CN214669270U - 一种Zigbee模块的电流检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种Zigbee模块的电流检测电路，包括针对Zigbee产品低功耗特性的电流检测电路和继电器智能选择的切换电流表量程电路，Zigbee产品低功耗特性电流检测的电压输入段端包括USB1、二极管D1、电容C4、IC1，Zigbee产品电路后级负载电流检测端包括电阻R1、R2、R4、R5、R6、Mos管Q2和运算放大器U1，所述USB1的1脚连接二极管D1的1脚，本实用新型结构设计电流检测电路具备成本低廉，测试快速，测试结果明了的优点，可以实现批量制作的目的，以便给工厂生产测试使用等问题。

Description

一种Zigbee模块的电流检测电路

技术领域

本实用新型属于电流检测技术领域，具体为一种Zigbee模块的电流检测电路。

背景技术

Zigbee，也称紫蜂，是一种低速短距离传输的无线网上协议，底层是采用IEEE802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。

围绕Zigbee芯片技术推出的外围电路，做成的PCBA小板，称之为“ZigBee 模块”，而围绕“Zigbee模块”做成的终端产品(例如智能家居人体红外探测器、紧急按钮、无线门磁等)，一般都是采用电池供电，电池使用寿命的长短，会直接影响产品的性能，所以产品的低功耗性能是其必备的要求。

产品有没有具备低功耗特性，主要是测试产品的静态电流，静态电流的测试主要有两种方法：一是借用专用测试仪器进行测试；二是使用专用的测试工装测试。第一种方式，要借用专用测试仪器，操作繁琐，测试效率不高，而且不便于产品的量产测试。第二种方式，由于产品应用不同，尺寸各异，市面上有关Zigbee的测试工装都需要定制，测试电路根据产品的特点，也有所不同，但是归结起来其主要的设计思路是针对Zigbee产品的低功耗特性发明和创造一种电流检测电路，这种电流检测电路具备成本低廉，测试快速，测试结果明了的优点，可以实现批量制作的目的，以便给工厂生产测试使用。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案，为此，我们提出一种Zigbee模块的电流检测电路。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种Zigbee模块的电流检测电路，这种电流检测电路具备成本低廉，测试快速，测试结果明了的优点，可以实现批量制作的目的，以便给工厂生产测试使用等问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种Zigbee模块的电流检测电路，包括针对Zigbee产品低功耗特性的电流检测电路和继电器智能选择的切换电流表量程电路，所述Zigbee产品低功耗特性电流检测的电压输入段端包括USB1、二极管D1、电容C4、IC1，所述Zigbee产品电路后级负载电流检测端包括电阻R1、R2、R4、R5、R6、Mos管Q2和运算放大器U1，所述 USB1的1脚连接二极管D1的1脚，所述二极管D1的2脚连接IC1的3脚、所述运算放大器U1的8脚、所述电阻R4的2脚以及电容C4的1脚，所述IC1 的1脚与所述USB1的5脚、电容C4的2脚以及电容C3的1脚一同接地，所述IC1的2脚接电容C3的2脚、电阻R2的2脚以及电阻R1的1脚，所述电阻R1的2脚接继电器K1的1脚以及运算放大器U1的3脚，所述R2的1脚接U1的2脚以及Mos管Q2的2脚，Q2的1脚接U1的1脚，Q2的3脚接R5 的2脚以及U1的6脚，R5的1脚与U1的4脚以及R6的1脚接地，U1的7 脚接R7的1脚、R3的1脚，U1的5脚R7的2脚、R6的2脚以及R4的1脚，所述继电器智能选择的切换电流表量程电路包括继电器K1、二极管D2、电阻 R3和Mos管Q1、电流表J1、电流表J2、电容C1和C2，所述继电器K1的2 脚接电流表J1的1脚，所述电流表J1的2脚接J2的2脚、C1的1脚以及 C2的1脚，C1的2脚、C2的2脚以及Mos管Q1的3脚接地，所述继电器K1 的3脚接电流表J2的1脚，所述继电器K1的4脚接D2的2脚，所述二极管 D2的1脚接继电器K1的5脚以及Mos管Q1的2脚；所述Mos管Q1的1脚接 R3的2脚。

进一步改进地，USB1为5V电压输入，二极管D1具有防反接保护作用，二极管D2是续流，IC1为电压5V转换3.3V的LDO器件且ICI为测试zigbee 模块供电。

进一步改进地，U1为内部集成2个运算放大器的IC，分别为逻辑U1A和逻辑U1B，驱动开关管Mos管Q1是驱动继电器触点通断的，电阻R3是Mos管 Q1的限流电阻，电流表J1，J2为显示电路具体电流值的显示器件，电容C1， C2为滤波电容。

进一步改进地，芯片U1的内部逻辑U1A(U1的1、2、3脚)与电阻R1,R2,R5， Mos管Q2组成高端电流检测电路，且Mos管起隔离作用，电阻R1为后级负载电流检测电阻，电阻R2为限流电阻，R5为负载电阻，R4，R6，R7和芯片U1 的内部逻辑U1B,放大器组成滞回比较器电路。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了Zigbee模块电流检测电路，具备以下有益效果：

一种Zigbee模块电流检测电路,可以专门用来测试以Zigbee模块制作而成的产品是否具备低功耗的特性。所设计的电流检测电路可以检测所测 Zigbee产品负载电流大小变化情况，负载电流改变都可以被所设计发明电路精确地检测，并通过控制继电器智能选择、切换电流表量程(Zigbee产品在静态状态下的电流很小，是mA级别的电流，故需要选择电流表量程是mA级别的来显示；Zigbee产品在触发唤醒以及询网状态下的电流比较大，需要选择电流表量程是A级别的来显示)来显示此刻电路后级负载所流过的具体电流数值。电路不但可以准确地测试产品在低功耗状态下的电流，还可以测试唤醒触发电流，以及判断产品的入网情况(例如判断和显示产品是否入网成功及失败)。这种电路设计可以全面地测试出Zigbee产品的各种电流大小及入网情况，不但成本低廉，测试快速，测试结果明了，而且可以实现批量制作的目的，以便给工厂生产测试使用。

附图说明

图1为本实用新型电路示意图；

图2为本实用新型电路示意图；

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。

请参阅图1-2，本实用新形提供一种技术方案：一种Zigbee模块的电流检测电路，包括针对Zigbee产品低功耗特性的电流检测电路和继电器智能选择的切换电流表量程电路，所述Zigbee产品低功耗特性电流检测的电压输入段端包括USB1、二极管D1、电容C4、IC1，所述Zigbee产品电路后级负载电流检测端包括电阻R1、R2、R4、R5、R6、Mos管Q2和运算放大器U1，所述 USB1的1脚连接二极管D1的1脚，所述二极管D1的2脚连接IC1的3脚、所述运算放大器U1的8脚、所述电阻R4的2脚以及电容C4的1脚，所述IC1 的1脚与所述USB1的5脚、电容C4的2脚以及电容C3的1脚一同接地，所述IC1的2脚接电容C3的2脚、电阻R2的2脚以及电阻R1的1脚，所述电阻R1的2脚接继电器K1的1脚以及运算放大器U1的3脚，所述R2的1脚接U1的2脚以及Mos管Q2的2脚，Q2的1脚接U1的1脚，Q2的3脚接R5 的2脚以及U1的6脚，R5的1脚与U1的4脚以及R6的1脚接地，U1的7 脚接R7的1脚、R3的1脚，U1的5脚R7的2脚、R6的2脚以及R4的1脚，继电器智能选择的切换电流表量程电路包括继电器K1、二极管D2、电阻R3 和Mos管Q1、电流表J1、电流表J2、电容C1和C2，所述继电器K1的2脚接电流表J1的1脚，所述电流表J1的2脚接J2的2脚、C1的1脚以及C2 的1脚，C1的2脚、C2的2脚以及Mos管Q1的3脚接地，所述继电器K1的 3脚接电流表J2的1脚，所述继电器K1的4脚接D2的2脚，所述二极管D2 的1脚接继电器K1的5脚以及Mos管Q1的2脚；所述Mos管Q1的1脚接R3 的2脚。

优选的，USB1为5V电压输入，二极管D1具有防反接保护作用，二极管 D2是续流，IC1为电压5V转换3.3V的LDO器件且ICI为测试zigbee模块供电。

优选的，U1为内部集成2个运算放大器的IC，分别为逻辑U1A和逻辑U1B，驱动开关管Mos管Q1是驱动继电器触点通断的，电阻R3是Mos管Q1的限流电阻，电流表J1，J2为显示电路具体电流值的显示器件，电容C1，C2为滤波电容。

优选的，芯片U1的内部逻辑U1A与电阻R1,R2,R5，Mos管Q2组成高端电流检测电路，且Mos管起隔离作用，电阻R1为后级负载电流检测电阻，电阻R2为限流电阻，R5为负载电阻，R4，R6，R7和芯片U1的内部逻辑U1B(U1 的5、6、7脚),放大器组成滞回比较器电路。

工作原理：本实用发明设计创造的一种Zigbee模块电流检测电路,可以专门用来测试以Zigbee模块制作而成的产品是否具备低功耗的特性。所设计的电流检测电路能检测Zigbee产品的电路后级负载电流大小变化情况，电路后级负载所流过的电流发生改变可以被Zigbee模块电流检测电路精确地检测到，并通过继电器智能选择、切换电流表的量程(Zigbee产品在静态状态下的电流很小，是uA级别的电流，故需要选择电流表量程三位以上的mA电流表，分辨率为1uA。)这里选用四位半20mA的电流表；Zigbee产品在触发唤醒以及询网状态下的电流比较大，是mA级别，需要选择电流表比较大的量程，这里选用四位半2A的电流表，分辨率是100uA，此刻电路后级负载所流过的具体电流数值，电路不但可以准确地测试产品在低功耗状态下的电流，还可以测试唤醒触发电流，以及判断产品的入网情况(例如判断和显示产品是否入网成功及失败)。这种电路设计的特点不但成本低廉，测试快速，测试结果明了，而且可以实现批量制作的目的，以便给工厂生产测试使用。

芯片U1的内部逻辑A(U1的1、2、3脚)，和电阻R1,R2,R5，Mos管Q2 组成高端电流检测电路，Mos管主要起隔离作用，电阻R1是后端负载(被检的ZIGBEE模块)电流检测电阻；电阻R2是限流电阻，R5是负载电阻。根据运放的虚短、虚断原理概念，可得出这个电路的电流检测公式为 VA＝IOUT*R1*R5/R2,其中VA是输出电流检测电路输出电压，IOUT为被检ZIGBEE模块的负载电流。

继电器有两个触点一个是常开触点，一个是常闭触点。模块正常工作在大电流场合，继电器接通的是常闭触点，当进入低功耗小电流模式，继电器切换到常开触点。其电路控制原理如下：

当Zigbee模块上电瞬间，芯片功能没配置完成，电流很大，流经电阻R1 的电流很大，根据公式得出VA＝IOUT*R1*R5/R2，输出的电压VOUT很大，运放反相端VA电平>同相端VB电平，经芯片U1的内部逻辑B比较输出后，为低电平，MOS管Q1截止，继电器不工作，不切换，大电流，流经2A电流表显示。

当Zigbee模块进入待机模式后，流经电阻R1的电流变小，根据公式得出VA＝IOUT*R1*R5/R2，输出的电压VOUT很小，运放反相端电平VA<同相端VB 电平，经芯片U1的内部逻辑B比较输出后，为高电平，MOS管Q1饱和导通，继电器工作，触点吸合切换，流经20mA电流表显示。

当Zigbee模块唤醒工作后，流经电阻R1的电流增大，根据公式得出 VA＝IOUT*R1*R5/R2，输出的电压VOUT很大，运放反相端VA电平>同相端VB 电平，经芯片U1的内部逻辑B比较输出后，为低电平，MOS管Q1截止，继电器失电，触点又切换到大电流档，流经2A电流表显示。

综上所述，本实用新型结构合理，Zigbee产品具备低功耗特性，主要是测试产品的静态电流，静态电流的测试主要包括两种方式：一是借用专用测试仪器的测试，二是使用专用的测试工装测试。第一种方式，要借用专用测试仪器，存在操作繁琐，测试效率不高，而且不便于量产测试的缺点。第二种方式，要借用专用的测试工装测试。由于产品应用领域不同，尺寸各异，测试电路根据产品的不同特点，电路设计也有所不同，没有一个较为统一的测试标准，导致市面上有关Zigbee模块测试的测试工装都需要进行定制。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种Zigbee模块的电流检测电路，包括针对Zigbee产品低功耗特性的电流检测电路和继电器智能选择的切换电流表量程电路，其特征在于：所述针对Zigbee产品低功耗特性的电流检测电路包括USB1、二极管D1、电容C4、IC1，所述Zigbee产品电路后级负载电流检测端包括电阻R1、R2、R4、R5、R6、Mos管Q2和运算放大器U1，所述USB1的1脚连接二极管D1的1脚，所述二极管D1的2脚连接IC1的3脚、所述运算放大器U1的8脚、所述电阻R4的2脚以及电容C4的1脚，所述IC1的1脚与所述USB1的5脚、电容C4的2脚以及电容C3的1脚一同接地，所述IC1的2脚接电容C3的2脚、电阻R2的2脚以及电阻R1的1脚，所述电阻R1的2脚接继电器K1的1脚以及运算放大器U1的3脚，所述R2的1脚接U1的2脚以及Mos管Q2的2脚，Q2的1脚接U1的1脚，Q2的3脚接R5的2脚以及U1的6脚，R5的1脚与U1的4脚以及R6的1脚接地，U1的7脚接R7的1脚、R3的1脚，U1的5脚R7的2脚、R6的2脚以及R4的1脚；

所述继电器智能选择的切换电流表量程电路包括继电器K1、二极管D2、电阻R3和Mos管Q1、电流表J1、电流表J2、电容C1和C2，所述继电器K1的2脚接电流表J1的1脚，所述电流表J1的2脚接J2的2脚、C1的1脚以及C2的1脚，C1的2脚、C2的2脚以及Mos管Q1的3脚接地，所述继电器K1的3脚接电流表J2的1脚，所述继电器K1的4脚接D2的2脚，所述二极管D2的1脚接继电器K1的5脚以及Mos管Q1的2脚；所述Mos管Q1的1脚接R3的2脚。

2.根据权利要求1所述的一种Zigbee模块的电流检测电路，其特征在于：USB1为5V电压输入，二极管D1具有防反接保护作用，二极管D2是续流，IC1为电压5V转换3.3V的LDO器件且ICI为测试zigbee模块供电。

3.根据权利要求1所述的一种Zigbee模块的电流检测电路，其特征在于：U1为内部集成2个运算放大器的IC，分别为逻辑U1A和逻辑U1B，驱动开关管Mos管Q1是驱动继电器触点通断的，电阻R3是Mos管Q1的限流电阻，电流表J1，J2为显示电路具体电流值的显示器件，电容C1，C2为滤波电容。

4.根据权利要求1所述的一种Zigbee模块的电流检测电路，其特征在于：芯片U1的内部逻辑U1A与电阻R1,R2,R5，Mos管Q2组成高端电流检测电路，且Mos管起隔离作用，电阻R1为后级负载电流检测电阻，电阻R2为限流电阻，R5为负载电阻，R4，R6，R7和芯片U1的内部逻辑U1B,放大器组成滞回比较器电路。

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