据MCU的控制信号，选择导通CC控制模块和CV控制模块的输出信号，通过动态调整PWM的占空比来调节所述的主功率MOSFET的栅极信号实现被老化电源的老化测试；
所述的串转并信号模块接收MCU输出的串行信号并转化为并行输出到显示模块。
2.如权利要求1所述的智能老化负载，其特征在于所述的MCU产生的PWM控制信号经滤波电路输出到所述的CC控制模块和CV控制模块。
3.如权利要求1所述的智能老化负载，其特征在于还设有指示灯模块和/或蜂鸣报警模块，在老化指标超过预设值的时候实现报警功能。
4.如权利要求1所述的智能老化负载，其特征在于还设有风扇散热模块，在温度超过设定值的时候开启风扇进行散热。
5.如权利要求1所述的智能老化负载，其特征在于还设有用于给各模块电路供电的电源模块。
6.如权利要求5所述的智能老化负载，其特征在于所述的电源模块包括可控精密稳压电路、DC/DC变换器和三端稳压电路。
7.如权利要求1所述的智能老化负载，其特征在于还设有通讯模块，用于连接PC或者智能老化负载自身。
8.如权利要求1所述的智能老化负载，其特征在于所述的电流采样模块采集的电流信号通过运放后输入到MCU，该运放电路上还设有电流自动校正模块。
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| CN109217360A (zh) * | 2018-08-20 | 2019-01-15 | 深圳市国电赛思科技有限公司 | 一种回馈型老化负载系统及其控制方法 |
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Denomination of utility model: Intelligent aged load Effective date of registration: 20180627 Granted publication date: 20160525 Pledgee: Bank of Hangzhou Limited by Share Ltd. Tongxiang branch Pledgor: ZHEJIANG YUYANG ELECTRONICS CO.,LTD. Registration number: 2018330000148 |
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Date of cancellation: 20220725 Granted publication date: 20160525 Pledgee: Bank of Hangzhou Limited by Share Ltd. Tongxiang branch Pledgor: ZHEJIANG YUYANG ELECTRONICS CO.,LTD. Registration number: 2018330000148 |
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Address after: No. 656, Tongde Road, Tongxiang Economic Development Zone, Tongxiang City, Jiaxing City, Zhejiang Province, 314500 Patentee after: Zhejiang Yuyang Electronics Co., Ltd. Address before: No. 656, Tongde Road, Tongxiang Economic Development Zone, Tongxiang City, Jiaxing City, Zhejiang Province, 314500 Patentee before: ZHEJIANG YUYANG ELECTRONICS CO.,LTD. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |