汽车低压用电器叠加交流电压试验测试仪的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种汽车低压用电器叠加交流电压试验测试仪，包括信号发生器、直流稳压电源电路、信号叠加电路和驱动电路；直流稳压电源电路分别与信号叠加电路和驱动电路连接；信号叠加电路与信号发生器连接；驱动电路包括运放U1、功率管Q1和电阻R4，运放U1的正电源端和功率管Q1的漏极分别与直流稳压电源电路连接，运放U1的同相输入端与信号叠加电路连接，运放U1的输出端与功率管Q1的栅极连接，功率管Q1的源极经电阻R4接地，功率管Q1的源极和电阻R4的连接点与运放U1的反相输入端连接，运放U1的负电源端接地。本发明具备ISO-16750标准对汽车低压用电器叠加交流电压试验的功能，且简单实用，成本低。
【专利说明】汽车低压用电器叠加交流电压试验测试仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车测试技术，具体涉及一种汽车低压用电器叠加交流电压试验测试仪。
【背景技术】
[0002]目前汽车低压用电器测试标准基本是参考《IS0-16750Roadvehicles-EnvironmentalconditionsandtestingforeIectricalandeIectronicequipment〉〉(以下简称 ISO-16750标准)进行验证的，在该标准《Part2-EleCtriCalLoadS》中，要求对车用低压用电器进行叠加交流电压试验，以检验其供电电压中残留交流电压时的功能状态，而目前国内多数检测机构尚无相应的测试仪器，或者检测仪器造价昂贵，试验成本较高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种汽车低压用电器叠加交流电压试验测试仪，它具备IS0-16750标准对汽车低压用电器叠加交流电压试验的功能，并且简单实用，成本低。
[0004]本发明所述的汽车低压用电器叠加交流电压试验测试仪，包括信号发生器、直流稳压电源电路、信号叠加电路和驱动电路；
[0005]所述信号发生器用于产生正弦交流信号；
[0006]所述直流稳压电源电路分别与信号叠加电路和驱动电路连接，为所述正弦交流信号提供直流偏置电压，同时为驱动电路提供电压；
[0007]所述信号叠加电路与信号发生器连接，用于将所述正弦交流信号和直流偏置电压进行置加；
[0008]所述驱动电路包括运放Ul、功率管Ql和电阻R4，运放Ul的正电源端和功率管Ql的漏极分别与直流稳压电源电路连接，运放Ul的同相输入端与信号叠加电路连接，运放Ul的输出端与功率管Ql的栅极连接，功率管Ql的源极经电阻R4接地，功率管Ql的源极和电阻R4的连接点与运放Ul的反相输入端连接，运放Ul的负电源端接地。
[0009]所述信号叠加电路包括电容Cl和电阻Rl，电容Cl的一端与信号发生器连接，电容Cl的另一端经电阻Rl与所述直流稳压电源电路连接，且电容Cl和电阻Rl的连接点与运放Ul的同相输入端连接。
[0010]所述直流稳压电源电路包括直流稳压电源、可调电阻RVl和电阻R2，所述直流稳压电源依次经可调电阻RVl、电阻R2接地，可调电阻RVl和电阻R2的连接点与信号叠加电路连接。
[0011]所述驱动电路还包括二极管D2、保险管FS和电阻R3，二极管D2的正极与直流稳压电源连接，二极管D2的负极经保险管FS与功率管Ql的漏极连接，且二极管D2的负极和保险管FS的连接点与运放Ul的正电源端连接，所述电阻R3的一端与运放Ul的输出端连接，电阻R3的另一端与功率管Ql的栅极连接。
[0012]所述运放Ul的型号为UA741，功率管Ql的型号为IRF540。[0013]所述功率管Ql固定在散热片上，且通过风扇进行散热。
[0014]所述信号发生器采用泰克AFG3011，正弦交流信号幅值设置为2V，频率范围为50 ~20000Hz.
[0015]本发明所述的汽车低压用电器叠加交流电压试验测试仪具备以下功能:
[0016](1)直流输出电压范围不小于6V~18V ;
[0017](2)叠加正弦交流电压峰峰值不小于2V，频率范围50Hz~20000Hz，对数扫描方式；
[0018](3)输出内阻在50mΩ~100mΩ内；
[0019](4)负载能力大于5Α。
[0020]综上所述，本发明具备IS0-16750标准对汽车低压用电器叠加交流电压试验的功能，并且该测试仪简单实用，而且成本较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本发明所述的汽车低压用电器叠加交流电压试验测试仪的电路图。
【具体实施方式】
[0022]现结合附图对本发明作进一步详细说明:
[0023]如图1所示的汽车低压用电器叠加交流电压试验测试仪，包括信号发生器1、直流稳压电源电路、信号叠加电路2和驱动电路4。
[0024]所述信号发生器I用于产生正弦交流信号，其幅值及频率在IS0-16750标准要求范围内连续可调，并能以对数扫描方式输出；本实施例中信号发生器采用泰克AFG3011，交流信号幅值设置为2V，频率范围为50Hz~20000Hz。
[0025]所述直流稳压电源电路包括直流稳压电源3、可调电阻RVl和电阻R2，直流稳压电源依次经可调电阻RV1、电阻R2接地，可调电阻RVl和电阻R2的连接点与信号叠加电路连接，直流稳压电源3经过可调电阻RVl分压后，为所述正弦交流信号提供直流偏置电压，其中，直流稳压电源3的输出电压设置为30V，可调电阻RVl的阻值为Ik Ω，电阻R2的阻值为100 Ω，直流稳压电源3输出的电压经可调电阻RVl分压后的直流偏置电压范围为2.7V~30V，满足直流输出电压范围不小于6V~18V的功能要求。
[0026]所述信号叠加电路2包括电容Cl和电阻Rl,电容Cl的一端与信号发生器I连接，电容Cl的另一端经电阻Rl与可调电阻RVl和电阻R2的连接点连接，用于将所述正弦交流信号和直流偏置电压进行叠加；所述电容Cl和电阻Rl的连接点与驱动电路4连接。电容Cl起到隔直作用，同时与电阻Rl构成RC高通滤波器。本实施例中的电容Cl为Iuf瓷片电容，电阻Rl的阻值为IOkQ，根据RC电路截止频率计算公式:
[0027]fL=l/(2 31 R1C1) ^ 16HZ
[0028]叠加的交流电压信号频率起始值为50Hz，经RC高通滤波器后，交流电压信号幅值最大衰减率为i/、/i十(16/50)2 * 0.95，即约为0.1V，IS0-16750标准对电压误差要求为±0.2V，因此交流电压信号因幅值衰减引起的误差满足要求。
[0029]所述驱动电路包括运放(即:运算放大器)U1、功率管Q1、电阻R4、二极管D2、保险管FS和电阻R3，其中，运放Ul的型号为UA741。运放Ul的正电源端(即7脚)与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极与直流稳压电源3连接，直流稳压电源3为运放Ul提供电压，二极管D2的负极还经保险管FS与功率管Ql的漏极连接，直流稳压电源3为功率管Ql提供电压，二极管D2起反接保护作用，运放Ul的同相输入端卿3脚)与信号叠加电路2中的电容Cl和电阻Rl的连接点连接，正弦交流信号和直流偏置电压经叠加后输入到运放Ul的同相输入端，运放Ul的输出端(即6脚)经电阻R3与功率管Ql的栅极连接，通过调节功率管Ql的栅极电压来功率管Ql的输出电压，功率管Ql的源极经电阻R4接地，且功率管Ql的源极和电阻R4的连接点与运放Ul的反相输入端(即2脚)连接，电阻R4将功率管Ql的输出电压实时反馈给运放Ul的反相输入端，从而形成闭环控制，运放Ul的负电源端(即4脚)接地。根据运放Ul的虚短特性，为保持运放Ul的反相输入端的电压与其同相输入端的电压相等，运放Ul实时调整功率管Ql的栅极电压，从而控制功率管Ql的输出电压(即运放Ul的反相输入端的电压保持与同相输入端的电压一致)，实现了叠加交流电压信号的驱动能力。
[0030]本实施例中所述功率管Ql的型号为IRF540，其DS端最大电压100V，导通内阻约为50?77m Ω，满足测试仪输出内阻在50?120m Ω内的功能要求，最大负载电流为30A，为保证功率管Ql工作可靠，要求负载电流不超过5A，保险管FS用于限制负载电流，以避免电流过大烧毁功率管Q1，同时为保证功率管Ql的良好散热，将功率管Ql固定在散热片上，并使用风扇进行散热。功率管Ql的栅-源极导通电压为4V，为使功率管Ql输出电压最大值达到19V (直流偏置最大电压经叠加交流后最大值为19V)，运放Ul的输出端最大电压应不低于23V，即所选运放Ul工作电压应大于23V，所以在本实施例中运放Ul使用UA741，其单电源供电电压最大为44V，即直流稳压电源3的输出电压应设置在23V?44V范围内，所以在本实施例中将直流稳压电源3的输出电压设置为30V。
【权利要求】
1.一种汽车低压用电器叠加交流电压试验测试仪，其特征在于:包括信号发生器(I)、直流稳压电源电路、信号叠加电路(2 )和驱动电路(4 ); 所述信号发生器(I)用于产生正弦交流信号； 所述直流稳压电源电路分别与信号叠加电路(2)和驱动电路(4)连接，为所述正弦交流信号提供直流偏置电压，同时为驱动电路(4)提供电压； 所述信号叠加电路(2)与信号发生器(I)连接，用于将所述正弦交流信号和直流偏置电压进行置加； 所述驱动电路(4)包括运放U1、功率管Ql和电阻R4，运放Ul的正电源端和功率管Ql的漏极分别与直流稳压电源电路连接，运放Ul的同相输入端与信号叠加电路(2)连接，运放Ul的输出端与功率管Ql的栅极连接，功率管Ql的源极经电阻R4接地，功率管Ql的源极和电阻R4的连接点与运放Ul的反相输入端连接，运放Ul的负电源端接地。
2.根据权利要求1所述的汽车低压用电器叠加交流电压试验测试仪，其特征在于:所述信号叠加电路(2)包括电容Cl和电阻Rl，电容Cl的一端与信号发生器(I)连接，电容Cl的另一端经电阻Rl与所述直流稳压电源电路连接，且电容Cl和电阻Rl的连接点与运放Ul的同相输入端连接。
3.根据权利要求1所述的汽车低压用电器叠加交流电压试验测试仪，其特征在于:所述直流稳压电源电路包括直流稳压电源(3)、可调电阻RVl和电阻R2，所述直流稳压电源(3)依次经可调电阻RVl、电阻R2接地，可调电阻RVl和电阻R2的连接点与信号叠加电路(2)连接。
4.根据权利要求3所述的汽车低压用电器叠加交流电压试验测试仪，其特征在于:所述驱动电路(4)还包括二极管D2、保险管FS和电阻R3，二极管D2的正极与直流稳压电源(3)连接，二极管D2的负极经保险管FS与功率管Ql的漏极连接，且二极管D2的负极和保险管FS的连接点与运放Ul的正电源端连接，所述电阻R3的一端与运放Ul的输出端连接，电阻R3的另一端与功率管Ql的栅极连接。
5.根据权利要求1至4任一所述的汽车低压用电器叠加交流电压试验测试仪，其特征在于:所述运放Ul的型号为UA741，功率管Ql的型号为IRF540。
6.根据权利要求1至4任一所述的汽车低压用电器叠加交流电压试验测试仪，其特征在于:所述功率管Ql固定在散热片上，且通过风扇进行散热。
7.根据权利要求1至4任一所述的汽车低压用电器叠加交流电压试验测试仪，其特征在于:所述信号发生器(I)采用泰克AFG3011，正弦交流信号幅值设置为2V，频率范围为50 ?20000Hz ο
【文档编号】G01R31/00GK103792452SQ201410043669
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2014年1月29日
【发明者】李海洋, 金维, 蒲江, 韩婧, 黄清秀 申请人:重庆长安汽车股份有限公司, 重庆长安新能源汽车有限公司