一种二极管伏安特性的试验装置

1.本实用新型涉及一种测量装置的技术领域，尤其是涉及一种二极管伏安特性的试验装置。


背景技术：

2.随着现代测试技术和手段被广泛的应用于各种工业场合，越来越多的数字式智能仪器开始代替旧有的电工仪表。
3.现在使用数字式智能仪器来进行检测时，测试人员只需将仪器上的探头对接到元器件，然后手动控制供电，数字式智能仪器即可自动采集元器件工作时的参数，无需测试人员再手动记录这些测试参数。
4.但是对于二极管这类具有正反端的元器件，其加载正向电压和加载反向电压所得到的测试参数无疑是不同的，这就需要测试人员在完成正向电压或负向电压测试后，重新将数字式智能仪器的探头进行对调才能进行负向电压测试，使得测试进度仍需要人工进行掌控，存在人为因素的干扰，容易影响试验结果。


技术实现要素：

5.为了有助于降低人为因素的干扰，本技术提供一种二极管伏安特性的试验装置。
6.本技术提供一种二极管伏安特性的试验装置，采用如下的技术方案：
7.一种二极管伏安特性的试验装置，包括控制电路、供电电路、倒向电路、取样电路以及用于连接二极管的测试电路，所述供电电路用于向测试电路提供直流电，所述取样电路用于采集测试电路的电压并输出取样信号，所述控制电路与取样电路连接以接收取样信号并输出相应的倒向信号，所述倒向电路与控制电路连接以接收倒向信号并根据倒向信号改变供电电路向测试电路提供的直流电的电流方向。
8.通过上述技术方案，在试验装置中加入倒向电路，在完成正向伏安特性测量或是反向伏安特性测量后，可由控制电路向倒向电路发送倒向信号，使得倒向电路根据倒向信号完成对供给测试电路的直流电的电流方向，从而有助于实现自动完成对二极管正、反两向伏安特性的测量，有利于降低人工因素对测量的干扰。
9.可选的，所述供电电路包括供电电源和调压电路，所述供电电源用于向调压电路提供直流电，所述控制电路还用于输出pwm信号，所述调压电路连接于控制电路以接收pwm信号并响应pwm信号以向测试电路提供电压与pwm信号相应的直流电。
10.通过上述技术方案，供电电源只能提供单一电压的直流电，而加入调压电路后，可根据pwm信号将供电电源输出的直流电转换为相应电压的直流电，有助于在测试二极管伏安特性时自动进行测试电压的变化，从而有利于减少人工手动调节电压的情况出现。
11.可选的，所述调压电路包括转换电路、运放电路和电源调节器，所述转换电路连接于控制电路以接收pwm信号并将pwm信号转换为模拟信号，所述运放电路连接于转换电路以接收模拟信号并响应模拟信号以输出运放信号，所述电源调节器接收运放信号以将供电电
源提供的直流电转换为电压与pwm信号相应的直流电。
12.通过上述技术方案，利用转换电路和运放电路将pwm信号这一脉冲信号转换为模拟信号，并对其进行放大，从而能够对电源调节器造成有效的影响，使得电源调节器最终能够输出与pwm信号相对应的直流电。
13.可选的，所述供电电源还用于向控制电路供电，且所述控制电路与供电电源之间的供电回路上串联有开关电路，当开关电路闭合时，所述供电电源向控制电路供电；当开关电路闭合时，所述供电电源不向控制电路供电。
14.通过上述技术方案，设置开关电路后，供电电源可一直向控制电路供电，只需通过开关电路即可实现对控制电路是否工作进行控制，而无需专门对供电电源和控制电路之间的线路通断进行控制，通过优化控制方式而有效降低供电电源因频繁接入、断开负载而造成的损伤。
15.可选的，还包括指示电路，所述控制电路还用于在接收供电电源的供电后输出启动信号，所述指示电路连接于控制电路以接收启动信号并响应启动信号以显示控制电路是否得电。
16.通过上述技术方案，工作人员通过观察指示电路即可判断控制电路的工作状态，方便工作人员了解控制电路是否得电，降低误差作的情况发生。
17.可选的，还包括提示电路，所述控制电路还用于在开关电路切换状态时输出脉冲信号，所述提示电路与控制电路连接以接收脉冲信号并响应脉冲信号以发出提示。
18.通过上述技术方案，提示电路能够提醒测试人员控制电路是否进入正常工作或是退出正常工作，有助于测试人员了解是否开始进行测试或是测试是否结束。
19.可选的，还包括接口电路，所述接口电路与控制电路连接并用于接收控制电路传输的取样信号。
20.通过上述技术方案，通过接口电路可将控制电路与外界pc机连接，有利于将控制电路所接收的取样信号上传到外界pc机中。
21.可选的，所述控制电路还连接有显示屏，所述控制电路用于在接收取样信号后将取样信号显示在显示屏中。
22.通过上述技术方案，控制电路所接收的取样信号可通过显示屏进行显示，方便测试人员实时了解测试参数。
23.综上所述，有助于实现自动完成对二极管正、反两向伏安特性的测量，有利于降低人工因素对测量的干扰；并且有助于在测试二极管伏安特性时自动进行测试电压的变化，从而有利于减少人工手动调节电压的情况出现。
附图说明
24.图1是本技术实施例中二极管伏安特性的试验装置的系统框图；
25.图2是本技术实施例中显示电路、接口电路、开关电路、指示电路、提示电路以及控制电路的电路结构以及连接关系的示意图；
26.图3是本技术实施例中调压电路的电路原理图；
27.图4是本技术实施例中取样电路、倒向电路、调试电路的电路结构以及连接关系的示意图。
28.附图标记说明：
29.1、控制电路；21、供电电源；22、调压电路；221、转换电路；222、运放电路；223、电源调节器；224、使能电路；3、倒向电路；4、测试电路；5、取样电路；6、显示屏；7、接口电路；8、提示电路；9、指示电路；10、开关电路。
具体实施方式
30.以下结合附图1至图4对本技术作进一步详细说明。
31.本技术实施例公开一种二极管伏安特性的试验装置，参见图1，包括控制电路1、供电电路、倒向电路3、测试电路4、取样电路5、显示屏6、接口电路7、提示电路8、指示电路9以及开关电路10。
32.其中，控制电路1用于输出pwm信号、脉冲信号、启动信号以及控制信号。
33.指示电路9连接于控制电路1以接收启动信号并响应启动信号以显示控制电路1是否得电。
34.提示电路8与控制电路1连接以接收脉冲信号并响应脉冲信号以发出提示。
35.供电电路包括供电电源21和调压电路22。供电电源21用于向调压电路22、显示器以及控制电路1提供直流电。调压电路22连接于控制电路1以接收控制信号cl-kz和pwm信号并响应于控制信号以根据pwm信号改变供电电源21所提供的直流电来输出电源vcc。
36.供电电源21所提供直流电电压稳定，而调压电路22则根据pwm信号可以调节其输出的直流电电压。在本实施例中，供电电源21提供的直流电电压为5v，调压电路22所输出的直流电的电压范围则在0-30v这一范围。
37.测试电路4用于安装二极管，并连接电源vcc以对二极管进行伏安特性的测试。取样电路5用于采集测试电路4的电压并输出取样信号，控制电路1与取样电路5连接以接收取样信号并根据取样信号输出相应的倒向信号，倒向电路3与控制电路1连接以接收倒向信号并根据倒向信号改变供电电路向测试电路4提供的直流电的电流方向。
38.此外，接口电路7与控制电路1连接并用于接收控制电路1传输的取样信号。控制电路1用于在接收取样信号后将取样信号显示在显示屏6中。
39.开关电路串联在控制电路1与供电电源21之间的供电回路上，当开关电路闭合时，供电电源21向控制电路1供电；当开关电路闭合时，供电电源21不向控制电路1供电。
40.参见图2，控制电路1包括中央控制器ic1、电容器c5和电容器c6，其中，中央控制器ic1的型号为stm32fxx系列。
41.中央控制器ic1的引脚p20为使能端，且引脚p20与开关电路连接。开关电路包括电阻器r1和开关q/t。电阻器r1和开关q/t串联在供电回路上，引脚p20连接在电阻器r1和开关q/t之间的连接点上。
42.当开关q/t断开时，电阻器r1所在的供电回路断路，引脚p20接收到低电平信号，中央控制器ic1不工作；当开关q/t闭合时，电阻器r1所在的供电回路通路，引脚p20接收到高电平信号，中央控制器ic1工作。
43.参见图2，中央控制器ic1的引脚p22与指示电路9连接，且当开关q/t闭合使得中央控制器ic1工作时，中央控制器ic1通过引脚p22输出启动信号。
44.指示电路9包括电阻器r2和发光二极管led1，电阻器r2的一端与引脚p22连接，电
阻器r2的另一端与发光二极管led1的正极相连，发光二极管led1的负极接地。
45.当中央控制器ic1通过引脚p22输出启动信号时，发光二极管led1发光；当中央控制器ic1不再输出启动信号时，发光二极管led1熄灭，从而通过发光二极管led1的亮灭来判断中央控制器ic1是否工作。
46.参见图2，中央控制器ic1的引脚p21与提示电路8连接，且当开关q/t从闭合状态切换到断开状态以及从断开状态切换到闭合状态时，中央控制器ic1均通过引脚p21输出脉冲信号。
47.提示电路8包括电阻器r3、电阻器r4、三极管vt1和电子喇叭fmq。当中央控制器ic1通过引脚p21输出脉冲信号时，三极管vt1导通，使电子喇叭fmq发出声音；当中央控制器ic1停止输出脉冲信号时，电子喇叭fmq停止发出声音。脉冲信号和启动信号的区别在于，只要中央控制器ic1持续工作，启动信号就会一直被发出，而脉冲信号只有在开关q/t切换时会短暂被发出。
48.参见图2，接口电路7包括转换芯片ic2、usb接口、电容器c1、电容器c2、电容器c3、电容器c4以及晶体振荡器jz1。其中，转换芯片ic2的型号为ch340t。中央控制器ic1通过引脚p02和引脚p03分别于转换芯片ic2的引脚txd和引脚rxd连接，以用于实现中央控制器ic1和转换芯片ic2之间的数据传输。
49.另外，中央控制器ic1的引脚p26用于输出pwm信号，引脚p25用于输出控制信号cl-kz，引脚p24和引脚p25分别用于输出倒向信号dxkz-a和dxkz-b。而中央控制器ic1的引脚p10和引脚p11用于接收取样信号。
50.参见图3，调压电路22包括转换电路221、运放电路222、电源调节器223和使能电路224，转换电路221连接于控制电路1以接收pwm信号并将pwm信号转换为模拟信号，运放电路222连接于转换电路221以接收模拟信号并响应模拟信号以输出运放信号，电源调节器223接收运放信号以将供电电源21提供的直流电转换为电压与pwm信号相应的直流电vcc。
51.具体的，转换电路221包括电阻器r5、电阻器r6、电容器c7和电容器c8。
52.运放电路222包括8个电阻器r7～r14、电容器c9、电容器c10、比较器ic3a、比较器ic3b、可调电阻器w1和可调电阻器w2。其中，比较器ic3a和比较器ic3b的型号均为lm358。并且电阻器r7～r10、电容器c9、电容器c10、可调电阻器w1和比较器ic3a构成一个负反馈运算放大器，电阻器r12～r14、可调电阻器w2以及比较器ic3b构成第二个负反馈运算放大器。
53.包含比较器ic3a的负反馈运算放大器的输出作为包含比较器ic3a的负反馈运算放大器的一个输入。其中，比较器ic3a的同向输入端与转换电路221连接，比较器ic3a的反向输入端通过电阻器r7与供电电源21连接。比较器ic3b的反向输入端通过电阻器r11与比较器ic3a的输出端连接，而电源调节器223的输出电压vcc经电阻器r12、电阻器r13和可调电阻器w2的分压后向比较器ic3b的同向输入端提供电压。
54.使能电路224包括3个电阻器r15～r17、三极管vt2。电源调节器223包括电容器c11、电容器c12、极性电容器ec1、极性电容ec2、二极管d1、电感l1和降压芯片ic4，降压芯片ic4的型号为lm2576-adj，三极管vt2为npn型三极管。
55.参见图2、图3，三极管vt2的基极通过电阻器r15连接在中央控制器ic1的引脚p25上，三极管vt2的发射极接地，三极管vt2的集电极通过电阻器r17接电源vcc。降压芯片ic4的使能端连接在三极管vt2的集电极和电阻器r17之间。降压芯片ic4的反馈端feed连接在
比较器ic3b的输出端上，降压芯片ic4的输入端连接供电电源21，降压芯片ic4的输出端输出电压vcc。
56.当中央控制器ic1不输出控制信号cl-kz时，三极管vt2关断，降压芯片ic4不工作，即使此时降压芯片ic4的反馈端feed收到电信号，降压芯片ic4的输出端也不会输出直流电。而当中央控制器ic1输出控制信号cl-kz时，三极管vt2导通，降压芯片ic4的使能端得到高电平信号，降压芯片ic4工作。当在中央控制器ic1输出控制信号cl-kz的同时中央控制器ic1还输出pwm信号，转换电路221将pwm信号转换为模拟信号并输入到比较器ic3a中，经过两个负反馈运算放大器放大后的反馈信号反馈到降压芯片ic4的反馈端feed中。降压芯片ic4根据反馈信号通过其内置的比较器调节输出直流电，从而实现其输出的电压值最小为0,而不是常规降压芯片ic4输出的基准电压1.23v。
57.参见图4，倒向电路3包括第一开关组、第二开关组、4个电阻器r18～r21、二极管d2、二极管d3、电容器c13、电容器c14、三极管vt3、三极管vt4。其中，第一开关组包括继电器jdq1以及由继电器jdq1所控制的单刀双置开关，第二开关组包括继电器jdq2以及由继电器jdq2所控制的单刀双置开关。
58.三极管vt3和三极管vt4均为npn型三极管，且三极管vt3的基极通过电阻器r19连接在中央控制器ic1的引脚p24上以接收倒向信号dxkz-a，三极管vt4的基极通过电阻器r21连接在中央控制器ic1的引脚p23上以接收倒向信号dxkz-b。
59.当中央控制器ic4输出倒向信号dxkz-a和dxkz-b时，三极管kt3和三极管kt4均导通，继电器jdq1的线圈和继电器jdq2的线圈均得电，从而带动两个单刀双置开关动作。
60.接口电路7包括二极管接口j1和二极管接口j2，两个二极管接口分别用于与二极管的正极和负极连接。二极管接口j1通过第一开关组即可连接电源vcc，又可接地。二极管接口j2通过第二开关组即可连接电源vcc，又可接地。当然，在对二极管开始进行测试时，二极管接口j1和二极管接口j2中的一个需要与电源vcc连接，而另一个接地。
61.取样电路5包括电阻器r22以及两个采样线，两个采样线的一端分别连接在电阻器r22两端，两个采样线的另一端分别连接在中央控制器ic4的引脚p10和引脚p11上以分别获取电阻器r22两端的电压ua和ub。电阻器r22串联在电源vcc和单刀双置开关之间。
62.在实际测试过程中，调压电路22在中央控制器ic1的控制下输出稳定的直流电源vcc，且该电源在反向测试时，其电压值可由反向最大值到0v变化，在正向测试时，由0v到正向最大值变化。
63.倒向电路3在中央控制器ic1的控制下，将调压电路22输出的直流电源vcc进行倒向，自动切换二极管正向伏安特性测量和反向伏安特性测量。
64.取样电路5一方面起到限流作用，另一方面将电流信号转换为电压信号，该电压信号ua和ub输入中央控制器ic1中进行模/数转换，再通过运算得到被测二极管的实时电压值和电流值，中央控制器ic1同步进行数据存储和送显示单元进行曲线显示和拐点数据显示。
65.而本技术中所公开的检测装置正是为了有助于实现上述的显示功能、倒向功能、调压功能提供必要的电路结构。
66.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。