一种基于电压比较电路的多功能功率测试仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种功率测试仪，具体是指一种基于电压比较电路的多功能功率测试仪。
【背景技术】
[0002]目前功率测试仪已被广泛应用于工业设备的在线检测和维修。然而，传统的功率测试仪功能较为单一，仅限于对设备的功率进行检测，而对设备的运行电压和电流等关键工作参数信息则不能检测，因此无法全面的反映设备的运行情况。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有的功率测试仪功能单一的缺陷，提供一种基于电压比较电路的多功能功率测试仪。
[0004]本发明的目的通过下述技术方案实现:一种基于电压比较电路的多功能功率测试仪，主要由单片机，电压传感器，电流传感器，分别与单片机相连接的信号转换模块、相位检测电路以及显示器，分别与信号转换模块相连接的电压采样保持电路和电流采样保持电路，以及分别与相位检测电路相连接的电流比较电路和电压比较电路组成;所述电压传感器串接在电压采样保持电路和电压比较电路之间；电流传感器则串接在电流采样保持电路和电流比较电路之间；所述电压比较电路由比较芯片U3，三极管VT3，三极管VT4，一端与比较芯片U3的CSN管脚相连接、另一端则与电压传感器相连接的电阻R15，串接在比较芯片U3的CSN管脚和VSS管脚之间的电阻R18，正极与比较芯片U3的CSN管脚相连接、负极则与三极管VT3的集电极相连接的电容C6，一端与三极管VT3的发射极相连接、另一端接地的电阻R16，串接在三极管VT3的基极和比较芯片U3的D頂管脚之间的电阻R17，正极与比较芯片U3的VIN管脚相连接、负极接地的电容C7，N极与电容C7的负极相连接、P极则与三极管VT4的发射极相连接的二极管D7，正极经电容C8后与比较芯片U3的DRV管脚相连接、负极则与相位检测电路相连接的电容C9，与电容C9相并联的电阻R19，以及N极与电容C9的正极相连接、P极接地的稳压二极管D8组成;所述比较芯片U3的VIN管脚与三极管VT4的基极相连接，其VCC管脚则与电容C9的正极相连接;所述三极管VT4的集电极则与三极管VT3的基极相连接。
[0005]进一步的，所述相位检测电路由电流输入电路，电压输入电路，同时与电流输入电路和电压输入电路相连接的耦合电路，以及与耦合电路相连接的相位处理电路组成。
[0006]所述电流输入电路由放大器Pl，串接在放大器Pl的正极和输出端之间的电阻R3，P极与放大器Pl的正极相连接、N极则与放大器Pl的负极相连接的二极管D2，N极与放大器Pl的正极相连接、P极则与放大器Pl的负极相连接的同时接地的二极管Dl，一端与放大器Pl的正极相连接、另一端则与电流比较电路相连接的电阻Rl，以及正极与放大器Pl的输出端相连接、负极则与耦合电路相连接的电容Cl组成。
[0007]所述电压输入电路由放大器P2，串接在放大器P2的正极和输出端之间的电阻R4，P极与放大器P2的正极相连接、N极则与放大器P2的负极相连接的二极管D4，N极与放大器P2的正极相连接、P极则与放大器P2的负极相连接的同时接地的二极管D3，一端与放大器P2的正极相连接、另一端则与电容C9的负极相连接的电阻R2，以及正极与放大器P2的输出端相连接、负极则与耦合电路相连接的电容C2组成。
[0008]所述耦合电路由耦合芯片Ul，三极管VTl，电容C3，N极与三极管VTl的发射极相连接、P极则经电阻R5后与电容C3的正极相连接的二极管D5，串接在电容C3的负极和耦合芯片Ul的VDD管脚之间的电阻R7，一端与耦合芯片Ul的CS管脚相连接、另一端则与电容C2的负极相连接的电阻R6，串接在三极管VTl的基极和发射极之间的电阻R8，以及串接在三极管VTl的发射极和耦合芯片Ul的FB管脚之间的电阻RlO组成;所述耦合芯片Ul的BD管脚与三极管VTl的基极相连接，其GND管脚则与电容C3的负极相连接的同时接地，其FB管脚则与相位处理电路相连接，其SW管脚则与三极管VTl的集电极相连接;所述三极管VTl的发射极则同时与电容Cl的负极和相位处理电路相连接。
[0009]所述相位处理电路由处理芯片U2，三极管VT2，正极经电阻R9后与处理芯片U2的RD管脚相连接、负极接地的电容C4，N极经电阻Rl 2后与处理芯片U2的VDD管脚相连接、P极则与处理芯片U2的B管脚相连接的二极管D6，串接在电容C4的负极和处理芯片U2的VSS管脚之间的电阻Rll，串接在处理芯片U2的VDD管脚和CX管脚之间的电阻R13，正极与处理芯片U2的Q管脚相连接、负极则与三极管VT2的发射极相连接的电容C5，以及一端与三极管VT2的集电极相连接、另一端则与处理芯片U2的Q管脚共同形成该相位处理电路的输出端的电阻R14组成;所述处理芯片U2的VDD管脚与三极管VTl的发射极相连接，其CX管脚则与电容C5的正极相连接，其A管脚则与三极管VT2的基极相连接，其RX管脚与三极管VT2的集电极相连接，其VSS管脚接地，其B管脚则与耦合芯片Ul的FB管脚相连接;所述相位处理电路的输出端与单片机相连接。
[0010]为了达到更好的实施效果，所述耦合芯片Ul为ACT364US-T集成芯片，处理芯片U2则为⑶4528集成芯片，所述比较芯片U3为QX5241集成芯片。
[0011]本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0012](I)本发明可以同时测试设备的电压、电流以及功率参数信号，使测试人员可以更加全面的了解设备的运行情况。
[0013](2)本发明对电压、电流以及功率参数的测试很精度高，避免测试人员对设备运行情况产生误判。
[0014](3)本发明的电压比较电路可以把电压传感器采集到的电压信号转换为相应的方波信号，其转换效率高，从而提高了本发明的测试效率。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的整体结构框图。
[0016]图2为本发明的相位检测电路的结构图。
[0017]图3为本发明的电压比较电路的结构图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。
[0019]实施例
[0020]如图1所示，本发明的基于电压比较电路的多功能功率测试仪，主要由单片机，电压传感器，电流传感器，分别与单片机相连接的信号转换模块、相位检测电路以及显示器，分别与信号转换模块相连接的电压采样保持电路和电流采样保持电路，以及分别与相位检测电路相连接的电流比较电路和电压比较电路组成;所述电压传感器串接在电压采样保持电路和电压比较电路之间；电流传感器则串接在电流采样保持电路和电流比较电路之间。
[0021]其中，单片机作为本发明的处理中心，其优先采用AT89C51型单片机来实现。信号转换模块则用于把采集到的电压和电流模拟信号转换为电信号，其优选为ADC0809型A/D转换芯片，该ADC0809型A/D转换芯片的ALE管脚与AT89C51型单片机的PSEN管脚相连接。电压传感器用于采集设备的电压信号，其优先选用北京森社电子有限公司生产的CHV-25P型电压传感器。电流传感器用于采集设备的电流信号，其优先选用北京森社电子有限公司生产的CHB-100S型电流传感器。电压采样保持电路的输出端与ADC0809型A/D转换芯片的EOC管脚相连接，其可以使经过其内部的电压模拟信号保持不变。电流采样保持电路的输出端则与ADC0809型A/D转换芯片的OE管脚相连接，其可以使经过其内部的电流模拟信号保持不变。电流比较电路可以把电流传感器采集到的电流信号转换为相应的方波信号。电压比较电路则可以把电压传感器采集到的电压信号转换为相应的方波信号。该相位检测电路则用于对电流比较电路和电压比较电路所输送的方波信号进行处理，从而得到一组互补的相位信号输送经单片机。显示器则用于显示设备的实时工作电压、电流以及输出功率的参数值。该电压采样保持电路，电流采样保持电路以及电流比较电路均采用现有的技术即可实现。
[0022]为了更好的对电流比较电路和电压比较电路所输送的方波信号进行处理，如图2所示，该相位检测电路由电流输入电路，电压输入电路，同时与电流输入电路和电压输入电路相连接的耦合电路，以及与耦合电路相连接的相位处理电路组成。
[0023]其中，所述电流输入电路用于接收电流比较电路输出的方波信号，其由放大器Pl，电阻Rl，电阻R3，二极管Dl，二极管D2以及电容Cl组成。连接时，电阻R3串接在放大器Pl的正极和输出端之间。二极管D2的P极与放大器Pl的正极相连接、其N极则与放大器Pl的负极相连接。二极管Dl的N极与放大器Pl的正极相连接、其P极则与放大器Pl的负极相连接的同时接地。电阻Rl的一端与放大器Pl的正极相连接、其另一端则与电流比较电路相连接。电容Cl的正极与放大器Pl的输出端相连接、其负极则与耦合电路相连接。
[0024]所述电压输入电路则用于接收电压比较电路输出的方波信号，其由放大器P2，串接在放大器P2的正极和输出端之间的电阻R4，P极与放大器P2的正极相连接、N极则与放大器P2的负极相连接的二极管D4，N极与放大器P2的正极相连接、P极则与放大器P2的负极相连接的同时接地的二极管D3，一端与放大器P2的正极相连接、另一端则与电压比较电路的输出端相连接的电阻R2，以及正极与放大器P2的输出端相连接、负极则与耦合电路相连接的电容C2组成。
[0025]所述耦合电路用于对电流输入电路和电压输入电路所输送进来的方波信号进行耦合，其由耦合芯片Ul，三极管VTl，电容C3，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻RlO，以及二极管D5组成。
[0026]其中，耦合芯片Ul，三极管VTl以及电阻R8组成一级耦合放大电路，该一级耦合放大电路的具体结构为:电阻R8串接在三极管VTl的基极和发射极之间。耦合芯片Ul的BD管脚与三极管VTl的基极相连接，其SW管脚则与三极管VTl的集电极相连接。同时，二极管D5的N极与三极管VTl的发射极相连接、其P极则经电阻R5后与电容C3的正极相连接。电阻R7串接在电容C3的负极和耦合芯片Ul的VDD管脚之间。电阻R6的一端与耦合芯片Ul的CS管脚相连接、其另一端则与电容C2的负极相连接。电阻Rl O则串接在三极管VTI的发射极和耦合芯片Ul的FB管脚之间。所述的耦合芯片Ul的GND管脚与电容C3的负极相连接的同时接地，其FB管脚则与相位处理电路相连接。所述三极管VTl的发射极则同时与电容Cl的负极和相位处理电路相连接。
[0027]该二极管D5，电阻R5，电阻R6，电容C3以及电阻R7组成识别电路，该识别电路可以识别出电流比较电路所输出的方波信号和电压比较电路所输出的方波信号。经过识别后的方波信号输入到一级親合放大电路进行親合放大处理，经親合放大处