[實用新型]一種電壓電流波形采樣模塊

有效

• 申請號: 201520048966.2
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN204422621U
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 史云平
• 申請（專利權）人: 史云平
• 主分類號: G01R13/00
• 分類號: G01R13/00;G01R19/00
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司 44259
• 代理人: 姚迎新

技術領域

本實用新型涉及電壓電流的測試領域，具體涉及為一種輔助示波器測量AC-DC電源開關頻率、紋波頻率、電流頻率曲線的采樣模塊。

背景技術

隨著世界電力電子技術的不斷發展，各種功能的電子電器設備層出不窮，絕大多數電器設備供電電源已從傳統的工頻電源過渡到了直流恒壓，恒流電源以及高能效的開關電源，變頻電源等二次供電的技術模式。使用電測儀表測量直流恒壓恒流電源、開關電源的動態電壓、電流電量參數、負載能力，保證電源可靠運行和用電設備安全運行的重要技術保障，特別是使用示波器來觀測分析電源電路電量時間分布曲線，如電壓、電流、頻率、相位差等電量時間分布，已成為電氣工程師進行電源電壓電流特性測試的首選技術手段。然而通過示波器測試各種直流電源的輸出電壓波形，無論電源的工作頻率如何，負載輕重，基本上只能顯示一條直線，而且傳統方法因為采樣電阻阻抗比較高所以沒辦法把電源的真實工作電流曲線、開關頻率，紋波頻率測試出來。現代大多數電源采用AC-DC的電源方式供電，電壓在交直流轉換過程中電壓幅值、頻率、脈寬的控制基本采用幾種電子器件斷續工作電流來完成，使得電源電路的諧波、震蕩頻率干擾和噪聲信號強弱變化程度大，并與正常電壓電流波形混雜不易分辨，非常容易發生測試錯誤的結果，因此電源產品的性能一致性無法保證，故障率比較高。盡管示波器生產商為了能夠滿足測試各種特殊電壓、電流特性的需要，為用戶提供了許多高分辨率高帶寬等高性能示波器產品和高性能無源、有源電壓探頭、電流探頭、光探頭的選擇來滿足量程和抑制噪音等信號對測試的干擾，但示波器在實際測試開關形電源和應用開關電源供電的負載的電壓、電流特性時，對電壓的脈沖頻率、脈寬模式的測量顯示，測量效果仍然很不理想，電壓電流時間曲線連成一片的現象普遍存在。另外在測量開關電源電壓電流特性時主要采用具備較高的帶寬和采樣速率數字示波器，同時需要單端探頭、差分探頭以及電流探頭配合使用，這種常規的開關電源開關頻率，脈寬測試方式有很明顯的缺陷，一方面該任務需要兩個不同的探頭：一支高壓差分探頭和一支電流探頭。電壓探頭直接靠接電路獲取電壓信號，電流信號則用電磁感應方式獲取，后者通常是非插入式霍爾效應型探頭。這兩種探頭各有其獨特的傳輸延遲。這兩個延遲的差?(稱為時間偏差)，會造成幅度測量以及與時間有關的測量不準確。并且傳統的示波器測試電源方式屬典型的浮地測試，不符合示波器的使用規范不安全且抗干擾能力很差。所以在電壓電流測試領域受多種因素的影響，數字示波器在測試開關型電源，開關型負載運行的電壓、電流動態特性，信號顯示模糊，信號再現性差成為亟待解決的技術問題。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供一種用于輔助示波器進行各種一、二次電源、電力負載運行的電壓、電流分布曲線的測量的采樣模塊，使得示波器的測量分辨率大幅提高，波形顯示更加清晰、準確。

本實用新型所采用的技術方案為：一種電壓電流波形采樣模塊，包括與交流電源連接的電源輸入端和與示波器連接的電流、電壓采樣端，還包括連接直流電源的負載輸入端，該負載輸入端與所述電源輸入端連接；在電源輸入端設置有一變壓器，該變壓器通過將所述交流電源降壓后輸出至所述電壓采樣端；在所述負載輸入端與所述電源輸入端之間的連接線上設置有一電阻，該電阻兩端的電流輸出至所述電流采樣端。

作為優選，所述電阻的電阻值為0.01Ω-0.1Ω；進一步的，所述電阻設置在所述連接線的零線上；更進一步的，所述電阻為純電阻。

作為優選，所述電源輸入端的電壓為80V-300V，電壓采樣端的電壓為2V-12V。

作為優選，還包括一個殼體，所述變壓器和電阻位于殼體內部，所述的電源輸入端、負載輸入端、電壓采樣端和電流采樣端位于殼體的外部。進一步的，所述的殼體為金屬殼體或塑料殼體。

從以上技術方案可知，本實用新型通過為示波器配備一個電壓采樣端和一個電流采樣端，對各種直流恒壓恒流電源或開關電源進行電壓、電流特性動態測試，電壓采樣環節為隔離低壓測量，示波器長時間掛機安全性好、電流采樣環節因為采樣電阻功率很高，電阻值非常小，對電源空載與加載運行測試沒有任何影響，示波器介入的負載效應也很微弱，可以適應示波器對任何電流變化幅度的全波測試；同時電壓采樣端和電流采樣端可以引出幾十米以上的導線，供示波器采用中遠距離測量工作模式而且測試顯示效果不受影響，電壓電流波形采樣模塊的應用為示波器測量技術提供了更加完善、合理的測量手段。

附圖說明

圖1是本實用新型的電路結構示意圖；

圖2是本實用新型采樣模塊的實際應用示意圖。