[發明專利]一種輔助開關節點電阻測試系統用供電電路設計方法

在審

• 申請號: 202110157035.6
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112994144A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 王柳;劉敏;吉雪龍;陳潔;肖越;張永飛
• 申請（專利權）人: 江蘇省如高高壓電器有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;G01R27/02
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

1.一種輔助開關節點電阻測試系統用供電電路設計方法，其特征在于：測試系統包括測量回路、濾波器、模數轉換芯片ADS1255、SPI接口、主控芯片、USB模塊、上位機PC，在進行測量時，待測電阻接入測量回路后，測量回路的輸出電壓經過濾波器的濾波電路后被模數轉換芯片ADS1255放大、采樣和轉換，得到可供讀取和處理的輸出電壓的數字值，在通過SPI接口把數據傳輸給主控芯片，主控芯片把收集到的數據進一步處理，進行軟件濾波和計算，通過輸出電壓和電阻的關系得到待測電阻的阻值，主控芯片通過USB模塊與上位機PC建立連接，將最終數據呈現給用戶，整個測試系統的供電分為模擬電源和數字電源兩部分；

供電電路設計方法包括下述步驟：

S1 模擬電源的轉換與穩壓：

模擬電源的供電劃分，模擬電源給兩個部分供電，一是測試回路，二是模數轉換芯片ADS1255的AVDD引腳，根據供電要求設計兩路模擬供電：

第一路供電是模數轉換芯片ADS1255的AVDD引腳的專用供電，由電容C16、電容C17、電容C18和穩壓芯片VR2組成，穩壓芯片VR2的電源輸入端VBAT直接來自電池電源信號，電壓值根據電池容量的大小從6.9V到8.1V之間變動，電池接入到穩壓芯片VR2的Vin引腳，同時在穩壓芯片VR2的Vin側對模擬地AGND接10uF的C16電容進行輸入端濾波，根據穩壓芯片VR2的特性，Vout端輸出的電壓將穩定在4.75V到5.25V之間，通常為5.0V，緊跟著連接了10uF的電容C17和100nF的電容C18對模擬地，進一步對輸出的模擬5v電壓濾波，保證其給模數轉換芯片ADS1255供電的穩定性；

第二路供電是測試回路的專用供電，由電容C25、電容C26、電容C27和穩壓芯片VR4組成，穩壓芯片VR4的輸入端Vin同樣接入電池，不同的是，由于測試回路對供電的噪聲敏感，要求紋波盡可能低，穩壓芯片VR4的輸入端對模擬地的濾波電容C25換為10uF的鉭電容，穩壓芯片VR4的輸出端Vout可以得到典型值為6V的模擬電源，同時在穩壓芯片VR4的輸出側用一個10uF的鉭電容C25和100nf的電容C27對模擬地濾波以確保6V模擬電源的穩定性；

S2 數字電源的轉換與穩壓：

除了測試回路和模數轉換芯片ADS1255的AVDD引腳的供電，測試系統其它部分的供電均由數字電源提供，數字電源部分對供電質量的要求并不高，并且由于數字電路中信號頻率較高，數字電源難免有高頻噪聲產生，為了做到絕對的模擬數字電源隔離以避免數字信號對模擬信號的干擾，這部分電源從USB部分引出；

數字電源由數字總開關K1、USB1、穩壓芯片VR1、電容C7、電容C8和電容C9組成，USB模塊的mini-USB接口USB1通過線纜與PC上位機USB-A接口連接，USB1的引腳1-VCC即可得到最大5V的電壓，通常在4.8V以上，引出后先和數字總開關K1相接以確保數字信號部分可以通過數字總開關K1斷電，從USB1的引腳1VCC得到的5V信號直接輸入穩壓芯片VR1的Vin引腳，同樣的在此輸入端對數字地通過100nF的電容C7濾波，這樣在穩壓芯片VR1的Vout端就可以得到可供主控芯片使用的3.3V數字電源，穩壓芯片VR1的輸出端Vout對地接100nF的電容C8和10uF的電容C9濾波來保證電源質量。

2.根據權利要求1所述的輔助開關節點電阻測試系統用供電電路設計方法，其特征在于：所述測試系統還配備有J-Link調試模塊，上位機PC與主控芯片之間通過J-Link調試模塊建立連接，實現程序的升級和在線調試，J-Link調試模塊也由數字電源供電。

3.根據權利要求1所述的輔助開關節點電阻測試系統用供電電路設計方法，其特征在于：所述步驟S1中，模擬電源的供電要求為：根據國標對于測試1級和2級輔助觸點電阻的測試要求，測試回路需要6v的直流電源；根據模數轉換芯片ADS1255的datasheet中的要求，AVDD引腳需要3.3V~5V的供電。

4.根據權利要求1所述的輔助開關節點電阻測試系統用供電電路設計方法，其特征在于：所述步驟S2中，數字電源的供電要求為：主控芯片需要3.3V電源，J-Link測試模塊需要3.3V電源，模數轉換芯片ADS1255的DVDD引腳需要3.3~5V的供電，以及其它的必要的外圍指示電路也需要3.3~5V的電源。