最新一种新型直流电子负载装置的制作方法

如下提供的最新一种新型直流电子负载装置的制作方法,在接下来的文章中,我将介绍。

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本实用新型涉及电子器件领域,具体涉及一种新型直流电子负载装置。



背景技术:

在电路中,负载是指用来吸收电源供应器输出的电能量的装置,它将电源供应器输出的电能量吸收并转化为其他形式的能量储存或消耗掉。在实验室,我们通常采样电阻、电容、电感、滑动变阻器、电阻箱等或它们的串并联组合,作为负载模拟真实的负载情况,以进行电源设备的性能实验。然而,传统测试中采用的负载往往模拟不了一些复杂的负载形式,例如负载工作在恒定电流、恒定电压的方式等。因此,有必要设计一种新型直流电子负载装置。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本实用新型的目的在于提供一种新型直流电子负载装置,包括控制模块及恒流恒压模块;

所述控制模块与外部直流电源连接,所述外部直流电源为装置供电;

所述恒流恒压模块包括恒流负载电路与恒压负载电路,且所述恒流恒压模块能够通过开关手动切换为恒流模式或恒压模式;

恒流模式下,所述控制模块与恒流负载电路连接,以获得恒流负载输出;

恒压模式下,所述控制模块与恒压负载电路连接,以获得恒压负载输出;

且所述控制模块能够控制恒流负载输出的电流值或恒压负载输出的电压值。

在一些实施例中,还包括检测电路及显示屏;

所述检测电路分别与所述恒流恒压模块和所述控制模块连接,所述检测电路用于检测输出端的电流与电压,并将检测到的信息反馈至所述控制模块;

所述显示屏与所述控制模块连接,用于显示实时检测到的电流与电压值。

在一些实施例中,所述控制模块包括单片机及与所述单片机连接的ad转换器及da转换器;

所述所述恒流恒压模块的输入信号包括由所述da转换器转换后的dac信号;

所述检测电路检测到的信号经过所述ad转换器转换后传递给所述单片机。

在一些实施例中,恒流模式下,所述恒流负载电路的输入信号包括所述控制模块提供的参考电流信号;

恒压模式下,所述恒压负载电路的输入信号包括所述控制模块提供的参考电压信号;

所述参考电流信号及参考电压信号由所述单片机中储存的设定值决定。

在一些实施例中,还包括与所述恒流负载电路连接的过压保护电路。

在一些实施例中,所述恒流负载电路中包括双运算放大器、场效应管、采样电阻和负载电阻。

与现有技术相比,本实用新型的优点是:本实用新型提供的新型直流电子负载装置,能够模拟负载工作在恒定电流、恒定电压的情况;该新型直流电子负载装置能够很好的替代传统的测试方法中一般采用的电阻、滑动变阻器、电阻箱等,能更简单、更快捷、更可靠地对电源、变压器、整流器等电子设备进行输出特性的测试。

附图说明

通过下文中参照附图对本实用新型所作的描述,本实用新型的其它目的和优点将显而易见,并可帮助对本实用新型有全面的理解。

图1为本实用新型提供的新型直流电子负载装置的模块示意图;

图2为本实用新型提供的新型直流电子负载装置的部分结构的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

除非另外定义,本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

参照图1,为本实用新型提供的新型直流电子负载装置的模块示意图,其至少包括控制模块1及恒流恒压模块2。

其中,控制模块1与外部直流电源连接,外部直流电源为装置供电。恒流恒压模块2包括恒流负载电路与恒压负载电路,且恒流恒压模块2接能够通过开关手动切换为恒流模式或恒压模式,恒流模式下,控制模块1与恒流负载电路连接,以获得恒流负载输出;恒压模式下,控制模块1与恒压负载电路连接,以获得恒压负载输出,且控制模块1能够控制恒流负载输出的电流值或恒压负载输出的电压值。

优选地,该新型直流电子负载装置还包括检测电路3及显示屏4。检测电路3分别与恒流恒压模块2和控制模块1连接,检测电路3用于检测输出端的电流与电压,并将检测到的信息反馈至控制模块1;显示屏4与控制模块1连接,用于显示实时检测到的电流与电压值。

进一步地,控制模块1包括单片机及与单片机连接的ad转换器及da转换器;恒流恒压模块2的输入信号包括由da转换器转换后的dac信号;检测电路3检测到的信号经过ad转换器转换后传递给单片机。

具体地,控制模块1中,单片机可采用stm32f103单片机,其功能较强、兼容性好、低功耗;并且具有体积小、集成度高、易扩展、可靠性高、以及较高的数据处理和运算能力,系统最高工作频率可达72mhz,运行速度快。简化硬件电路,提高测量精度,给调试,维护和功能的扩展带来了极大的方便。

ad转换器可采用ads1232,ads1232是一款高度集成的16位模数转换器,用于低电平、高精度测量、特别是用于衡器应用。此器件由一个低漂移、低噪声的仪表放大器和一个连接在单片集成数字滤波器上的高阶限幅自稳调制器组成。可选择性增益可设置为1、2、64、128,+5v参考电压时,允许满刻度差动输入范围从±2.5v到±19.5mv。本实施例中同时还包括了一个低漂移片上振荡器以及外置晶振,以实现精确的输出数据率,从而同时抑制50hz及60hz的频率。ads1232输出数据率可为105sps或80sps。

da转换器可采用dac8830,dac8830是一款16位超低功耗的数模转换器,适应于3v到5v的电源供应。这些转换器提供了优良的线性、低故障、低噪音和快速稳定地工作在指定的温度范围-125摄氏度到125摄氏度。输出无缓冲,这降低了缓冲区所引入的功耗和错误。

另外,显示屏4可采用oled液晶显示器,其具有微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的特点。采用并口传输,速度较快,且内部集成有显示芯片,内置st7920简繁中文库控制器,可3.3v或5v供电,可以识别英文字母,阿拉伯数字和日语片假名。具有高分辨率,发光效率与稳定性都很好,而且接口方便,可靠性较高。

进一步地,该新型直流电子负载装置还可包括与恒流负载电路连接的过压保护电路5。参照图2,为恒流负载电路与过压保护电路5的电路原理图,图中左侧为恒流负载电路,右侧为过压保护电路5。可见,恒流负载电路中包括双运算放大器lm358n、场效应管q1(为nmos管)、采样电阻r1、负载电阻r2和r3等;过压保护电路5中同样包括双运算放大器lm358n,且包括npn型三极管q2及多个电阻,各电阻的阻值均可为100kω;图中vcc表示直流电源,过压保护电路5中另外还连接有12v的恒压电源vcc12,以起到稳压作用。

恒流模式下,恒流负载电路工作,其输入信号包括控制模块1提供的参考电流信号iref,同样da转换器提供dac信号daci。恒压负载电路较容易实现,可采用现有的恒压负载电路结构;恒压模式下,恒压负载电路的输入信号包括控制模块1提供的参考电压信号。参考电流信号可参考电压信号均可通过单片机预设值,且可在显示屏4上显示出来,以对比预设的电流电压与实测的电流电压。

另外,可以理解的是,本实用新型中所述的恒流模式、恒压模式并不代表电流、电压完全恒定不变,这显然是不可能的。实际上,恒流模式表示,输入电压在一定范围内变化(变化不能过大)时,通过负载电阻的电流的值接近于恒定,仅具有小于一定误差的微小变化;恒压模式表示,负载端电压的值接近于恒定,仅具有小于一定误差的微小变化。

综上,本实用新型提供的新型直流电子负载装置,基于stm32f103单片机,能过直接检测被测电源的电流值、电压值。使用oled液晶显示屏作为显示元件,能够直观的将各个参数在液晶显示屏上进行显示。其用于测试直流稳压电源、蓄电池等电源的性能。有恒流和和恒压两种模式,可手动切换。恒流模式时不论输入电压如何变化(在一定范围内),流过该电子负载的电流恒定,且电流值可设定。工作于恒压模式时,电子负载端电压保持恒定,且可设定,流入电子负载的电流随被测直流电源的电压变化而变化。因此,该新型直流电子负载装置能够模拟负载工作在恒定电流、恒定电压的情况;能够很好的替代传统的测试方法中一般采用的电阻、滑动变阻器、电阻箱等,能更简单、更快捷、更可靠地对电源、变压器、整流器等电子设备进行输出特性的测试,且装置能稳定运行。

以上所述的具体实施例,对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,应理解的是,以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已,并不用于限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本实用新型的保护范围之内。


技术特征:

1.一种新型直流电子负载装置,其特征在于,包括控制模块及恒流恒压模块;

所述控制模块与外部直流电源连接,所述外部直流电源为装置供电;

所述恒流恒压模块包括恒流负载电路与恒压负载电路,且所述恒流恒压模块能够通过开关手动切换为恒流模式或恒压模式;

恒流模式下,所述控制模块与恒流负载电路连接,以获得恒流负载输出;

恒压模式下,所述控制模块与恒压负载电路连接,以获得恒压负载输出;

且所述控制模块能够控制恒流负载输出的电流值或恒压负载输出的电压值。

2.根据权利要求1所述的新型直流电子负载装置,其特征在于,还包括检测电路及显示屏;

所述检测电路分别与所述恒流恒压模块和所述控制模块连接,所述检测电路用于检测输出端的电流与电压,并将检测到的信息反馈至所述控制模块;

所述显示屏与所述控制模块连接,用于显示实时检测到的电流与电压值。

3.根据权利要求2所述的新型直流电子负载装置,其特征在于,所述控制模块包括单片机及与所述单片机连接的ad转换器及da转换器;

所述恒流恒压模块的输入信号包括由所述da转换器转换后的dac信号;

所述检测电路检测到的信号经过所述ad转换器转换后传递给所述单片机。

4.根据权利要求3所述的新型直流电子负载装置,其特征在于,恒流模式下,所述恒流负载电路的输入信号包括所述控制模块提供的参考电流信号;

恒压模式下,所述恒压负载电路的输入信号包括所述控制模块提供的参考电压信号;

所述参考电流信号及参考电压信号由所述单片机中储存的设定值决定。

5.根据权利要求1所述的新型直流电子负载装置,其特征在于,还包括与所述恒流负载电路连接的过压保护电路。

6.根据权利要求1所述的新型直流电子负载装置,其特征在于,所述恒流负载电路中包括双运算放大器、场效应管、采样电阻和负载电阻。

技术总结
本实用新型提供了一种新型直流电子负载装置,包括控制模块及恒流恒压模块;所述控制模块与外部直流电源连接,所述外部直流电源为装置供电;所述恒流恒压模块包括恒流负载电路与恒压负载电路,且所述恒流恒压模块能够通过开关手动切换为恒流模式或恒压模式;恒流模式下,所述控制模块与恒流负载电路连接,以获得恒流负载输出;恒压模式下,所述控制模块与恒压负载电路连接,以获得恒压负载输出;且所述控制模块能够控制恒流负载输出的电流值或恒压负载输出的电压值。该新型直流电子负载装置能够很好的替代传统的测试方法中一般采用的电阻、滑动变阻器、电阻箱等,能更简单、更快捷、更可靠地对电源、变压器、整流器等电子设备进行输出特性的测试。

技术研发人员:解庆宇;吴思君;陈镇;梁文康;陈小琳
受保护的技术使用者:西安科技大学
技术研发日:2019.12.04
技术公布日:2020.08.18

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