本發(fā)明屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種四線可編程電源電路。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在企業(yè)對生產(chǎn)成本控制的越來越嚴(yán)格，測試精度要求越來越高，隨著生產(chǎn)過程的精密化，全自動化，客戶對于不良產(chǎn)品的測試，電氣保護(hù)提出了更高的要求，電流測試范圍更寬廣，必須與時(shí)俱進(jìn)的進(jìn)行創(chuàng)新和開發(fā)。因此，本發(fā)明開發(fā)出了一種四線可編程電源電路，實(shí)現(xiàn)了低成本，高精度，響應(yīng)速度快，電流測試范圍寬，輸出可編程的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低成本、高精度的四線可編程電源電路，該電路增加了反饋回路，具有過流過壓保護(hù)的功能。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種四線可編程電源電路，包括開關(guān)電源電路，所述開關(guān)電源電路經(jīng)供電線為負(fù)載供電，其包括輸入端用于接收輸入反饋電壓，輸出端用于將接收到的電壓經(jīng)供電線傳輸至負(fù)載，還包括可編程電源電路用于調(diào)節(jié)所述開關(guān)電源電路的輸出電壓，所述可編程電源電路包括電源輸出端口和反饋電源電路，所述開關(guān)電源電路還包括一反饋輸入端，所述電源輸出端口輸出的電壓通過所述反饋電源電路輸入到所述開關(guān)電源電路的反饋輸入端，所述開關(guān)電源電路根據(jù)所述反饋電源電路的反饋系數(shù)自動調(diào)節(jié)輸出電壓。

具體的，所述電源輸出端口輸出的電壓經(jīng)供電線和地線為負(fù)載供電，負(fù)載反饋電壓信號經(jīng)反饋線和反饋地線傳輸?shù)剿龇答侂娫措娐贰?/p>

具體的，所述反饋電源電路包括反饋回路接收端和反饋主電路，所述反饋回路接收端接收所述反饋電壓信號，并將所述反饋電壓信號反饋到所述反饋主電路，所述反饋主電路將所述可編程電源電路輸出的電壓輸入到所述開關(guān)電源電路的反饋輸入端。

具體的，所述可編程電源電路還包括電壓檢測電路、電流檢測電路、差分電壓逐級放大電路和信號處理單元，所述開關(guān)電源電路的輸出端連接有第一取樣電阻，所述可編程電源電路的電源輸入端通過第二取樣電阻連接所述電源輸出端口，所述第一取樣電阻、第二取樣電阻的差分電壓信號通過所述差分電壓逐級放大電路信號放大后經(jīng)電流檢測電路進(jìn)行分級電流測量，再傳輸?shù)剿鲂盘柼幚韱卧?，所述電源輸出端口輸出的電壓?jīng)所述電壓檢測電路進(jìn)行電壓測量后傳輸?shù)剿鲂盘柼幚韱卧?，所述信號處理單元將采樣到電流和電壓反饋到所述反饋電源電路?/p>

具體的，所述第一取樣電阻和信號處理單元之間連接有過流保護(hù)電路，所述過流保護(hù)電路對采樣電壓和設(shè)定過壓過流電壓比對后,對比的結(jié)果經(jīng)過所述反饋電源電路進(jìn)行保護(hù)。

具體的，所述可編程電源電路的電源輸入端與電源輸出端口之間連接有繼電器。

具體的，所述電流檢測電路檢測到電流大于或等于100mA，所述繼電器閉合，所述第一取樣電阻采用小于1歐的取樣電阻；所述電流檢測電路檢測到電流小于100mA，所述繼電器斷開，所述第二取樣電阻采用5歐～100歐之間的取樣電阻。

具體的，所述差分電壓逐級放大電路可將所述差分電壓信號放大11倍。

具體的，所述開關(guān)電源電路的輸出電壓在0到30V之間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明是由開關(guān)電源電路和可編程電源電路所組成，開關(guān)電源電路為負(fù)載提供能量，可編程電源電路用于調(diào)節(jié)開關(guān)電源電路的輸出電壓，可編程電源電路輸出的電壓通過反饋電源電路輸入到開關(guān)電源電路的反饋輸入端，實(shí)現(xiàn)了對開關(guān)電源電路輸出電壓的調(diào)節(jié)。本發(fā)明采用了四線供電方式，分別為輸出電源、輸出地線、反饋電源和反饋地線，在本發(fā)明中線阻和接口阻抗對輸出電壓精度的影響較小，可以進(jìn)行電壓可編程，多路取樣電阻可以更加精準(zhǔn)的測量電流大小，多級放大電壓可以保證電壓點(diǎn)落在AD合適的范圍從而減小采樣誤差；可以通過硬件限流限壓，硬件調(diào)控電路響應(yīng)迅速。優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)迅速，輸出電壓精度高，測試電流范圍廣，電路成本低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種四線可編程電源電路的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明一種四線可編程電源電路的電路示意圖；

圖3為本發(fā)明一種四線可編程電源電路的電流測量分級示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明提供的一種四線可編程電源電路，可應(yīng)用于各種可編程的電源提供電源進(jìn)行電壓電流測試測量行業(yè)，其詳細(xì)技術(shù)方案如圖1所示，包括開關(guān)電源電路提供能量，開關(guān)電源電路經(jīng)供電線為負(fù)載供電，其包括輸入端用于接收輸入反饋電壓，輸出端用于將接收到的電壓經(jīng)供電線傳輸至負(fù)載，所述負(fù)載為待測電路板，還包括可編程電源電路提供基準(zhǔn)，用于調(diào)節(jié)開關(guān)電源電路的輸出電壓，所述開關(guān)電源電路的輸出電壓可編程，能輸出0到30V之間的電壓，所述可編程電源電路包括電源輸出端口和反饋電源電路，所述開關(guān)電源電路還包括一反饋輸入端，電源輸出端口輸出的電壓通過反饋電源電路輸入到開關(guān)電源電路的反饋輸入端，開關(guān)電源電路根據(jù)反饋電源電路的反饋系數(shù)自動調(diào)節(jié)輸出電壓。

具體實(shí)施時(shí)：通過上位機(jī)輸入可編程電源電路的電壓和電流限制值，正常工作時(shí)由開關(guān)電源電路提供輸出電壓，輸出電壓經(jīng)過反饋電源電路反饋到開關(guān)電源電路的反饋輸入端，當(dāng)輸出電壓低于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，反饋電源電路啟動，通過硬件反饋一個相應(yīng)的電壓，反饋電源開關(guān)改變開關(guān)電源電路的反饋系數(shù)，開關(guān)電源電路自動調(diào)節(jié)輸出電壓，使得電壓達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值。與線性轉(zhuǎn)換電壓電路相比，電路轉(zhuǎn)換效率更高。

較佳的，所述可編程電源電路的電源輸入端與電源輸出端口之間連接有繼電器。采用繼電器，可使電路的使用壽命更長，斷開時(shí)電路絕緣度更高，能對電路隔離起到保護(hù)。

本發(fā)明采用了四線供電方式，電源輸出端口輸出的電壓經(jīng)供電線和地線為負(fù)載供電，負(fù)載反饋電壓信號經(jīng)反饋線和反饋地線傳輸?shù)椒答侂娫措娐贰Ｋ龇答侂娫措娐钒ǚ答伝芈方邮斩撕头答佒麟娐?，所述反饋回路接收端接收所述反饋電壓信號，并將所述反饋電壓信號反饋到反饋主電路，反饋主電路將可編程電源電路輸出的電壓輸入到開關(guān)電源電路的反饋輸入端。電源輸出端口和反饋回路接收端均采用四線制，電源輸出端口輸出電壓和繼電器輸出不共用線路，避免因輸出線阻大，影響最終輸出電壓的精度和準(zhǔn)確性；由于反饋電源電路輸入電阻較大，因此，反饋輸入線阻可忽略不計(jì)。

本發(fā)明還可對電壓和電流進(jìn)行自檢，所述可編程電源電路還包括電壓檢測電路、電流檢測電路、差分電壓逐級放大電路和信號處理單元，所述開關(guān)電源電路的輸出端連接有第一取樣電阻，所述可編程電源電路的電源輸入端通過第二取樣電阻連接電源輸出端口，所述電流檢測電路提供寬范圍的電流檢測，所述第一取樣電阻、第二取樣電阻的差分電壓信號通過所述差分電壓逐級放大電路信號放大11倍后經(jīng)電流檢測電路進(jìn)行分級電流測量，再傳輸?shù)叫盘柼幚韱卧?，所述電源輸出端口輸出的電壓?jīng)所述電壓檢測電路進(jìn)行電壓測量后傳輸?shù)叫盘柼幚韱卧?，信號處理單元將采樣到電流和電壓反饋到反饋電源電路?/p>

電流測量時(shí)，所述電流檢測電路檢測到電流大于或等于100mA，所述繼電器閉合，所述第一取樣電阻采用小于1歐的取樣電阻；所述電流檢測電路檢測到電流小于100mA，所述繼電器斷開，所述第二取樣電阻采用5歐～100歐之間的取樣電阻，較佳采用5.1歐的取樣電阻。

采用四級低噪聲、高精度的差分電壓逐級放大電路，所述差分電壓逐級放大電路共有五個可測試點(diǎn)，按電流大小選取電壓測試點(diǎn)。

開關(guān)電源電路采用的線阻部分，采用差分采樣硬件電路補(bǔ)償，硬件電路補(bǔ)償響應(yīng)速度非?？?。

本發(fā)明還具有過壓過流保護(hù)的功能，在所述第一取樣電阻和信號處理單元之間連接有過流保護(hù)電路，所述過流保護(hù)電路對采樣電壓和設(shè)定過壓過流電壓比對后,對比的結(jié)果經(jīng)過所述反饋電源電路進(jìn)行保護(hù)。電流監(jiān)控取樣部分采用從第一取樣電阻監(jiān)控出來的差分電壓，當(dāng)電流監(jiān)控電壓小于設(shè)定電壓時(shí)，電路正常工作，過流保護(hù)電路不產(chǎn)生作用；當(dāng)電流監(jiān)控電壓大于設(shè)定電壓時(shí)，保護(hù)電路產(chǎn)生作用，關(guān)閉輸出電壓。具體工作時(shí)，電流監(jiān)控電壓大于設(shè)定的電壓，通過電路比較器，進(jìn)行比較；比較器進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，拉低開關(guān)電源芯片使能端，開關(guān)電源電路不進(jìn)行工作。電路進(jìn)行應(yīng)急狀態(tài)時(shí)，對待測電路板進(jìn)行保護(hù)。

作為可選的，還可采用線阻監(jiān)控電路，當(dāng)電路線阻或端口接觸阻抗較大，電路輸出電流比較大的時(shí)候；電路進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控連接線和接口部分的電壓；當(dāng)測量電壓值大于設(shè)定電壓值，電路報(bào)錯，上位機(jī)接收到報(bào)錯信號，顯示器跳出提醒彈窗。必須人工確認(rèn)才能進(jìn)行消除報(bào)錯狀態(tài)。

本發(fā)明的具體實(shí)施步驟包括以下：

信號處理，控制與通信電路發(fā)出限流范圍，限壓范圍，同時(shí)給出輸出電壓值的標(biāo)準(zhǔn)值，給反饋電源電路進(jìn)行處理；

反饋電源電路得到信號輸出電流或電壓信號，同時(shí)過流保護(hù)電路設(shè)定電流保護(hù)時(shí)的電壓值；

開關(guān)電源電路部分得到使能(EN)電壓，開關(guān)電源電路開始工作，參考圖2；

電路開始輸出電壓，進(jìn)入升壓的過程；

當(dāng)電路升壓到標(biāo)準(zhǔn)電壓后，U1的FB部反饋部分硬件，進(jìn)入實(shí)時(shí)監(jiān)控的狀態(tài)；

當(dāng)電路因外部儲能元件，導(dǎo)致突然的升壓時(shí)，監(jiān)控電路進(jìn)入反應(yīng)狀態(tài)；

當(dāng)電路因?yàn)樨?fù)載短路或損壞導(dǎo)致電流增大，需要及時(shí)進(jìn)行過流保護(hù)；

由第一采樣電阻R1的T1，T2測試點(diǎn)，提供差分電壓；

結(jié)合圖3，差分電壓經(jīng)過U4采集，和U5的放大，通過相應(yīng)的反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行；

反饋電源電路收到信號后，對U1的使能端進(jìn)行拉低處理，U1芯片停止工作；

當(dāng)電流大于100mA的時(shí)候，使用R1作為采樣電阻，進(jìn)行采樣電流值，電壓值提取T1.T2兩端的電壓；

當(dāng)電流小于100mA的時(shí)候，使用R2作為采樣電阻，進(jìn)行采樣電流值，電壓值提取T2.OUT兩端的電壓；

采樣的電壓值，按照填寫的實(shí)際值，進(jìn)行分段采樣；

當(dāng)電流值為2A---100mA時(shí)測試點(diǎn)為圖3中的T4，當(dāng)為100mA----5mA時(shí)為T5點(diǎn)，當(dāng)測試為5mA-0.5mA時(shí)為T6，當(dāng)500uA----10uA時(shí)為T7采樣點(diǎn)。

以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。