CN212905267U - 一种基于pcb组装件的电流测试电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于PCB组装件的电流测试电路，其包括MCU主控芯片U1、与所述MCU主控芯片U1电连接的电压采集电路以及与所述电压采集电路电连接的电压基准电路和DC‑DC电源电路，所述电压采集电路包括与所述MCU主控芯片U1电连接的运算放大器U2、与所述运算放大器U2电连接的互感器TA以及与所述互感器TA电连接的功率电阻R9，所述功率电阻R9电连接入待检测的加热器控制板电源输出端。该基于PCB组装件的电流测试电路，从硬件电路上实现MCU主控芯片采集大电流，有效检测单板上的加热模块电路的焊接质量和加工中的元器件有无损坏。
Description
技术领域
本实用新型具体涉及一种基于PCB组装件的电流测试电路。
背景技术
随着科学技术的发展，手机等电子设备已经得到很大的普及，且已成为人们工作和生活中不可缺少的一部分。同时，为满足消费者的需要，这些电子数码产品一般都具备播放视频、听歌曲等各种视听娱乐功能，并且用户还可以使用电子设备投递简历、存储数据等。
对电子产品而言，进行大批量生产时，需要进行在线测试和功能测试，因此设计PCB时就应考虑在线测试及研制生产测试设备的可行性与方便性。PCB设计测试分为PCB的光板测试、印制板组装件的测试。其中，印制板组装件分为功能性测试、光学检测、在线测试。
在现有检测加热控制板的功能性能时，往往是将陶瓷管和加热器控制板通过导线以及金属连接器连接在一起后，再对加热器控制板进行检测元件是否正确贴片。若检测不合格，则需要将陶瓷管和加热器控制板全部丢弃，不便于热器控制板的大量生产和检测。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种基于PCB 组装件的电流测试电路，从硬件电路上实现MCU主控芯片采集大电流，有效检测单板上的加热模块电路的焊接质量和加工中的元器件有无损坏。
为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种基于PCB组装件的电流测试电路，其包括MCU主控芯片U1、与所述MCU主控芯片U1电连接的电压采集电路以及与所述电压采集电路电连接的电压基准电路和DC-DC电源电路，所述电压采集电路包括与所述 MCU主控芯片U1电连接的运算放大器U2、与所述运算放大器U2电连接的互感器TA以及与所述互感器TA电连接的功率电阻R9，所述功率电阻R9 电连接入待检测的加热器控制板电源输出端。
此外，本实用新型还包括如下附属技术方案：
所述互感器TA的2号脚位和1号脚位分别与所述加热器控制板电源输出端的正负两极电连接，所述功率电阻R9电连接在所述加热器控制板电源输出端的正极与互感器TA的2号脚位之间。
所述互感器TA的3号脚位和4号脚位分别与分别所述运算放大器U2 的2号脚位和3号脚位电连接，所述运算放大器U2的3号脚位接地。
所述运算放大器U2的2号脚位通过电阻R2电连接至所述运算放大器 U2的1号脚位，所述运算放大器U2的1号脚位通过电阻R4电连接至所述运算放大器U2的5号脚位，所述运算放大器U2的5号脚位通过电阻 R3电连接至所述电压基准电路。
所述电压基准电路包括电压基准芯片U3，所述电压基准芯片U3的2 号脚位通过电阻R1接入+5V电源，所述电压基准芯片U3的2号脚位电连接至所述电压基准芯片U3的1号脚位电连接，并通过电容C5接地，所述电阻R3电连接至所述电压基准芯片U3的1号脚位，并通过电容C4接地。
所述运算放大器U2的7号脚位通过电阻R7电连接至所述MCU主控芯片U1的PB0号脚位，所述电阻R7的一端通过电阻R8接地，所述电阻R7 的另一端通过电阻R5电连接至所述运算放大器U2的6号脚位，所述运算放大器U2的6号脚位通过电阻R6接地。
所述电阻R7的一端还电连接有保护芯片D1，所述保护芯片D1的3 号脚位与所述电阻R7的一端电连接，所述保护芯片D1的2号脚位接入 VCC电源，所述保护芯片D1的1号脚位接地。
所述运算放大器U2的4号脚位和8号脚位分别电连接至所述DC-DC 电源电路。
所述DC-DC电源电路包括DC-DC芯片U1，所述DC-DC芯片U1的2号脚位接入+5V电源，所述运算放大器U2的8号脚位电连接至所述DC-DC 芯片U1的2号脚位，并通过电容C2接地，所述运算放大器U2的4号脚位电连接至所述DC-DC芯片U1的1号脚位，并通过电容C1接地。
所述DC-DC芯片U1的3号脚位通过电容C3电连接至所述DC-DC芯片 U1的5号脚位，所述DC-DC芯片U1的4号脚位接地。
相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
采用运算放大器U2、互感器TA以及功率电阻R9组成电压采集电路，通过功率电阻模拟加热器控制板上连接的加热模块实际运行的环境，并通过MCU主控芯片U1采集电压，从硬件电路上实现电流采集，有效检测了加热器控制板的焊接质量和加工中的元器件有无损坏。
附图说明
图1是本实用新型中MCU主控芯片U1的电路示意图。
图2是本实用新型中电压采集电路的电路示意图。
图3是本实用新型中电压基准电路的电路示意图。
图4是本实用新型中DC-DC电源电路的电路示意图。
图5是本实用新型中电压采集电路与加热器控制板连接示意图。
具体实施方式
以下结合较佳实施例及其附图对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细说明。
如图1至图4所示，对应于本实用新型的一种较佳实施例的基于PCB 组装件的电流测试电路，其包括MCU主控芯片U1、与MCU主控芯片U1电连接的电压采集电路以及与电压采集电路电连接的电压基准电路和DC-DC 电源电路，电压基准电路实现将+5V电压转换为+2.5V电压，为电压采集电路提供+2.5V电压，DC-DC电源电路实现将+5V电压转换为-5V电压，为电压采集电路提供-5V电压。
如图2所示，电压采集电路包括与MCU主控芯片U1电连接的运算放大器U2、与运算放大器U2电连接的互感器TA以及与互感器TA电连接的功率电阻R9，功率电阻R9电连接入待检测的加热器控制板电源输出端。具体的，互感器TA的2号脚位和1号脚位分别与加热器控制板电源输出端的正负两极电连接，定义热器控制板电源输出端的正极为AC220V_L，热器控制板电源输出端的负极为AC220V_N，功率电阻R9电连接在热器控制板电源输出端的正极与互感器TA的2号脚位之间，功率电阻R9优选规格为500Ω、150W。互感器TA优选型号为ZEMCT131，互感器TA的3号脚位和4号脚位分别与分别运算放大器U2的2号脚位和3号脚位电连接，运算放大器U2的3号脚位接地。运算放大器U2采用两级放大，优选型号为LM358DR2G。运算放大器U2的1号脚位、2号脚位以及3号脚位为第一级，且第一级为反相输入端输入信号，其中2号脚位和3号脚位为输入端，1号脚位为输出端；具体的，2号脚位为反相输入端，3号脚位为同相输入端。运算放大器U2的5号脚位、6号脚位以及7号脚位为第二级，且第二级为同相输入端输入信号，其中5号脚位和6号脚位为输入端，7号脚位为输出端；具体的，6号脚位为反相输入端，5号脚位为同相输入端。运算放大器U2的2号脚位通过电阻R2电连接至运算放大器 U2的1号脚位，组成反馈网络，为电压并联负反馈，电阻R2优选规格为 360Ω，运算放大器U2的1号脚位通过电阻R4电连接至运算放大器U2的 5号脚位，电阻R4优选规格为2KΩ,运算放大器U2的5号脚位通过电阻 R3电连接至电压基准电路,电阻R3优选规格为2KΩ。运算放大器U2的7 号脚位通过电阻R7电连接至MCU主控芯片U1的PB0号脚位，采集电压值, 电阻R7优选规格为10KΩ。运算放大器U2的4号脚位和8号脚位分别电连接至DC-DC电源电路。其中，电阻R7的一端通过电阻R8接地，电阻 R8优选规格为10KΩ,电阻R7的另一端通过电阻R5电连接至运算放大器 U2的6号脚位，电阻R5优选规格为2KΩ,运算放大器U2的6号脚位通过电阻R6接地,电阻R6优选规格为2KΩ，电阻R5和电阻R6组成反馈网络，为电压并联负反馈。电阻R7的一端还电连接有保护芯片D1，保护芯片D1的3号脚位与电阻R7的一端电连接，保护芯片D1的2号脚位接入 VCC电源，保护芯片D1的1号脚位接地。
如图3所示，电压基准电路包括电压基准芯片U3，优选型号为 TL431BIDBZR，电压基准芯片U3的2号脚位通过电阻R1接入+5V电源，电阻R1优选规格为200Ω,电压基准芯片U3的2号脚位电连接至电压基准芯片U3的1号脚位电连接，并通过电容C5接地，电阻R3电连接至电压基准芯片U3的1号脚位，并通过电容C4接地，电压基准芯片U3的1 号脚位输出+2.5V电压。电容C5优选规格为10uF，电容C4优选规格为 100nF。
如图4所示，DC-DC电源电路包括DC-DC芯片U1，优选型号为 TPS60403DBVR，DC-DC芯片U1的2号脚位接入+5V电源，运算放大器U2 的8号脚位电连接至DC-DC芯片U1的2号脚位，并通过电容C2接地，运算放大器U2的4号脚位电连接至DC-DC芯片U1的1号脚位，并通过电容 C1接地，运算放大器U2的1号脚位输出-5V电压。DC-DC芯片U1的3号脚位通过电容C3电连接至DC-DC芯片U1的5号脚位，DC-DC芯片U1的4 号脚位接地。电容C2和电容C1优选规格为1uF。
本实用新型的基于PCB组装件的电流测试电路工作原理为：
在加热器控制板的贴片制造过程中，为了检测加热器控制板的元件是否正确贴片，由检测人员把生产后的加热器控制板电源输出端的负极通过金属针脚分别与功率电阻R9和互感器TA的2号脚位电连接(如图5所示)，给加热器控制板上电，由功率电阻模拟加热器控制板上连接的加热模块实际运行的环境，电压经功率电阻R9，进入互感器TA的2号脚位和 1号脚位，由于互感器TA的额定输入电流/额定输出电流为2000:1，把大电流转换成小电流，相应的电压输入到运算放大器U2的2号脚位和3号脚位。令互感器TA的2号脚位电流为I0，运算放大器U2的1号脚位电压为V1,则V1＝I0*R2/2000；
令运算放大器U2的5号脚位电压为V+，运算放大器U2的6号脚位电压为V-，运算放大器U2的7号脚位电压为V0，由运算放大器U2的虚短，虚断特性可知：V0＝2.5+V1；电阻R7和电阻R8对输出电压分压为 V0/2。
MCU主控芯片U1的PB0号脚位连接至电阻R7一端进行电压值采集，电压/电阻即可得到电流值，根据电流值判断PCB加热电路焊接质量和加工中的元器件有无损坏，如果电流超出预先设定的上限值，则为短路；如果电流小于预先设定的下限值，则为开路；如果电流值在预先设定的上限值和下限值之间，则为合格。
采用运算放大器U2、互感器TA以及功率电阻R9组成电压采集电路，通过功率电阻模拟加热器控制板上连接的加热模块实际运行的环境，并通过MCU主控芯片U1采集电压，从硬件电路上实现电流采集，有效检测了加热器控制板的焊接质量和加工中的元器件有无损坏。
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于PCB组装件的电流测试电路，其特征在于：其包括MCU主控芯片U1、与所述MCU主控芯片U1电连接的电压采集电路以及与所述电压采集电路电连接的电压基准电路和DC-DC电源电路，所述电压采集电路包括与所述MCU主控芯片U1电连接的运算放大器U2、与所述运算放大器U2电连接的互感器TA以及与所述互感器TA电连接的功率电阻R9，所述功率电阻R9电连接入待检测的加热器控制板电源输出端。
2.如权利要求1所述的基于PCB组装件的电流测试电路，其特征在于：所述互感器TA的2号脚位和1号脚位分别与所述加热器控制板电源输出端的正负两极电连接，所述功率电阻R9电连接在所述加热器控制板电源输出端的正极与互感器TA的2号脚位之间。
3.如权利要求1所述的基于PCB组装件的电流测试电路，其特征在于：所述互感器TA的3号脚位和4号脚位分别与分别所述运算放大器U2的2号脚位和3号脚位电连接，所述运算放大器U2的3号脚位接地。
4.如权利要求3所述的基于PCB组装件的电流测试电路，其特征在于：所述运算放大器U2的2号脚位通过电阻R2电连接至所述运算放大器U2的1号脚位，所述运算放大器U2的1号脚位通过电阻R4电连接至所述运算放大器U2的5号脚位，所述运算放大器U2的5号脚位通过电阻R3电连接至所述电压基准电路。
5.如权利要求4所述的基于PCB组装件的电流测试电路，其特征在于：所述电压基准电路包括电压基准芯片U3，所述电压基准芯片U3的2号脚位通过电阻R1接入+5V电源，所述电压基准芯片U3的2号脚位电连接至所述电压基准芯片U3的1号脚位电连接，并通过电容C5接地，所述电阻R3电连接至所述电压基准芯片U3的1号脚位，并通过电容C4接地。
6.如权利要求3所述的基于PCB组装件的电流测试电路，其特征在于：所述运算放大器U2的7号脚位通过电阻R7电连接至所述MCU主控芯片U1的PB0号脚位，所述电阻R7的一端通过电阻R8接地，所述电阻R7的另一端通过电阻R5电连接至所述运算放大器U2的6号脚位，所述运算放大器U2的6号脚位通过电阻R6接地。
7.如权利要求6所述的基于PCB组装件的电流测试电路，其特征在于：所述电阻R7的一端还电连接有保护芯片D1，所述保护芯片D1的3号脚位与所述电阻R7的一端电连接，所述保护芯片D1的2号脚位接入VCC电源，所述保护芯片D1的1号脚位接地。
8.如权利要求3所述的基于PCB组装件的电流测试电路，其特征在于：所述运算放大器U2的4号脚位和8号脚位分别电连接至所述DC-DC电源电路。
9.如权利要求8所述的基于PCB组装件的电流测试电路，其特征在于：所述DC-DC电源电路包括DC-DC芯片U1，所述DC-DC芯片U1的2号脚位接入+5V电源，所述运算放大器U2的8号脚位电连接至所述DC-DC芯片U1的2号脚位，并通过电容C2接地，所述运算放大器U2的4号脚位电连接至所述DC-DC芯片U1的1号脚位，并通过电容C1接地。
10.如权利要求9所述的基于PCB组装件的电流测试电路，其特征在于：所述DC-DC芯片U1的3号脚位通过电容C3电连接至所述DC-DC芯片U1的5号脚位，所述DC-DC芯片U1的4号脚位接地。
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