CN217521325U - 用于测试电子产品静态电流的电路 - Google Patents
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Abstract
一种用于测试电子产品静态电流的电路，包括：电池、采样电阻，微处理器、放大器单元以及采样电阻；还包括串联于电池一端和采样电阻一端的被测电路板，所述电池另一端以及采样电阻另一端接地；所述放大器输入端与采样电阻连接，放大器输出端与微处理器ADC输入端连接，还包括与采样电阻并联的受控于微处理器的三极管，用于在测试静态电流前，所述三极管导通，待被测电路板复位重启并进入休眠状态后，该三极管从导通状态转为开路状态，使采样电阻接入测试回路，从而避免了因采样电阻瞬间接入引起的被测PCBA供电电压跌落造成的死机，同时也降低了对放大器输入信号的干扰，从而保证了测量的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于电子产品的测试技术，尤其涉及电子产品的静态电流测试。
背景技术
随着消费类电子产品的生产制造门槛逐步降低，显现了产品批量大、生产周期短的特点，若不能避免在成品组装完成前发现质量问题，将会大大增加生产成本以及降低工作效率。因此，使用自动化的测试系统对产品在PCBA装配后进行较全面的功能与性能测试成为必要，在繁多的电性能测试项目中，静态电流的测试是主要测试项目之一，尤其是电池供电的产品更是主要的性能指标。
就手持便携式的消费类电子产品而言，例如电动理发剪、电动剃须刀、电吹风机、电动吸奶器、LED灯具、电动牙刷以及电池供电的电动工具等等，它们的电路板在装配前已完成了电子元器件安装，通常称其为PCBA，该PCBA的静态电流一般要求控制在零点几微安至十几微安的范围内。为了省去人工读表，提高测试效率，降低设备复杂性，目前的现有技术很少采用电流表直读的方式，而是将一个采样电阻以串联方式接入被测PCBA 来获取电流采样信号。为了减小采样误差，大部分情况下，需要采用阻值较大的采样电阻以获取较大幅值的采样信号。
对于上述消费类电子产品PCBA的测试，普遍采用以功能项目进行区分的测试方式，如按键功能测试，显示或指示功能测试，负载驱动功能测试，充电控制功能测试，充电电流测试，适配器超限充电保护测试以及静态电流的测试等。为了实现上述项目的测试自动化，在上一个测试项目完成后，被测试线路板需要自动转入下一个测试项目工位，此刻PCBA需要复位或重启，为下一个项目做好准备。频繁的复位或自启会有较长时间的等待或产生较大的冲击电流。与其它测试项目不同之处在于：静态电流测试中，采样电阻是以串联方式接入被测PCBA与电源之间的，在进入静态电流测试项目时会在采样电阻上产生较大的压降，使PCBA上的MCU受电电压过低而不能复位或自启，造成被测PCBA板死机。此外，上述采样电阻和被测PCBA上电瞬间所产生电压扰动也会影响测量电路输入信号，从而影响静态电流的测量精度。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种用于消费类电子产品静态电流的电路以及测试方法，不仅可以克服上述技术问题，而且可以与其它测试项目结合在一起，可以完整、高效地完成普通消费类电子产品PCBA的全部功能测试，从而实现了用较低的测试装置成本，达到了提高生产效率和加强产品品质控制的目的。该技术方案如下：
一种用于电子产品静态电流的电路，包括：电池、采样电阻，微处理器、放大器单元以及采样电阻；还包括串联于电池一端和采样电阻一端的被测电路板，所述电池另一端以及采样电阻另一端接地；所述放大器输入端与采样电阻连接，放大器输出端与微处理器ADC输入端连接，还包括与采样电阻并联的受控于微处理器的三极管，用于在测试静态电流前，所述三极管导通，待被测电路板复位重启并进入休眠状态后，该三极管从导通状态转为开路状态，使采样电阻接入测试回路。
优选地：所述三极管为场效应管，其漏极与所述放大器输入端和采样电阻连接，源极接地，栅极与微处理器PWM输出端连接，微处理器输出预设的PWM调制信号，使三极管从导通状态平滑地转为开路状态，同时采样电阻以逐渐增大的方式平滑地接入测试回路。
进一步地：包括一端与场效应管栅极连接于的第一电阻和第二电阻，其中第一电阻另一端与微处理器PWM输出端连接，第二电阻另一端接地；还包括连接于所述放大器第 5脚与第2脚的第三电阻，以及一端连接于放大器第2脚，另一端接地的第四电阻；还包括连接于放大器输出端第7脚与第6脚之间的第五电阻，以及一端连接于放大器第6脚，另一端接地的第六电阻，所述放大器输出端与微处理器ADC输入端连接。
在上述技术方案基础上较优地选择：所述微处理器为STM8S103型单片机，所述放大器为LM358集成芯片，所述电池为锂电池，所述采样电阻的阻值在1KΩ～12KΩ之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：设置与采样电阻并联的受控于微处理器的场效应管，在被测PCBA完成复位或自启并进入休眠前，场效应管导通将采样电阻旁路，待被测PCBA进入休眠状态后，场效应管从导通状态平滑地转为开路状态，使采样电阻从 0逐渐增大至额定值，不仅避免了因采样电阻瞬间接入引起的被测PCBA供电电压跌落造成的死机，同时也降低了对放大器输入信号的干扰，从而保证了测量的稳定性。
附图说明
图1为本发明系统框图；
图2为本发明静态电流测试电路原理图；
图3为本发明的测试方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
实施例如图1所示，本实施例的电池采用锂电池，在实际应用中，也可以采用诸如镍氢电池等其它类型的电池。在图1中，电池正极接被测电路板供电端，负极接公共地，被测电路板接地端经过并联的采样电阻和场效应管接地。被测电路板接地端与采样电阻和场效应管串接了一个受测试装置微处理器控制的开关信号K，被测电路板与测试装置通过测试针床上的探针和被测电路板测试点或焊点接口进行连接，本发明的静态电流测试电路作为其中的一个测试模块包含在测试装置中。测试装置采用的微处理器为STM8S103单片机，该单片机设置有ADC输入接口ad_ua和PWM输出接口o_conua以及若干其它接口。在内置软件程序控制下可以对被测电路板进行按键功能测试，显示或指示功能测试，负载驱动功能测试，充电控制功能测试，充电电流测试，超限充电保护测试以及静态电流测试等产品全功能测试。
如图2所示，放大器U2采用LM358集成运算放大器，本实施例预设放大系数为 25倍，采样电阻TR1为标准电阻，其阻值可以根据不同消费类电子产品控制电路板，在 1KΩ～12KΩ之间选定，使产生在采样电阻上的采样电压处于放大器U2线性放大范围内。场效应管Q1采用N沟道增强型MOS管，其漏极与采样电阻TR1一端、被测电路板接地端、以及放大器U2管脚3连接，源极接地，栅极与电阻R1一端和电阻R2一端连接，电阻R1另一端与微处理器PWM输出接口o_conua连接，电阻R2另一端接地。电阻R3一端与放大器管脚1和第5脚连接，另一端与放大器管脚2和电阻R4一端连接，电阻R4另一端接地。放大器U2管脚7与微处理器ADC输入接口ad_ua和电阻R5一端连接，电阻 R5另一端与放大器U2管脚6和电阻R6一端连接，电阻R6另一端接地，放大器管脚8 接5V电源，管脚4接地。开关K是继电器常开触头，该触头串联在被测电路板与采样电阻TR1以及测试电路之间，继电器与保护二极管D1并联，继电器一端接5V电源，另一端接效应管Q2漏极，场效应管Q2源极接地，栅极接电阻R7和电阻R8一端，电阻R7 另一端接微处理器输出接口o_adc_ua，电阻R8另一端接地。
测试开始时，微处理器PWM输出接口o_conua给出高电平信号使场效应管Q1完全导通，采样电阻TR1被旁路，接着微处理器输出接口o_adc_ua输出开关信号使Q2导通，开关K接通，被测电路板由锂电池供电自启，同时被测电路板上的LED或LCD给出相应指示，被测电路板经预设延时后自动进入休眠状态，测试装置在经过对应时间的延时后，微处理器PWM输出接口o_conua给出一段预设的占空比逐渐降低到0的PWM信号，将 Q1逐渐地从完全导通状态变化到截止状态，与此同时采样电阻TR1的阻值也从接近0Ω逐渐变化至标准值，采样电阻完全接入后，微处理器从ADC输入接口ad_ua读取放大器U2输出的采样信号，再将该采样信号值与对应的预设标准值比较，进而判定静态电流测试项目是否合格，然后开关K断开，结束本次测试。
需要说明，对被测电路板预设的延时时长，是根据被测电路板从上电自启到进入休眠所需时间而设定的，不同产品电路板的延时时长是不相同的。只要在内置的测试程序中，针对不同的产品调整延时参数即可。
图3示出了本发明的测试流程，包括以下步骤：
步骤1：向场效应管发出控制信号，使场效应管导通，采样电阻被旁路；
步骤2：被测电路板接通锂电池，被测电路板MCU复位自启；
步骤3：开始预设延时，等待被测电路板进入休眠状态；
步骤4：预设延时结束，向场效应管发出预设的PWM控制信号，场效应管平滑逐渐开路，采样电阻阻值由小至大平滑地串接入被测电路板；
步骤5：静态电流通过采样电阻所产生的电压信号送放大器单元放大，放大后的信号送微处理器ADC输入端进行数据处理；
步骤6：经上述数据处理的数值与预设的标准数值进行比较，并判断该数据超出标准数值，若未超出则发出合格信号，结束测试；若超出则发出不合格信号，退出测试。
以上所述的实施方式和原理，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的思路和原则之内所作的修改和等同替换以及模仿等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于测试电子产品静态电流的电路，包括：电池、采样电阻，微处理器、放大器单元以及采样电阻；还包括串联于电池一端和采样电阻一端的被测电路板，所述电池另一端以及采样电阻另一端接地；所述放大器输入端与采样电阻连接，放大器输出端与微处理器ADC输入端连接，其特征是：还包括与采样电阻并联的受控于微处理器的三极管，用于在测试静态电流前，所述三极管导通，待被测电路板复位重启并进入休眠状态后，该三极管从导通状态转为开路状态，使采样电阻接入测试回路。
2.根据权利要求1所述的用于测试电子产品静态电流的电路，其特征是：所述三极管为场效应管，其漏极与所述放大器输入端和采样电阻连接，源极接地，栅极与微处理器PWM输出端连接，微处理器输出预设的PWM调制信号，使三极管从导通状态平滑地转为开路状态，使采样电阻以逐渐增大的方式平滑地接入测试回路。
3.根据权利要求2所述的用于测试电子产品静态电流的电路，其特征是：包括一端与场效应管栅极连接于的第一电阻和第二电阻，其中第一电阻另一端与微处理器PWN输出端连接，第二电阻另一端接地；还包括连接于所述放大器第五脚与第二脚的第三电阻，以及一端连接于放大器第二脚，另一端接地的第四电阻；还包括连接于放大器输出端第七脚与第六脚之间的第五电阻，以及一端连接于放大器第六脚，另一端接地的第六电阻，所述放大器输出端与微处理器ADC输入端连接。
4.根据权利要求1所述的用于测试电子产品静态电流的电路，其特征是：所述微处理器为STM8S103型单片机，所述放大器为LM358集成芯片，所述电池为锂电池，所述采样电阻的阻值在1KΩ～12ΩK之间。
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| CN116413570A (zh) * | 2023-04-17 | 2023-07-11 | 西安泽荃半导体科技有限公司 | 一种编程调节精密输出电路、负载连接电路及测试基板 |
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