CN217425633U - 基于三管多谐振荡器实现的emi电感同名端检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于三管多谐振荡器实现的EMI电感同名端检测装置，包括三管多谐振荡器、光电驱动模块和检测模块；三管多谐振荡器，用于产生交变的方波信号；光电驱动模块，用于匹配两者之间不同的工作电源电压，驱动检测模块和待测EMI电感；检测模块，用于通过灯泡的亮与灭，来检测所连接待测EMI电感一次侧与二次侧的端口是否为同名端。与现有技术相比，本发明提供的基于三管多谐振荡器实现的EMI电感同名端检测装置，能够快速判断EMI电感同名端，对操作人员的电工理论和操作技能要求不高，不需要频繁地拆线和接线，其检测效率会大大提高，非常有利于EMI电感批量的生产、使用和维护。
Description
技术领域
本发明涉及EMI电感的电子检测领域，特别是涉及基于三管多谐振荡器实现的EMI电感同名端检测装置。
背景技术
随着电子设备、计算机与家用电器的大量涌现和广泛普及，电网噪声干扰日益严重，已成为一种公害；EMI（电磁干扰，Electromagnetic Interference，简称EMI）滤波器是应对这一公害的有效利器而被广泛普及，其中EMI电感是一种共模电感，是成就EMI滤波器的核心器件，在批量的生产、使用和维护过程中，快速准确地判断EMI电感同名端有着十分重要的意义。
发明人在实施现有技术的过程中发现，判断EMI电感同名端的现有技术对操作人员的电工理论和操作技能有着较高要求，需要借助诸如交流电源、直流电源、电压表、电流表或示波器等仪器设备，需要频繁地拆线和接线，特别是遇到不同功率或不同工作电压的EMI电感进行测试时，采用现有技术的装置就显得效率低下，因此非常不利于批量的生产、使用和维护。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了基于三管多谐振荡器实现的EMI电感同名端检测装置，具体技术方案是，
包括三管多谐振荡器、光电驱动模块和检测模块；
所述三管多谐振荡器，是一种包含三个三极管构成的多谐振荡器，用于产生交变的方波信号；包括偏置电阻R1、偏置电阻R2、充放电电阻R3、偏置电阻R4、充放电电阻R5、充放电电阻R6、充放电电容C1、充放电电容C2、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3；所述三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3均为NPN型三极管，其中，偏置电阻R1的一端、偏置电阻R2的一端和充放电电阻R3的一端与电源VCC1相连，三极管Q1的基极和偏置电阻R4的一端与偏置电阻R1的另一端相连，三极管Q1的集电极和三极管Q2的基极与偏置电阻R2的另一端相连，三极管Q2的集电极和充放电电容C2的一端与充放电电阻R3的另一端相连，充放电电容C2的另一端与三极管Q3的基极相连，三极管Q1的发射极和充放电电容C1一端与充放电电阻R5的一端相连，三极管Q2的发射极和充放电电容C1的另一端与充放电电阻R6的一端相连，偏置电阻R4的另一端、充放电电阻R5的另一端、充放电电阻R6的另一端和三极管Q3的发射极与电源地GND1相连，三极管的Q3的集电极设置为端口Sm；
所述光电驱动模块，用于传递、隔离所述三管多谐振荡器与所述检测模块之间的电信号，匹配两者之间不同的工作电源电压，驱动所述检测模块和待测EMI电感；包含限流电阻R7、光电耦合器U1和三极管Q4；所述光电耦合器U1为三极管型光电耦合器，所述三极管Q4为NPN型三极管；其中，光电耦合器U1一次侧内的二极管阳极与电源VCC1相连，光电耦合器U1一次侧内的二极管阴极与限流电阻R7的一端相连，限流电阻R7的另一端与所述端口Sm相连，光电耦合器U1二次侧内的三极管集电极和三极管Q4的集电极与电源VCC2相连，光电耦合器U1二次侧内的三极管发射极与三极管Q4的基极相连，三极管Q4的发射极设置为端口Sn，用于以开关信号的形式驱动检测模块；
所述检测模块，用于通过灯泡的亮与灭，来检测所连接待测EMI电感一次侧与二次侧的端口是否为同名端；包含灯泡D1、灯泡D2、限流电阻R11、限流电阻R22；所述限流电阻R11和限流电阻R22的阻值相等；其中，灯泡D1的一端和灯泡D2的一端与所述端口Sn相连，灯泡D1的另一端与设置的端口S_port1相连，灯泡D2的另一端与设置的端口P_port1相连，限流电阻R11的一端与设置的端口P_port2相连，限流电阻R22的一端与设置的端口S_port2相连，限流电阻R11的另一端和限流电阻R22的另一端与电源地GND2相连；另外，端口P_port1和端口P_port2分别用于连接待测EMI电感一次侧两个端口，端口S_port1和端口S_port2分别用于连接待测EMI电感二次侧两个端口。
进一步地，所述灯泡D1、灯泡D2至少一个替换为由两个反并联的发光二极管组成的指示灯。
进一步地，所述限流电阻R11、限流电阻R22均替换为等效的可调电阻。
进一步地，所述三极管Q4对应地替换为等效的达林顿三极管。
本发明的有益效果是，提供的基于三管多谐振荡器实现的EMI电感同名端检测装置，能够快速判断EMI电感同名端，对操作人员的电工理论和操作技能要求不高，不需要频繁地拆线和接线，特别是遇到不同功率或不同工作电压的EMI电感进行测试时，其检测效率会大大提高，非常有利于EMI电感批量的生产、使用和维护。
附图说明
图1为本发明基于三管多谐振荡器实现的EMI电感同名端检测装置典型示意图。
图2为本发明替换所述灯泡另一方案。
图3为本发明所述三管多谐振荡器示意图。
图4为本发明所述光电驱动模块示意图。
图5为本发明检测EMI电感同名端接法一个局部等效运行电路示意图。
图6为本发明检测EMI电感同名端接法另一个局部等效运行电路示意图。
图7为本发明检测EMI电感异名端接法一个局部等效运行电路示意图。
图8为本发明检测EMI电感异名端接法另一个局部等效运行电路示意图。
图9为本发明替换所述限流电阻另一方案。
图10为本发明替换所述三极管Q4的另一方案。
图11为本发明检测EMI电感同名端接法的一个具体实例。
图12为本发明检测EMI电感异名端接法的一个具体实例。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
如附图1所示，为本发明基于三管多谐振荡器实现的EMI电感同名端检测装置典型示意图，包括三管多谐振荡器、光电驱动模块和检测模块；
所述三管多谐振荡器，是一种包含三个三极管构成的多谐振荡器，用于产生交变的方波信号；包括偏置电阻R1、偏置电阻R2、充放电电阻R3、偏置电阻R4、充放电电阻R5、充放电电阻R6、充放电电容C1、充放电电容C2、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3；所述三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3均为NPN型三极管，其中，偏置电阻R1的一端、偏置电阻R2的一端和充放电电阻R3的一端与电源VCC1相连，三极管Q1的基极和偏置电阻R4的一端与偏置电阻R1的另一端相连，三极管Q1的集电极和三极管Q2的基极与偏置电阻R2的另一端相连，三极管Q2的集电极和充放电电容C2的一端与充放电电阻R3的另一端相连，充放电电容C2的另一端与三极管Q3的基极相连，三极管Q1的发射极和充放电电容C1一端与充放电电阻R5的一端相连，三极管Q2的发射极和充放电电容C1的另一端与充放电电阻R6的一端相连，偏置电阻R4的另一端、充放电电阻R5的另一端、充放电电阻R6的另一端和三极管Q3的发射极与电源地GND1相连，三极管的Q3的集电极设置为端口Sm；
所述光电驱动模块，用于传递、隔离所述三管多谐振荡器与所述检测模块之间的电信号，匹配两者之间不同的工作电源电压，驱动所述检测模块和待测EMI电感；包含限流电阻R7、光电耦合器U1和三极管Q4；所述光电耦合器U1为三极管型光电耦合器，所述三极管Q4为NPN型三极管；其中，光电耦合器U1一次侧内的二极管阳极与电源VCC1相连，光电耦合器U1一次侧内的二极管阴极与限流电阻R7的一端相连，限流电阻R7的另一端与所述端口Sm相连，光电耦合器U1二次侧内的三极管集电极和三极管Q4的集电极与电源VCC2相连，光电耦合器U1二次侧内的三极管发射极与三极管Q4的基极相连，三极管Q4的发射极设置为端口Sn，用于以开关信号的形式驱动检测模块；
所述检测模块，用于通过灯泡的亮与灭，来检测所连接待测EMI电感一次侧与二次侧的端口是否为同名端；包含灯泡D1、灯泡D2、限流电阻R11、限流电阻R22；所述限流电阻R11和限流电阻R22的阻值相等；其中，灯泡D1的一端和灯泡D2的一端与所述端口Sn相连，灯泡D1的另一端与设置的端口S_port1相连，灯泡D2的另一端与设置的端口P_port1相连，限流电阻R11的一端与设置的端口P_port2相连，限流电阻R22的一端与设置的端口S_port2相连，限流电阻R11的另一端和限流电阻R22的另一端与电源地GND2相连；另外，端口P_port1和端口P_port2分别用于连接待测EMI电感一次侧两个端口，端口S_port1和端口S_port2分别用于连接待测EMI电感二次侧两个端口。
如附图2所示，为本发明替换所述灯泡另一方案，所述灯泡D1、灯泡D2至少一个替换为由两个反并联的发光二极管组成的指示灯。
如附图3所示，为本发明所述三管多谐振荡器示意图，其中，把光电耦合器U1一次侧支路可以看作一个等效负载，连接在电源VCC1与所述端口Sm之间，这样就构成了典型的三管多谐振荡器电路，即等效负载的两端为交变的方波信号。
如附图4所示，为本发明所述光电驱动模块示意图，参照附图3说明，假设端口Sn上另连接有等效负载，其工作过程是，
（1）当电源VCC1与端口Sm之间的电压差高于光电耦合器U1一次侧内的发光二极管的导通电压时，光电耦合器U1二次侧内三极管的集电极和发射极之间呈低阻抗状态，致使光电耦合器U1二次侧导通，会给三极管Q4的基极和发射极提供正向偏置，三极管Q4的集电极和发射极之间呈低阻抗状态，致使三极管Q4导通，即端口Sn输出高电平；
（2）当电源VCC1与端口Sm之间的电压差低于光电耦合器U1一次侧内的发光二极管的导通电压时，光电耦合器U1二次侧内三极管的集电极和发射极之间呈高阻抗状态，致使光电耦合器U1二次侧关断，并使得三极管Q4的基极和发射极失去正向偏置，三极管Q4的集电极和发射极之间呈高阻抗状态，致使三极管Q4截止，即端口Sn输出低电平；
综上所述，端口Sn输出电压波形为交替的开关信号；由于光电驱动模块输入信号和输出信号是相互隔离的，因此在技术上，可以适应不同功率或不同工作电压的EMI电感进行检测。
如附图5所示，为本发明检测EMI电感同名端接法一个局部等效运行电路示意图；
其工作过程是，端口Sn上的信号从低电平转换为高电平的过程中，由于元器件的离散性，连接待测EMI电感EMI_L的一次侧和二次侧组成的两条支路，总有一条支路会先行工作，假设EMI电感EMI_L一次侧支路先行工作，一次侧的电感会抑制电流的增加，则会在其两端之间产生感应电压Up，并通过EMI电感EMI_L在二次侧感应出电压Us，EMI电感EMI_L一次侧支路与二次侧支路形成如图5虚线所示的环路，根据基尔霍夫电压定律，产生的定量关系是
由于UR11与UR22相等，则公式（1）可以进一步简化为
通常EMI电感类似于变比接近为1的变压器，即Up与Us相差不大，Up与Us是相减的定量关系，环路中只会产生很小的环流，不足以点亮灯泡，灯泡D1与灯泡D2均不亮；
同理，当EMI电感EMI_L二次侧支路先行工作时，其分析过程和结果与上述相似，具体不再赘述。
如附图6所示，为本发明检测EMI电感同名端接法另一个局部等效运行电路示意图，其工作过程是，参照和延续附图5的工作过程，端口Sn上的信号从高电平转换为低电平的过程中，同样假设EMI电感EMI_L一次侧支路路先行工作，一次侧的电感会抑制电流的减小，则会在其两端之间产生感应电压Up，并通过EMI电感EMI_L在二次侧感应出电压Us，EMI电感EMI_L一次侧支路与二次侧支路形成如图6虚线所示的环路，根据基尔霍夫电压定律，产生的定量关系是
由于UR11与UR22相等，则公式（3）可以进一步简化为
通常EMI电感类似于变比接近为1的变压器，即Up与Us相差不大，Up与Us是相减的定量关系，环路中只会产生很小的环流，不足以点亮灯泡，即灯泡D1与灯泡D2均不会亮；
同理，当二次侧支路先行工作时，其分析过程和结果与上述相似，具体不再赘述。
如附图7所示，为本发明检测EMI电感异名端接法一个局部等效运行电路示意图，其工作过程为，端口Sn上的信号从低电平转换为高电平的过程中，假设EMI电感EMI_L一次侧支路先行工作，一次侧的电感会抑制电流的增加，则会在其两端之间产生感应电压Up，并通过EMI电感在二次侧感应出电压Us，EMI电感EMI_L一次侧支路与二次侧支路形成如图7虚线所示的环路，根据基尔霍夫电压定律，产生的定量关系是
由于UR11与UR22相等，则公式（5）可以进一步简化为
Up与Us是相加的定量关系，会在环路中产生环流，使灯泡D1与灯泡D2均被点亮，同理，当二次侧支路先行工作时，灯泡D1与灯泡D2同样均会被点亮，具体不再赘述。
如附图8所示，为本发明检测EMI电感异名端接法另一个局部等效运行电路示意图，其工作过程为，参照和延续附图7的工作过程，端口Sn上的信号从高电平转换为低电平的过程中，同样假设EMI电感EMI_L一次侧支路先行工作，一次侧的电感会抑制电流的减小，则会在其两端之间产生感应电压Up，并通过EMI电感EMI_L在二次侧感应出电压Us，EMI电感EMI_L一次侧支路与二次侧支路形成环路，根据基尔霍夫电压定律，产生的定量关系是
由于UR11与UR22相等，则公式（7）可以进一步简化为
Up与Us是相加的定量关系，也会在环路中产生环流，即灯泡D1与灯泡D2均会被点亮；
同理，当二次侧支路先行工作时，灯泡D1与灯泡D2同样均会被点亮，具体不再赘述。
综上所述，当检测模块灯泡发光时，则说明检测模块的端口P_port1与端口S_port1所连接EMI电感EMI_L的端口为异名端；当检测模块的灯泡不发光时，说明检测模块的端口P_port1与端口S_port1所连接EMI电感EMI_L的端口为同名端。
如附图9所示，为本发明替换所述限流电阻另一方案，所述限流电阻R11、限流电阻R22均替换为等效的可调电阻，在使用时应同时增大或者谨慎减小限流电阻R11和限流电阻R22的阻值，防止本装置采用高电压电源或小功率EMI电感线圈时，不小心造成损坏电源或EMI电感线圈烧坏的事故。
如附图10所示，为本发明替换所述三极管Q4的另一方案，所述三极管Q4对应地替换为等效的达林顿三极管，用来增大三极管驱动负载的能力，以适应大功率EMI电感的检测。
如附图11所示，为本发明检测EMI电感同名端接法的一个具体实例，依据上述原理进行接线，上电后，灯泡D1与灯泡D2均不亮，说明检测模块的端口P_port1与端口S_port1所连接EMI电感EMI_L的端口为同名端。
如附图12所示，为本发明检测EMI电感异名端接法的一个具体实例，依据上述原理进行接线，上电后，灯泡D1与灯泡D2均被点亮，说明检测模块的端口P_port1与端口S_port1所连接EMI电感EMI_L的端口为异名端。
Claims (4)
1.基于三管多谐振荡器实现的EMI电感同名端检测装置，其特征在于，包括三管多谐振荡器、光电驱动模块和检测模块；
所述三管多谐振荡器，是一种包含三个三极管构成的多谐振荡器，用于产生交变的方波信号；包括偏置电阻R1、偏置电阻R2、充放电电阻R3、偏置电阻R4、充放电电阻R5、充放电电阻R6、充放电电容C1、充放电电容C2、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3；所述三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3均为NPN型三极管，其中，偏置电阻R1的一端、偏置电阻R2的一端和充放电电阻R3的一端与电源VCC1相连，三极管Q1的基极和偏置电阻R4的一端与偏置电阻R1的另一端相连，三极管Q1的集电极和三极管Q2的基极与偏置电阻R2的另一端相连，三极管Q2的集电极和充放电电容C2的一端与充放电电阻R3的另一端相连，充放电电容C2的另一端与三极管Q3的基极相连，三极管Q1的发射极和充放电电容C1一端与充放电电阻R5的一端相连，三极管Q2的发射极和充放电电容C1的另一端与充放电电阻R6的一端相连，偏置电阻R4的另一端、充放电电阻R5的另一端、充放电电阻R6的另一端和三极管Q3的发射极与电源地GND1相连，三极管的Q3的集电极设置为端口Sm；
所述光电驱动模块，用于传递、隔离所述三管多谐振荡器与所述检测模块之间的电信号，匹配两者之间不同的工作电源电压，驱动所述检测模块和待测EMI电感；包含限流电阻R7、光电耦合器U1和三极管Q4；所述光电耦合器U1为三极管型光电耦合器，所述三极管Q4为NPN型三极管；其中，光电耦合器U1一次侧内的二极管阳极与电源VCC1相连，光电耦合器U1一次侧内的二极管阴极与限流电阻R7的一端相连，限流电阻R7的另一端与所述端口Sm相连，光电耦合器U1二次侧内的三极管集电极和三极管Q4的集电极与电源VCC2相连，光电耦合器U1二次侧内的三极管发射极与三极管Q4的基极相连，三极管Q4的发射极设置为端口Sn，用于以开关信号的形式驱动检测模块；
所述检测模块，用于通过灯泡的亮与灭，来检测所连接待测EMI电感一次侧与二次侧的端口是否为同名端；包含灯泡D1、灯泡D2、限流电阻R11、限流电阻R22；所述限流电阻R11和限流电阻R22的阻值相等；其中，灯泡D1的一端和灯泡D2的一端与所述端口Sn相连，灯泡D1的另一端与设置的端口S_port1相连，灯泡D2的另一端与设置的端口P_port1相连，限流电阻R11的一端与设置的端口P_port2相连，限流电阻R22的一端与设置的端口S_port2相连，限流电阻R11的另一端和限流电阻R22的另一端与电源地GND2相连；另外，端口P_port1和端口P_port2分别用于连接待测EMI电感一次侧两个端口，端口S_port1和端口S_port2分别用于连接待测EMI电感二次侧两个端口。
2.根据权利要求1所述基于三管多谐振荡器实现的EMI电感同名端检测装置，其特征在于，所述灯泡D1、灯泡D2至少一个替换为由两个反并联的发光二极管组成的指示灯。
3.根据权利要求1所述基于三管多谐振荡器实现的EMI电感同名端检测装置，其特征在于，所述限流电阻R11、限流电阻R22均替换为等效的可调电阻。
4.根据权利要求1所述基于三管多谐振荡器实现的EMI电感同名端检测装置，其特征在于，所述三极管Q4对应地替换为等效的达林顿三极管。
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Granted publication date: 20220913 |