一种检测电路及检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及电力电子器件测试技术领域，尤其涉及一种检测电路及检测装置。


背景技术：

2.电流是电路中的一个重要参数，在电子电路的工作过程中，电流大小会随着电路板的工作变化而变化。
3.现有技术中，在对电子板卡进行维修时，只能看到电流电压的变化，无法对电流的变化量进行转换保存，也无法准确识别每个变化点位；此外，电子板卡的电流变化幅值较小，不易采集。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种检测电路及检测装置，用于对电子板卡的电流进行精密采样，识别并记录电路板的故障点位。
5.第一方面，本实用新型提供一种检测电路，用于检测待测板卡的电流变化情况。检测电路包括：供电单元、检测单元、信号放大单元和控制单元，其中；供电单元通过检测单元与待测板卡电连接。信号放大单元的第一输入端连接于检测单元和供电单元之间，信号放大单元的第二输入端连接于检测单元与待测板卡之间，信号放大单元的输出端与控制单元电连接，用于将待测板卡的工作电压进行放大，并发送至控制单元。控制单元用于根据放大后的工作电压对待测板卡进行检测。
6.采用上述技术方案的情况下，由于控制单元无法直接检测到电流信号，通过电流信号来直接检测待测板卡的故障情况，故将供电单元通过检测单元与待测板卡电连接，使得在待测板卡接入检测电路中后，可以利用检测单元来输出电压信号。信号放大单元的第一输入端连接于检测单元和供电单元之间，第二输入端连接于检测单元与待测板卡之间，输出端与控制单元电连接，即信号放大单元的第一输入端和第二输入端连接在检测单元的两端，可以将从检测单元两端输入的电压信号放大，便于后续的控制单元对该电压信号进行采集和记录。控制单元将一定时间内采集到的经过放大后的电压信号进行量化、编码和储存，并将储存的一定时间内的电压变化情况与相同时间内的预设电压的变化情况进行比较，可以判断得出待测板卡的故障点位。由此可见，本实用新型提供的检测电路可以通过检测待测板卡在一定时间内的电压变化情况来反应出待测板卡在一定时间内的电流变化情况，并与相同时间内的预设电压的变化情况进行对比，来判定待测板卡的故障点位，实现了对待测板卡电流的精密采样及转换保存，并可以具体判断出待测板卡的故障点位。此外，信号放大单元可以将采集到的电压进行成倍放大，使得电压幅值变化增大，便于控制单元进行采集。
7.第二方面，本实用新型还提供一种检测装置，包括第一方面或第一方面任一可能的实现方式所描述的检测电路。
8.与现有技术相比，本实用新型提供的检测装置的有益效果与第一方面或第一方面任一可能的实现方式所描述的检测电路的有益效果相同，此处不做赘述。
附图说明
9.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
10.图1为本实用新型实施例中检测电路的第一种模块示意图；
11.图2为本实用新型实施例中检测电路的第二种模块示意图；
12.图3为本实用新型实施例中检测电路的第一种电路示意图；
13.图4为本实用新型实施例中检测电路的第二种电路示意图；
14.图5为本实用新型实施例中检测装置的示意图。
15.附图标记：
16.10-供电单元，
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11-检测单元，
17.12-信号放大单元，
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13-控制单元，
18.14-待测板卡，
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15-缓冲单元，
19.16-信号输入模块，
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101-可调节直流电源，
20.111-采样电阻，
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121-运算放大器，
21.131-单片机，
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151-电压跟随器，
22.161-触摸屏，
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201-电源板卡，
23.202-主控板卡，
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20-电路板卡。
具体实施方式
24.为了便于清楚描述本实用新型实施例的技术方案，在本实用新型的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
25.需要说明的是，本实用新型中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本实用新型中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
26.本实用新型中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b的情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
27.如图1和图2所示，本实用新型实施例提供一种检测电路，用于检测待测板卡14的电流变化情况。检测电路包括：供电单元10、检测单元11、信号放大单元12和控制单元13，其中；供电单元10通过检测单元11与待测板卡14电连接。信号放大单元12的第一输入端连接于检测单元11和供电单元10之间，信号放大单元12的第二输入端连接于检测单元11与待测板卡14之间，信号放大单元12的输出端与控制单元13电连接，用于将待测板卡14的工作电压进行放大，并发送至控制单元13。控制单元13用于根据放大后的工作电压对待测板卡14进行检测。
28.具体实施时，如图1和图2所示，首先开启供电单元10，向整个检测电路供电；供电单元10开启后，将待测板卡14接入检测电路中，供电单元10输出的电流即为待测板卡14的实际用电电流。信号放大单元12将第一输入端和第二输入端采集到的电压放大，并输出给控制单元13，控制单元13将一定时间内的放大后的电压与相同时间内的预设电压进行比较，根据各时间段内电压的变化，来判定待测板卡14的故障点位。
29.通过上述检测电路的组成结构和具体实施过程可知，如图1和图2所示，由于控制单元13无法直接检测到电流信号，通过电流信号来直接检测待测板卡14的故障情况，故将供电单元10通过检测单元11与待测板卡14电连接，使得在待测板卡14接入检测电路中后，可以利用检测单元11来输出电压信号。信号放大单元12的第一输入端连接于检测单元11和供电单元10之间，第二输入端连接于检测单元11与待测板卡14之间，输出端与控制单元13电连接，即信号放大单元12的第一输入端和第二输入端连接在检测单元11的两端，可以将从检测单元11两端输入的电压信号放大，便于后续的控制单元13对该电压信号进行采集和记录。控制单元13将一定时间内采集到的经过放大后的电压信号进行量化、编码和储存，并将储存的一定时间内各阶段的电压变化情况与相同时间内各阶段的预设电压的变化情况进行比较，可以判断得出待测板卡14的故障点位。由此可见，本实用新型实施例提供的检测电路可以通过检测待测板卡14在一定时间内的电压变化情况来反应出待测板卡14在一定时间内的电流变化情况，并在与相同时间内的预设电压的变化情况进行对比后，可以通过控制单元13来判定待测板卡14的故障点位，实现了对待测板卡14电流的精密采样及转换保存，并可以具体判断出待测板卡14的故障点位。此外，信号放大单元12可以将采集到的电压进行成倍放大，使得电压幅值变化增大，便于控制单元13进行采集。
30.在一些示例中，上述预设电压为检测电路在相同时间内采集的无故障的标准板卡的电压变化情况。当待测板卡为故障板卡时，待测板卡的内部电阻发生变化，由于供电单元输出的为稳定的电压信号，当待测板卡的内部电阻发生变化时，检测电路中的电流也会相应发生变化，故将一定时间内待测板卡的电流变化情况，与标准板卡在相同时间内的电流变化情况进行对比，即可协助判断待测板卡的故障点位。具体实施时，可以在对待测板卡进行电流采集前先对标准板卡进行电流采集，将标准板卡的电流数据与后续的待测板卡的电流数据进行对比。
31.在一些示例中，控制单元在采集一定时间内待测板卡的电压变化情况时，可以通过a/d转换模块来进行a/d采样，将采集到的电压信号转换为数字信号，便于后续对电压信号的量化、编码、保存和对比。采集到的电压信号在转换为数字信号后，还要进行量化，量化完成后将采集到的数据按照一定的格式进行编码存储到控制单元内部，编码格式多种多样，具体的格式可以根据实际需求进行选择，此处不一一列举。
32.在一些示例中，如图3和图4所示，待测板卡14还具有接地端。
33.作为一种可能的实现方式，如图2所示，检测电路还包括缓冲单元15。缓冲单元15的输入端与信号放大单元12的输出端电连接，缓冲单元15的输出端与控制单元13电连接，用于缓冲隔离信号放大单元12和控制单元13。基于此，缓冲单元15连接在信号放大单元12和控制单元13之间，从信号放大单元12的输出端输出的电压信号，经过缓冲单元15后输出给控制单元13相同大小的电压信号，保证了采集的精度，缓冲单元15的设置将信号放大单元12和控制单元13隔开，起到缓冲隔离的作用，防止缓冲单元15前后的电路之间因互相影响造成的干扰。
34.在一些示例中，如图2和图4所示，缓冲单元15包括电压跟随器151。
35.示例性的，电压跟随器可以为lm358电压跟随器、lm4562电压跟随器、op37电压跟随器、opa313电压跟随器、opa237电压跟随器等等，此处仅做举例，并不限定电压跟随器的具体型号。
36.作为一种可能的实现方式，如图1～图4所示，供电单元10包括可调节直流电源101。可调节直流电源101具有输入端、第一输出端、第二输出端和接地端，可调节直流电源101的输入端与外部电源电连接，第一输出端与检测单元11电连接，第二输出端与控制单元13电连接。基于此，对于不同的待测板卡14，所需要的额定输入电压不同，可调节直流电源101可以根据不同待测板卡14所规定的输入电压，来调节输出到检测电路中的电压，拓宽了待测板卡14的型号选择范围，降低了检测成本。
37.在一些示例中，可调节直流电源可以为dc-dc开关电源，具体地，可以为ph100a280-12开关电源、cpf1000f280-14开关电源、ccg1r5-12-03sf开关电源、paf500f24-12开关电源、i3a4w005a150v-001-r开关电源、i7c2w020a120v-001-r开关电源等等；也可以为具有dc-dc电源转换器的直流电源。其中，直流电源可以为ds1000直流电源、e3630a直流电源、b2961a直流电源、n8754a直流电源、qj3003s直流电源等等，dc-dc电源转换器可以为fhp8n60转换器、tk10a60da转换器、dp2596转换器、fqp8n60转换器等等，此处仅做举例，并不限定可调节直流电源的具体型号。
38.作为一种可能的实现方式，如图1～图4所示，检测电路还包括信号输入模块16。信号输入模块16与控制单元13电连接，用于通过控制单元13调节可调节直流电源101的输出电压。还可以通过信号输入模块16来控制控制单元13切换功能，比如可以通过信号输入模块16来设置采集电流的时间，或者通过信号输入模块16来控制控制单元13将待测板卡14的电流变化情况与标准板卡的电流变化情况进行对比，或者通过信号输入模块16来进行数据保存等等，此处不一一列举。
39.在一些示例中，如图1～图4所示，信号输入模块16包括触摸屏161。可以通过触摸屏161来实现功能的切换，以及数据的显示。
40.示例性的，触摸屏可以为mt200触摸屏、tk6071ip触摸屏、f104e-can触摸屏、6av6648-0cc11-3ax0触摸屏等等，此处仅做举例，并不限定触摸屏的具体型号。
41.作为一种可能的实现方式，如图1～图4所示，检测单元11包括采样电阻111。采样电阻111的第一端与可调节直流电源101的第一输出端电连接，第二端与待测板卡14电连接。由于控制单元13无法识别电流信号，因此通过采样电阻111将电流信号转化为电压信号，便于控制单元13的识别与记录。采样电阻111的阻值范围优选为0.001ω～0.1ω。在实
际中，如采用阻值较大的采样电阻111，由于采样电阻111会与待测板卡14形成分压，由于阻值较大，采样电阻111将分走大部分电压，使待测板卡14及后面的其他器件处于供电不足的状态；且阻值较大的采样电阻111限流较为严重，举例来说，若待测板卡14需要1a的电流，采样电阻111的阻值为1000ω，采样电阻111就会把电流降得特别小，待测板卡14无法正常工作，因此需选用阻值较小的采样电阻111，这样采样电阻111只会分得很小的电压。
42.作为一种可能的实现方式，如图1～图4所示，信号放大单元12包括运算放大器121。运算放大器121具有第一输入端、第二输入端和输出端，运算放大器121的第一输入端连接于可调节直流电源101和采样电阻111之间，第二输入端连接与采样电阻111和待测板卡14之间，输出端与控制单元13电连接。由于采样电阻111选取的阻值范围较小，若由控制单元13直接采集，则采集到的电压幅值变化较小，控制单元13识别不到该电压信号；故需要在控制单元13和采样电阻111中间设置运算放大器121，经过运算放大器121的电压信号可以被放大数倍，使得采集到的电压信号可以被控制单元13识别，电压幅值也会有明显的变化，保证了采集的精确度。
43.在一些示例中，运算放大器可以为ca3130运算放大器、lm2904运算放大器、opa445运算放大器、ad620运算放大器、op07d运算放大器等等，此处仅做举例，并不限定运算放大器的具体型号。
44.作为一种可能的实现方式，控制单元为单片机、可编程逻辑控制器和微处理器中的一种。
45.在一些示例中，如图3和图4所示，控制单元13可以为单片机131。单片机131分别与可调节直流电源101和触摸屏161电连接，单片机131还可以与运算放大器121或电压跟随器151电连接。单片机131具有设备小型化、集成度高、控制能力强和性能高等优势，可以将采集到的待测板卡14的电流变换情况进行a/d转换、记录、对比和判定，并计算出待测板卡的误差数量，更加容易确定待测板卡14的故障情况。
46.示例性的，本实用新型实施例提供的单片机可以为51单片机、msp单片机、stm32单片机和avr单片机等，此处仅做举例，并不限定单片机的具体型号。
47.本实用新型实施例还提供一种检测装置，包括上述实施例中所描述的检测电路。
48.与现有技术相比，本实用新型实施例提供的检测装置的有益效果与上述实施例所描述的检测电路的有益效果相同，此处不做赘述。
49.作为一种可能的实现方式，如图1、图2和图5所示，检测装置还包括电路板卡20，电路板卡20分为电源板卡201和主控板卡202两个部分，供电单元位于电源板卡201处，检测单元、信号放大单元、控制单元、缓冲单元和信号输入模块16位于主控板卡202处。
50.在一些示例中，如图5所示，电源板卡201的外侧具有向供电单元输入电源的“power input”端口以及供供电单元接地的“gnd”端口，还具有与待测板卡电连接的“power output”端口以及供待测板卡接地的“gnd”端口。
51.尽管在此结合各实施例对本实用新型进行了描述，然而，在实施所要求保护的本实用新型过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措
施不能组合起来产生良好的效果。
52.尽管结合具体特征及其实施例对本实用新型进行了描述，显而易见的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本实用新型的示例性说明，且视为已覆盖本实用新型范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。