專利名稱：一種測量電路模塊及電源器件電壓差的測量方法
技術領域：
本發明涉及電源器件電壓差測量技術領域，具體地，涉及一種測量電路模塊及電源器件電壓差的測量方法。
背景技術：
常用的電源器件的測試參數主要有以下幾種:輸入電壓范圍，輸出基準電壓，電壓調整率，負載調整率，調整端或地端電流，紋波抑制比，輸出極限電流，輸出短路電流，輸出阻抗，啟動電壓范圍，噪聲，及瞬態參數等。其中，電壓調整率與負載調整率是決定電源器件性能的重要指標。電壓調整率即當輸入側電壓從允許輸出的最低值變化到規定的最大值時，輸出電壓的相對變化值占額定電壓的百分比。電壓調整率表征穩壓器穩壓性能優劣的重要指標，由于電源器件的特性:當輸入取允許范圍內任意電壓，其輸出都為一固定值。
所以，可用[(輸出電壓1-輸出電壓2)/額定輸出電壓]X100%來計算，一般不超過0.1%。負載調整率即當輸入電壓不變，負載從零變化到額定值時，輸出電壓的變化。由于電源負載的變化會引起電源輸出的變化，負載增加，輸出降低，相反負載減少，輸出升高。
可用[(滿載時輸出電壓-半載時輸出電壓)/額定負載時輸出電壓]X 100%來計算，通常指標3% 5%。由于電壓調整率及負載調整率的確定主要是對電壓差做計算，所以只要測得輸出端的電壓，再與其額定輸出電壓做比較，得到其實際輸出電壓與額定輸出電壓的電壓差，即可得到兩種測量參數。
傳統的測量方法是直接用萬用表等測量儀器測量。由于電源器件的誤差較小，其實際輸出電壓與額定電壓的電壓差通常在幾毫伏甚至更小，所以對于萬用表來說，其精度不夠測量微小電壓差；另外，若用高精度的測量儀器，雖然能夠較精確地測量出來，但成本就會大大增加。
在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在測量精度低和成本高等缺陷。發明內容
本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種測量電路模塊，以實現測量精度高和成本低的優點。
本發明的第二目的在于，提出一種基于上述測量電路模塊的電源器件電壓差的測量方法。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案是:一種測量電路模塊，包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4和運算放大器，其中:
待測量電源器件的輸出電壓Vo輸出端，經第二電阻R2后與運算放大器的同相輸入端連接；第一電阻Rl的第一連接端與第二電阻R2和運算放大器的公共端連接，第一電阻Rl的第二連接端接地GND ;第三電阻R3的第一連接端為設備輸入電壓Vr輸入端，第三電阻R3的第二連接端與運算放大器的反相輸入端連接；第四電阻R4連接在第三電阻R3和運算放大器的公共端與運算放大器的誤差放大電壓Vm輸出端之間。
同時，本發明采用的另一技術方案是:一種電源器件電壓差的測量方法，包括:
(I)基于所述測量電路模塊，將待測量電源器件的輸出電壓Vo作為運算放大器輸入端，令設備輸入電壓Vr =待測量的電源器件的輸出電壓Vo的額定值；
(2)測量計算電壓差，根據差分電路原理Vm = (R4/R3) X (Vo-Vr)，將待測量電源器件的輸出電壓Vo的微小誤差進行放大，其放大倍數主要由第三電阻R3與第四電阻R4的阻值決定；
利用放大器虛短虛斷特性，得到:
Rl X Vo/ (R1+R2) = R4X Vr/ (R3+R4) +R3X Vm/ (R3+R4)；
由以上公式推導，得到:
VoXRlX (R3+R4)/(R1+R2) = R4XVr+R3XVm ；
Vm = Vo X Rl X (R3+R4) /R3 X (R1+R2)-VmX R4/R3 ；
根據第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和第四電阻R4的實際值，進行計算，就能夠得到誤差放大電壓Vm。
本發明各實施例的測量電路模塊及電源器件電壓差的測量方法，由于通過在輸出端搭建差分放大電路，將微小的電壓差范圍擴大到幾十毫伏及以上，然后再在采用普通測量儀器即可達到較精確測量的效果；從而可以克服現有技術中測量精度低和成本高的缺陷，以實現測量精度高和成本低的優點。
本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。
下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中:
圖1為本發明測量電路模塊的電氣原理示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
樽塊實施例
根據本發明實施例，提供了一種測量電路模塊。如圖1所示，本實施例的測量電路模塊，包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4和運算放大器，其中:
待測量電源器件的輸出電壓Vo輸出端，經第二電阻R2后與運算放大器的同相輸入端連接；第一電阻Rl的第一連接端與第二電阻R2和運算放大器的公共端連接，第一電阻Rl的第二連接端接地GND ;第三電阻R3的第一連接端為設備輸入電壓Vr輸入端，第三電阻R3的第二連接端與運算放大器的反相輸入端連接；第四電阻R4連接在第三電阻R3和運算放大器的公共端與運算放大器的誤差放大電壓Vm輸出端之間。
方法實施例
根據本發明實施例，提供了一種基于上述測量電路模塊的電源器件電壓差的測量方法，包括:(I)基于所述測量電路模塊，將待測量電源器件的輸出電壓Vo作為運算放大器輸入端，令設備輸入電壓Vr =待測量的電源器件的輸出電壓Vo的額定值；(2)測量計算電壓差，根據差分電路原理Vm = (R4/R3) X (Vo-Vr)，將待測量電源器件的輸出電壓Vo的微小誤差進行放大，其放大倍數主要由第三電阻R3與第四電阻R4的阻值決定；利用放大器虛短虛斷特性，得到:RlXVo/(Rl+R2) = R4 X Vr/ (R3+R4) +R3 X Vm/ (R3+R4)；由以上公式推導，得到:VoXRlX (R3+R4)/(R1+R2) = R4XVr+R3XVm ；Vm = Vo X Rl X (R3+R4) /R3 X (R1+R2) -VmX R4/R3 ；根據第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和第四電阻R4的實際值，進行計算，就能夠得到誤差放大電壓Vm。例如，可設RI = 40K、R2 = 100K、R3 = 5K、R4 = 800K，將 R1、R2、R3 和 R4 的值代入以上公式進行計算，可以得到:Vm = 46Vo-160Vr因為Vr為設備輸入電壓，若令160Vr = Vo額定值，則:Vm= (46-1) Vo,則Vm值為誤差值被放大了 45倍后的誤差放大電壓，該誤差放大電壓可由普通測量儀器測量。最后應說明的是:以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種測量電路模塊，其特征在于，包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4和運算放大器，其中: 待測量電源器件的輸出電壓Vo輸出端，經第二電阻R2后與運算放大器的同相輸入端連接；第一電阻Rl的第一連接端與第二電阻R2和運算放大器的公共端連接，第一電阻Rl的第二連接端接地GND ;第三電阻R3的第一連接端為設備輸入電壓Vr輸入端，第三電阻R3的第二連接端與運算放大器的反相輸入端連接；第四電阻R4連接在第三電阻R3和運算放大器的公共端與運算放大器的誤差放大電壓Vm輸出端之間。
2.一種基于權利要求1所述的測量電路模塊的電源器件電壓差的測量方法，其特征在于，包括: (1)基于所述測量電路模塊，將待測量電源器件的輸出電壓Vo作為運算放大器輸入端，令設備輸入電壓Vr =待測量的電源器件的輸出電壓Vo的額定值； (2)測量計算電壓差，根據差分電路原理Vm= (R4/R3) X (Vo-Vr)，將待測量電源器件的輸出電壓Vo的微小誤差進行放大，其放大倍數主要由第三電阻R3與第四電阻R4的阻值決定; 利用放大器虛短虛斷特性，得到:RlXVo/(Rl+R2) = R4 X Vr/ (R3+R4) +R3 X Vm/ (R3+R4)； 由以上公式推導，得到: VoXRlX (R3+R4)/(R1+R2) = R4XVr+R3XVm ；Vm = Vo X Rl X (R3+R4) /R3 X (R1+R2)-VmX R4/R3 ； 根據第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和第四電阻R4的實際值，進行計算，就能夠得到誤差放大電壓Vm。
全文摘要
本發明公開了一種測量電路模塊及電源器件電壓差的測量方法，包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4和運算放大器，其中待測量電源器件的輸出電壓Vo輸出端，經第二電阻后與運算放大器的同相輸入端連接；第一電阻的第一連接端與第二電阻和運算放大器的公共端連接，第一電阻的第二連接端接地；第三電阻的第一連接端為設備輸入電壓Vr輸入端，第三電阻的第二連接端與運算放大器的反相輸入端連接；第四電阻連接在第三電阻和運算放大器的公共端與運算放大器的誤差放大電壓Vm輸出端之間。本發明所述測量電路模塊及電源器件電壓差的測量方法，可以克服現有技術中測量精度低和成本高等缺陷，以實現測量精度高和成本低的優點。
文檔編號G01R19/10GK103149417SQ20131003420
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月30日 優先權日2013年1月30日
發明者楊良春 申請人:北京信諾達泰思特科技股份有限公司