一种电池模拟及检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种电池模拟及检测装置，其包括电源电路，产生对外部被测试电路的电压输出以及对内部电路供电的电压输出；DAC变换器，将主控MCU的输出变换成分别供应给电压跟随器、限流控制电路以及恒流/恒压控制电路的三路电压；电压跟随电路，将DAC变换器供给的电压进行跟随放大并输出至被测试电路；电流采样电路，获取电压跟随电路输出端的电压并反馈至主控MCU以及限流控制电路；限流控制电路，将DAC变换器供给的电压及电流采样电路反馈的电压生成对电压跟随器的输入端的调整电压；恒流/恒压控制电路，对电压跟随电路的输出端进行恒流/恒压控制；检测电路，采集电池模拟及检测装置输出端的电参数，反馈至主控MCU。

【技术实现步骤摘要】
一种电池模拟及检测装置
本技术涉及一种电池模拟及检测装置。
技术介绍
在电子产品测试过程中都需要一个稳压电源接入以供测试,特别是带有电池供电的产品,这类产品一般需要测试工作电流、静态电流以及充电电流；其中，测量工作电流一般是mA级至A的,而静态电流一般是uA级的,由于涉及不同的量程，如若用现有的万用表等仪器来测量的话，就需要断开当前的测试回路并进行换档，不仅操作繁琐，而且稍有不慎就可能损坏测量仪器。在测量充电电流时，一般需要接上实际的电池或电子负载来测量，也是甚为麻烦。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本技术提出一种电池模拟及检测装置，实现稳压电源及电子负载功能，其具体
技术实现思路
如下：一种电池模拟及检测装置，包括用于数据处理及输入输出控制的主控MCU，以及用于显示检测数值的显示屏，其还包括电源电路，用于产生对外部被测试电路的电压输出，以及对内部电路供电的电压输出；DAC变换器，用于将主控MCU的输出变换成三路电压，分别供应给电压跟随器、限流控制电路，以及恒流/恒压控制电路；电压跟随电路，用于将DAC变换器供给的电压进行跟随放大，并输出至被测试电路；电流采样电路，用于获取电压跟随电路输出端的电压，并反馈至主控MCU以及限流控制电路；限流控制电路，用于将DAC变换器供给的电压及电流采样电路反馈的电压生成对电压跟随器的输入端的调整电压；恒流/恒压控制电路，用于对电压跟随电路的输出端进行恒流/恒压控制；检测电路，用于采集电池模拟及检测装置输出端的电参数，反馈至主控MCU。于本技术的一个或多个实施例当中，所述电压跟随电路包括运算放大器U2A、三极管Q1、Q2和Q3，该运算放大器U2A的正相端连接DAC变换器的输出端，其负相端经电阻R10和电容C5接地，并经电容C6与运算放大器U2A的输出端连接，运算放大器U2A的输出端连接三极管Q3的基极，所述三极管Q3的集电极连接直流源，其发射极连接三极管Q2的基极；三极管Q2的集电极连接直流源，其发射极连接三极管Q1的基极；三极管Q1的集电极连接直流源，其发射极连接至电压跟随电路的输出端。于本技术的一个或多个实施例当中，所述电流采样电路包括电流采样芯片U1、采样电阻R1、运算放大器U2B、以及电容C1和C2，所述采样电阻R1串接于电压跟随电路的输出端线路上，其两端分别连接该电容C1和C2，所述电流采样芯片U1的输入端连接该采样电阻R1,其输出端连接至运算放大器U2B的正相端，该运算放大器的负相端由电阻R23接地，且其正相端与负相端之间接有电容C8，其负相端与输出端之间接有电阻R19；运算放大器U2B的输出端连接主控MCU以及限流控制电路的输出端。于本技术的一个或多个实施例当中，所述限流控制电路包括运算放大器U2C、二极管D1、分压电阻R30和R31，该分压电阻R30和R31串联接于DAC变换器输出端与地端之间，二者的连接点与运算放大器U2C的正相端连接，运算放大器U2C的负相端连接电流采样电路的输出端；运算放大器U2C的输出端经二极管D1连接至电压跟随器的输入端，且其输出端与二极管D1的阴极相连；运算放大器U2C的负相端与输出端之间连接有电阻R27，该电阻R27两端并接有电容C15。于本技术的一个或多个实施例当中，所述恒流/恒压控制电路包括运算放大器U3A、U3B、U3C和U3D，MOS管Q4，以及模拟电子开关U4；该运算放大器U3和U3D的输出端分别连接至模拟电子开关U4的输入端；电阻R33和R37串联接至DAC变换器的输出端与地端之间，且二者的连接点分别连接运算放大器U3A的正相端、运算放大器U3D的负相端；该运算放大器U3A的负相端连接至运算放大器U3B的输出端，电阻R41和R42串联接至运算放大器U3C的输出端与地端之间，二者的连接点与运算放大器U3D的正相端连接；该运算放大器U3C的正相端连接电压跟随电路的输出端，其负相端接地；该MOS管Q4与电阻R32和R38串联接于电压跟随电路的输出端与地端之间，其栅极经电阻R96和R97接地，且该电阻R96和R97的连接点与模拟电子开关U4的输出端连接；该运算放大器U3B的正相端与MOS管Q4的源极连接，其负相端连接偏置电压。于本技术的一个或多个实施例当中，所述电源电路包括将输入电压调整为+5V电压输出的稳压降压芯片U6和U10，将+5V电压调整为3.3V电压输出的稳压降压芯片U9，所述稳压降压芯片U6产生对外部被测试电路的电压输出，所述稳压降压芯片U9和U10产生对内部电路供电的电压输出。于本技术的一个或多个实施例当中，所述检测电路包括对应不同量程的若干检测支路，对该些检测支路进行切换的开关器件，以及连接各检测支路进行电参数采集的检测芯片U16，所述检测芯片的输出端连接至主控MCU。于本技术的一个或多个实施例当中，所述检测电路包括受控于主控MCU的继电器RY1和RY2，检测电阻R78、R82和R84，二极管D8、D9和D10；所述继电器RY1开关部的1脚由二极管D8接地，其2脚连接继电器RY2开关部的1脚，其3脚和6脚共内连接至检测电阻R84，其5脚连接继电器RY2开关部的4脚，其4脚连接至电池模拟及检测装置的输出端；所述继电器RY2开关部的2和5脚共同连接至检测电阻R78，其3脚和6脚共同连接至检测电阻R82；所述二极管D9和D10反向并联，所述二极管D9的阳极连接至继电器RY1开关部的4脚，其阴极与检测电阻R78、R82、R84共同连接至接地端；所述检测芯片U16的正采样端连接二极管D8的阴极，其负采样端连接上述接地端。于本技术的一个或多个实施例当中，所述检测支路与接地端之间设有通/断开关。于本技术的一个或多个实施例当中，所述主控MCU设有若干接口，其中包括用于连接散热扇的NTC/风扇接口，用于连接内部IO口扩展的IO扩展接口、用于连接信号收发器的BLE串口，用于与上位机连通的USB接口，用于连接蜂鸣器的蜂鸣器接口。本技术的有益效果是：通过电压跟随电路实现输出提供一个0到9V/2A的低纹波可调电源，稳压电源及电子负载功能，其检测电路根据实际电流从uA到A,无缝切换,且无需断开负载，根据设计其电流显示精度高,可达0.025uA，满足电子设备的工作电流、静态电流以及充电电流测试需求，并则显示屏实时显示，方便测试人员操作及读数；此外，还提供丰富的数据接口，如BLE串口、USB接口等，实现与上位系统的对接及数据传输。附图说明图1为本技术的原理框图。图2为DAC变换器电路原理图。图3为电压跟随电路、电流采样电路和限流控制电路原理图。图4为恒流/恒压控制电路原理图。图5为检测电路原理图。图6为电源电路原理图。图7为隔离电源电路原理图。具体实施方式如下结合附图1至7，对本申请方案作进一步描述：参见附图1，一种电池模拟及检测装置，包括用于数据处理及输入输出控制的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池模拟及检测装置，包括用于数据处理及输入输出控制的主控MCU，以及用于显示检测数值的显示屏，其特征在于：还包括/n电源电路，用于产生对外部被测试电路的电压输出，以及对内部电路供电的电压输出；/nDAC变换器，用于将主控MCU的输出变换成三路电压，分别供应给电压跟随器、限流控制电路，以及恒流/恒压控制电路；/n电压跟随电路，用于将DAC变换器供给的电压进行跟随放大，并输出至被测试电路；/n电流采样电路，用于获取电压跟随电路输出端的电压，并反馈至主控MCU以及限流控制电路；/n限流控制电路，用于将DAC变换器供给的电压及电流采样电路反馈的电压生成对电压跟随器的输入端的调整电压；/n恒流/恒压控制电路，用于对电压跟随电路的输出端进行恒流/恒压控制；/n检测电路，用于采集电池模拟及检测装置输出端的电参数，反馈至主控MCU。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池模拟及检测装置，包括用于数据处理及输入输出控制的主控MCU，以及用于显示检测数值的显示屏，其特征在于：还包括
电源电路，用于产生对外部被测试电路的电压输出，以及对内部电路供电的电压输出；
DAC变换器，用于将主控MCU的输出变换成三路电压，分别供应给电压跟随器、限流控制电路，以及恒流/恒压控制电路；
电压跟随电路，用于将DAC变换器供给的电压进行跟随放大，并输出至被测试电路；
电流采样电路，用于获取电压跟随电路输出端的电压，并反馈至主控MCU以及限流控制电路；
限流控制电路，用于将DAC变换器供给的电压及电流采样电路反馈的电压生成对电压跟随器的输入端的调整电压；
恒流/恒压控制电路，用于对电压跟随电路的输出端进行恒流/恒压控制；
检测电路，用于采集电池模拟及检测装置输出端的电参数，反馈至主控MCU。


2.根据权利要求1所述的电池模拟及检测装置，其特征在于：所述电压跟随电路包括运算放大器U2A、三极管Q1、Q2和Q3，该运算放大器U2A的正相端连接DAC变换器的输出端，其负相端经电阻R10和电容C5接地，并经电容C6与运算放大器U2A的输出端连接，运算放大器U2A的输出端连接三极管Q3的基极，所述三极管Q3的集电极连接直流源，其发射极连接三极管Q2的基极；三极管Q2的集电极连接直流源，其发射极连接三极管Q1的基极；三极管Q1的集电极连接直流源，其发射极连接至电压跟随电路的输出端。


3.根据权利要求1所述的电池模拟及检测装置，其特征在于：所述电流采样电路包括电流采样芯片U1、采样电阻R1、运算放大器U2B、以及电容C1和C2，所述采样电阻R1串接于电压跟随电路的输出端线路上，其两端分别连接该电容C1和C2，所述电流采样芯片U1的输入端连接该采样电阻R1,其输出端连接至运算放大器U2B的正相端，该运算放大器的负相端由电阻R23接地，且其正相端与负相端之间接有电容C8，其负相端与输出端之间接有电阻R19；运算放大器U2B的输出端连接主控MCU以及限流控制电路的输出端。


4.根据权利要求1所述的电池模拟及检测装置，其特征在于：所述限流控制电路包括运算放大器U2C、二极管D1、分压电阻R30和R31，该分压电阻R30和R31串联接于DAC变换器输出端与地端之间，二者的连接点与运算放大器U2C的正相端连接，运算放大器U2C的负相端连接电流采样电路的输出端；运算放大器U2C的输出端经二极管D1连接至电压跟随器的输入端，且其输出端与二极管D1的阴极相连；运算放大器U2C的负相端与输出端之间连接有电阻R27，该电阻R27两端并接有电容C15。


5.根据权利要求1所述的电池模拟及检测装置，其特征在于：所述恒流/恒压控制电路包括运算放大器U3A、U...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志敏，
申请(专利权)人：东莞哲诚信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44