一种用电流实时监测可调恒压源的电路的制作方法

1.本实用新型涉及一种用电流实时监测的可调恒压源的电路。


背景技术：

2.随着科技的发展，手机、电脑等电子产品已经成为了日常生活中的必备工具。这些电子产品庞大的功能与数量需求，生产过程中的重要环节质量管控就显得重要。pcba测试是严控出货品质的重要手段，它包括了ict、fct、aet 等测试系统。这些系统根据不同的测试项目需要提供各种不同的电压和电流。这就需要用的一个可调节的电流监测的恒压电源。应用举例，在ict测试系统中，此恒压源方案能够提供一个可调的恒压源用于不同阻值的电阻，从而实现不同大小的电阻的测量；在fct测试系统中，可根据不同产品的供电电压调节，对产品供电进行fct测试，同时可以监测到产品的工作电流及功耗，通过监测电流数据分析产品工作的稳定性。
3.传统的恒压源仪器存在成本更高，体积更大，功能参数针对性不强，执行速度不快等缺点。随着科技的高速发展，市场竞争日益激烈，节约生产成本和提高生产效率是现在工厂提高竞争力的重要一环。
4.经检索，专利：一种带电流监测的恒流源电路(202021687715.6)，包括提供恒流源的恒流源装置、检测所述恒流源装置的恒流监测装置以及对负载进行测量的测量取样电路。解决了目前使用恒流源时，没有检测恒流源的电流值，不能保证恒流源输出电流值是设定恒电流值的问题。上述专利的电源可以恒定，但是精度较低，导致监测效果不佳。
5.有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的用电流实时监测的可调恒压源的电路，使其更具有产业上的利用价值。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种用电流实时监测的可调恒压源的电路。
7.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
8.一种用电流实时监测的可调恒压源的电路，包括电源输出单元、过流保护单元、输出电压调节单元、电流采样单元和电流对比监测单元，所述电源输出单元的输出端与过流保护单元的输入端相连，所述过流保护单元的输出端与输出电压调节单元的输入端相连，所述过流保护单元的输出端与电流采样单元的输入端相连，所述电流采样单元的输出端与电流对比监测单元的输入端相连，所述电流对比监测单元的输出端与电源输出单元的信号控制端相连。
9.优选地，所述的一种用电流实时监测的可调恒压源的电路，所述电源输出单元包括芯片u400，所述芯片u400的第二引脚与 48v端相连，芯片u400的第二引脚上连接有并联的电容c400、电容c402和电容c403，芯片u400的第三引脚通过电阻r404与bit1端相连，芯片u400的第三引脚通过电阻r406接地，电阻r406上并联有mos管q400，mos管q400的栅极通过
电阻r407与 ocp_en端相连，芯片u400的第四引脚通过电阻r405接地，芯片u400的第六引脚通过电容c406接地，芯片u400的第六引脚通过串联的电阻r403和电容c407接地，芯片u400的第七引脚接地，芯片u400的第一引脚通过电容c401 与芯片u400的第八引脚相连，芯片u400的第八引脚和芯片u400的第九引脚之间并联有稳压二极管d400、电容c404、电容c405和发光二极管d401并接地，稳压二极管d400和电容c404之间连接有电感l400，电容c405和发光二极管d401之间连接有电阻r402，芯片u400的第八引脚通过电感l400与电阻 r401的一端相连，电阻r401的另一端通过电阻r408接地，电阻r401的另一端与片u400的第五引脚相连，同时u400的第五引脚与输出电压调节单元相连，电阻r401的一端与power_out1端相连，power_out1端通过电阻r400 接地。
10.优选地，所述的一种用电流实时监测的可调恒压源的电路，所述芯片u400 的型号为tps54360。
11.优选地，所述的一种用电流实时监测的可调恒压源的电路，所述过流保护单元包括芯片u501a，芯片u501a的第二引脚通过电阻r517与dac2_out 端相连，芯片u501a的第二引脚通过电容c506与芯片u501a的第一引脚相连，芯片u501a的第三引脚通过电阻r518与v_current端相连，芯片u501a 的第三引脚与并联的电容c507和二极管d502相连，电容c507接地，芯片u501a 的第四引脚接地，芯片u501a的第八引脚 5v端相连，芯片u501a的第一引脚与电流对比监测单元相连；
12.所述电流对比监测单元包括芯片u502a，芯片u502a的第二引脚通过电阻 r514与 5v端相连， 5v端通过电阻r513与芯片u502a的第三引脚相连，芯片u502a的第三引脚通过电阻r519与过流保护单元相连，过流保护单元的第一引脚与rst端相连，芯片u502a的第四引脚通过电阻r520与 5v端相连，芯片u502a的第十四引脚与 5v相连，芯片u502a的第五引脚通过电阻r516 与 5v端相连，芯片u502a的第五引脚与ocp_en端相连，芯片u502a的第五引脚与电阻r522的一端相连，电阻r522的另一端mos管q503的栅极相连， mos管q503的漏极与发光二极管d503的阴极相连，发光二极管d503阳极通过电阻r521与 5v端相连，mos管q503的源极接地，芯片u502a的第六引脚悬空，芯片u502a的第七引脚接地。
13.优选地，所述的一种用电流实时监测的可调恒压源的电路，所述芯片u501a 的型号为lm393，所述芯片u502a的型号为sn74ls74a。
14.优选地，所述的一种用电流实时监测的可调恒压源的电路，所述输出电压调节单元包括芯片u401，芯片u401的第一引脚通过电阻r411与dac1_out 端相连，芯片u401的第一引脚通过电容c411接地，芯片u401的第二引脚通过电阻r409与芯片u401的第三引脚相连，芯片u401的第四引脚接地，芯片 u401的第五引脚通过电感l403与 12v端相连，芯片u401的第五引脚通过电容c410接地，芯片u401的第六引脚通过电容c409接地，芯片u401的第六引脚通过电感l402与vreef_2.5v_out端相连，芯片u401的第七引脚通过电阻r410与电源输出单元相连，芯片u401的第八引脚通过电容c408接地，芯片u401的第八引脚通过电感l401与 12v端相连。
15.优选地，所述的一种用电流实时监测的可调恒压源的电路，所述芯片u401 的型号为ina826。
16.优选地，所述的一种用电流实时监测的可调恒压源的电路，所述电流采样单元包括芯片u500，芯片u500的第一引脚通过电阻r504与采样电阻相连，芯片u500的第二引脚接
地，芯片u500的第三引脚通过电感l502与 12v端相连，芯片u500的第三引脚通过电容c510接地，芯片u500的第四引脚与bit5端相连，芯片u500的第五引脚与bit6端相连，芯片u500的第六引脚与bit4端相连，芯片u500的第七引脚通过电阻r503与v_current端相连，芯片u500 的第八引脚通过电容c500接地，芯片u500的第八引脚通过电感l500与 12v 端相连，芯片u500的第九引脚通过电阻r506与vreef_2.5v_out相连，电阻r506与串联的电容c505和电容c503相连，电容c503的一端与v_current 端相连，电容c503的另一端接地，芯片u500的第十引脚通过电阻r502与采样电阻相连。
17.优选地，所述的一种用电流实时监测的可调恒压源的电路，所述芯片u500 的型号为ad8253。
18.优选地，所述的一种用电流实时监测的可调恒压源的电路，所述采样电阻包括电阻r501和电阻r507，电阻r501和电阻r507相串联，电阻r501和电阻r507之间与继电器的控制端相连，继电器与bit2端相连。
19.借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：
20.本实用新型测试参数针对性更强，执行速度快，通过两种采样电阻，将大电流和小电流分开采用，提高测量范围和测量精度，并能够实时获取电流数据。本实用新型能集成化设计，体积变小，使其能集成化安装于自动化生产线，提高生产效率，达到降低成本的目的。
21.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
23.图1是本实用新的电路连接示意图；
24.图2是本实用新型的电源输出单元的电路图；
25.图3是本实用新型的输出电压调节单元的电路图；
26.图4是本实用新型的电流采样单元的电路图；
27.图5是本实用新型的采样模块的电路图；
28.图6是本实用新型的过流保护单元的电路图；
29.图7是本实用新型的电流对比监测单元的电路图。
具体实施方式
30.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护
的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
33.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或竖直，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
35.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
36.实施例
37.如图1至图7所示，一种用电流实时监测的可调恒压源的电路，包括电源输出单元1、过流保护单元2、输出电压调节单元3、电流采样单元4和电流对比监测单元5，所述电源输出单元1的输出端与过流保护单元2的输入端相连，所述过流保护单元2的输出端与输出电压调节单元3的输入端相连，所述过流保护单元2的输出端与电流采样单元4的输入端相连，所述电流采样单元4的输出端与电流对比监测单元5的输入端相连，所述电流对比监测单元5的输出端与电源输出单元1的信号控制端相连。
38.如图2所示，所述电源输出单元1包括芯片u400，所述芯片u400的第二引脚与 48v端相连，芯片u400的第二引脚上连接有并联的电容c400、电容 c402和电容c403，芯片u400的第三引脚通过电阻r404与bit1端相连，芯片 u400的第三引脚通过电阻r406接地，电阻r406上并联有mos管q400，mos 管q400的栅极通过电阻r407与ocp_en端相连，芯片u400的第四引脚通过电阻r405接地，芯片u400的第六引脚通过电容c406接地，芯片u400的第六引脚通过串联的电阻r403和电容c407接地，芯片u400的第七引脚接地，芯片u400的第一引脚通过电容c401与芯片u400的第八引脚相连，芯片u400 的第八引脚和芯片u400的第九引脚之间并联有稳压二极管d400、电容c404、电容c405和发光二极管d401并接地，稳压二极管d400和电容c404之间连接有电感l400，电容c405和发光二极管d401之间连接有电阻r402，芯片u400 的第八引脚通过电感l400与电阻r401的一端相连，电阻r401的另一端通过电阻r408接地，电阻r401的另一端与片u400的第五引脚相连，同时u400的第五引脚与输出电压调节单元3相连，电阻r401的一端与power_out1端相连，power_out1端通过电阻r400接地，其中，所述芯片u400的型号为tps54360。
39.通过电压芯片tps54360，实现4.5-60v的宽范围输出电压，输出电流最大可至3.5a
能覆盖消费电子产品的ict、fct的测试电压需求。通过嵌入式mcu 控制方式，可根据不同从测试系统，设定保护电流大小ocp_en，以及电压的输出大小和开关的控制。
40.在tps54360芯片的使能管脚en接入控制信号bit1，当bit1输出高电平时，恒压源电压输出开启；当bit1输出低电平时，恒压源电压输出关闭。
41.如图6和图7所示，所述过流保护单元2包括芯片u501a，芯片u501a的第二引脚通过电阻r517与dac2_out端相连，芯片u501a的第二引脚通过电容c506与芯片u501a的第一引脚相连，芯片u501a的第三引脚通过电阻r518 与v_current端相连，芯片u501a的第三引脚与并联的电容c507和二极管 d502相连，电容c507接地，芯片u501a的第四引脚接地，芯片u501a的第八引脚 5v端相连，芯片u501a的第一引脚与电流对比监测单元5相连；
42.所述电流对比监测单元5包括芯片u502a，芯片u502a的第二引脚通过电阻r514与 5v端相连， 5v端通过电阻r513与芯片u502a的第三引脚相连，芯片u502a的第三引脚通过电阻r519与过流保护单元2相连，过流保护单元2 的第一引脚与rst端相连，芯片u502a的第四引脚通过电阻r520与 5v端相连，芯片u502a的第十四引脚与 5v相连，芯片u502a的第五引脚通过电阻 r516与 5v端相连，芯片u502a的第五引脚与ocp_en端相连，芯片u502a 的第五引脚与电阻r522的一端相连，电阻r522的另一端mos管q503的栅极相连，mos管q503的漏极与发光二极管d503的阴极相连，发光二极管d503 阳极通过电阻r521与 5v端相连，mos管q503的源极接地，芯片u502a的第六引脚悬空，芯片u502a的第七引脚接地，其中，所述芯片u501a的型号为 lm393，所述芯片u502a的型号为sn74ls74a。
43.将监测到输出电流的大小与保护电流的上限值(dac2_out)进行比较，当大于保护电流上限值时，ocp_en信号将会升至高电平，将恒压源电压输出关闭，从而起到保护作用。
44.如图3所示，所述输出电压调节单元3包括芯片u401，芯片u401的第一引脚通过电阻r411与dac1_out端相连，芯片u401的第一引脚通过电容c411 接地，芯片u401的第二引脚通过电阻r409与芯片u401的第三引脚相连，芯片u401的第四引脚接地，芯片u401的第五引脚通过电感l403与 12v端相连，芯片u401的第五引脚通过电容c410接地，芯片u401的第六引脚通过电容c409 接地，芯片u401的第六引脚通过电感l402与vreef_2.5v_out端相连，芯片u401的第七引脚通过电阻r410与电源输出单元1相连，芯片u401的第八引脚通过电容c408接地，芯片u401的第八引脚通过电感l401与 12v端相连，其中，所述芯片u401的型号为ina826。
45.输出电压调节单元中通过运放ina826，电源输出单元中调节fb电压，从而实现输出电压大小可调。
46.如图4和图5所示，所述电流采样单元4包括芯片u500，芯片u500的第一引脚通过电阻r504与采样电阻相连，芯片u500的第二引脚接地，芯片u500 的第三引脚通过电感l502与 12v端相连，芯片u500的第三引脚通过电容c510 接地，芯片u500的第四引脚与bit5端相连，芯片u500的第五引脚与bit6端相连，芯片u500的第六引脚与bit4端相连，芯片u500的第七引脚通过电阻r503与v_current端相连，芯片u500的第八引脚通过电容c500接地，芯片u500的第八引脚通过电感l500与 12v端相连，芯片u500的第九引脚通过电阻r506与vreef_2.5v_out相连，电阻r506与串联的电容c505和电容 c503相连，电容c503的一端与v_current端相连，电容c503的另一端接地，芯片u500的第十引脚通过电阻r502与采样电阻相连，所述采样电阻包括电阻r501和电阻r507，电阻r501和电阻r507相串联，电阻r501和电阻
r507 之间与继电器的控制端相连，继电器与bit2端相连，其中，所述芯片u500的型号为ad8253。
47.电流监测可用于大电流(0.05至3.5a)和小电流(＜50ma)的监测。当使用大电流时，控制继电器rl501的bit2设为低电平，将功率1/4w的100ω电阻短路，只使用功率5w的0.1ω电阻；当要监测小电流时，控制继电器rl501 的bit2设为高电平，使用功率1/4w的100ω电阻进行采样，经过仪表放大器芯片ad8253得到实时电流采用数据v_current，从而实现电流的实时监测。
48.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。