CN211293005U - 一种同时多路可编程电子负载模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种成本低、控制精度高且易于集成的同时多路可编程电子负载模块。它包括处理器（1）、至少一路压控恒流源以及与所述压控恒流源数目一致的负载电流回读电路，所述处理器用于对负载电流进行控制调节，并读取所述负载电流回读电路采集的电流值；所述压控恒流源由所述处理器（1）控制所述数模转换器（2）输出不同的直流电平并由所述运放器（3）驱动所述场效应管（4）完成恒流输出；所述负载电流回读电路包括与所述场效应管相连接的采样电阻（5）、与所述采样电阻相连接的仪表运放器（6）以及与所述仪表运放器相连接的模数转换器（7），所述模数转换器将采集到达电流信息送回所述处理器（1）。本实用新型用于电子领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子领域，尤其涉及一种同时多路可编程电子负载模块。
背景技术
消费类电子行业中，输出功率是衡量电源性能的关键参数，常见的电池类供电产品都需要测量其最大带载能力。随着产品功能及性能的提升，其处于不同状态时，电流输出能力差距很大，为检测其性能合格与否，需要一个高精度且具有大范围测试能力的模拟负载来测量产品不同的带载能力。传统解决方案主要是使用标准仪器来完成，或者是针对具体需求开发独立的负载板卡来完成。但是，标准仪器体积大、成本高，不宜应用于批量生产的测试/测量设备中；而根据需求进行自行开发，开发周期长，且可移植性差，成本高昂。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种成本低、控制精度高且易于集成的同时多路可编程电子负载模块。
本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括处理器、至少一路压控恒流源以及与所述压控恒流源数目一致的负载电流回读电路，
所述处理器用于对负载电流进行控制调节，并读取所述负载电流回读电路采集的电流值；
所述压控恒流源包括与所述处理器相连接的数模转换器、与所述数模转换器连接的运放器和与所述运放器相连接的场效应管，所述场效应管接受待测设备输入，所述压控恒流源由所述处理器控制所述数模转换器输出不同的直流电平并由所述运放器驱动所述场效应管完成恒流输出；
所述负载电流回读电路包括与所述场效应管相连接的采样电阻、与所述采样电阻相连接的仪表运放器以及与所述仪表运放器相连接的模数转换器，所述模数转换器将采集到达电流信息送回所述处理器。
上述方案可见，通过处理器的设置，根据需要由处理器控制数模转换器输出不同的直流电平，利用场效应管完成恒流输出，由处理器控制电平输出以及直流输出范围，大大地提升了整个模块的控制精度；利用数模转换器、运放器、场效应管、采样电阻、仪表运放器等元器件的结合即实现了对不同需求的直流负载电平输出及将负载输出反馈到处理器上，在提升了控制精度的同时，与现有的标准仪器相比，其大大地降低了成本，也减小了体积；而处理器具备扩展引脚，可实现模块的扩展和集成，也为整个模块应用于测试设备中提供了基础。
进一步地，在所述场效应管与所述采样电阻之间还连接有分压电阻。由此可见，通过分压电阻的设置能够分担场效应管的功耗，避免所述场效应管发生大电流散热难的问题。
再进一步地，所述运放器包括用于对所述数模转换器输出的电压信号进行放大输出的第一放大器和与所述第一放大器连接的第二放大器，在电子负载不输出的状态下，所述第二放大器用于控制所述场效应管完全截止。由此可见，在第一放大器的基础上设置第二放大器，在电子负载不输出的情况下，也就是数模转换器输出的电压为0而第一放大器输出为负电压时，能够保证场效应管能够完全截止，保证控制精度以及避免误读的情况。
又进一步地，所述压控恒流源以及所述负载电流回读电路均设置为四路。由此可见，本实用新型可进行多路可编程扩展，可同时测试多路负载，提升了测试效率。
最后，所述采样电阻与所述仪表运放器之间还设置有通道切换模拟开关。由此可见，通过通道切换模拟开关的设置，能够将需要测试的通道切换到仪表运放器的输入端，实现自动切换，提升了自动化程度也为后续设置于自动话测试设备中提供技术基础。
附图说明
图1是本实用新型电路原理结构方框示意图；
图2是所述数模转换器的电路原理示意图；
图3是所述运放器的电路原理示意图；
图4是所述场效应管部分的电路原理示意图；
图5是所述负载电流回读电路中的仪表器和模数转换器部分的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括处理器1、四路压控恒流源以及与四路负载电流回读电路。所述处理器1由单片机以及外围电路组成。所述处理器1用于对负载电流进行控制调节，并读取所述负载电流回读电路采集的电流值。在本实施例中，处理器是一般的常规器件,由一般的单片机组成即可，无需特别的处理器。
所述压控恒流源包括与所述处理器1相连接的数模转换器2、与所述数模转换器2连接的运放器3和与所述运放器3相连接的场效应管4，所述场效应管4接受待测设备DUT输入，所述压控恒流源由所述处理器1控制所述数模转换器2输出不同的直流电平并由所述运放器3驱动所述场效应管4完成恒流输出。所述运放器3包括用于对所述数模转换器2输出的电压信号进行放大输出的第一放大器U1A和与所述第一放大器U1A连接的第二放大器U2A，在电子负载不输出的状态下，所述第二放大器U2A用于控制所述场效应管4完全截止。
所述负载电流回读电路包括与所述场效应管4相连接的采样电阻5、与所述采样电阻5相连接的仪表运放器6以及与所述仪表运放器6相连接的模数转换器7，所述模数转换器7将采集到达电流信息送回所述处理器1。在所述场效应管4与所述采样电阻5之间还连接有分压电阻8。所述采样电阻5与所述仪表运放器6之间还设置有通道切换模拟开关U10。
如图2至图5所示， U3为数模转换器2，即DAC，将处理器输出的数字电平信号转换为模拟的电压信号由运放U1A放大输出。AO1再由U8A输出直接驱动场效应管Q651完成了V/I转换，为被测设备DUT提供恒流负载。第二放大器U2A的作用是在控制电子负载不输出时，也就是DAC输出为0V时，U1A 输出为负电压的情况下，保证场效应管Q651可以完全截止。其中分压电阻R32作用是分担场效应管Q651上的功耗，从而解决了场效应管Q651大电流散热问题。而R33为采样电阻，由于有4路电子负载，所以用一个通道切换模拟开关U10进行通道切换，将需要测试的通道切换到仪表运放器U11的输入端，仪表运放器U11将输入的差值信号转换成直流电平输出给ADC采样，最后送给处理器读取数据。
本实用新型相比于程控大电流电子负载，其成本较低；体积小，相比标准仪器要L*W*H=400mm*200mm*100mm以上的体积，本实用新型整个板卡模块尺寸仅L*W*H=10mm*10mm*5mm；工作效率高，可以同时支持4路5A最大的电子负载功能，且易于集成到测试/分析设备中，实现低成本、小体积，从而提高性价比，实现大规模应用。
Claims (5)
1.一种同时多路可编程电子负载模块，其特征在于：它包括处理器（1）、至少一路压控恒流源以及与所述压控恒流源数目一致的负载电流回读电路，
所述处理器（1）用于对负载电流进行控制调节，并读取所述负载电流回读电路采集的电流值；
所述压控恒流源包括与所述处理器（1）相连接的数模转换器（2）、与所述数模转换器（2）连接的运放器（3）和与所述运放器（3）相连接的场效应管（4），所述场效应管（4）接受待测设备（DUT）输入，所述压控恒流源由所述处理器（1）控制所述数模转换器（2）输出不同的直流电平并由所述运放器（3）驱动所述场效应管（4）完成恒流输出；
所述负载电流回读电路包括与所述场效应管（4）相连接的采样电阻（5）、与所述采样电阻（5）相连接的仪表运放器（6）以及与所述仪表运放器（6）相连接的模数转换器（7），所述模数转换器（7）将采集到达电流信息送回所述处理器（1）。
2.根据权利要求1所述的一种同时多路可编程电子负载模块，其特征在于：在所述场效应管（4）与所述采样电阻（5）之间还连接有分压电阻（8）。
3.根据权利要求1所述的一种同时多路可编程电子负载模块，其特征在于：所述运放器（3）包括用于对所述数模转换器（2）输出的电压信号进行放大输出的第一放大器（U1A）和与所述第一放大器（U1A）连接的第二放大器（U2A），在电子负载不输出的状态下，所述第二放大器（U2A）用于控制所述场效应管（4）完全截止。
4.根据权利要求1所述的一种同时多路可编程电子负载模块，其特征在于：所述压控恒流源以及所述负载电流回读电路均设置为四路。
5.根据权利要求4所述的一种同时多路可编程电子负载模块，其特征在于：所述采样电阻（5）与所述仪表运放器（6）之间还设置有通道切换模拟开关（U10）。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201921457236.2U CN211293005U (zh) | 2019-09-04 | 2019-09-04 | 一种同时多路可编程电子负载模块 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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|---|---|
| CN211293005U true CN211293005U (zh) | 2020-08-18 |
Family
ID=72033089
Family Applications (1)
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| CN201921457236.2U Active CN211293005U (zh) | 2019-09-04 | 2019-09-04 | 一种同时多路可编程电子负载模块 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211293005U (zh) |
-
2019
- 2019-09-04 CN CN201921457236.2U patent/CN211293005U/zh active Active
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