TW201405137A - 電感測試電路 - Google Patents

Abstract

一種電感測試電路，包括控制電路、恒流源提供電路、電感電壓採樣電路及顯示電路。該控制電路控制恒流源提供電路為第一或第二待測電感提供穩定的第一電流，還用於控制電感電壓採樣電路偵測第一或第二待測電感兩端的電壓值。該控制電路還用於根據公式DCR=V1/I1計算得到第一或第二待測電感的內阻值。該顯示電路用於顯示控制電路得到的第一或第二待測電感的內阻值。

Description

電感測試電路

本發明涉及一種測試電路，特別涉及一種電感測試電路。

電腦主機板上的電壓調節器的輸出電感大多採用分離電感，然，有部分供應商卻採用耦合電感方式來設計升壓電路，其好處是：紋波電壓低，且可以減少輸出電容的數量，節約成本。對於耦合電感的測試，普通的測試儀器沒有辦法進行量測，需要手工測試才能到達測試目的，十分不便。

鑒於以上內容，有必要提供一種較為方便快捷的電感測試電路。

一種電感測試電路，包括：

一控制電路；

一恒流源提供電路，與控制電路相連，該控制電路用於控制恒流源提供電路為第一或第二待測電感提供穩定的第一電流；

一電感電壓採樣電路，與控制電路相連，該控制電路用於控制電感電壓採樣電路偵測第一或第二待測電感兩端的電壓值；當流經第一或第二待測電感的電流為第一電流時，該電感電壓採樣電路偵測第一或第二待測電感兩端的電壓為第一電壓；該控制電路還用於根據公式DCR=V1/I1計算得到第一或第二待測電感的內阻值，其中DCR表示第一或第二待測電感的內阻值，V1表示第一電壓，I1表示第一電流；以及

一與控制電路相連的顯示電路，用於顯示控制電路得到的第一或第二待測電感的內阻值。

上述電感測試電路透過控制電路輸出訊號至恒流源提供電路，以控制流經第一待測電感或第二待測電感的電流值，且透過控制電路輸出訊號至電感電壓採樣電路，以偵測第一待測電感或第二待測電感兩端的電壓值。根據得到的電流值及電壓值，該控制電路可計算出第一或第二待測電感的內阻值，且透過顯示電路將結果顯示給測試者，方便快捷。

請參考圖1，本發明電感測試電路的較佳實施方式包括一控制電路100、一恒流源提供電路110、一電感電壓採樣電路120及一顯示電路150。本實施方式中，該恒流源提供電路110用於為第一待測電感Ls及第二待測電感Lx提供穩定的電流。

該控制電路100與恒流源提供電路110相連，以控制恒流源提供電路110分別為第一待測電感Ls及第二待測電感Lx提供穩定的電流。該控制電路100還同時與電感電壓採樣電路120相連，以控制電感電壓採樣電路120分別感測第一待測電感Ls及第二待測電感Lx兩端的電壓差。該控制電路100還根據流經第一待測電感Ls及第二待測電感Lx的電流值及電壓值計算得到第一待測電感Ls及第二待測電感Lx的內阻（DCR）值。

該顯示電路150與控制電路100相連，以將控制電路100計算得到的第一待測電感Ls及第二待測電感Lx的DCR值顯示給測試者。

請繼續參考圖2，該控制電路100包括一微控制器U11，該微控制器U11的第一組輸入/輸出引腳PB3-PB7用於輸出控制訊號至恒流源提供電路110，該微控制器U11的第二組輸入/輸出引腳中的引腳PA1用於與電感電壓採樣電路120相連，該微控制器U11的第二組輸入/輸出引腳中的引腳PA5-PA7用於與一鍵盤130相連。該微控制器U11的電源引腳AREF透過電阻R1與電源P5V相連，還與一肖特基二極體D1的陰極及控制極相連，該肖特基二極體D1的陽極接地。該微控制器U11的電源引腳AREF還直接與電源Vref相連，該電源Vref還分別透過電容C1及C2接地。該微控制器U11的電源引腳AVCC透過電感L1與電源P5V相連，電感L1與電源引腳AVCC之間的節點還分別透過電容C3及C4接地。

該微控制器U11的第三組輸入/輸出引腳中的引腳PC4-PC7與顯示電路150相連、引腳PC1及PC0與恒流源提供電路110相連。該微控制器U11的第四組輸入/輸出引腳中的引腳PD4-PD6分別透過開關K1-K3接地。該微控制器U11的時鐘引腳XTAL1及XTAL2分別與一晶振X的兩端相連，該晶振X的兩端還分別透過電容C5及C6接地。該微控制器U11的電源引腳VCC與電源P5V相連。該微控制器U11的重置引腳RESET透過電阻R2與電源P5V相連，還透過電容C7接地。該電源P5V還直接透過電容C8接地。

請繼續參考圖3，該恒流源提供電路110包括場效應電晶體Q1、Q2、三極體Q3、繼電器LS6、比較器U1、穩流晶片U2及數位電位器U3。該場效應電晶體Q1的閘極透過電阻R3與微控制器U11的引腳PB7相連，該場效應電晶體Q1的汲極與電源P5V相連，該場效應電晶體Q1的源極與繼電器LS6的開關的不動端3相連。

該三極體Q3的基極透過電阻R4與微控制器U11的引腳PD0相連，該三極體Q3的射極接地，該三極體Q3的集極與二極體D2的陽極以及繼電器LS6的線圈的一端均相連。該繼電器LS6的線圈的另一端與二極體D2的陰極相連，該二極體D2的陰極還透過電阻R5與電源P5V相連。該繼電器LS6的開關的第一動端4依序透過第一待測電感Ls及電阻R6與場效應電晶體Q2的汲極相連。該繼電器LS6的開關的第二動端5透過第二待測電感Lx連接於第一待測電感Ls與電阻R6之間的節點。

該穩流晶片U2的時鐘引腳SCL與微控制器U11的引腳PC0相連，該穩流晶片U2的資料引腳SDA與微控制器U11的引腳PC1相連，該穩流晶片U2的位址引腳A0與資料引腳SDA相連，該穩流晶片U2的位址引腳A1接地，該穩流晶片U2的電源引腳Vs與電源P5V相連，該穩流晶片U2的接地引腳GND接地，該穩流晶片U2的正電壓引腳Vin+連接於第一待測電感Ls與電阻R6之間的節點，該穩流晶片U2的負電壓引腳Vin-與場效應電晶體Q2的汲極相連。

該場效應電晶體Q2的源極接地，閘極透過電阻R7與比較器U1的輸出端相連。該比較器U1的輸出端還與其反相輸入端相連，該比較器U1的同相輸入端還透過電阻R8與數位電位器U3的上引腳RH相連。該比較器U1的同相輸入端還直接透過電阻R9與電源P5V相連，該比較器U1的同相輸入端還依序透過電阻R10及R11接地。該電阻R10及R11之間的節點與數字電位器U3的滑動引腳RW相連。該數位電位器U3的電源引腳VDD與電源P5V相連，還直接透過電容C9接地。該數字電位器U3的接地引腳GND接地，時鐘引腳SCL與微控制器U11的引腳PC0相連，該數位電位器U3的資料引腳SDA與微控制器U11的引腳PC1相連。

請繼續參考圖4，該電感電壓採樣電路120包括三極體Q4-Q7、運算放大器U4-U6。該三極體Q4的基極透過電阻R12與微控制器U11的引腳PB3相連，該三極體Q4的射極與三極體Q5的射極相連。該三極體Q5的基極透過電阻R13與微控制器U11的引腳PB4相連，該三極體Q5的集極透過第一待測電感Ls與三極體Q7的集極相連。該三極體Q7的基極透過電阻R14與微控制器U11的引腳PB6相連。該三極體Q4的集極透過第二待測電感Lx與三極體Q6的集極相連，該三極體Q6的基極透過電阻R15與微控制器U11的引腳PB5相連，該三極體Q6的射極與三極體Q7的射極相連。

該三極體Q4的射極與三極體Q5的射極之間的節點透過電阻R16與運算放大器U4的同相輸入端相連，還直接透過電容C10接地。該三極體Q6的射極與三極體Q7的射極之間的節點透過電阻R17與運算放大器U5的反相輸入端相連，還直接透過電容C11接地。該運算放大器U4的同相輸入端還透過電容C12與運算放大器U4的反相輸入端相連。該運算放大器U5的同相輸入端還透過電容C13與運算放大器U5的反相輸入端相連。

該運算放大器U4的反相輸入端還透過微調電阻R18與運算放大器U5的同相輸入端相連。該運算放大器U4的輸出端還透過電阻R19與運算放大器U4的反相輸入端相連。該運算放大器U5的輸出端還透過電阻R20與運算放大器U5的同相輸入端相連。

該運算放大器U4的輸出端還透過電阻R21與運算放大器U6的同相輸入端相連，該運算放大器U5的輸出端還透過電阻R22與運算放大器U6的反相輸入端相連。該運算放大器U6的輸出端透過電阻R23與運算放大器U6的同相輸入端相連。該運算放大器U6的輸出端還直接透過電阻R24與微控制器U11的引腳PA1相連。

請繼續參考圖5，該顯示電路150包括一顯示幕U7，該顯示幕U7的電源引腳VDD與電源P5V相連，該顯示幕U7的資料引腳CS、SDA、SCK、RST分別與微控制器U11的引腳PC7、PC6、PC5、PC4相連，該顯示幕U5的接地引腳GND接地。

下面將對上述測試電路的工作原理進行說明：

該微控制器U11的引腳PA5-PA7接收來自鍵盤130的輸入訊號、引腳PD4-PD6接收來自開關K1-K3的輸入訊號，並根據接收的輸入訊號從引腳PB7、PD0輸出對應的控制訊號至漏感測試電路110的場效應電晶體Q1及三極體Q3，以對應測試第一待測電感Ls或第二待測電感Lx的DCR值。

當測試第一待測電感Ls的DCR值時，該鍵盤130及開關K1-K3所輸入的訊號使得微控制器U11的引腳PB7輸出高電平訊號、引腳PD0輸出高電平訊號，該場效應電晶體Q1導通，該三極體Q3導通，該繼電器LS6的開關的不動端3與第一動端4相連，即電源P5V透過場效應電晶體Q1及繼電器LS6輸出至第一待測電感Ls。

該穩流晶片U2及數位電位器U3用於將不同的電阻與第一待測電感Ls相連，以改變流經第一待測電感Ls的電流值。本實施方式中，調節數位電位器U3以使得三個不同的電流值流經第一待測電感Ls，分別記為I1、I2及I3。當然，其他實施方式中，只需兩個或者一個電流值仍然可計算出待測電感的DCR值。

同時，該微控制器U11的引腳PB3及PB5均輸出低電平訊號、引腳PB4及PB6均輸出高電平訊號，該三極體Q4及Q6截止，該三極體Q5及Q7導通，如此使得第一待測電感Ls被接入電感電壓採樣電路120。經過運算放大器U4-U6的處理，該微控制器U11的引腳PA1將接收到第一待測電感Ls兩端的電壓。當流經第一待測電感Ls的電流分別為I1、I2及I3時，第一待測電感Ls兩端的電壓分別記為V1、V2及V3。

根據下述公式即可計算出第一待測電感Ls的DCR值：DCR=（V1+V2+V3）/（I1+I2+I3）。

與第一待測電感Ls相似，當測試第二待測電感Lx的DCR值時，該微控制器U11的引腳PB7輸出高電平訊號、引腳PD0輸出低電平訊號，該場效應電晶體Q1導通，該三極體Q3截止，該繼電器LS6的開關的不動端3與第二動端5相連，即電源P5V透過場效應電晶體Q1及繼電器LS6輸出至第二待測電感Lx。

該穩流晶片U2及數位電位器U3用於將不同的電阻與第二待測電感Lx相連，以改變流經第二待測電感Lx的電流值。本實施方式中，調節數位電位器U3以使得三個不同的電流值流經第二待測電感Lx，分別記為I11、I12及I13。

同時，該微控制器U11的引腳PB3及PB5均輸出高電平訊號、引腳PB4及PB6均輸出低電平訊號，該三極體Q4及Q6導通，該三極體Q5及Q7截止，如此使得第二待測電感Lx被接入電感電壓採樣電路120。經過運算放大器U4-U6的處理，該微控制器U11的引腳PA1將接收到第二待測電感Lx兩端的電壓。當流經第二待測電感Lx的電流分別為I11、I12及I13時，第二待測電感Lx兩端的電壓分別記為V11、V12及V13。根據上述公式DCR=（V1+V2+V3）/（I1+I2+I3）同樣可以計算出第二待測電感Lx的DCR值。

該微控制器U11還用於根據公式計算出第一及第二待測電感Ls、Lx的DCR值之後，將上述DCR值輸出至顯示幕U7，該顯示幕U7則將上述DCR值顯示給測試者。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

100．．．控制電路

110．．．恒流源提供電路

120．．．電感電壓採樣電路

150．．．顯示電路

Ls．．．第一待測電感

Lx．．．第二待測電感

R1-R24．．．電阻

C1-C13．．．電容

Q3-Q7．．．三極體

Q1、Q2．．．場效應電晶體

U1、U4-U6．．．比較器

Ls6．．．繼電器

圖1是本發明電感測試電路的較佳實施方式的方框圖。

圖2是圖1中控制電路的電路圖。

圖3是圖1中恒流源提供電路的電路圖。

圖4是圖1中電感電壓採樣電路。

圖5是圖1中顯示電路的電路圖。

100．．．控制電路

110．．．恒流源提供電路

120．．．電感電壓採樣電路

150．．．顯示電路

Ls．．．第一待測電感

Lx．．．第二待測電感

Claims (6)

1. 一種電感測試電路，包括：
   一控制電路；
   一恒流源提供電路，與控制電路相連，該控制電路用於控制恒流源提供電路為第一或第二待測電感提供穩定的第一電流；
   一電感電壓採樣電路，與控制電路相連，該控制電路用於控制電感電壓採樣電路偵測第一或第二待測電感兩端的電壓值；當流經第一或第二待測電感的電流為第一電流時，該電感電壓採樣電路偵測第一或第二待測電感兩端的電壓為第一電壓；該控制電路還用於根據公式DCR=V1/I1計算得到第一或第二待測電感的內阻值，其中DCR表示第一或第二待測電感的內阻值，V1表示第一電壓，I1表示第一電流；以及
   一與控制電路相連的顯示電路，用於顯示控制電路得到的第一或第二待測電感的內阻值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電感測試電路，其中該控制電路還用於控制恒流源提供電路為第一或第二待測電感提供穩定的第二電流；當流經第一或第二待測電感的電流為第二電流時，該電感電壓採樣電路偵測第一或第二待測電感兩端的電壓為第二電壓，該控制電路則根據公式DCR=（V1+V2）/（I1+I2）計算得到第一或第二待測電感的內阻值，其中V2表示第二電壓，I2表示第二電流。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電感測試電路，其中該控制電路包括一微控制器，該微控制器的第一組輸入/輸出引腳中的第一至第五引腳用於輸出控制訊號至恒流源提供電路，該微控制器的第二組輸入/輸出引腳中的第一引腳用於與電感電壓採樣電路相連，該微控制器的第二組輸入/輸出引腳中的第二至第四引腳用於與一鍵盤相連；該微控制器的第一電源引腳透過第一電阻與第一電源相連，還與一肖特基二極體的陰極及控制極相連，該肖特基二極體的陽極接地；該微控制器的第一電源引腳還直接與第二電源相連，該第二電源還分別透過第一及第二電容接地；該微控制器的第二電源引腳透過第一電感與第一電源相連，第一電感與第二電源引腳之間的節點還分別透過第三及第四電容接地；該微控制器的第三組輸入/輸出引腳中的第一及第二引腳與恒流源提供電路相連，該微控制器的第三組輸入/輸出引腳中的第三至第六引腳與顯示電路相連；該微控制器的第四組輸入/輸出引腳中的第一引腳與恒流源提供電路相連、第二至第四引腳分別透過第一至第三開關接地，該微控制器的第一及第二時鐘引腳分別與一晶振的兩端相連，該晶振的兩端還分別透過第五及第六電容接地，該微控制器的第三電源引腳與第一電源相連，該微控制器的重置引腳透過第二電阻與第一電源相連，還透過第七電容接地，該第一電源還直接透過第八電容接地。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電感測試電路，其中該恒流源提供電路包括第一及第二場效應電晶體、第一三極體、繼電器、第一運算放大器、穩流晶片及數位電位器；該第一場效應電晶體的閘極透過第三電阻與微控制器的第一組輸入/輸出引腳中的第五引腳相連，該第一場效應電晶體的汲極與第一電源相連，該第一場效應電晶體的源極與繼電器的開關的不動端相連；該第一三極體的基極透過第四電阻與微控制器的第四組輸入/輸出引腳中的第一引腳相連，該第一三極體的射極接地，該第一三極體的源極與二極體的陽極以及繼電器的線圈的一端均相連，該繼電器的線圈的另一端與二極體的陰極相連，該二極體的陰極還透過第五電阻與第一電源相連，該繼電器的開關的第一動端依序透過第一待測電感及第六電阻與第二場效應電晶體的汲極相連，該繼電器的開關的第二動端透過第二待測電感連接於第一待測電感與第六電阻之間的節點，該穩流晶片的時鐘引腳與微控制器的第三組輸入/輸出引腳中的第一引腳相連，該穩流晶片的資料引腳與微控制器的第三組輸入/輸出引腳中的第二引腳相連，該穩流晶片的第一位址引腳與穩流晶片的資料引腳相連，該穩流晶片的第二位址引腳接地，該穩流晶片的電源引腳與第一電源相連，該穩流晶片的接地引腳接地，該穩流晶片的正電壓引腳連接於第一待測電感與第六電阻之間的節點，該穩流晶片的負電壓引腳與第二場效應電晶體的汲極相連，該第二場效應電晶體的源極接地，該第二場效應電晶體的閘極透過第七電阻與第一運算放大器的輸出端相連，該第一運算放大器的輸出端還與其反相輸入端相連，該第一運算放大器的同相輸入端還透過第八電阻與數位電位器的上引腳相連，該第一運算放大器的同相輸入端還直接透過第九電阻與第一電源相連，該第一運算放大器的同相輸入端還依序透過第十及第十一電阻接地，該第十及第十一電阻之間的節點與數字電位器的滑動引腳相連，該數字電位器的電源引腳與第一電源相連，還直接透過第九電容接地，該數位電位器的接地引腳接地，該數位電位器的時鐘引腳與微控制器的第三組引腳中的第一引腳相連，該數位電位器的資料引腳與微控制器的第三組輸入/輸出引腳中的第二引腳相連。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電感測試電路，其中該電感電壓採樣電路包括第二至第五三極體、第二至第四運算放大器，該第二三極體的基極透過第十二電阻與微控制器的第一組引腳中的第一引腳相連，該第二三極體的射極與第三三極體的射極相連，該第三三極體的基極透過第十三電阻與微控制器的第一組引腳中的第二引腳相連，該第三三極體的集極透過第一待測電感與第五三極體的集極相連，該第五三極體的基極透過第十四電阻與微控制器的第一組引腳中的第四引腳相連，該第二三極體的集極透過第二待測電感與第四三極體的集極相連，該第四三極體的基極透過第十五電阻與微控制器的第一組引腳中的第三引腳相連，該第四三極體的射極與第五三極體的射極相連，該第二三極體的射極與第三三極體的射極之間的節點透過第十六電阻與第二運算放大器的同相輸入端相連，該第二三極體的射極與第三三極體的射極之間的節點還直接透過第十電容接地，該第四三極體的射極與第五三極體的射極之間的節點透過第十七電阻與第三運算放大器的反相輸入端相連，該第四三極體的射極與第五三極體的射極之間的節點還直接透過第十一電容接地，該第二運算放大器的同相輸入端還透過第十二電容與第二運算放大器的反相輸入端相連，該第三運算放大器的同相輸入端還透過第十三電容與第三運算放大器的反相輸入端相連，該第二運算放大器的反相輸入端還透過微調電阻與第三運算放大器的同相輸入端相連，該第三運算放大器的輸出端還透過第十八電阻與第三運算放大器的反相輸入端相連，該第四運算放大器的輸出端還透過第十九電阻與第四運算放大器的同相輸入端相連，該第三運算放大器的輸出端還透過第二十電阻與第四運算放大器的同相輸入端相連，該第四運算放大器的輸出端還透過第二十一電阻與第四運算放大器的反相輸入端相連，該第四運算放大器的輸出端透過第二十二電阻與第四運算放大器的同相輸入端相連，該第四運算放大器的輸出端還直接透過第二十三電阻與微控制器的第二組引腳中的第一引腳相連。
6. 如申請專利範圍第3項所述之電感測試電路，其中該顯示電路包括包括一顯示幕，該顯示幕的電源引腳與第一電源相連，該顯示幕的第一至第四資料引腳分別與微控制器的第三組輸入/輸出引腳中的第六、第五、第四及第三引腳相連，該顯示幕的接地引腳接地。