专利名称：一种能实现电源和输入、输出信号三隔离的测试方法及电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电路检测技术领域，尤其是指一种能实现电源和输入、输出信号三隔 离的测试方法及电路。
背景技术：
传统的信号检测电路，一般都没有采取信号隔离措施，即输入采样信号直接和单 片机的I/O 口连接，这种方式虽然简单实用，但安全性较差。如输入信号超过单片机I/O 口 的额定值，则会造成芯片的损坏；尽管有的测试电路也采取了一些保护措施，如对输入信号 进行限幅箝位等，但不能完全解决安全性问题。工业生产现场往往条件恶劣，随时都会发生 各种意想不到的情况，因此如果测试电路用一种方法，能使输入信号、输出信号、工作电源 相互隔离，则能够从根本上解决长期困扰测试仪器的信号隔离难题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用了隔离运放模块的信号隔 离作用、以及霍尔电流传感器的信号隔离作用，并和其他元器件组合工作，从而实现了可靠 性更高、更安全的电源、信号输入/输出的三隔离。为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为一种能实现电源和输入、输出信 号三隔离的测试方法，首先将待测试的电路板安装在测试台上，启动电路给单片机发出启 动信号，电源适配器开始通电，直流信号隔离放大器模块电路输入端未检测到电压信号时， 则其信号输出端电压也为零；当检测到有电压信号时，则其输出端输出相等的或按一定比 例的电压信号，并送到单片机电路进行数据处理，同时，隔离运放模块、霍尔电流传感器模 块、单片机电路在第一电源电路、第二电源电路供电下正常工作，保证信号的安全隔离作 用，当测试板电源适配器通电后，发光二极管亮，第一继电器吸合，第二继电器断开，如单片 机电路检测到测试板负载电流值在正常范围内，表明无短路或过流现象，则第二继电器吸 合，继续做其他项目测试，如单片机电路检测到测试板负载电流值超出正常范围时，表明测 试板板有短路或过流故障，则第一继电器释放，单片机电路发出报警信号，同时，限流电阻 限流，防止电流短路损坏设备。完成上述所述方法的电路包括有电源适配器、直流信号隔离放大器模块电路、第 一电源电路、第二电源电路、第三电源电路、隔离运放模块、单片机、霍尔电流传感器模块， 其中，直流信号隔离放大器模块电路输入端与电源适配器相连接，输出端分别与第一电源 电路、单片机相连接，第一电源电路与隔离运放模块相连接，隔离运放模块输入、输出端分 别与霍尔电流传感器模块输出端、单片机输入端相连接，单片机与第二电源电路相连接并 输出控制信号，霍尔电流传感器模块输入端分别与测试板电源适配器、第三电源电路相连 接。所述的直流信号隔离放大器模块电路包括有直流信号隔离放大器模块、第六电阻，其中，直流信号隔离放大器模块的一、二脚接电源适配器输出端，且一脚接电源适配器 检测电压信号的正极，二脚接电源适配器检测信号电压的负极；直流信号隔离放大器模块 的四、五脚分别接第一电源电路的电源正、负极，直流信号隔离放大器模块的八、十一脚分 别为信号电压负、正极输出端，且八脚与第六电阻一端连接后再与单片机的Vss脚相连接， 十一脚与第六电阻另一端连接后与单片机I/O 口相连接，第二电源电路连接在单片机的Vdd 脚上。所述的霍尔电流传感器模块包括有霍尔电流传感器、第五电阻，其中，霍尔电流 传感器的七脚与第五电阻一端相连接，第五电阻另一端与第一继电器常开触点一端相连 接，第一继电器另一端测试板电源适配器正极相连，第二继电器与第五电阻并联，霍尔电流 传感器的八脚与测试板电源适配器输入端相连接，发光二极管和第四电阻串联后一端与测 试板电源适配器相连接，另一端与霍尔电流传感器输入端相连接，霍尔电流传感器的三、 一、二脚与第三电源电路的+12V、-12V、接地端相连接，且二脚还与隔离运放模块的信号输 入端二脚相连接，霍尔电流传感器的四脚与隔离运放模块的信号输入端一脚相连，隔离运 放模块的信号输出端十一脚与第十电阻的一端及单片机的I/O 口连接，隔离运放模块的信 号输出端八脚与第十电阻另一端及单片机的Vss脚连接。本发明在采用了上述方案后，利用直流信号隔离放大器模块、霍尔电流传感器模 块的全隔离特性而实现的。直流信号隔离放大器模块的特点是无需外接电位器等其他元 件，免零点和增益调节、响应速度快；信号采用磁电耦合隔离方式，成本低；电源、信号输入 /输出3000VDC三隔离；能实现输入信号电压或电流信号和输出信号电压或电流信号之间 的相互隔离、放大及转换。霍尔电流传感器可将较大的直流电流信号转换为较小的直流电 压信号，无需外接电位器等其他元件，免零点和增益调节，响应速度快，同时具有2000VAC 隔离电压，抗干扰能力强，提高了安全性和可靠性。
图1为本发明的控制原理图。图2为本发明的电路图。
具体实施例方式下面结合附图1和附图2对本发明作进一步说明，本发明的较佳实施例为本实 施例所述的能实现电源和输入、输出信号三隔离的测试电路包括有电源适配器CN14、直流 信号隔离放大器模块电路4、第一电源电路1、第二电源电路2、第三电源电路3、隔离运放模 块U18、单片机U16、霍尔电流传感器模块5，其中，直流信号隔离放大器模块电路4输入端与 电源适配器CN14相连接，输出端分别与第一电源电路1、单片机U16相连接，第一电源电路 1与隔离运放模块U18相连接，隔离运放模块U18输入、输出端分别与霍尔电流传感器模块 5输出端、单片机U16输入端相连接，单片机U16与第二电源电路2相连接并输出控制信号， 霍尔电流传感器模块5输入端分别与测试板电源适配器CN11、第三电源电路3相连接。所 述的直流信号隔离放大器模块电路4包括有直流信号隔离放大器模块U19、第六电阻69，其 中，直流信号隔离放大器模块U19的一、二脚1、2接电源适配器CN14输出端，且一脚1接电 源适配器CN14检测电压信号的正极，二脚2接电源适配器CN14检测信号电压的负极；直流信号隔离放大器模块U19的四、五脚4、5分别接第一电源电路1的电源正、负极，直流信号 隔离放大器模块U19的八、十一脚8、11分别为信号电压负、正极输出端，且八脚8与第六电 阻69 —端连接后再与单片机U16的Vss脚相连接，十一脚11与第六电阻69另一端连接后与 单片机U16I/0 口相连接，第二电源电路2连接在单片机U16的Vdd脚上。首先将待测试的 电路板安装在测试台上，启动电路给单片机发出启动信号，电源适配器CN14通电，直流信 号隔离放大器模块电路4输入端未检测到电压信号时，则其信号输出端电压也为零；当检 测到有电压信号时，则其输出端输出相等的或按一定比例的电压信号，并送到单片机电路7 进行数据处理，同时，隔离运放模块6、霍尔电流传感器模块5、单片机电路7在第一电源电 路1、第二电源电路2供电下正常工作，保证信号的安全隔离作用。所述的霍尔电流传感器 模块5包括有霍尔电流传感器U17、第五电阻R65，其中，霍尔电流传感器U17的七脚7与第 五电阻R65 —端相连接，第五电阻R65另一端与第一继电器JlB常开触点一端相连接，第一 继电器JlB另一端测试板电源适配器CNl 1正极相连，第二继电器J2B与第五电阻R65并联， 霍尔电流传感器U17的八脚8与测试板电源适配器CNll输入端相连接，发光二极管Dl和 第四电阻R66串联后一端与测试板电源适配器CNll相连接，另一端与霍尔电流传感器U17 输入端相连接，霍尔电流传感器U17的三、一、二脚3、1、2与第三电源电路3的+12V、-12V、 接地端相连接，且二脚2还与隔离运放模块U18的信号输入端二脚2相连接，霍尔电流传感 器U17的四脚4与隔离运放模块U18的信号输入端一脚1相连，隔离运放模块U18的信号 输出端十一脚11与第十电阻R67的一端及单片机U16的I/O 口连接，隔离运放模块U18的 信号输出端八脚8与第十电阻R67另一端及单片机U16的Vss脚连接。当测试板电源适配 器CNll通电后，发光二极管Dl亮，第一继电器JlB吸合，第二继电器J2B断开，如单片机电 路7检测到测试板负载电流值在正常范围内，表明无短路或过流现象，则第二继电器J2B吸 合，继续做其他项目测试，如单片机电路7检测到测试板负载电流值超出正常范围时，表明 测试板板有短路或过流故障，则第一继电器JlB释放，单片机电路7发出报警信号，同时，限 流电阻R65限流，防止电流短路损坏设备。本实施例利用直流信号隔离放大器模块4、霍尔 电流传感器模块5的全隔离特性而实现的。直流信号隔离放大器模块4的特点是无需外 接电位器等其他元件，免零点和增益调节、响应速度快；信号采用磁电耦合隔离方式，成本 低；电源、信号输入/输出3000VDC三隔离；能实现输入信号电压或电流信号和输出信号电 压或电流信号之间的相互隔离、放大及转换。霍尔电流传感器可将较大的直流电流信号转 换为较小的直流电压信号，无需外接电位器等其他元件，免零点和增益调节，响应速度快， 同时具有2000VAC隔离电压，抗干扰能力强，提高了安全性和可靠性。
以上所述之实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围， 故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求
一种能实现电源和输入、输出信号三隔离的测试方法，其特征在于首先将待测试的电路板安装在测试台上，启动电路给单片机电路(7)发出启动信号，电源适配器(CN14)通电，直流信号隔离放大器模块电路(4)输入端未检测到电压信号时，则其信号输出端电压也为零；当检测到有电压信号时，则其输出端输出相等的或按一定比例的电压信号，并送到单片机电路(7)进行数据处理，同时，隔离运放模块(6)、霍尔电流传感器模块(5)、单片机电路(7)在第一电源电路(1)、第二电源电路(2)供电下正常工作，保证信号的安全隔离作用，当测试板电源适配器(CN11)通电后，发光二极管(D1)亮，第一继电器(J1B)吸合，第二继电器(J2B)断开，如单片机电路(7)检测到测试板负载电流值在正常范围内，表明无短路或过流现象，则第二继电器(J2B)吸合，继续做其他项目测试，如单片机电路(7)检测到测试板负载电流值超出正常范围时，表明测试板板有短路或过流故障，则第一继电器(J1B)释放，单片机电路(7)发出报警信号，同时，限流电阻(R65)限流，防止电流短路损坏设备。
2.一种能实现电源和输入、输出信号三隔离的测试电路，其特征在于它包括有电源 适配器(CN14)、直流信号隔离放大器模块电路(4)、第一电源电路(1)、第二电源电路(2)、 第三电源电路(3)、隔离运放模块(U18)、单片机(U16)、霍尔电流传感器模块(5)，其中，直 流信号隔离放大器模块电路(4)输入端与电源适配器(CN14)相连接，输出端分别与第一电 源电路(1)、单片机(U16)相连接，第一电源电路(1)与隔离运放模块(U18)相连接，隔离运 放模块(U18)输入、输出端分别与霍尔电流传感器模块(5)输出端、单片机(U16)输入端相 连接，单片机(U16)与第二电源电路(2)相连接并输出控制信号，霍尔电流传感器模块(5) 输入端分别与测试板电源适配器(CN11)、第三电源电路(3)相连接。
3.根据权利要求2所述的一种能实现电源和输入、输出信号三隔离的测试电路，其特 征在于直流信号隔离放大器模块电路(4)包括有直流信号隔离放大器模块(U19)、第六电 阻(69)，其中，直流信号隔离放大器模块(U19)的一、二脚(1、2)接电源适配器(CN14)输出 端，且一脚(1)接电源适配器(CN14)检测电压信号的正极，二脚(2)接电源适配器(CN14) 检测信号电压的负极；直流信号隔离放大器模块(U19)的四、五脚(4、5)分别接第一电源电 路(1)的电源正、负极，直流信号隔离放大器模块(U19)的八、十一脚(8、11)分别为信号电 压负、正极输出端，且八脚(8)与第六电阻(69) —端连接后再与单片机(U16)的Vss脚相连 接，十一脚(11)与第六电阻(69)另一端连接后与单片机(U16)I/0 口相连接，第二电源电 路(2)连接在单片机(U16)的VDD脚上。
4.根据权利要求2所述的一种能实现电源和输入、输出信号三隔离的测试电路，其特 征在于霍尔电流传感器模块(5)包括有霍尔电流传感器(U17)、第五电阻(R65)，其中，霍 尔电流传感器(U17)的七脚(7)与第五电阻(R65) —端相连接，第五电阻(R65)另一端与第 一继电器(J1B)常开触点一端相连接，第一继电器(J1B)另一端测试板电源适配器(CN11) 正极相连，第二继电器(J2B)与第五电阻(R65)并联，霍尔电流传感器(U17)的八脚(8)与 测试板电源适配器(CN11)输入端相连接，发光二极管(D1)和第四电阻(R66)串联后一端 与测试板电源适配器(CN11)相连接，另一端与霍尔电流传感器(U17)输入端相连接，霍尔 电流传感器(U17)的三、一、二脚(3、1、2)与第三电源电路(3)的+12V、-12V、接地端相连 接，且二脚⑵还与隔离运放模块(U18)的信号输入端二脚⑵相连接，霍尔电流传感器 (U17)的四脚⑷与隔离运放模块(U18)的信号输入端一脚⑴相连，隔离运放模块(U18) 的信号输出端十一脚(11)与第十电阻(R67)的一端及单片机(U16)的I/O 口连接，隔离运放模块(U18)的信号输出端八脚⑶与第十电阻(R67)另一端及单片机(U16)的Vss脚连接。
全文摘要
本发明提供一种能实现电源和输入、输出信号三隔离的测试方法，首先将待测试的电路板安装在测试台上，启动电路给单片机发出启动信号，电源适配器开始通电，直流信号隔离放大器模块电路输入端未检测到电压信号时，则其信号输出端电压也为零；当检测到有电压信号时，则其输出端输出相等的或按一定比例的电压信号，并送到单片机电路进行数据处理，同时，隔离运放模块、霍尔电流传感器模块、单片机电路在第一电源电路、第二电源电路供电下正常工作，保证信号的安全隔离作用，本方案无需外接电位器等其他元件，免零点和增益调节，响应速度快，同时具有2000VAC隔离电压，抗干扰能力强，提高了安全性和可靠性。
文档编号G01R15/14GK101995501SQ20101050364
公开日2011年3月30日 申请日期2010年10月9日 优先权日2010年10月9日
发明者余梦林, 刘志辉, 刘燕, 吴卫恒, 吴明剑, 王健才, 罗高诚, 肖静, 邱小辉, 黄涛 申请人:佛山市中格威电子有限公司