本發(fā)明涉及的是一種檢測技術(shù)領(lǐng)域的電路，應(yīng)用于智能開關(guān)電器件的檢測，具體地說，是為智能開關(guān)電器提供一種多量程多工位的高精度電流信號源電路，用以檢測智能開關(guān)電器的保護(hù)功能在實際應(yīng)用中能否正常工作。

背景技術(shù)：

對于智能開關(guān)電器產(chǎn)品的質(zhì)量檢測，如cw系列斷路器、cm系列脫扣器等，需要對其接通、分?jǐn)嚯娏ο到y(tǒng)功能及對設(shè)備出現(xiàn)過載、欠壓、短路和接地故障等各種故障的保護(hù)控制功能進(jìn)行出廠檢測。檢測裝置需要提供各種模擬電壓、電流信號輸入智能開關(guān)電器產(chǎn)品中，以檢驗其功能是否正常。但是傳統(tǒng)的檢驗方式只能以單人單工位方式，對于大批量的智能開關(guān)電器產(chǎn)品檢測存在效率低、檢測精度低及誤檢率高的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的。

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中無法實現(xiàn)同時對智能開關(guān)電器產(chǎn)品多工位進(jìn)行高效率檢測的問題，從而提出并設(shè)計了一種多量程多工位的高精度電流信號源電路，并在實際應(yīng)用中提高了檢測效率及精度。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案。

本發(fā)明提出并設(shè)計的一種多量程多工位的高精度電流信號源電路，包括電流互感器隔離陣列電路、量程選擇電路和電流比例運放調(diào)理電路；外接三相標(biāo)準(zhǔn)源發(fā)出電流輸入所述的電流互感器隔離陣列電路，電流互感器隔離陣列電路輸出a、b、c、n四相電流信號，每一相分為五路電流信號分別連接量程選擇電路，量程選擇電路再連接電流比例運放調(diào)理電路，最終輸出。

更進(jìn)一步具體實施方式中，所述的電流互感器隔離陣列輸出a、b、c、n四相電流互感器隔離陣列電流信號，每一相的電流信號分為五工位，每個工位采用電流互感器，五工位電流互感器輸入端串聯(lián)，輸出端分別連接一個量程選擇電路，每個量程選擇電路分別和一個電流比例運放調(diào)理電路相連。

更進(jìn)一步具體實施方式中，電流互感器隔離陣列的a相、b相、c相的輸入端通過三個繼電器j1、j3、j4分別與三相標(biāo)準(zhǔn)源a相、b相、c相輸入端相連（電路如圖1所示），每個繼電器的作用是保證a相、b相、c相的電流發(fā)出能夠受上位機(jī)軟件程序控制，根據(jù)需要來選擇連通或斷開。電流互感器隔離陣列的n相的輸入端通過一個繼電器j2與三相標(biāo)準(zhǔn)源a相輸入端相連。這里需要說明：a相電流和n相電流產(chǎn)生電路復(fù)用三相標(biāo)準(zhǔn)源的a相輸出端口，a相電流和n相電流產(chǎn)生電路不能同時工作，即j1、j2在檢測過程中不能同時閉合，正常檢測流程是先通a、b、c三相電流，再打開j1，閉合j2，單獨通n相電流；

更進(jìn)一步具體實施方式中，所述的電流比例運放調(diào)理電路和所述量程選擇電路包括電阻r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r10、r11，可調(diào)電阻r9、r12，電容c，繼電器j5，功放芯片u1和電源，功放芯片u1為lm3886型號規(guī)格，所述量程選擇電路分為大量程選擇電路和小量程選擇電路；

其中小量程選擇電路由r11、r12串聯(lián)后與r10并聯(lián)，通過觸點1與量程選擇繼電器的常閉觸點2連通；大量程選擇電路由r8、r9并聯(lián)后與r7串聯(lián)，通過觸點與量程選擇繼電器的常開觸點3連通；

量程選擇繼電器的觸點1連接每個工位的輸入端，同時依次連接電阻r1、電阻r4，并接入芯片u1的10腳，r4的另一端與r6、輸出out端連接r1另一端與管腳10相連；

r8、r9、r10、r12的另一端分別連接每個工位的輸出端，同時依次連接電阻r2、電阻r3，并接入功放芯片u1的3腳，r3的另一端與r6、輸出out端連接；r1另一端與管腳9相連。

更進(jìn)一步具體實施方式中，功放芯片u1的1腳連接外部直流電源的+24v，u1的2腳置空，u1的3腳連接電阻r6、r3，u1的4腳連接外部直流電源的-24v，u1的5腳連接外部直流電源的+24v，u1的6腳置空，u1的7腳連接電容c并接地，電容c的另一端與芯片u1的8腳、電阻r5連接，電阻r5的另一端與外部直流電源的-24v連接，u1的8腳與電容c、電阻r5連接，u1的9腳與電阻r2、r3連接，u1的10腳與電阻r1、r4連接，u1的11腳置空。

更進(jìn)一步具體實施方式中，所述的電阻r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r10、r11為錳銅絲電阻。

更進(jìn)一步具體實施方式中，多量程多工位的高精度電流信號源電路的輸出端直接連接五工位的被測產(chǎn)品。

本發(fā)明所產(chǎn)生的技術(shù)效果。

（1）本發(fā)明通過電流互感器隔離陣列電路，可以實現(xiàn)多工位多量程的檢測。

（2）本發(fā)明通過電流互感器隔離陣列電路和量程選擇電路的大小量程電路的設(shè)置，既可保證電流信號的一致性，同時又進(jìn)一步拓展了多量程測量的方式。

（3）本發(fā)明通過電流比例運放調(diào)理電路可以適應(yīng)性的調(diào)節(jié)電流互感器隔離陣列電路和量程電路輸出的電流，應(yīng)用范圍更廣。

（4）本發(fā)明由于多工位分別連接量程選擇電路，電流輸出信號完全獨立隔離，實現(xiàn)的多工位相互隔離、具有溫度補償、抗電磁干擾等特性。

（5）本發(fā)明電流互感器隔離陣列電路中的同相五個電流互感器串聯(lián)，可實現(xiàn)三相標(biāo)準(zhǔn)源單相電流的同相分路作用（分為五工位），通過后續(xù)五路中的電流比例運放調(diào)理電路的作用，可實現(xiàn)同相五路產(chǎn)生電流的一致性和線性度，保證了五工位產(chǎn)品的輸入測試電流的檢測一致性。根據(jù)產(chǎn)品的檢測精度要求（誤差不能超過千分之五），在實際應(yīng)用中，已經(jīng)實現(xiàn)并能夠滿足設(shè)計要求。

綜上所述本發(fā)明用于多工位產(chǎn)品測試領(lǐng)域能進(jìn)一步提高檢驗系統(tǒng)的可靠性和測試精度，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的電流互感器隔離陣列電路圖；

圖2是本發(fā)明的量程選擇電路和電流比例運放調(diào)理電路圖。

圖3是本發(fā)明的邏輯結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

1．如圖3所示，本發(fā)明提出的一種多量程多工位的高精度電流信號源電路，包括電流互感器隔離陣列電路、量程選擇電路和電流比例運放調(diào)理電路；外接三相標(biāo)準(zhǔn)源發(fā)出電流輸入所述的電流互感器隔離陣列電路，電流互感器隔離陣列電路輸出a、b、c、n四相電流信號，每一相分為五路電流信號分別連接量程選擇電路，量程選擇電路再連接電流比例運放調(diào)理電路，最終輸出。通過多個工位及多量程的設(shè)置，提高了產(chǎn)品的檢測效率和精度。

2．關(guān)鍵組件模塊的具體實施：電流互感器隔離陣列。

本發(fā)明所述的電流互感器隔離陣列電路由a、b、c、n四相電流源電路組成。其中：

（1）a相電流源正極端由三相標(biāo)準(zhǔn)源電流+ia端子產(chǎn)生，通過繼電器j1與五個電流互感器a1、a2、a3、a4、a5相互串聯(lián)，負(fù)極端連接三相標(biāo)準(zhǔn)源電流-ia端子。

（2）b相電流源正極端由三相標(biāo)準(zhǔn)源電流+ib端子產(chǎn)生，通過繼電器j3與五個電流互感器b1、b2、b3、b4、b5相互串聯(lián)，負(fù)極端連接三相標(biāo)準(zhǔn)源電流-ib端子。

（3）c相電流源正極端由三相標(biāo)準(zhǔn)源電流+ic端子產(chǎn)生，通過繼電器j4與五個電流互感器c1、c2、c3、c4、c5相互串聯(lián)，負(fù)極端連接三相標(biāo)準(zhǔn)源電流-ic端子。

（4）n相電流源正極端由三相標(biāo)準(zhǔn)源電流+ia端子產(chǎn)生，通過繼電器j2與五個電流互感器n1、n2、n3、n4、n5相互串聯(lián)，負(fù)極端連接三相標(biāo)準(zhǔn)源電流-ia端子。

如圖1所示，本發(fā)明所述的電流互感器隔離陣列由a、b、c、n四相五工位共計20個電流互感器組成，每列中電流互感器的各個輸入端串聯(lián)連接，各個輸出端接量程選擇電路和電流比例運放調(diào)理電路。

電流互感器隔離陣列的a相、b相、c相的輸入端通過三個繼電器j1、j3、j4分別與三相標(biāo)準(zhǔn)源a相、b相、c相輸入端相連，每個繼電器的作用是保證a相、b相、c相的電流發(fā)出能夠受上位機(jī)軟件程序控制，根據(jù)需要來選擇連通或斷開。電流互感器隔離陣列的n相的輸入端通過一個繼電器j2與三相標(biāo)準(zhǔn)源a相輸入端相連。

這里需要說明：a相電流和n相電流產(chǎn)生電路復(fù)用三相標(biāo)準(zhǔn)源的a相輸出端口，a相電流和n相電流產(chǎn)生電路不能同時工作，即j1、j2在檢測過程中不能同時閉合，正常檢測流程是先通a、b、c三相電流，再打開j1，閉合j2，單獨通n相電流；

所述的電流互感器隔離陣列輸出a、b、c、n四相電流互感器隔離陣列電流信號，每一相的電流信號分為五工位，每個工位采用電流互感器，五工位電流互感器輸入端串聯(lián)，輸出端分別連接一個量程選擇電路，每個量程選擇電路分別和一個電流比例運放調(diào)理電路相連。多量程多工位的高精度電流信號源電路的輸出端直接連接五工位的被測產(chǎn)品。20個電流互感器的作用時每5個電流互感器進(jìn)行串聯(lián)，將三相標(biāo)準(zhǔn)源的某一單向電流分成五路同相電流；一共需要a、b、c、n四相產(chǎn)生電路，所以共需要20個電流互感器組成電流隔離陣列。

這里需要說明的是：該電流互感器隔離陣列是關(guān)鍵組件模塊，目前市面上多通道（5通道以上的高精度電流源）電流源器件少，且價格昂貴，通道數(shù)不易擴(kuò)展。本發(fā)明設(shè)計利用專門定制的高精度電流互感器（轉(zhuǎn)換比為1a：20ma，精度為萬分之五），將三相標(biāo)準(zhǔn)源單相電流（精度為萬分之二）成功分為五路電流通道，關(guān)鍵技術(shù)涉及電路的接線方式、溫度補償?shù)?。對于五路輸出電流的一致性，由?0個電流互感器不可能參數(shù)完全一致，勢必造成一個工位上五路電流參數(shù)有一定的誤差，根據(jù)設(shè)計的要求，產(chǎn)品的輸入電流精度不能超過千分之五，還需要后續(xù)電路配置電流比例運放電路。3．關(guān)鍵調(diào)理電路的具體實施：電流比例運放調(diào)理電路和所述量程選擇電路。

（1）作用

①電流比例運放調(diào)理電路的作用：將電流互感器隔離陳列輸入的五路電流進(jìn)行一致性調(diào)節(jié)，使得一個工位上的五路電流幾乎保持一致，且誤差不超過千分之五。并且通過調(diào)節(jié)改變電流比例運放調(diào)理電路的輸入電阻ri，可以放大輸出電流，達(dá)到產(chǎn)品的測試量程范圍的需求，產(chǎn)品的輸入電流范圍為2ma~800ma之間。

②量程選擇電路是為了配合電流比例運放調(diào)理電路而設(shè)置的，大小量程其實改變的就是輸入電阻ri，大量程的電流運放倍數(shù)為7.5倍，小量程為1.5倍，將產(chǎn)品的輸入電流范圍2ma~800ma，分為兩個區(qū)間段，即2ma~150ma（小量程）范圍段和100ma~800ma（大量程）范圍段，兩個范圍段有交集，從而保證輸入產(chǎn)品的電流在各自區(qū)間段內(nèi)有良好的一致性、線性度和靈敏度。

（2）如圖2所示，以一工位的a相電流為例，說明電流比例運放調(diào)理電路和量程選擇電路的連接方式及工作模式。

①核心功放芯片u1的連接方式及工作模式：電阻r1與電阻r4、功放芯片u1（lm3886）的10腳連接，r4的另一端與r6、輸出out端連接。r6的另一端與u1的3腳、電阻r3連接，電阻r3的另一端與r2、u1的9腳連接，r2的另一端與-ia1連接。u1的1腳連接外部直流電源的+24v，u1的2腳置空，u1的3腳連接電阻r6、r3，u1的4腳連接外部直流電源的-24v，u1的5腳連接外部直流電源的+24v，u1的6腳置空，u1的7腳連接電容c并接地，電容c的另一端與u1的8腳、電阻r5連接，電阻r5的另一端與外部直流電源的-24v連接，u1的8腳與電容c、電阻r5連接，u1的9腳與電阻r2、r3連接，u1的10腳與電阻r1、r4連接，u1的11腳置空。該部分電路為電流比例運放調(diào)理電路，u1為lm3886型號規(guī)格。本發(fā)明所述的電阻r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r10、r11為錳銅絲電阻。

功放芯片u1具有輸出功率大（連續(xù)輸出功率68w）、失真度?。偸д婕釉肼?lt;0.03%）、保護(hù)功能（包括過壓保護(hù)、過熱保護(hù)、電流限制、溫度限制、開關(guān)電源時的揚聲器沖擊保護(hù)、靜噪功能）齊全，外圍元件少，制作調(diào)試容易，工作穩(wěn)定可靠。在本發(fā)明電路設(shè)計中，是用于電流的放大的關(guān)鍵器件。外圍平衡電阻r1=r2，r3=r4選型后，功放芯片u1放大電流的倍數(shù)ai=ri/ro，其中，ri為輸入端大、小量程的電阻值，ro為輸出端r6的電阻值。

②小量程選擇電路的連接方式及工作模式：+ia1與電阻r1及繼電器j5的1觸頭相連，繼電器j5的常閉觸頭2與電阻r10、r11的一端連接，可調(diào)電阻r12與電阻r11的另一端連接，即r11與r12串聯(lián)后再與r10并聯(lián)，電阻r10與可調(diào)電阻r12的另一端與-ia1連接，該部分電路為小量程選擇電路。

根據(jù)小量程電路的串并聯(lián)關(guān)系及功放芯片u1的放大電流倍數(shù)的輸入輸出關(guān)系，可以得到小量程的電流比例調(diào)節(jié)倍數(shù)為：

③大量程選擇電路的連接方式及工作模式：繼電器j5的常開觸頭3與電阻r7連接，r7的另一端與電阻r8、可調(diào)電阻r9同時連接，電阻r8與可調(diào)電阻r9的另一端與-ia1連接，該部分電路為大量程選擇電路。

根據(jù)大量程電路的串并聯(lián)關(guān)系及功放芯片u1的放大電流倍數(shù)的輸入輸出關(guān)系，可以得到大量程的電流比例調(diào)節(jié)倍數(shù)為：

通過調(diào)節(jié)相應(yīng)的可調(diào)電阻r12、r9的阻值，不但可以調(diào)節(jié)輸出電流的大小范圍，而且可以保證五工位輸出電流的一致性、線性度和靈敏度。

4．本發(fā)明所述的一種多量程多工位的高精度電流信號源電路的輸出端直接連接五工位的被測產(chǎn)品。

5．本發(fā)明所述的多工位（多通道）技術(shù)不是單純的電流分路原理，關(guān)鍵技術(shù)涉及隔離、溫度補償、抗電磁干擾，其優(yōu)點為高精度、成本低、工位（通道）數(shù)量可擴(kuò)展。

6．本發(fā)明所述的多量程技術(shù)不是單純的串并聯(lián)電路原理，而是從實際應(yīng)用出發(fā)，為了保證測試產(chǎn)品輸入電流的一致性、線性度和靈敏度，進(jìn)行輸出電流區(qū)間段分離。選擇可調(diào)電阻的阻值為10歐姆，電路設(shè)計中，將其與阻值r8=1歐姆（小量程），r10=1歐姆（大量程）的電阻相并聯(lián)，使得可調(diào)范圍在0~1歐姆之間，適合電流的細(xì)微調(diào)節(jié)，從而保證電流的一致性。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。