CN206557329U - 一种usb放电老化电子恒流负载器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种USB放电老化电子恒流负载器，包括：主机；主控PCB板；输入USB公头、USB输出母头、散热片、散热风扇；主控PCB板上设置有MCU可编程芯片、数字显示屏、电压ADC采样线路、电流ADC采样线路、运算放大比较器、功率放电三极管、电流恒流粗调细调电位器、DAC控制器、温控风扇电子开关、NTC温度传感器采样线路、功能轻触按键、可控电子开关、散热风扇电源插座、蜂鸣器报警喇叭、EEPROM断电记忆芯片、采样电路、电脑联机串口、蓝牙模块、电源输入口、高通快充协议触发器、LDO稳压电路。本实用新型不仅可以对USB相关设备进行放电与老化，而且还具有测量USB设备在放电过程中各种参数是否虚标的功能，使用更加方便。

Description

一种USB放电老化电子恒流负载器

技术领域

本实用新型涉及工业与生活用品技术领域，更具体的说是涉及一种USB放电老化电子恒流负载器。

背景技术

目前市场上与USB接口相关的数码产品不断普及，比如USB充电器、充电宝、充电线、数据线等产品，这些都是工业生产和居家几乎都离不开的一些USB设备，USB设备在长时间使用的过程中但是这些产品由于厂商众多，质量参差不齐，用户无法知晓花相应的钱买到的产品是否达到标称的参数，人们无法通过视觉来判断其使用安全性，参数标称的准确性，更无法了解在实际使用中的供电的详细参数，以及给设备充电速度的快慢、充电时间的长短以及充电电流电压的大小、电量容量的多少，到目前为止还没有适合居家的相关小型廉价仪器来检测USB接口供电的安全性和参数准确性，同时市场上各种充电宝质量也参差不齐，不良厂商常常以次充好，标称的电流和容量大小根本不真实，鉴于普通用户没有相关设备来判断其真实性，只能猜测其真假，由于这些因素，给用户带来了巨大的困扰和不便。

因此，如何能提供一种可以对USB设备进行放电与老化的测试负载器本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种USB放电老化电子恒流负载器，不仅可以在工业批量生产中进行老化放电的安全性判断，并且可以对USB接口的负载能力的实际参数进行测量，使用更加安全，更能满足工业生产和消费者的需求。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种USB放电老化电子恒流负载器，其特征在于，包括：主机；设置在所述主机内部的主控PCB板；焊接于所述主控PCB板首端的输入USB公头和USB输出母头；通过螺丝固定在所述主控PCB板上的散热片和散热风扇；通过贴片焊接的方式设置在所述主控PCB板上的MCU可编程芯片、数字显示屏、电压ADC采样线路、电流ADC采样线路、运算放大比较器、功率放电三极管、电流恒流粗调细调电位器、DAC控制器、温控风扇电子开关、NTC温度传感器采样线路、功能轻触按键、可控电子开关、散热风扇电源插座、蜂鸣器报警喇叭、EEPROM断电记忆芯片、采样电路、电脑联机串口、蓝牙模块、电源输入口、高通快充协议触发器、LDO稳压电路；其中所述输入USB公头和所述USB输出母头均通过电性方式与所述电压ADC采样线路、所述电流ADC采样线路、所述可控电子开关、所述高通快充协议触发器、所述LDO稳压电路连接；所述输入USB公头和所述USB输出母头均设置有LDO基准稳压芯片；并且所述输入USB公头和所述USB输出母头均是通过所述LDO基准稳压芯片与所述MCU可编程芯片连接的。

优选的，在上述一种USB放电老化电子恒流负载器中，其中所述输入USB公头、所述USB输出母头均可以为Micro USB/MiNi USB/iPhone5/Type-C/大电流接线柱等新型USB公头母头兼容检测充电数据线接口。

优选的，在上述一种USB放电老化电子恒流负载器中，所述散热片为金属散热铝片。

优选的，在上述一种USB放电老化电子恒流负载器中，所述功率放电三极管、所述电流恒流粗调细调电位器、所述运算放大比较器均是通过焊接的方式设置在所述主控PCB板上。

优选的，在上述一种USB放电老化电子恒流负载器中，所述MCU可编程芯片中设置有技术软件程序系统，所述技术软件程序系统设置有容量系数设定模块、放电计时、电流与功率过大、输入过压低压门限停止放电、输出蜂鸣器声音与显示双重报警、定时充电输出保护模块、定时老化放电、倒计时老化放电、放电完成的蜂鸣器喇叭报警功能、后台系统设置模块、快充协议的D+D-电压监测、数据清零与查看、以及多组电参数据保存并再次调用查看的逻辑程序。

优选的，在上述一种USB放电老化电子恒流负载器中，所述采样电路为USB数据D+和数据D-采样电路。

优选的，在上述一种USB放电老化电子恒流负载器中，所述数字显示屏设置有电压、放电的电流、容量、电量、功率、内阻、放电三极管的温度、快充协议的D+D-电压测量显示、放电容量系数的设置、放电时间、定时放电时间、存储数据组数字编号显示、切换中英文、USB的数据线D+D-快充协议电压数值显示界面。

优选的，在上述一种USB放电老化电子恒流负载器中，所述电脑联机串口设置有电脑联机串口芯片。

优选的，在上述一种USB放电老化电子恒流负载器中，所述蓝牙模块设置有无线蓝牙接口芯片。

优选的，在上述一种USB放电老化电子恒流负载器中，所述散热风扇设置有保护金属罩。

优选的，在上述一种USB放电老化电子恒流负载器中，所述电源输入口给所述MCU可编程芯片提供电能，并且所述输入USB公头为被测电源输入，所述电源输入口和所述输入USB公头均是通过焊接的方式设置在主控PCB板上面。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种USB放电老化电子恒流负载器，具有以下的有益效果：

(1)首先输入USB公头和USB输出母头均可以为Micro USB/MiNi USB/iPhone5/Type-C/大电流接线柱等新型USB公头母头兼容检测充电数据线接口，输入USB公头和USB输出母头用于被老化USB设备的多种USB接口电源输入进行老化放电；

(2)其中散热片与散热风扇，可以释放老化放电过程中产生的热量，保护设备不受损伤。

(3)功率放电三极管、电流恒流粗调细调电位器、运算放大比较器用于调整相应电流并反馈的恒流回路，具体工作过程是这样，当电流恒流粗调细调电位器调整一个基准电压驱动功率三极管控制极让功率放电三极管的电流增大，电流增大的同时还通过采样电路电压反馈至运算比较器进行比较，比 较后从而保证功率三极管不至于电流继续增大而保持一个恒定值，这样即使在输入电压变化的情况下，电流还是保持一个恒定的放电流值，使得放电过程中，不同的电压电流还是保持恒定不变，通过调整电位器来调整一个相应的恒定放电电流值大小进行老化。

(4)本实用新型的MCU可编程芯片设置有技术软件程序系统，利用技术软件程序系统的计算之后在数字显示屏上显示各种测量数据，更加直观和明确；

(5)使用本实用新型进行老化与放电，可以通过MCU可编程芯片将放电过程中的容量、电量、时间等数据传输至EEPROM断电记忆芯片里面，一方面断电记忆数据下次通电时可以随时调用，另一方面用户可以自行清零；

(6)功能轻触按键的设置可以方便主机的校准、数据清零复位、界面切换等操作，使用更加方便快捷；

(6)NTC温度传感器采样电路的设置可以检测主机内由于温度变化产生的不同电阻值，并且将这些数据输送至ADC采样单片机并通过数字显示屏进行显示；

(7)采样电路内设置有USB数据D+/D-电压ADC采样器件，用于采样的电压值送往ADC采样单片机中进行模数转换后计算出数据线快充协议电压值，并通过数字显示屏进行显示；

(8)主机内设置了电流电压采样电阻器，通过电阻的分压和大功率分流采样将电流的电压值送往ADC采样单片机中，并通过技术软件程序系统的逻辑运算测量，在数字显示屏中显示电压、电流、功率、容量、电量、内阻等参数；

(9)LDO基准稳压芯片的设置可以使在采样过程中以这个基准进行比较和ADC计算，从而得出精确的放电大小数值，以达到更精准的放电效果；

(10)主机内设置的蜂鸣器报警喇叭，可当输入电压过高高、过低、过流或者超功率情况下进行声音提示；

(11)主机内设备的电脑联机串口芯片以及无线蓝牙接口芯片进行连接线路，这样在电脑联机时通过ADC采样单片机送出的数据到电脑PC端或者手 机无线蓝牙接收端的测量数据均可以进行显示，并且可以进行放电曲线的绘制；

(12)MCU可编程芯片带有ADC采样单片机，可以给MCU烧录逻辑程序，在运行的过程中接收各样数据并进行逻辑运算后，输送至数字显示屏显示放电过程中的电压、电流、功率、容量、电量、温度、内阻、放电时间、快充协议状态的D+D-电压测量显示、容量系数设置、放电时间、倒计时放电时间等数据的显示；

(14)主机内设置了独特的软校准逻辑，可以学习大型标准仪器的各项精标准度到存储器，可以支持断电永久保留，从而让USB测试仪具有大型标准仪器相同等级的精准度，满足放电时精确测量放电数据的需要。

除此之外，在本实用新型中我们设计了独特的软件校准技术，设计原理是以大型仪器的精准度数据存储到USB测试仪内部的EEPROM存储器为测量依据，实际的电压电流置零和精准度校准方法是：在USB没通电的时候按住按键不放开并且插入通电瞬间，电压电流的置零校准完成并存入数据到存储器以测量调用用途，然后短按按键各个校准与后台设置界面的界面切换；在电流模式下，插入恒流负载的指定电流值，双击按键，显示屏开始闪烁，并自动校准开始，当停止闪烁的时候表示数据存储成功电流校准完毕；在电压校准界面模式下，标准稳压源供给稳定的指定的电压值，然后双击按键，自动校准到指定电压精准值并存储数据到出厂默认值，以供给下次用户复位的调用，到此学习大型一起的软校准逻辑方法步骤完成并成功校准，延续这个模式也可对温度以及其它后台设置相同操作。

当本实用新型的输入USB公头插入被测试的USB设备后，线路通电并显示屏点亮，此时已经测试出来当前被测USB的当前电压值，根据被测USB设备的标称电流数值，调整本新型的电流旋钮到显示屏显示相应的电流值，就开始恒定的放电，在放电过程中通过显示屏查看放电的电流、功率、容量、电量、放电时间等信息，在老化过程中还可以通过按键进行数值清零以及界面切换等操作，操作简单，使用方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型立体结构示意图。

图2附图为本实用新型硬件线路逻辑连接图；

图3附图为本实用新型的数字显示屏界面图集；

图4附图为本实用新型的侧端结构示意图。

图5附图为本实用新型的扩展延伸产品图。

图6附图为本实用新型的扩展延伸产品图。

图7附图为本实用新型的扩展延伸产品图。

图8附图为本实用新型的扩展延伸产品图

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种USB放电老化电子恒流负载器，包括：主机1；设置在主机1内部的主控PCB板2；焊接于主控PCB板2首端的输入USB公头3和USB输出母头4；通过螺丝固定在主控PCB板2上的散热片5和散热风扇6；主控PCB板2上设置有MCU可编程芯片7、数字显示屏8、电压ADC采样线路9、电流ADC采样线路10、运算放大比较器11、功率放电三极管12、电流恒流粗调细调电位器13、DAC控制器14、温控风扇电子开关15、NTC温度传感器采样线路16、功能轻触按键17、可控电子开关18、散热风扇电源插座19、蜂鸣器报警喇叭20、EEPROM断电记忆芯片21、采 样电路22、电脑联机串口23、蓝牙模块24、电源输入口25、高通快充协议触发器26、LDO稳压电路27；其中输入USB公头3和USB输出母头4均与电压ADC采样线路9、电流ADC采样线路10、可控电子开关18、高通快充协议触发器26、LDO稳压电路27连接；输入USB公头3和USB输出母头4均设置有LDO基准稳压芯片；并且输入USB公头3和USB输出母头4均是通过LDO基准稳压芯片与MCU可编程芯片7连接的。

为了进一步优化上述技术方案，主控PCB板2为PCB玻纤基板，并且主控PCB板上还焊接有功率电阻器28、拨动开关29、LED电源指示灯30、散热风扇开关31、接线柱器件32。

为了进一步优化上述技术方案，散热片5为金属散热铝片。

为了进一步优化上述技术方案，功率放电三极管12、电流恒流粗调细调电位器13、运算放大比较器11均是通过焊接的方式设置在主控PCB板2上。

为了进一步优化上述技术方案，MCU可编程芯片7中设置有技术软件程序系统，技术软件程序系统设置有容量系数设定模块、放电计时、电流与功率过大、输入过压低压门限停止放电、输出蜂鸣器声音与显示双重报警、定时充电输出保护模块、定时老化放电、倒计时老化放电、放电完成的蜂鸣器喇叭报警功能、后台系统设置模块、快充协议的D+D-电压监测、数据清零与查看、以及多组电参数据保存并再次调用查看的逻辑程序。

为了进一步优化上述技术方案，采样电路22为USB数据D+和数据D-采样电路。

为了进一步优化上述技术方案，数字显示屏8设置有输入的电压、放电的电流、容量、电量、功率、内阻、放电三极管的温度、快充协议的D+D-电压测量显示、放电容量系数的设置、放电时间、定时放电时间、存储数据组数字编号显示、切换中英文、USB的数据线D+D-快充协议电压数值显示界面。

为了进一步优化上述技术方案，电脑联机串口23设置有电脑联机串口芯片。

为了进一步优化上述技术方案，蓝牙模块24设置有无线蓝牙接口芯片。

为了进一步优化上述技术方案，散热风扇6设置有保护金属罩。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种USB放电老化电子恒流负载器，其特征在于，包括：主机(1)；设置在所述主机(1)内部的主控PCB板(2)；焊接于所述主控PCB板(2)首端的输入USB公头(3)和USB输出母头(4)；通过螺丝固定在所述主控PCB板(2)上的散热片(5)和散热风扇(6)；通过贴片焊接的方式设置在所述主控PCB板(2)上的MCU可编程芯片(7)、数字显示屏(8)、电压ADC采样线路(9)、电流ADC采样线路(10)、运算放大比较器(11)、功率放电三极管(12)、电流恒流粗调细调电位器(13)、DAC控制器(14)、温控风扇电子开关(15)、NTC温度传感器采样线路(16)、功能轻触按键(17)、可控电子开关(18)、散热风扇电源插座(19)、蜂鸣器报警喇叭(20)、EEPROM断电记忆芯片(21)、采样电路(22)、电脑联机串口(23)、蓝牙模块(24)、电源输入口(25)、高通快充协议触发器(26)、LDO稳压电路(27)；其中所述输入USB公头(3)和所述USB输出母头(4)均通过电性方式与所述电压ADC采样线路(9)、所述电流ADC采样线路(10)、所述可控电子开关(18)、所述高通快充协议触发器(26)、所述LDO稳压电路(27)连接；所述输入USB公头(3)和所述USB输出母头(4)均设置有LDO基准稳压芯片；并且所述输入USB公头(3)和所述USB输出母头(4)均是通过所述LDO基准稳压芯片与所述MCU可编程芯片(7)连接的。

2.根据权利要求1所述的一种USB放电老化电子恒流负载器，其特征在于，所述主控PCB板(2)为PCB玻纤基板，并且所述主控PCB板上还焊接有功率电阻器(28)、拨动开关(29)、LED电源指示灯(30)、散热风扇开关(31)、接线柱器件(32)。

3.根据权利要求1所述的一种USB放电老化电子恒流负载器，其特征在于，所述散热片(5)为金属散热铝片。

4.根据权利要求1所述的一种USB放电老化电子恒流负载器，其特征在于，所述功率放电三极管(12)、所述电流恒流粗调细调电位器(13)、所述运算放大比较器(11)均是通过焊接的方式设置在所述主控PCB板(2)上。

5.根据权利要求1所述的一种USB放电老化电子恒流负载器，其特征在于，所述MCU可编程芯片(7)中设置有技术软件程序系统，所述技术软件程序系统设置有容量系数设定模块、放电计时、电流与功率过大、输入过压低压 门限停止放电、输出蜂鸣器声音与显示双重报警、定时充电输出保护模块、定时老化放电、倒计时老化放电、放电完成的蜂鸣器喇叭报警功能、后台系统设置模块、快充协议的D+D-电压监测、数据清零与查看、以及多组电参数据保存并再次调用查看的逻辑程序。

6.根据权利要求1所述的一种USB放电老化电子恒流负载器，其特征在于，所述采样电路(22)为USB数据D+和数据D-采样电路。

7.根据权利要求1所述的一种USB放电老化电子恒流负载器，其特征在于，所述数字显示屏(8)设置有电压、放电的电流、容量、电量、功率、内阻、放电三极管的温度、快充协议的D+D-电压测量显示、放电容量系数的设置、放电时间、定时放电时间、存储数据组数字编号显示、切换中英文、USB的数据线D+D-快充协议电压数值显示界面。

8.根据权利要求1所述的一种USB放电老化电子恒流负载器，其特征在于，所述电脑联机串口(23)设置有电脑联机串口芯片。

9.根据权利要求1所述的一种USB放电老化电子恒流负载器，其特征在于，所述蓝牙模块(24)设置有无线蓝牙接口芯片。

10.根据权利要求1所述的一种USB放电老化电子恒流负载器，其特征在于，所述电源输入口(25)给所述MCU可编程芯片(7)提供电能，并且所述输入USB公头(3)为被测电源输入，所述电源输入口(25)和所述输入USB公头(3)均是通过焊接的方式设置在所述主控PCB板(2)上面。