用于消除感性负载DCR测量时反向电动势的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于消除感性负载DCR测量时反向电动势的装置，包括信号源、开关、量程电阻以及被测件感性负载，所述的被测件感性负载的两端并联有保护二极管以及PNP型晶体管；所述的保护二极管的阳极和阴极分别连接一个电压跟随器；所述的电压跟随器的输出端依次连接有第一比较器和第二比较器；所述的第二比较器的输出端连接微控制单元MCU。本发明专利技术通过增加泄放通道消除感性负载DCR测试中产生的反向电动势，不仅可以更加有效消除电压尖峰脉冲，保护电路中的开关等元件；而且更重要的是，实现了对感性负载的保护，消除了感性负载因DCR测试而携带发的残余电能。

Device for eliminating reverse electromotive force in inductive load DCR measurement

The invention relates to a device for eliminating the perceptual back EMF load DCR measurement, including the signal source, a switch, and the resistance range measured inductive load, the measured inductive load is connected in parallel with a protection diode and a PNP transistor; the anode and cathode protection diode are respectively connected with the a voltage follower output; the voltage follower end is sequentially connected with a first comparator and the second comparator; the output of the second comparator and the connecting ends of the micro control unit MCU. By adding the discharge channel to eliminate the inductive load and reverse electromotive force generated in the DCR test, not only can effectively eliminate voltage spikes, protection circuit switch and other components; and more importantly, to realize the protection of the inductive load, eliminate the negative emotional residual electric loading while carrying for DCR testing can.

【技术实现步骤摘要】
用于消除感性负载DCR测量时反向电动势的装置
本专利技术涉及电子电路和仪器仪表领域，尤其是一种应用在感性负载的直流电阻测试及感性负载直流电阻扫描仪器电路中，用于消除感性负载DCR测量时反向电动势的装置。
技术介绍
在感性负载直流电阻测量过程中，如附图1所示，当开关打开的瞬间，由于感应电压与磁场的变化率成正比，因此磁场的骤降引起的感应电压，由知，此感应电动势常常比电源电压大许多倍，结果在电路打开的瞬间，开关接触点通常都会产生火花或电弧。为了保护电路中元件，通常将一个反偏压二极管并联至感性负载两端，在感性负载两端形成高压之前，由于二极管导通消除干感应的电压尖峰脉冲。这种方法虽然可以迅速消除电压尖峰脉冲，也能满足保护开关触点的作用，但是它只是将产生的反向电动势快速削减到二极管的结电压左右，那么感性负载上仍然会有残余电动势；根据附图2可知，它存在的缺点是：残余电动势只能通过电感的分布参数慢慢衰减，电流泄放速度慢，于是感性负载上的反向电动势需要经过很长的时间才会消失；在相当长的一段时间内，测试过的感性负载处于带电状态；此残余电动势的存在，既对感性负载的性能会有负面影响，同时也是存在一定的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提出一种用于消除感性负载DCR测量时反向电动势的装置，本专利技术所采用的技术方案为：一种用于消除感性负载DCR测量时反向电动势的装置，包括信号源、开关、量程电阻以及被测件感性负载，所述的被测件感性负载的两端并联有保护二极管以及PNP型晶体管；所述的保护二极管的阳极和阴极分别连接一个电压跟随器；所述的电压跟随器的输出端依次连接有第一比较器和第二比较器；所述的第二比较器的输出端连接微控制单元MCU。进一步的说，本专利技术所述的微控制单元MCU与上位机连接，接收上位机发出的控制指令，控制开关的导通与断开状态切换；同时接收第二比较器的输入信号，根据输入信号判断感性负载上的残余电动势是否消除。微控制单元MCU通过第二比较器的输出状态判断电路所处的工作状态；当第二比较器输出为高电平时，PNP型晶体管导通，电路处于放电状态，残余电动势不断减小；当第二比较器的输出为低电平时，PNP型晶体管截止，电路放电结束，残余电动势被消除。再进一步的说，本专利技术所述的保护二极管的阴极连接第一电压跟随器；保护二极管的阳极连接第二电压跟随器；所述的第一电压跟随器由第一电阻、第一运算方法器以及第三电阻组成；第一比较器的同相输入端电压与保护二极管的阴极的电势相等；所述的第二电压跟随器由第二电阻、第二运算放大器以及第四电阻组成；第一比较器的反相输入端电压与保护二极管的阳极的电势相等。第一比较器的反向输入端还连接有第五电阻；所述的第五电阻的阻值小于第四电阻阻值的千分之一。再进一步的说，本专利技术所述的第一比较器控制PNP型晶体管的导通或截止；当PNP型晶体管导通时，与PNP型晶体管连接的功率电阻连接到残余电动势的两端，为被测件感性负载上的残余电动势提供泄放通道。再进一步的说，本专利技术所述的第二比较器监控第一比较器的输出状态；当第一比较器输出为高电平时，第二比较器输出为低电平；当第一比较器输出为低电平时，第二比较器输出为高电平。本专利技术的有益效果是：通过增加泄放通道消除感性负载DCR测试中产生的反向电动势，不仅可以更加有效消除电压尖峰脉冲，保护电路中的开关等元件；而且更重要的是，实现了对感性负载的保护，消除了感性负载因DCR测试而携带发的残余电能。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是现有技术感性负载DCR测量原理图；图2是实际电感等效电路模型图；图3是本专利技术装置电路原理图；图4是本专利技术U3输出电压示意图；图5是本专利技术U4输出电压示意图。具体实施方式现在结合附图和优选实施例对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图3所示，一种用于消除感性负载DCR测量时反向电动势的装置，包括信号源U0、开关S1、量程电阻Rs、被测件感性负载L1、保护二极管D1、电压跟随器U1、电压跟随器U2、高速比较器U3、高速比较器U4、PNP型晶体管Q1、功率电阻R、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、+15V电源、-15V电源、+3.3V电源和微控制单元MCU。信号源U0一端连接开关S1的一端，开关S1的另一端连接量程电阻Rs的一端，量程电阻Rs的另一端连接感性负载L1的一端、保护二极管D1的阴极、电阻R1的一端和PNP型晶体管Q1Q1的集电极，电阻R1的另一端连接运算放大器U1的同相输入端，运算放大器U1的反相输入端连接运算放大器U1的输出端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接比较器U3的同相输入端，高速比较器U3电源采用双电源型比较器，+15V电源连接到高速比较器U3的正电源输入端，-15V电源连接到高速比较器U3的负电源输入端，高速比较器U3的反相输入端连接电阻R4一端和电阻R5一端，电阻R5的另一端连接-15V电源，电阻R4的另一端连接到运算放大器U2的输出端和运算放大器U2的反相输入端，运算放大器U2的同相输入端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接感性负载L1的另一端、保护二极管的阳极、信号源U0的另一端和PNP型晶体管Q1的发射极，PNP型晶体管Q1的基极连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接高速比较器U3的输出端、电阻R5的一端和高速比较器U4的反相输入端，电阻R5的另一端接+15V电源，高速比较器U4的反相输入端接地，高速比较器U4采用单电源比较器，高速比较器U4的输出端连接电阻R8的一端和微控制单元MCU的中断引脚，电阻R8的另一端连接+3.3V电源。微控制单元MCU与上位机连接，接收上位机发出的控制指令，负责开关S1的导通与断开状态切换；接收来自高速比较器U4的输入信号，根据输入信号判断感性负载上的残余电动势是否消除。电阻R1、运算放大器U1、电阻R3组成电压跟随器，使得比较器U3的同相输入端电压与保护二极管的阴极，即反向电动势的负极电势相等；电阻R2、运算放大器U2组成电压跟随器，使得比较器U3的同相输入端电压与保护二极管的阴极，即反向电动势的正极电势几乎相等，电阻R5的阻值远远小于电阻R4的阻值，至少1000倍。通过双电源比较器U3控制PNP型晶体管Q1的导通与截止，当PNP型晶体管Q1导通时，功率电阻连接到残余电动势的两端，为感性负载L1上的残余电动势提供泄放通道，在比较器U3的作用下最终消除掉感性负载L1上的残余电动势。通过比较器U4监控比较器U3的输出状态；当比较器U3输出为高电平时，比较器U4输出为低电平；当比较器U3输出为低电平时，比较器U4输出为高电平。微控制单元MCU根据比较器U4的输出状态来判断电路所处的工作状态；当比较器U4输出为高电平，PNP型晶体管Q1导通，电路处于放电状态，残余电动势不断减小；当比较器U4的输出为低电平时，PNP型晶体管Q1截止，电路放电结束，残余电动势被消除。在对速度要求不是很高的场合，可以使用运算放大器替代高速比较器，以实现成本节省。信号源U0可以是电压源，也可以是电流源；感性负载L1在DCR测试时，可以采用接地方式，也可以采用浮地方式。工作原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于消除感性负载DCR测量时反向电动势的装置，包括信号源、开关、量程电阻以及被测件感性负载，其特征在于：所述的被测件感性负载的两端并联有保护二极管以及PNP型晶体管；所述的保护二极管的阳极和阴极分别连接一个电压跟随器；所述的电压跟随器的输出端依次连接有第一比较器和第二比较器；所述的第二比较器的输出端连接微控制单元MCU。

【技术特征摘要】
1.一种用于消除感性负载DCR测量时反向电动势的装置，包括信号源、开关、量程电阻以及被测件感性负载，其特征在于：所述的被测件感性负载的两端并联有保护二极管以及PNP型晶体管；所述的保护二极管的阳极和阴极分别连接一个电压跟随器；所述的电压跟随器的输出端依次连接有第一比较器和第二比较器；所述的第二比较器的输出端连接微控制单元MCU。2.如权利要求1所述的用于消除感性负载DCR测量时反向电动势的装置，其特征在于：所述的微控制单元MCU与上位机连接，接收上位机发出的控制指令，控制开关的导通与断开状态切换；同时接收第二比较器的输入信号，根据输入信号判断感性负载上的残余电动势是否消除。3.如权利要求1所述的用于消除感性负载DCR测量时反向电动势的装置，其特征在于：所述的保护二极管的阴极连接第一电压跟随器；保护二极管的阳极连接第二电压跟随器；所述的第一电压跟随器由第一电阻、第一运算方法器以及第三电阻组成；第一比较器的同相输入端电压与保护二极管的阴极的电势相等；所述的第二电压跟随器由第二电阻、第二运算放大器以及第四电阻组成；第一比较器的反相输入端电压与保护二极管的阳极的电势...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵浩华，高志齐，孙伯乐，刘瑜，王怒，
申请(专利权)人：常州同惠电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32