CN219122298U - 一种峰值电流测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其为一种峰值电流测试装置，包括直流电源稳压系统、峰值电压采样比较电路、单片机计算系统和显示模块，所述直流电源稳压系统将输入为8‑112V的直流电压转化为VCC5V电压，所述直流电源稳压系统为所述峰值电压采样比较电路、单片机计算系统和显示模块进行供电。本实用新型通过研制一种低成本、高可靠性、高速全自动捕获的峰值电流测试装置，用于替代现有的示波器测量方法,简化了测试布置，实现了自动捕获、自动计算，有效地提高了测试效率，同时低成本的解决方案，有效地降低了测试仪器设备的投入。

Description

一种峰值电流测试装置

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其是一种峰值电流测试装置。

背景技术

在汽车电子零部件的电性能试验项目中，需要对电子零部件，即被测设备或样品的启动峰值电流进行测量，以判定峰值电流是否符合标准要求。通常峰值电流的测试可以采用示波器配合电流探头进行测量，也可根据标准要求串联一只采样电阻，采用示波器配合电压探头进行测量峰值电压后，进行计算。利用示波器进行测量，测试布置较为繁琐，测试效率较低，仪器投入成本昂贵。在此背景下，研制了一种低成本、高可靠性、高速全自动捕获的峰值电流测试装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是通过提出一种峰值电流测试装置，以解决上述背景技术中提出的缺陷。

本实用新型采用的技术方案如下：

提供一种峰值电流测试装置，包括直流电源稳压系统、峰值电压采样比较电路、单片机计算系统和显示模块，所述直流电源稳压系统将输入为8-112V的直流电压转化为VCC5V电压，所述直流电源稳压系统为所述峰值电压采样比较电路、单片机计算系统和显示模块进行供电。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述直流电源稳压系统包括第一开关、第一电容、第二电容、第三电容和一个三端稳压器，所述第一开关第一端接8-12V直流电压，第一开关第二端分别接第一电容第一端和三端稳压器输入端，三端稳压器输出端分别接第二电容第一端、第三电容第一端，所述三端稳压器输出端直流电源稳压系统输出端的直流VCC5V电压，所述第一电容第二端、第二电容第二端、第三电容第二端和三端稳压器接地端均接地。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述峰值电压采样比较电路通过50毫欧姆的无感电阻串联在被测设备的电源输入端，实现电压的采样计算，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和一个电压比较器，所述第一电阻第一端分别接被测样品端口和第二电阻第一端，第一电阻第二端分别接被测样品端口和第三电阻第一端，所述第二电阻第二端接电压比较器正向输入端，所述第三电阻第二端分别接电压比较器反向输入端和第四电阻第一端，所述电压比较器电源端接直流电源稳压系统输出端，所述电压比较器接地端接地，所述第四电阻第二端接电压比较器输出端。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述单片机计算系统用于实现采样电压的ADC模数转换、峰值电压比较、最大值捕获并保持、峰值电压值转换峰值电流值的运算、声音提示、显示驱动以及串口通讯功能，包括一个主控芯片、一个晶振、第四电容、第五电容、一个接口、第五电阻、一个三极管、一个蜂鸣器和一个按键，所述主控芯片第一端接电压比较器输出端，主控芯片第十端和第十一端分别接所述接口的第四端和第三端，主控芯片第十八端分别接晶振第一端和第五电容第一端，主控芯片第十九端分别接晶振第二端和第四电容第一端，所述第五电容第二端和第四电容第二端均接地，所述主控芯片第二十端接地，所述主控芯片第二十一端接第五电阻第一端，所述第五电阻第二端接三极管基极，三极管发射极接直流电源稳压系统输出端，三极管集电极接所述蜂鸣器第一端，所述蜂鸣器第二端接地，所述主控芯片第二十五端接按键第一端，所述按键第二端接地，所述主控芯片第四十端接直流电源稳压系统输出端。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述主控芯片型号为STC12C5A60S2。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述三极管为PNP型三极管。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述显示模块用于完成数据的输出显示功能，包括第六电容和一个显示屏，所述主控芯片第二十六端至第二十八端、第三十二端至第三十九端依次连接所述显示屏第四至第十五端，所述显示屏第一端接第六电容第一端后接直流电源稳压系统输出端，所述第六电容第二端接地，所述显示屏第二端和第二十端均接地，所述显示屏第十九端接直流电源稳压系统输出端。

本实用新型提供的一种峰值电流测试装置，与现有技术相比，其有益效果有：

本实用新型通过研制一种低成本、高可靠性、高速全自动捕获的峰值电流测试装置，用于替代现有的示波器测量方法,简化了测试布置，实现了自动捕获、自动计算，有效地提高了测试效率，同时低成本的解决方案，有效地降低了测试仪器设备的投入。

附图说明

图1为本实用新型优选实施例的测试装置电路连接图；

图2为本实用新型优选实施例的装置与被测设备的连接示意图；

图3为本实用新型优选实施例的测试装置电路原理图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，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。

参照图1-图3，本实用新型优选实施例提供了一种峰值电流测试装置，包括直流电源稳压系统、峰值电压采样比较电路、单片机计算系统和显示模块，所述直流电源稳压系统将输入为8-112V的直流电压转化为VCC5V电压，所述直流电源稳压系统为所述峰值电压采样比较电路、单片机计算系统和显示模块进行供电。

所述直流电源稳压系统包括第一开关、第一电容、第二电容、第三电容和一个三端稳压器，所述第一开关第一端接8-12V直流电压，第一开关第二端分别接第一电容第一端和三端稳压器输入端，三端稳压器输出端分别接第二电容第一端、第三电容第一端，所述三端稳压器输出端直流电源稳压系统输出端的直流VCC 5V电压，所述第一电容第二端、第二电容第二端、第三电容第二端和三端稳压器接地端均接地。

所述峰值电压采样比较电路通过50毫欧姆的无感电阻串联在被测设备的电源输入端，实现电压的采样计算，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和一个电压比较器，所述第一电阻第一端分别接被测样品端口和第二电阻第一端，第一电阻第二端分别接被测样品端口和第三电阻第一端，所述第二电阻第二端接电压比较器正向输入端，所述第三电阻第二端分别接电压比较器反向输入端和第四电阻第一端，所述电压比较器电源端接直流电源稳压系统输出端，所述电压比较器接地端接地，所述第四电阻第二端接电压比较器输出端。

所述单片机计算系统用于实现采样电压的ADC模数转换、峰值电压比较、最大值捕获并保持、峰值电压值转换峰值电流值的运算、声音提示、显示驱动以及串口通讯功能，包括一个主控芯片、一个晶振、第四电容、第五电容、一个接口、第五电阻、一个三极管、一个蜂鸣器和一个按键，所述主控芯片第一端接电压比较器输出端，主控芯片第十端和第十一端分别接所述接口的第四端和第三端，主控芯片第十八端分别接晶振第一端和第五电容第一端，主控芯片第十九端分别接晶振第二端和第四电容第一端，所述第五电容第二端和第四电容第二端均接地，所述主控芯片第二十端接地，所述主控芯片第二十一端接第五电阻第一端，所述第五电阻第二端接三极管基极，三极管发射极接直流电源稳压系统输出端，三极管集电极接所述蜂鸣器第一端，所述蜂鸣器第二端接地，所述主控芯片第二十五端接按键第一端，所述按键第二端接地，所述主控芯片第四十端接直流电源稳压系统输出端。

所述主控芯片型号为STC12C5A60S2。

所述三极管为PNP型三极管。

所述显示模块用于完成数据的输出显示功能，包括第六电容和一个显示屏，所述主控芯片第二十六端至第二十八端、第三十二端至第三十九端依次连接所述显示屏第四至第十五端，所述显示屏第一端接第六电容第一端后接直流电源稳压系统输出端，所述第六电容第二端接地，所述显示屏第二端和第二十端均接地，所述显示屏第十九端接直流电源稳压系统输出端。

本实施例中，参照图3，U2、S1、C1、C2、C3组成直流电源稳压系统，S1第一端接8-12V直流电压，S1第二端分别接C1第一端和U2输入端，U2输出端分别接C2第一端、C3第一端，U2即为直流电源稳压系统输出端，C1第二端、C2第二端、C3第二端和U2接地端均接地。电源输入8-12V直流电压，输出为直流VCC 5V电压，为装置内部电路系统提供工作电源。

U3A、R1、R2、R3、R4、组成电压采样比较电路，R1第一端分别接被测样品端口和R2第一端，R1第二端分别接被测样品端口和R3第一端，R2第二端接U3A正向输入端，R3第二端分别接U3A反向输入端和R4第一端，U3A电源端接直流电源稳压系统输出端，U3A接地端接地，R4第二端接U3A输出端。采样电路有效峰值电压输出为2.5V，计算最大可测峰值电流为50安培，U3A运放模块的放大倍数K的计算公式为：

K＝1+R4/R3

K＝1+50/50＝2

单片机系统ADC模数转换的基准电压为5V，ADC最高有效电压输入即为5V，由于运放模块的放大倍数为2，因此被测有效电压为5V/2，即为2.5V。按下式计算出系统最大可测电流值为50安培。

I＝/R

2.5V/0.05R＝50A

采样电路以电压的形式，输入至U1的P1.0脚，在单片机内部通过编程计算出峰值电流。根据欧姆定律，已知电阻R1的阻值和两端的电压，即可求出电阻R1的电流，由于R1与被测样品回路串联，电流处处相等，即可计算出被测样品的电流。

U1、Y1、C4、C5、R5、Q1、BUZZER、S2、JP1组成单片机计算系统，U1的P1.0端接电压比较器输出端，U1的P3.0端和P3.1端分别接JP1的第4端和第3端，U1的X1端分别接Y1第一端和C5第一端，U1的X2端分别接Y1第二端和C4第一端，C5第二端和C4第二端均接地，U1的GND端分别接地和接BUZZER第一端，U1的P2.0端接R5第一端，R5第二端接Q1基极，Q1发射极接直流电源稳压系统输出端，Q1集电极接BUZZER第二端，U1的P2.4端接S2第一端，S2第二端接地，U1第四十端接直流电源稳压系统输出端。单片机系统电压采样率设定为1000次/秒。实现采样电压的ADC模数转换、峰值电压比较、最大值捕获并保持、峰值电压值转换峰值电流值的运算、声音提示、显示驱动以及串口通讯功能。

显示模块主要完成数据的输出显示功能。主控芯片P2.5端至P2.7端、P0.7端至P0.0端依次连接12864第4至第15端，12864第1端接C6第一端后接直流电源稳压系统输出端，C6第二端接地，12864第2端和第20端均接地，12864第19端接直流电源稳压系统输出端。

装置按图2所示连接方法，接入到被测设备的电源正极中。

打开装置电源开关S1，装置进入持续捕获工作模式。

被测设备上电，装置开始以每秒1000次的速度捕获峰值电压，并将本次捕获的电压值与上一次捕获的电压值进行比较，记录最大值。单片机系统将记录到的最大值进行换算，最终将峰值电流值通过显示器进行显示。也可通过JP1串口通讯与电脑进行连接，上传测量值。

系统捕获到第一组数据后，在10秒范围内，如记录的最大值一直没有改变，系统蜂呜器将呜叫，提示测试已完成。通过按下S2按键，对系统已记录的数据置0处理，再按一次S2按键，可重新开始测试。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种峰值电流测试装置，包括直流电源稳压系统、峰值电压采样比较电路、单片机计算系统和显示模块，其特征在于：所述直流电源稳压系统将输入为8-112V的直流电压转化为VCC5V电压，所述直流电源稳压系统为所述峰值电压采样比较电路、单片机计算系统和显示模块进行供电。

2.根据权利要求1所述的峰值电流测试装置，其特征在于：所述直流电源稳压系统包括第一开关、第一电容、第二电容、第三电容和一个三端稳压器，所述第一开关第一端接8-12V直流电压，第一开关第二端分别接第一电容第一端和三端稳压器输入端，三端稳压器输出端分别接第二电容第一端、第三电容第一端，所述三端稳压器输出端直流电源稳压系统输出端的直流VCC 5V电压，所述第一电容第二端、第二电容第二端、第三电容第二端和三端稳压器接地端均接地。

3.根据权利要求2所述的峰值电流测试装置，其特征在于：所述峰值电压采样比较电路通过50毫欧姆的无感电阻串联在被测设备的电源输入端，实现电压的采样计算，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和一个电压比较器，所述第一电阻第一端分别接被测样品端口和第二电阻第一端，第一电阻第二端分别接被测样品端口和第三电阻第一端，所述第二电阻第二端接电压比较器正向输入端，所述第三电阻第二端分别接电压比较器反向输入端和第四电阻第一端，所述电压比较器电源端接直流电源稳压系统输出端，所述电压比较器接地端接地，所述第四电阻第二端接电压比较器输出端。

4.根据权利要求3所述的峰值电流测试装置，其特征在于：所述单片机计算系统用于实现采样电压的ADC模数转换、峰值电压比较、最大值捕获并保持、峰值电压值转换峰值电流值的运算、声音提示、显示驱动以及串口通讯功能，包括一个主控芯片、一个晶振、第四电容、第五电容、一个接口、第五电阻、一个三极管、一个蜂鸣器和一个按键，所述主控芯片第一端接电压比较器输出端，主控芯片第十端和第十一端分别接所述接口的第四端和第三端，主控芯片第十八端分别接晶振第一端和第五电容第一端，主控芯片第十九端分别接晶振第二端和第四电容第一端，所述第五电容第二端和第四电容第二端均接地，所述主控芯片第二十端接地，所述主控芯片第二十一端接第五电阻第一端，所述第五电阻第二端接三极管基极，三极管发射极接直流电源稳压系统输出端，三极管集电极接所述蜂鸣器第一端，所述蜂鸣器第二端接地，所述主控芯片第二十五端接按键第一端，所述按键第二端接地，所述主控芯片第四十端接直流电源稳压系统输出端。

5.根据权利要求4所述的峰值电流测试装置，其特征在于：所述主控芯片型号为STC12C5A60S2。

6.根据权利要求5所述的峰值电流测试装置，其特征在于：所述三极管为PNP型三极管。

7.根据权利要求6所述的峰值电流测试装置，其特征在于：所述显示模块用于完成数据的输出显示功能，包括第六电容和一个显示屏，所述主控芯片第二十六端至第二十八端、第三十二端至第三十九端依次连接所述显示屏第四至第十五端，所述显示屏第一端接第六电容第一端后接直流电源稳压系统输出端，所述第六电容第二端接地，所述显示屏第二端和第二十端均接地，所述显示屏第十九端接直流电源稳压系统输出端。

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