[實(shí)用新型]一種高精度的電源內(nèi)阻調(diào)節(jié)電路

有效

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• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN206671396U
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐新剛;汪萬偉;馬中才
• 申請（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州鼎華電子有限公司
• 主分類號: G01R15/12
• 分類號: G01R15/12
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11467
• 代理人: 衛(wèi)麟

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及直流電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電源內(nèi)阻調(diào)節(jié)電路。

背景技術(shù)

電源模擬內(nèi)阻的方法有幾種：一種是串聯(lián)電阻法，另一種是電子控制法。串聯(lián)電阻法，在具有恒壓輸出特性(內(nèi)阻值可忽略為0)的電源輸出端串聯(lián)一個毫歐級電阻，等同于電源內(nèi)阻，再對外輸出負(fù)載。這種內(nèi)阻實(shí)現(xiàn)方式簡單，但存在以下幾點(diǎn)不足：

1.電路固定，無法根據(jù)需要實(shí)時改變內(nèi)阻值。

2.當(dāng)輸出電流非常大時(例如在汽車起動機(jī)測試時，輸出電流可達(dá)到2000至3000A)，此時對輸出串聯(lián)的毫歐級電阻性能要求相當(dāng)高，很難選取到合適的電阻，且，此時變換電阻也會更加困難。

3.大電流通過電阻時，電阻發(fā)熱功耗大，其阻值容易發(fā)生變化，電氣連接點(diǎn)更容易氧化，使得電路使用過程中，接觸點(diǎn)電阻大幅增加，甚至電阻遠(yuǎn)高于電路串聯(lián)模擬內(nèi)阻的阻值。這種情況下，由于內(nèi)阻阻值不確定，因此難以達(dá)到模擬測試的精度要求

針對串聯(lián)電阻法內(nèi)阻調(diào)節(jié)不便、可控性差、阻值不準(zhǔn)確等缺陷，目前的電源內(nèi)阻通常通過電子控制法實(shí)現(xiàn)。該方法一般將電源的內(nèi)阻設(shè)定為多位數(shù)字波碼盤，多采用通過輸出電流值間接設(shè)定電源內(nèi)阻的方式。即，設(shè)定輸出電流值，再通過電路運(yùn)算或若干提前試驗(yàn)，得到對應(yīng)的電源內(nèi)阻值。但這種內(nèi)阻設(shè)定方式仍然存在阻值設(shè)定不夠連續(xù)、不直觀、不方便、不夠準(zhǔn)確的缺點(diǎn)。這種方式同樣也不便于通過計算機(jī)、單片機(jī)等設(shè)備進(jìn)行輸出信號控制，也不便對電源工作情況進(jìn)行直觀顯示。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種高精度的電源內(nèi)阻調(diào)節(jié)電路，通過對電源輸出回路電流進(jìn)行采樣，根據(jù)電源輸出電流和電源模擬內(nèi)阻的大小，按照電源內(nèi)阻特性曲線輸出電壓信號，由此電壓信號控制后續(xù)的電壓調(diào)節(jié)單元，達(dá)到動態(tài)、精確調(diào)節(jié)電源內(nèi)阻的效果。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的電源內(nèi)阻調(diào)節(jié)電路，包括電流采樣單元、比例放大器、內(nèi)阻給定基準(zhǔn)單元、單片機(jī)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、電壓調(diào)節(jié)單元；

其中，所述電流采樣單元作為所述電源內(nèi)阻調(diào)節(jié)電路的輸入端，所述電流采樣單元的輸出端與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓輸入端連接；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號輸入端連接所述單片機(jī)的串口輸出端；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬信號輸出端連接所述比例放大器的輸入端；所述單片機(jī)的輸入端連接所述內(nèi)阻給定基準(zhǔn)單元的輸出端；所述比例放大器的輸出端，連接所述電壓調(diào)節(jié)單元的控制端，作為所述電源內(nèi)阻調(diào)節(jié)電路的輸出端。

這里，電源輸出回路的電流采樣信號經(jīng)電流采樣單元采集后輸出分壓信號，以該分壓信號作為數(shù)模轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓，內(nèi)阻給定基準(zhǔn)單元給定的電壓信號經(jīng)單片機(jī)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后作為上述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入信號，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器通過比例放大器將其輸出的模擬信號放大后去控制電壓調(diào)節(jié)單元，以此達(dá)到調(diào)整電源輸出電壓的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電源內(nèi)阻調(diào)節(jié)的功能。

進(jìn)一步的，上述電源內(nèi)阻調(diào)節(jié)電路中，所述電流采樣單元為連接有可調(diào)分壓電阻的電壓跟隨器。所述可調(diào)分壓電阻串聯(lián)于所述電源內(nèi)阻調(diào)節(jié)電路的輸入端與地之間，所述可調(diào)分壓電阻的分壓端連接所述電壓跟隨器的同相端；所述電壓跟隨器的反相端連接所述電壓跟隨器的輸出端，形成反饋環(huán)路。

這里的可調(diào)電阻WR1，用于調(diào)節(jié)所電壓述跟隨器在靜態(tài)時的輸出電壓，保證所述電壓跟隨器靜態(tài)輸出電壓為零。同時，上述電流采樣單元中，電阻R2、R3對電壓跟隨器輸出的電壓信號進(jìn)行分壓，此分壓信號作為數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電壓基準(zhǔn)。

進(jìn)一步，上述電源內(nèi)阻調(diào)節(jié)電路中，所述單片機(jī)的串口輸出端的外圍電路還接有電容C2、C3、C4、C5，作為單片機(jī)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連串口的抗干擾電容。

所述單片機(jī)還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端作為所述單片機(jī)的輸入端，連接所述內(nèi)阻給定基準(zhǔn)單元的輸出端；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端作為所述單片機(jī)的串口輸出端，連接所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號輸入端。具體而言，所述單片機(jī)可選擇HT46R066。

進(jìn)一步，上述電源內(nèi)阻調(diào)節(jié)電路中，所述比例放大器由運(yùn)放和相應(yīng)的外圍電路組成：所述運(yùn)放的同相端連接所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬信號輸出端；所述運(yùn)放的反相端與所述運(yùn)放的輸出端之間串聯(lián)有可調(diào)電阻，形成反相比例放大反饋環(huán)路；所述運(yùn)放的輸出端還串聯(lián)有電阻。外圍電路中，電阻R4、電阻R5、可調(diào)電阻WR3為比例放大器的負(fù)反饋電阻，其中可調(diào)電阻WR3對放大倍數(shù)進(jìn)行微調(diào)。

其中，所述上述電源內(nèi)阻調(diào)節(jié)電路中，比例放大器的輸出端和電壓調(diào)節(jié)單元之間還串有電阻R8，以避免前后兩個控制單元相互影響。

本實(shí)用新型和現(xiàn)有方案相比具有如下技術(shù)效果：