CN203069688U - 一种具有模拟电池功能的电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有模拟电池功能的电源，其特征在于：包括电源管理单元、总线接口单元、信号处理单元、模拟信号输出单元、功率放大单元、模拟信号采集单元、过流保护单元和过压保护单元，所述总线接口单元连接信号处理单元，信号处理单元分别连接模拟信号输出单元和模拟信号采集单元，模拟信号输出单元和模拟信号采集单元连接到功率放大单元，功率放大单元连接过流保护单元，过流保护单元连接过压保护单元。本实用新型与现有技术相比的优点是：体积小重量轻；成本低，性能足够；硬件接口资源需求低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种具有模拟电池功能的电源，具体应用于便携式消费类电子产品的生产制造测试过程中。
背景技术
目前，在人们的日常生活工作中，越来越多使用各种各样的便携式设备，如手机、平板电脑、电子书等。那么在生产这些产品时，都将涉及到检测这些产品功能的生产测试问题。而由于这些产品都是便携式的，那么必然要使用到电池给这些产品供电。在传统的生产测试当中，如果便携式产品需要测试功耗和充电功能，都将使用到电池模拟器来支持这个测试项目。传统的电池模拟器基本具备以下功能：
1)负载电流变化时非常快的反应速率；
2)可改变输出电阻模拟电池反应；
3)电流测量功能；
4)电压测量功能；
从上面可以看出传统的电池模拟器能够模拟电池的很多特性，从而使得研发工程师能够更好的了解产品的设计指标参数等信息。传统的电池模拟器设计之初，就是用于实验室开发用途的，其功能完备且强大，但是其价格和体积也相应的很高、很大。在大批量的生产测试中使用这种价格高，体积大的仪器存在以下几个问题：
1)生产测试中仪器的功能没有充分利用；
2)价格高，增加生产成本；
3)体积大，使得生产空间利用率低，间接增加生产成本；
上述存在的几个问题成为便携式产品生产测试领域需要解决的一个技术问题。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术的上述不足，提供了一种具有模拟电池功能的电源。它以较低的成本和较小的模块体积，完成现有便携式产品生产测试中给便携式产品供电电流电压、充电电流的测量的解决方案。
本实用新型的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种具有模拟电池功能的电源，其特征在于：包括电源管理单元、总线接口单元、信号处理单元、模拟信号输出单元、功率放大单元、模拟信号采集单元、过流保护单元和过压保护单元，所述总线接口单元连接信号处理单元，信号处理单元分别连接模拟信号输出 单元和模拟信号采集单元，模拟信号输出单元和模拟信号采集单元连接到功率放大单元，功率放大单元连接过流保护单元，过流保护单元连接过压保护单元。
所述电源管理单元包括电源输入滤波和电压转换；
所述总线接口单元，主要是把TTL电平形式的RS232信号转换为适合一主多从总线形式的信号，最大可以实现一个PC控制254个电池模拟电源；
所述信号处理单元主要承担着以下几个任务：
——处理来自远程控制器的数字指令；
——设置输出电压；
——设置输出/入限流；
——设置过压保护电压；
——监控过压过流状态是否发生；
——回读输出/入的电流；
所述模拟信号输出单元是把信号处理单元输出的数字信号转换为模拟信号；
所述功率放大单元是把模拟信号单元输出的模拟信号功率放大后输出；
所述模拟信号采集单元的任务是采集输出的模拟信号电压值和输出的电流信号电压值；
所述过流保护单元是防止输出的电流大于设定限流的保护电路；
所述过压保护单元是为了防止功率放大单元输出的电压值与设定值不符合而设计的保护电路；
本实用新型与现有技术相比的优点是：
1、体积小重量轻——这样可以非常方便的把电池模拟电源放置在测试设备内部，不占用额外的空间，减小测试夹具的体积，在相同的一条生产线上，能放下更多的测试夹具，从而提高工厂生产可使用空间的利用率；
2、成本低，性能足够——因为便携式消费类电子产品在批量生产前，都已经做过很多方式的测试和验证，足够证明其产品的性能，所以在批量测试时的主要任务就是检测便携式消费类电子产品的功能是否达成设计技术指标，同时由于量产的原因，必定需要很多的测试夹具，所以也需要采用很多的电源。如果使用传统的台式仪表，其价格至少万元以上，而SiFO设计的电池模拟电源只需要传统仪表大约30％的价格.这样可以大大的减小测试成本的投入；
3、硬件接口资源需求低——传统台式电源的远程控制接口，大约有UART，USB，GPIB，LXI等，如果使用一个测试夹具需要使用多台电源给被测品供电的话，那么远程控制接口的的问题将变的非常突出。例如使用UART接口的传统台式电源，如果PC需要同时控制2个台式电源，那么PC就必须要2个UART口，如果是需要控制10个台式电源，那么就需要10个UART口，但是PC的资源不是无限的，往往这是PC不能满足这样的 测试需求，那么就只好通过增加UART扩展卡的方式来增加UART口。主要做不仅增加成本而且也增加了夹具的布线布局难度。而SiFO设计的电池模拟电源只需要1个UART口就能同时控制多达254个，因此克服了成本和布线布局的问题。
附图说明
图1是本实用新型的结构方框图。
图2是本实用新型原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步详述：
如图1所示，一种具有模拟电池功能的电源，其特征在于：包括电源管理单元、总线接口单元、信号处理单元、模拟信号输出单元、功率放大单元、模拟信号采集单元、过流保护单元和过压保护单元，所述总线接口单元连接信号处理单元，信号处理单元分别连接模拟信号输出单元和模拟信号采集单元，模拟信号输出单元和模拟信号采集单元连接到功率放大单元，功率放大单元连接过流保护单元，过流保护单元连接过压保护单元。
如图2所示，本实用新型电池模拟电源的控制方式如下：
上位机通过RS232发送数据给SP826H电池模拟电源，电池模拟电源中的MCU接收到数据以后先分析上位机需要做的动作，然后MCU再控制相应的模块动作，之后MCU再通过RS232 总线接口返回数据给上位机；例如上位机发送一个设置电池模拟电源输出电压值的指令，MCU接收到以后将控制DAC模块输出相应电压值，然后MCU再通过ADC采集回运放模块输出的电压值与设定电压值做对比，如果两个值相差在1％范围内则返回给上位机电池模拟电源输出设置正确的，这样就是一个完整的通信控制流程。
在本实用新型电池模拟电源的原理示意中，MUC模块承担的是通信协议解析，DAC输出控制，ADC模块读取，MUX模块控制等；DAC模块的任务是把MCU输出的数字信号转换为模拟电源信号提供给运放，运放在把模拟电压信号的功率放大输出。Current shunt是电流采样电阻，有三种规格，0.1欧姆、1欧姆、10欧姆；MUX模块就是用于切换电流采样电阻的开关，以便适应不同精度量程的要求；PGA模块是可编程增益运输放大器的简称，用于把电流采样电阻两端的电压信号放大，提供给ADC采样模块做模拟到数字的转换，然后MCU再处理就可以得到电池模拟电源输出或输入的电流值。限流保护模块是限制输出或输入到电池模拟电源的电流，过压保护模块是在电池模拟电源工作异常时，能够保证电池模拟电源输出的电压值不超过需要保护的电压。
但是，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更 或修饰，均落入本专利包括的范围。
Claims (1)
1.一种具有模拟电池功能的电源，其特征在于：包括电源管理单元、总线接口单元、信号处理单元、模拟信号输出单元、功率放大单元、模拟信号采集单元、过流保护单元和过压保护单元，所述总线接口单元连接信号处理单元，信号处理单元分别连接模拟信号输出单元和模拟信号采集单元，模拟信号输出单元和模拟信号采集单元连接到功率放大单元，功率放大单元连接过流保护单元，过流保护单元连接过压保护单元。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112162125A (zh) * | 2020-09-11 | 2021-01-01 | 东莞市明信技术有限公司 | 一种模拟电池实现方法 |
| CN119147804A (zh) * | 2024-11-19 | 2024-12-17 | 湖南恩智测控技术有限公司 | 回显量程同步控制方法、装置、设备及存储介质 |
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2012
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