專利名稱：一種測量電路模塊及電源器件電壓差的測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源器件電壓差測量技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種測量電路模塊及電源器件電壓差的測量方法。
背景技術(shù)：
常用的電源器件的測試參數(shù)主要有以下幾種:輸入電壓范圍，輸出基準(zhǔn)電壓，電壓調(diào)整率，負(fù)載調(diào)整率，調(diào)整端或地端電流，紋波抑制比，輸出極限電流，輸出短路電流，輸出阻抗，啟動(dòng)電壓范圍，噪聲，及瞬態(tài)參數(shù)等。其中，電壓調(diào)整率與負(fù)載調(diào)整率是決定電源器件性能的重要指標(biāo)。電壓調(diào)整率即當(dāng)輸入側(cè)電壓從允許輸出的最低值變化到規(guī)定的最大值時(shí)，輸出電壓的相對變化值占額定電壓的百分比。電壓調(diào)整率表征穩(wěn)壓器穩(wěn)壓性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)，由于電源器件的特性:當(dāng)輸入取允許范圍內(nèi)任意電壓，其輸出都為一固定值。
所以，可用[(輸出電壓1-輸出電壓2)/額定輸出電壓]X100%來計(jì)算，一般不超過0.1%。負(fù)載調(diào)整率即當(dāng)輸入電壓不變，負(fù)載從零變化到額定值時(shí)，輸出電壓的變化。由于電源負(fù)載的變化會(huì)引起電源輸出的變化，負(fù)載增加，輸出降低，相反負(fù)載減少，輸出升高。
可用[(滿載時(shí)輸出電壓-半載時(shí)輸出電壓)/額定負(fù)載時(shí)輸出電壓]X 100%來計(jì)算，通常指標(biāo)3% 5%。由于電壓調(diào)整率及負(fù)載調(diào)整率的確定主要是對電壓差做計(jì)算，所以只要測得輸出端的電壓，再與其額定輸出電壓做比較，得到其實(shí)際輸出電壓與額定輸出電壓的電壓差，即可得到兩種測量參數(shù)。
傳統(tǒng)的測量方法是直接用萬用表等測量儀器測量。由于電源器件的誤差較小，其實(shí)際輸出電壓與額定電壓的電壓差通常在幾毫伏甚至更小，所以對于萬用表來說，其精度不夠測量微小電壓差；另外，若用高精度的測量儀器，雖然能夠較精確地測量出來，但成本就會(huì)大大增加。
在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在測量精度低和成本高等缺陷。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種測量電路模塊，以實(shí)現(xiàn)測量精度高和成本低的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的第二目的在于，提出一種基于上述測量電路模塊的電源器件電壓差的測量方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種測量電路模塊，包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4和運(yùn)算放大器，其中:
待測量電源器件的輸出電壓Vo輸出端，經(jīng)第二電阻R2后與運(yùn)算放大器的同相輸入端連接；第一電阻Rl的第一連接端與第二電阻R2和運(yùn)算放大器的公共端連接，第一電阻Rl的第二連接端接地GND ;第三電阻R3的第一連接端為設(shè)備輸入電壓Vr輸入端，第三電阻R3的第二連接端與運(yùn)算放大器的反相輸入端連接；第四電阻R4連接在第三電阻R3和運(yùn)算放大器的公共端與運(yùn)算放大器的誤差放大電壓Vm輸出端之間。
同時(shí)，本發(fā)明采用的另一技術(shù)方案是:一種電源器件電壓差的測量方法，包括:
(I)基于所述測量電路模塊，將待測量電源器件的輸出電壓Vo作為運(yùn)算放大器輸入端，令設(shè)備輸入電壓Vr =待測量的電源器件的輸出電壓Vo的額定值；
(2)測量計(jì)算電壓差，根據(jù)差分電路原理Vm = (R4/R3) X (Vo-Vr)，將待測量電源器件的輸出電壓Vo的微小誤差進(jìn)行放大，其放大倍數(shù)主要由第三電阻R3與第四電阻R4的阻值決定；
利用放大器虛短虛斷特性，得到:
Rl X Vo/ (R1+R2) = R4X Vr/ (R3+R4) +R3X Vm/ (R3+R4)；
由以上公式推導(dǎo)，得到:
VoXRlX (R3+R4)/(R1+R2) = R4XVr+R3XVm ；
Vm = Vo X Rl X (R3+R4) /R3 X (R1+R2)-VmX R4/R3 ；
根據(jù)第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和第四電阻R4的實(shí)際值，進(jìn)行計(jì)算，就能夠得到誤差放大電壓Vm。
本發(fā)明各實(shí)施例的測量電路模塊及電源器件電壓差的測量方法，由于通過在輸出端搭建差分放大電路，將微小的電壓差范圍擴(kuò)大到幾十毫伏及以上，然后再在采用普通測量儀器即可達(dá)到較精確測量的效果；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中測量精度低和成本高的缺陷，以實(shí)現(xiàn)測量精度高和成本低的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。
下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
圖1為本發(fā)明測量電路模塊的電氣原理示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
樽塊實(shí)施例
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種測量電路模塊。如圖1所示，本實(shí)施例的測量電路模塊，包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4和運(yùn)算放大器，其中:
待測量電源器件的輸出電壓Vo輸出端，經(jīng)第二電阻R2后與運(yùn)算放大器的同相輸入端連接；第一電阻Rl的第一連接端與第二電阻R2和運(yùn)算放大器的公共端連接，第一電阻Rl的第二連接端接地GND ;第三電阻R3的第一連接端為設(shè)備輸入電壓Vr輸入端，第三電阻R3的第二連接端與運(yùn)算放大器的反相輸入端連接；第四電阻R4連接在第三電阻R3和運(yùn)算放大器的公共端與運(yùn)算放大器的誤差放大電壓Vm輸出端之間。
方法實(shí)施例
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種基于上述測量電路模塊的電源器件電壓差的測量方法，包括:(I)基于所述測量電路模塊，將待測量電源器件的輸出電壓Vo作為運(yùn)算放大器輸入端，令設(shè)備輸入電壓Vr =待測量的電源器件的輸出電壓Vo的額定值；(2)測量計(jì)算電壓差，根據(jù)差分電路原理Vm = (R4/R3) X (Vo-Vr)，將待測量電源器件的輸出電壓Vo的微小誤差進(jìn)行放大，其放大倍數(shù)主要由第三電阻R3與第四電阻R4的阻值決定；利用放大器虛短虛斷特性，得到:RlXVo/(Rl+R2) = R4 X Vr/ (R3+R4) +R3 X Vm/ (R3+R4)；由以上公式推導(dǎo)，得到:VoXRlX (R3+R4)/(R1+R2) = R4XVr+R3XVm ；Vm = Vo X Rl X (R3+R4) /R3 X (R1+R2) -VmX R4/R3 ；根據(jù)第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和第四電阻R4的實(shí)際值，進(jìn)行計(jì)算，就能夠得到誤差放大電壓Vm。例如，可設(shè)RI = 40K、R2 = 100K、R3 = 5K、R4 = 800K，將 R1、R2、R3 和 R4 的值代入以上公式進(jìn)行計(jì)算，可以得到:Vm = 46Vo-160Vr因?yàn)閂r為設(shè)備輸入電壓，若令160Vr = Vo額定值，則:Vm= (46-1) Vo,則Vm值為誤差值被放大了 45倍后的誤差放大電壓，該誤差放大電壓可由普通測量儀器測量。最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。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、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種測量電路模塊，其特征在于，包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4和運(yùn)算放大器，其中: 待測量電源器件的輸出電壓Vo輸出端，經(jīng)第二電阻R2后與運(yùn)算放大器的同相輸入端連接；第一電阻Rl的第一連接端與第二電阻R2和運(yùn)算放大器的公共端連接，第一電阻Rl的第二連接端接地GND ;第三電阻R3的第一連接端為設(shè)備輸入電壓Vr輸入端，第三電阻R3的第二連接端與運(yùn)算放大器的反相輸入端連接；第四電阻R4連接在第三電阻R3和運(yùn)算放大器的公共端與運(yùn)算放大器的誤差放大電壓Vm輸出端之間。
2.一種基于權(quán)利要求1所述的測量電路模塊的電源器件電壓差的測量方法，其特征在于，包括: (1)基于所述測量電路模塊，將待測量電源器件的輸出電壓Vo作為運(yùn)算放大器輸入端，令設(shè)備輸入電壓Vr =待測量的電源器件的輸出電壓Vo的額定值； (2)測量計(jì)算電壓差，根據(jù)差分電路原理Vm= (R4/R3) X (Vo-Vr)，將待測量電源器件的輸出電壓Vo的微小誤差進(jìn)行放大，其放大倍數(shù)主要由第三電阻R3與第四電阻R4的阻值決定; 利用放大器虛短虛斷特性，得到:RlXVo/(Rl+R2) = R4 X Vr/ (R3+R4) +R3 X Vm/ (R3+R4)； 由以上公式推導(dǎo)，得到: VoXRlX (R3+R4)/(R1+R2) = R4XVr+R3XVm ；Vm = Vo X Rl X (R3+R4) /R3 X (R1+R2)-VmX R4/R3 ； 根據(jù)第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和第四電阻R4的實(shí)際值，進(jìn)行計(jì)算，就能夠得到誤差放大電壓Vm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測量電路模塊及電源器件電壓差的測量方法，包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4和運(yùn)算放大器，其中待測量電源器件的輸出電壓Vo輸出端，經(jīng)第二電阻后與運(yùn)算放大器的同相輸入端連接；第一電阻的第一連接端與第二電阻和運(yùn)算放大器的公共端連接，第一電阻的第二連接端接地；第三電阻的第一連接端為設(shè)備輸入電壓Vr輸入端，第三電阻的第二連接端與運(yùn)算放大器的反相輸入端連接；第四電阻連接在第三電阻和運(yùn)算放大器的公共端與運(yùn)算放大器的誤差放大電壓Vm輸出端之間。本發(fā)明所述測量電路模塊及電源器件電壓差的測量方法，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中測量精度低和成本高等缺陷，以實(shí)現(xiàn)測量精度高和成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R19/10GK103149417SQ20131003420
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者楊良春 申請人:北京信諾達(dá)泰思特科技股份有限公司