一种采用可充电池供电的便携式交流电流恒流源的制作方法

本发明涉及电气设备领域，具体地讲，涉及一种采用可充电池供电的便携式交流电流恒流源。

背景技术：

目前，电气装置中大量使用电流互感器，当电气装置投入运行后，需要定期维护，判定电流互感器的有效性。检测过程中现场条件不一，有偏远场所，不便于携带交流供电的恒流源，有断电维护缺电场所，有空间狭小场所。在这些方面的维护中，笨重的电网供电的恒流源十分的不方便，此为现有技术的不足之处。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种采用可充电池供电的便携式交流电流恒流源，从源头将电磁发射与传导的尖峰进行削波峰处理，避免了单一频率点的尖峰电磁干扰。

本发明采用如下技术方案实现发明目的：

一种采用可充电池供电的便携式交流电流恒流源，包括交流电流恒流源，其特征是：所述交流电流恒流源包括充电电路、升压电路、采样电路、交流信号调理电路、数字功放电路、存储模块、显示模块、按键模块和微处理器。

作为对本技术方案的进一步限定，所述充电电路电性连接充电接口和充电指示灯，所述充电接口为usb口，所述充电指示灯为二极管ds1和二极管ds2，所述充电电路包括芯片u3、电阻r11、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电容c12和电容c13，所述芯片u3的引脚1及引脚3连接所述usb口的负极，所述芯片u3的引脚2连接电阻r15的一端，所述电阻r15的另一端连接所述usb口的负极，所述芯片u3的引脚4分别连接电阻r11的一端和电容c12的一端，所述芯片u3的引脚5分别连接电容c13的一端和供电电源bt1一端，所述电容c12的另一端和所述电容c13的另一端分别连接所述usb口的负极，所述芯片u3的引脚6连接所述电阻r14的一端，所述电阻r14的另一端连接所述二极管ds2的负极，所述芯片u3的引脚7连接所述电阻r13的一端，所述电阻r13的另一端连接所述二极管ds1的负极，所述二极管ds1的正极和所述二极管ds2的正极分别连接所述usb口的正极，所述芯片u3的引脚8连接所述电阻r11的一端，所述电阻r11的另一端连接所述usb口的正极。

作为对本技术方案的进一步限定，所述升压电路包括升压芯片u4、电感l1、电容c9、电容c10、电容c11、电容c14、电容c15、二极管d1、二极管d2、电阻r16、电阻r17、电阻r18及mos管q1，所述供电电源bt1输出端电性连接所述二极管d2的负极、所述电容c9的一端、所述电容c10的一端和所述电感l1的一端，所述二极管d2的正极、所述电容c9的另一端和所述电容c10的另一端均接地，所述电感l1的另一端分别电性连接二极管d1的正极、所述电阻r16的一端和所述升压芯片u4的引脚4，所述电阻r16的另一端电性连接所述mos管q1的漏极，所述二极管d1的负极分别电性连接带所述电阻17的一端、所述电容c14的一端、所述电容c15的一端、所述升压芯片u4的引脚1和所述升压芯片u4的引脚5，所述电容c11的另一端、所述电容c14的另一端和所述电容c15的另一端均接地，所述电阻r17的另一端分别电性连接所述电阻r18和所述升压芯片u4的引脚6，所述升压芯片u4的引脚2电性连接所述mos管q1的栅极，所述电阻r18的另一端接地，所述mos管q1的源极接地。

作为对本技术方案的进一步限定，所述交流信号调理电路包括可调电阻r1、所述电阻r2、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、基准芯片u2和比较器u3，所述二极管d1的负极电性连接所述电阻r2的一端、所述电容c1的一端、所述电容c6的一端和所述比较器u1的引脚7，所述电容c1和所述电容c6的另一端均接地，所述电阻r2的另一端分别电性连接所述电阻r4的一端、所述基准芯片u2的阴极引脚3、所述可调电阻r1的一端、所述电阻r6的一端、所述电容c4的一端和所述电容c5的一端，所述电容c4的另一端和所述电容c5的另一端均接地，所述电阻r4的另一端分别电性连接所述电阻r7的一端和所述基准芯片u2的引脚1，所述电阻r7的另一端接地，所述基准芯片u2的引脚2接地，所述电阻r6的另一端分别电性连接所述电阻r8的一端、所述电阻r5的一端、所述电容c7的一端和所述比较器u3的正相输入端，所述电阻r8的另一端和所述电容c7的另一端均接地，所述可调电阻r1的另一端电性连接所述电阻r5的另一端，所述比较器u3输出端电性连接所述比较器u3反相输入端、所述电容c2的一端和所述电容c3的一端，所述电容c2的另一端和所述电容c3的另一端均接地。

作为对本技术方案的进一步限定，所述输出数字功放电路包括模块m1、电容c8、电阻r9和电阻r10，所述模块m1的引脚1连接所述二极管d1的负极，所述模块m1的引脚1和引脚6均接地，所述模块m1的引脚7通过所述电阻r9电性连接所述模块m1的引脚8，所述模块m1的引脚5分别电性连接所述电容c8的一端和所述电阻r10的一端，所述电容c8的另一端接地，所述电阻r10的另一端电性连接输入信号源通道dac_in，所述模块m1的引脚3电性连接ac_out_l，所述模块m1的引脚4电性连接测量互感器t1的输出端一端，所述测量互感器t1的输出端另一端电性连接ac_out_h。

作为对本技术方案的进一步限定，所述采样电路包括所述测量互感器t1和电阻r3，所述比较器u3输出端电性连接所述测量互感器t1测量端一端和所述电阻r3的一端，所述测量互感器t1测量端另一端和所述电阻r3的另一端均电性连接信号通道i_sense。

作为对本技术方案的进一步限定，所述微处理器包括芯片u7，所述存储模块包括芯片u10，所述按键模块包括按键和按键扫描电路，所述显示模块包括显示屏和驱动芯片u11。

作为对本技术方案的进一步限定，所述芯片u7的引脚81到88电性连接所述驱动芯片u11的引脚2到9，所述芯片u7的引脚97、98、1、2电性连接所述按键扫描电路的引脚key.1到key.4，所述芯片u7的引脚3、4、5、7、8电性连接所述按键驱动电路的引脚key.a到key.e，所述芯片u7的引脚52电性连接所述芯片u10的引脚6，所述芯片u7的引脚53电性连接所述芯片u10的引脚2，所述芯片u7的引脚54电性连接所述芯片u10的引脚5，所述芯片u7的引脚65电性连接所述芯片u10的引脚1，所述芯片u7的引脚66电性连接所述芯片u10的引脚3。

作为对本技术方案的进一步限定，所述芯片u7的引脚15电性连接所述信号通道i_sense，所述芯片u7的引脚29电性连接所述输出信号源通道dac_in。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：充电时使用5v/2a的适配器通过type-c接口提供充电电压，芯片u3进行充电控制，采用红绿指示发光二极管ds1和二极管ds2指示充电与充电完毕状态。

3.7v锂电池经由升压芯片u4、电感l1、电容c9、电容c10、电容c11、电容c14、电容c15、二极管d1、二极管d2、电阻r16、电阻r17、电阻r18及mos管q1组成的升压电路升压，输出5v电压，即vcc。其中，二极管d2起电源反接保护电路的作用，电容c9、电容c10避免电路耦合干扰，电容c11、电容c14和电容c15滤波。

5v电压由基准芯片u2、电阻r2、电阻r4及电阻r7组成的调压电路支路，基准电压3v即vref。3v基准电压经电阻r6、电阻r8分压，再经过比较器u3，输出1.5v的1/2基准电压。调压电路中，可调电阻r1及电阻r5为调压电阻，通过调节可调电阻r1，能够得到精准的1.5v电压。电容c4、电容c5、电容c7、在电路中起到滤波作用。

将两个输出端子分别连接被测电气装置，打开开关，通过按键电路设置测量时各种参数，显示屏上会显示这些参数，芯片u7计算输出正弦波的幅值和相位后通过数字-模拟(dac)端口产生正弦波信号，正玄波信号从输出信号源通道dac_in输入到输出数字功放电路中的模块m1内，模块m1将相应参数的电流输入到被测电气装置。

被测电气装置的电流输入值经电流互感器t1、采样电阻r3得到电压信号，其与1/2基准电压直接叠加，得到以1/2基准电压为基准、幅值小于等于3v的正弦波电压信号，电压信号由信号通道i-sense传送到芯片u7的模拟-数字(adc)转换接口，芯片u7将模拟转换成数字显示在显示屏上。

本发明的优点便于携带，体积等效于手持万用表的规格，采用可充电池供电，其连续最大功率输出时间不小于5小时，具备充电功能，采用数字键盘设置功能，快速准确设置输出电流和测试时间，输出电流稳定，电流频率稳定。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的充电电路图和供电电路图。

图3是本发明的升压电路图、交流信号调理电路图及数字功放电路图。

图4是本发明的按键电路图。

图5是本发明的微处理器芯片u7模块原理图。

图6是本发明的存储模块芯片u10模块原理图。

图7是本发明的驱动芯片u11模块原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1-图7所示，本发明包括充电电路、升压电路、采样电路、交流信号调理电路、数字功放电路、存储模块、显示模块、按键模块和微处理器。

所述充电电路电性连接充电接口和充电指示灯，所述充电接口为usb口，所述充电指示灯为二极管ds1和二极管ds2，所述充电电路包括芯片u3、电阻r11、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电容c12和电容c13，所述芯片u3的引脚1及引脚3连接所述usb口的负极，所述芯片u3的引脚2连接电阻r15的一端，所述电阻r15的另一端连接所述usb口的负极，所述芯片u3的引脚4分别连接电阻r11的一端和电容c12的一端，所述芯片u3的引脚5分别连接电容c13的一端和供电电源bt1一端，所述电容c12的另一端和所述电容c13的另一端分别连接所述usb口的负极，所述芯片u3的引脚6连接所述电阻r14的一端，所述电阻r14的另一端连接所述二极管ds2的负极，所述芯片u3的引脚7连接所述电阻r13的一端，所述电阻r13的另一端连接所述二极管ds1的负极，所述二极管ds1的正极和所述二极管ds2的正极分别连接所述usb口的正极，所述芯片u3的引脚8连接所述电阻r11的一端，所述电阻r11的另一端连接所述usb口的正极。

所述升压电路包括升压芯片u4、电感l1、电容c9、电容c10、电容c11、电容c14、电容c15、二极管d1、二极管d2、电阻r16、电阻r17、电阻r18及mos管q1，所述供电电源bt1输出端电性连接所述二极管d2的负极、所述电容c9的一端、所述电容c10的一端和所述电感l1的一端，所述二极管d2的正极、所述电容c9的另一端和所述电容c10的另一端均接地，所述电感l1的另一端分别电性连接二极管d1的正极、所述电阻r16的一端和所述升压芯片u4的引脚4，所述电阻r16的另一端电性连接所述mos管q1的漏极，所述二极管d1的负极分别电性连接带所述电阻17的一端、所述电容c14的一端、所述电容c15的一端、所述升压芯片u4的引脚1和所述升压芯片u4的引脚5，所述电容c11的另一端、所述电容c14的另一端和所述电容c15的另一端均接地，所述电阻r17的另一端分别电性连接所述电阻r18和所述升压芯片u4的引脚6，所述升压芯片u4的引脚2电性连接所述mos管q1的栅极，所述电阻r18的另一端接地，所述mos管q1的源极接地。

所述交流信号调理电路包括可调电阻r1、所述电阻r2、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、基准芯片u2和比较器u3，所述二极管d1的负极电性连接所述电阻r2的一端、所述电容c1的一端、所述电容c6的一端和所述比较器u1的引脚7，所述电容c1和所述电容c6的另一端均接地，所述电阻r2的另一端分别电性连接所述电阻r4的一端、所述基准芯片u2的阴极引脚3、所述可调电阻r1的一端、所述电阻r6的一端、所述电容c4的一端和所述电容c5的一端，所述电容c4的另一端和所述电容c5的另一端均接地，所述电阻r4的另一端分别电性连接所述电阻r7的一端和所述基准芯片u2的引脚1，所述电阻r7的另一端接地，所述基准芯片u2的引脚2接地，所述电阻r6的另一端分别电性连接所述电阻r8的一端、所述电阻r5的一端、所述电容c7的一端和所述比较器u3的正相输入端，所述电阻r8的另一端和所述电容c7的另一端均接地，所述可调电阻r1的另一端电性连接所述电阻r5的另一端，所述比较器u3输出端电性连接所述比较器u3反相输入端、所述电容c2的一端和所述电容c3的一端，所述电容c2的另一端和所述电容c3的另一端均接地。

所述输出数字功放电路包括模块m1、电容c8、电阻r9和电阻r10，所述模块m1的引脚1连接所述二极管d1的负极，所述模块m1的引脚1和引脚6均接地，所述模块m1的引脚7通过所述电阻r9电性连接所述模块m1的引脚8，所述模块m1的引脚5分别电性连接所述电容c8的一端和所述电阻r10的一端，所述电容c8的另一端接地，所述电阻r10的另一端电性连接输入信号源通道dac_in，所述模块m1的引脚3电性连接ac_out_l，所述模块m1的引脚4电性连接测量互感器t1的输出端一端，所述测量互感器t1的输出端另一端电性连接ac_out_h。

所述采样电路包括所述测量互感器t1和电阻r3，所述比较器u3输出端电性连接所述测量互感器t1测量端一端和所述电阻r3的一端，所述测量互感器t1测量端另一端和所述电阻r3的另一端均电性连接信号通道i_sense。

所述微处理器包括芯片u7，所述存储模块包括芯片u10，所述按键模块包括按键和按键扫描电路，所述显示模块包括显示屏和驱动芯片u11。

所述芯片u7的引脚81到88电性连接所述驱动芯片u11的引脚2到9，所述芯片u7的引脚97、98、1、2电性连接所述按键扫描电路的引脚key.1到key.4，所述芯片u7的引脚3、4、5、7、8电性连接所述按键驱动电路的引脚key.a到key.e，所述芯片u7的引脚52电性连接所述芯片u10的引脚6，所述芯片u7的引脚53电性连接所述芯片u10的引脚2，所述芯片u7的引脚54电性连接所述芯片u10的引脚5，所述芯片u7的引脚65电性连接所述芯片u10的引脚1，所述芯片u7的引脚66电性连接所述芯片u10的引脚3。

所述芯片u7的引脚15电性连接所述信号通道i_sense，所述芯片u7的引脚29电性连接所述输出信号源通道dac_in

芯片u3采用充电芯片4518，升压芯片u4采用升压芯片sxl2028，基准芯片u2采用高精度电压基准芯片max6174，比较器u3采用lm339比较器，模块m1采用数字功放芯片tda7294，芯片u10采用flsh存储芯片。

芯片u7采用stm32系列单片机，所述ac_out_l和ac_out_h分别连接输出端子。

本发明的工作流程为：充电时使用5v/2a的适配器通过type-c接口提供充电电压，芯片u3进行充电控制，采用红绿指示发光二极管ds1和二极管ds2指示充电与充电完毕状态。

3.7v锂电池经由升压芯片u4、电感l1、电容c9、电容c10、电容c11、电容c14、电容c15、二极管d1、二极管d2、电阻r16、电阻r17、电阻r18及mos管q1组成的升压电路升压，输出5v电压，即vcc。其中，二极管d2起电源反接保护电路的作用，电容c9、电容c10避免电路耦合干扰，电容c11、电容c14和电容c15滤波。

5v电压由基准芯片u2、电阻r2、电阻r4及电阻r7组成的调压电路支路，基准电压3v即vref。3v基准电压经电阻r6、电阻r8分压，再经过比较器u3，输出1.5v的1/2基准电压。调压电路中，可调电阻r1及电阻r5为调压电阻，通过调节可调电阻r1，能够得到精准的1.5v电压。电容c4、电容c5、电容c7、在电路中起到滤波作用。

将两个输出端子分别连接被测电气装置，打开开关，通过按键电路设置测量时各种参数，显示屏上会显示这些参数，芯片u7计算输出正弦波的幅值和相位后通过数字-模拟(dac)端口产生正弦波信号，正玄波信号从输出信号源通道dac_in输入到输出数字功放电路中的模块m1内，模块m1将相应参数的电流输入到被测电气装置。

被测电气装置的电流输入值经电流互感器t1、采样电阻r3得到电压信号，其与1/2基准电压直接叠加，得到以1/2基准电压为基准、幅值小于等于3v的正弦波电压信号，电压信号由信号通道i-sense传送到芯片u7的模拟-数字(adc)转换接口，芯片u7将模拟转换成数字显示在显示屏上。

以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。