CN2476822Y

CN2476822Y - 直流功率测量装置

Info

Publication number: CN2476822Y
Application number: CN 01207939
Authority: CN
Inventors: 林朝仲
Original assignee: Poweramper Electronic Industry Corp
Current assignee: Poweramper Electronic Industry Corp
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2002-02-13
Anticipated expiration: 2011-03-14

Abstract

一种具直流功率测量装置,特征:将直流电压及电流检出信号分别经缓冲放大器放大后,再藉由模拟/数字转换电路将其转为数字信号,再将该直流电压、电流数字信号编码转为七段显示器可显示码,分别通过显示器显示所测量的直流电压及电流数据;又将该直流电压及电流数字信号送至微处理器作乘算出功率,将功率的数字信号编码由显示器显示其直流功率值。解决直流电功率测量及数字显示,让一般民众能知道家中电器用品的实际电功率的大小。

Description

直流功率测量装置

本实用新型涉及一种功率表，特别是一种数字显示的直流功率测量装置。

在直流电的应用领域中，一直未有人将直流电功率以数字化的方式显现出来，因为交流电已诚属不易，更妄谈直流电，然而直流电在未来生活领域中，其用途应该会更超过交流电，原因乃是除了汽车、游艇外，世界各国均在摩拳擦掌设计电动汽机车，因此，如何能提供一种具测量直流电功率，并以数字化方式显示的装置，即为本案所欲解决的技术困难点所在。

现用技术缺点：

1、未有将直流电功率以数字化的方式显现出来。

2、传统的圆盘指针转动的模拟电表，无法清楚地知道家中的电器用品的实际电功率。

3、不具进步性。

4、不具实用性。

5、不具产业竞争力。

有鉴于此，本案创作人乃以其本身所具备的专业素养与技术理念，经过多次的试作改良，终使本创作得以诞生。

本实用新型的首要目的乃在提供一种直流功率测量装置，其主要目的是将直流电压、直流电流及直流电功率，用七段显示器或是LCD(液晶显示器)显示出来，让一般民众能够清楚地知道家中的电器用品，一共消耗了多少电功率。

一本实用新型的上述目的是由如下技术方案来实现的。

一种直流功率测量装置，其特征在于：

一微处理器，其主要目的是将所测量的直流电压及电流值经运算乘积，产生一直流功率值；

一起始信号单元，该起始信号单元主要是由电源转换集成电路所组成。其输入接电源，输出分别接微处理单元、直流电压电流检出电路中的缓冲放大器U6A、U6B、模拟转数字信号电路、及数字转七段显示器单元；该起始信号单元是将输入电压转为5伏电压输出，作整体电路的驱动；

一直流电压、电流检出电路，包括直流电压检出电路和直流电流检出电路两部分，是由检出部分及放大部分所组成；该直流电压检出部分及直流电流检出部分的输入端接用电器，将检出的直流电压及直流电流分别经由缓冲放大器U6A、U6B将其信号缓冲放大；缓冲放大器U6A、U6B的输出接模拟转数字信号电路的CH0、CH1脚；

一模拟转数字信号电路，主要是由模/数转换集成电路U10和齐纳二极管U9、U8组成；其中，齐纳二极管U9、U8的阴极分别接U10的VRFF、VDD脚，U10的CH0、CH1脚接上述缓冲放大器U6A、U6B的输出；U10的8-11脚接微处理器的RB5、RB4、RB7、RB3埠，通过微处理器接数字转七段显示器单元16；由齐纳二极管U9提供一参考电压及由齐纳二极管U8提供一模拟/数字转换电压，且将上述缓冲放大器U6A、U6B输出的直流电压及直流电流模拟信号分别转换为直流电压及直流电流数字信号，并采串列方式输出至数字转七段显示器单元；上述起始讯号单元则由电阻R46接至该模/数转换集成电路U10的第7脚后接地；

一数字转七段显示器单元，包含三组移位暂存器U1、U2、U3，移位暂存器U1、U2、U3的1、2脚接微处理器的RB4脚，U1的8脚接微处理器的RB0埠，U2的8脚接微处理器的RB1埠，U3的8脚接微处理器的RB2埠，其是将该直流电压数字信号、直流电流数字信号及经由微处理器运算的直流功率数字信号分别输入至移位暂存器U1、U2及U3，并将该三组数字信号编码转为七段显示器可显示码，移位暂存器U1、U2、U3的输出接显示单元；

一显示单元，其主要包含三组七段显示器，是以分别显示其直流电压、直流电流及直流功率的数值；该三组七段显示器的COM0-COM3脚通过晶体管矩阵译码电路接微处理器的RA0-RA3。

在具体实施过程中，其中显示单元所包含的三组七段显示器是液品显示器。

本实用新型的优点在于：

1、可直接将直流电压、直流电流及直流电功率，用七段显示器或是LCD(液晶显示器)显示出来。

2、以数字化方式显示，以方便读出。

3、具进步性。

4、其实用性。

5、具工商及产业上利用价值。

为方便了解本实用新型的内容，及所能达成的功效、兹配合附图列举一具体实施例，详细介绍说明如下：

附图说明：

图1是本实用新型的电路方块图。

图2是本实用新型的电路图。

图3是本实用新型的动作方块图。

如图1、图2所示，一种直流功率测量装置，是包含有：

一微处理器12，其主要目的是将所测量的直流电压及电流值经运算乘积，产生一直流功率值。

一起始信号单元13，该起始信号单元13主要是由型号为LM7805的电源转换集成电路所组成。其输入接电源，输出分别接微处理单元12、直流电压电流检出电路14中的缓冲放大器U6A、U6B、模拟转数字信号电路15、及数字转七段显示器单元16。该起始信号单元13是将输入电压转为-5伏电压输出，并作为整体电路的驱动用。

一直流电压、电流检出电路14，包括直流电压检出电路和直流电流检出电路两部分，是由检出部分及放大部分所组成；该直流电压检出部分及直流电流检出部分的输入端接用电器，将检出直流电压及直流电流分别经由缓冲放大器U6A、U6B将其信号缓冲放大，而可避免差模损失及负载效应产生；缓冲放大器U6A、U6B的输出接模拟转数字信号电路15的CH0、CH1脚；在本实施例中，缓冲放大器U6A、U6B的型号为MCP602。

一模拟转数字信号电路15，主要是由模/数转换集成电路U10和齐纳二极管U9、U8组成，模/数转换集成电路U10的型号为MCP3204；其中，齐纳二极管U9、U8的阴极分别接U10的VRFF、VDD脚，U10的CH0、CH1脚接缓冲放大器U6A、U6B的输出；U10的8-11脚接微处理器的RB5、RB4、RB7、RB3埠，通过微处理器接数字转七段显示器单元16；由齐纳二极管U9提供一参考电压及由齐纳二极管U8提供一模拟/数字转换电压，且将上述缓冲放大器U6A、U6B输出的直流电压及直流电流模拟信号分别转换为直流电压及直流电流数字信号，并采串列方式输出至数字转七段显示器单元16。

一数字转七段显示器单元16，是以包含三组型号为74164的移位暂存器U1、U2、U3，移位暂存器U1、U2、U3的1、2脚接微处理器的RB4脚，U1的8脚接微处理器的RB0埠，U2的8脚接微处理器的RB1埠，U3的8脚接微处理器的RB2埠，其是将该直流电压数字信号、直流电流数字信号及经由微处理器运算的直流功率数字信号分别输入至移位暂存器U1、U2及U3，并将该三组数字信号编码转为七段显示器可显示码，移位暂存器U1、U2、U3的输出分别接一显示单元17；

一显示单元17，其主要包含三组七段显示器或是LCD(液晶显示器)，是以分别显示其直流电压、直流电流及直流功率的数值；该三组七段显示器的COM0-COM3脚通过晶体管矩阵译码电路接微处理器的RA0-RA3。

在本实施例中所用型号为JCC45，其中该微处理器12的RB0-RB3三个PORT(埠)分别连接一移位暂存器U1、U2、U3，及由微处理器12的RB4脚连接至移位暂存器U1、U2、U3的第1脚、第2脚，且该移位暂存器U1、U2、U3的Q0B-Q7B脚分别连接相对应七段显示器的Q0A-Q7A脚，该显示单元(含七段显示器)则由COM0-COM3脚连接至微处理器12的RA0-RA3四个PORT(埠)，又该微处理器12的RB5、RB4、RB7、RB3埠则再分别接至模拟转数字信号电路的IC(MCP3204)U10的第8-11脚，且该IC(MCP3204)U10的第1、2脚(CH0、CH1)则连接至缓冲放大器U6A、U6B的输出端，而该起始讯号单元3则由电阻R46接至该IC(MCP3204)U10的第7脚后接地；

请再参阅图3所示，本实用新型其是将直流电压1检出部分及直流电流检2出部分，分别经由缓冲放大器U6A、U6B将其信号缓冲放大3后，再藉由模拟/数字转换电路将其模拟信号转为数字信号4，其中该直流电压检出的数字信号及直流电流检出的数字信号，将其编码转为七段显示器可显示码6、7，并分别通过七段显示器显示其所测量的直流电压及电流数值9、10，又该直流电压及电流输出的数字信号是分别再送至微处理器作乘算其输出功率5，再将其输出功率的数字信号编码转为七段显示器可显示码8，并通过一七段显示器显示其直流功率值11，然而藉由本实用新型可同时将直流电压、直流电流及直流电功率，用七段显示器或是LCD(液晶显示器)以数字化方式显示出来，使一般民众能清楚且方便的读出家中的电器用品，一共消耗了多少电功率？并能够选用较易节省能源的电器用品，具实用性。

由于交流电可用C.T.来感应有多少交流电(安培)，但在直流电一直未有可靠的零件来感应其直流电，唯，霍尔元件/原理是一可行的方法，然而本专利申请并不是用霍尔元件/原理，而是用金属的材料特性，去算出多少安培(A)或是功率正在消耗，其中利用：

一般电阻公式R＝ρ×L/A

ρ：金属材料的电阻系数

L：金属材料的长度

A：金属材料的横截面面积

知道材料的ρ、L、A，则可得到R(电阻值)；

知道V(电压)后，是利用V＝I×R

即可得到I(即多少电流)；

再利用P＝I×V

即可得到P(即电功率值)；

是举一较佳实施例，当本实用新型使用于汽车或游艇时，倘若我们能够知道一个汽车或游艇的电瓶可以产生多少直流电功率，若加以配合此直流电功率表，即可以得知何时需要再充电此电瓶，具一便利性。

综上所述，本实用新型在突破先前的技术结构下，确实已达到所欲增进的功效，又也非熟悉该项技艺者所易于思及，具有进步性、实用性。

Claims

1、一种直流功率测量装置，其特征在于：

一起始信号单元，该起始信号单元主要是由电源转换集成电路所组成；其输入接电源，输出分别接微处理单元、直流电压电流检出电路中的缓冲放大器U6A、U6B、模拟转数字信号电路、及数字转七段显示器单元；该起始信号单元是将输入电压转为5伏电压输出，作整体电路的驱动；该起始讯号单元由电阻R46接至该IC(MCP3204)U10的第7脚后接地；

2、根据权利要求1所述的-种直流功率测量装置，其特征在于：其中显示单元所包含的三组七段显示器是液晶显示器。