CN207037519U - 一种脉冲电流持续时间的控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种脉冲电流持续时间的控制电路，与V/I源的电流输出端连接，所述V/I源输出包括脉冲电流和直流电流，所述控制电路包括依次连接的：电量变化监控模块，用于检测V/I源输出脉冲电流的电量变化，当所述电量变化达到预设值时输出信号；控制模块，其信号输出端连接于所述V/I源向被测器件输出测试信号的回路上，所述控制模块依据所述输出信号控制所述回路的断开。通过电量变化监控模块监视V/I源脉冲电流的电量变化，电量变化达到预设值时所对应的时间即为脉冲电流持续时间，当电量变化达到预设值时通过控制模块切断与被测器件连接的回路，从而将V/I源的电流控制在一个合理的时间范围内，以保证电路和被测器件的安全。

Description

一种脉冲电流持续时间的控制电路

技术领域

本实用新型涉及测试电路技术领域，特别是一种脉冲电流持续时间的控制电路。

背景技术

V/I源恒压/恒流都涉及到脉冲电流的输出，由于环路功率级电路是直接从开关电源输出电流，而开关电源输出电流能力较大，在硬件线路上缺少对电流持续时间的控制，对被测器件和VI源本身都存在安全隐患，严重时会导致器件或板卡烧毁。如果采用限定固定电流持续时间，就会使得当V/I源输出一个直流电流时候，这个小电流的持续时间也会被限制，从而降低了产品的易用性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种脉冲电流持续时间的控制电路，与V/I源的电流输出端连接，所述V/I源的电流输出端输出包括脉冲电流和直流电流，所述控制电路包括依次连接的：

电量变化监控模块，用于检测V/I源脉冲电流档位的电量变化，当所述电量变化达到预设值时输出信号；

控制模块，其信号输出端连接被测器件，所述控制模块依据所述输出信号控制其与被测器件回路的断开。

由上，通过电量变化监控模块监视V/I源的电量变化，电量变化达到预设值时所对应的时间即为脉冲电流持续时间，当电量变化达到预设值时通过控制模块切断与被测器件连接的回路，从而将V/I源的电流控制在一个合理的时间范围内，以保证电路和被测器件的安全。

其中，所述电量变化监控模块包括：

串联连接的RC电路，其中电阻与所述V/I源的电流输出端连接，电容接地；

比较器电路，其一输入端与所述RC电路的电容等效输入端连接，另一输入端连接一基准电压，输出端连接所述控制模块。

由上，通过采集得到V/I源输出端的电压变化，仅在电压变化达到预设所消耗的时间，才认为是合理的V/I源的电流输出时间。

其中，所述比较器电路包括两路比较器，两路比较器的其一输入端与所述RC电路的电容等效输入端连接，两路比较器的另一输入端分别连接一正、负基准电压，两路比较器的输出端连接所述控制模块。

由上，针对电路的特性，分别将两路比较器所连接的基准电压设置为正值和负值，从而将RC电路中电容电压到达所述基准电压的时间认为是合理的V/I源的电流输出时间。

其中，还包括串联连接的开关和第二电阻所组成的开关电路，所述开关电路与所述RC电路中的电容并联连接；

当所述V/I源(100)的电流输出端直流电流时，所述开关闭合。

由上，在V/I源输出直流电流时，由于有第二电阻的存在，使得RC电路中电容上的残存电荷可以通过第二电阻快速的泄放掉。

其中，所述电量变化监控模块包括乘法器，其两路输入分别为V/I源的电流和电压。

由上，通过乘法器实时计算V/I源的功率，可直接将功率输出至控制模块，使得控制模块以功率为脉冲持续时间的调整依据。

其中，还包括跟随器，其输入端连接V/I源的输出端，输出端连接电量变化监控模块的输入端。

由上，跟随器可以使输出电流跟随输入电压/电流变化，具有输入阻抗高，而输出阻抗低的特性，从而起到缓冲、隔离、提高带载能力的作用。

附图说明

图1为脉冲电流持续时间的控制电路的原理示意图。

具体实施方式

下面参见图1对本实用新型所述的脉冲电流持续时间的控制电路进行详细说明。

如图1所示为电路原理示意图，包括依次连接的：

V/I源100，用于向被测器件输出测试电流。

所述V/I源100的电流量程至少包括一脉冲电流档位位和一直流电流档位，以分别对应输出脉冲电流和直流电流。在所述V/I源100内部，包括一电流采样电阻RS，以及并联于所述电流采样电阻RS两端的第一运算放大器。

其中，电流采样电阻RS通过欧姆定理反应测试电流。由于在电路中所能检测的都是电压信号，不能检测到电流信号，所以采用这种方法获取测试电流。

所述第一运算放大器用于将电流采样电阻RS两端的电压进行放大(归一化)处理，以转换为满量程为±10V的等效电压信号。该等效电压信号一端输出至检测端口200，该检测端口200连接电流检测模块，从而对所接收的等效电压信号转换为电流，以对V/I源100所输出的电流值进行实时反馈检测。上述检测与本申请并无直接关联，故不再赘述。该等效电压信号的另一端输出至与其连接的跟随器300。

跟随器300，用于提高驱动效果。

本实施例可直接将V/I源100与后文所述电量变化监控模块400连接。但增加跟随器300可以使输出电流跟随输入电流变化，具体来说，使输出电流的放大倍数恒小于且接近1。跟随器300的显著特点是输入阻抗高，而输出阻抗低，从而起到缓冲、隔离、提高带载能力的作用。

电量变化监控模块400，用于控制V/I源100的脉冲电流持续时间。所述电量变化监控模块400至少包括一感知电路。

所述感知电路为一串联的RC积分电路以及比较器电路，RC积分电路中的电阻R与所述跟随器300连接，电容C接地。所述电阻R与电容C之间的电压点在图1中标注为Uc。

比较器电路的其一输入端连接所述Uc点，另一输入端连接一基准电压，输出端连接控制模块500。举例来说，所述基准电压可设置为-3V～+3V的任意电压值。控制模块500的信号输出端连接于V/I源100向被测器件输出测试信号的回路上。所述控制模块500包括一FPGA芯片和一电源开关，FPGA芯片用于依据比较器的输出信号，以调整电源开关的开闭，从而控制V/I源100与被测器件相连接回路的断开。

较佳的，依据电路的正负电压特性，可采用双向比较器。其中，第一比较器的同相输入端和第二比较器的反向输入端共同连接于所述Uc点，第一比较器的反向输入端和第二比较器的同相输入端各自连接一基准电压。本实施例中，所述基准电压设置为±3V。第一比较器和第二比较器的输出端共同连接于控制模块500。

较佳的，电量变化监控模块400中还包括一组开关电路，所述开关电路包括第一开关K和第二开关K1，两开关设置为与前述V/I源100的电流档位随动。

其中所述第一开关K连接于跟随器300的输入端，当V/I源100的电流档位为脉冲电流时，所述第一开关K闭合于V/I源100的输出端；当V/I源100的电流档位为直流电流时，所述第一开关K闭合于地线。

第二开关K1串联第二电阻R1后，与所述感知电路中的电容C并联。当V/I源100的电流档位为脉冲电流时，所述第二开关K1断开；当V/I源100的电流档位为直流电流时，所述第二开关K1闭合。

本申请脉冲电流持续时间的控制电路的工作原理如下：

当用户设定V/I源100输出脉冲电流时，第一开关K闭合于V/I源100的输出端，第二开关K1断开。从而使得V/I源100所输出的满量程为±10V的电压信号经过跟随器300后，在电量变化监控模块400中的电容C上形成电压Uc。V/I源100输出的脉冲电流持续的时间越长，电容C上的电压Uc越大。所述电压Uc经过第一、第二比较器，当所述电压Uc在±3V范围内时，第一、第二比较器均不输出；当所述电压Uc超过±3V时，第一或第二比较器输出高电平。控制模块500依据所接收的高电平，调整其电源开关为断开，即控制V/I源100与被测器件相连接回路的断开。

当用户设定V/I源100输出直流电流时，第一开关K闭合于地线，第二开关K1闭合。此时由于V/I源100所输出的信号无法连接电量变化监控模块400，由此电容C上的电压Uc为0V。此时控制模块500不工作。而由于有第二电阻R1的存在，使得电容C上的残存电荷可以通过第二电阻R1快速的泄放掉。

本申请中，由于设置了电量变化监控模块400，利用RC积分电路中电容的充电时间来近似的控制脉冲电流的持续时间，从而可以对被测器件进行有效的保护。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，例如，将第一、第二比较器的基准电压设置为不同值以调控电容C的充电时间，即可以灵活调整脉冲持续时间。

又例如，感知电路由乘法器实现，其两输入端分别为采样电阻Rs的电压以及经过V/I源100内的放大器放大(归一化)处理转换为满量程为±10V后的等效电压，乘法器的主要功能是实现两个互不相关信号相乘，即输出信号与两输入信号乘积成正比，因此乘法器的输出用于表示采样电阻Rs的功率情况。

对应的，此时第一、第二比较器的基准电压以所述功率对应的电压为调整依据，以进行对应的调整。例如，以采样电阻Rs功率为5W为依据，此时5W对应电压为±5V，则将第一、第二比较器的基准电压分别设置为±5V。由此，当采样电阻Rs的功率超过5W时，即乘法器的输出超过±5V，此时第一或第二比较器输出高电平至控制模块500。由此利用采样电阻Rs的功率变化来近似的控制脉冲电流的持续时间，

再例如，可在乘法器后直接连接控制模块500，由所述控制模块500中的FPGA芯片对乘法器所输出的功率值进行判定，当功率到达预设值后，控制模块500中的FPGA芯片输出的控制信号，即控制V/I源100与被测器件相连接回路的断开。

总之，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种脉冲电流持续时间的控制电路，与V/I源(100)的电流输出端连接，所述V/I源(100)输出包括脉冲电流和直流电流，其特征在于，所述控制电路包括依次连接的：

电量变化监控模块(400)，用于检测V/I源(100)输出脉冲电流的电量变化，当所述电量变化达到预设值时输出信号；

控制模块(500)，其信号输出端连接于所述V/I源(100)向被测器件输出测试信号的回路上，所述控制模块(500)依据所述输出信号控制所述回路的断开。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述电量变化监控模块(400)包括：

串联连接的RC电路，其中电阻与所述V/I源(100)的电流输出端连接，电容接地；

比较器电路，其一输入端与所述RC电路的电容等效输入端连接，另一输入端连接一基准电压，输出端连接所述控制模块(500)。

3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述比较器电路包括两路比较器，两路比较器的其一输入端与所述RC电路的电容等效输入端连接，两路比较器的另一输入端分别连接一正、负基准电压，两路比较器的输出端连接所述控制模块(500)。

4.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，还包括串联连接的开关和第二电阻所组成的开关电路，所述开关电路与所述RC电路中的电容并联连接；

当所述V/I源(100)的电流输出端输出直流电流时，所述开关闭合。

5.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述电量变化监控模块(400)包括乘法器，其两路输入分别为V/I源(100)的电流和电压。

6.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括跟随器，其输入端连接V/I源(100)的输出端，输出端连接电量变化监控模块(400)的输入端。