模块式直流负载装置的制作方法

本发明涉及工业测试领域，尤其涉及模块式直流负载装置。

背景技术：

1、直流电子负载在移动通讯、应急消防，输配电等系统中大量使用。主要给设备中储能元件进行检修、放电、活化、试验等使用。如铅酸蓄电池的试验和活化。现在市场大规模使用的电子负载，体积很大，重量特别重。电子负载功率越大，体积和重量都会增长很大。这就给使用者带来很大不便。

2、现有技术的直流负载装置体积大，重量很重；不可并机运行，使用不方便，配线复杂；恒电流放电稳流精度不高，大功率直流负载易产生高温不安全稳定。

技术实现思路

1、本发明为了有效地解决以上技术问题，给出了模块式直流负载装置,其特征在于，包括：输出输入模块、电压电流采集模块、放电电流控制模块、电源模块、通讯模块、控制器模块，其中：控制器模块依次与输出输入模块、电压电流采集模块、放电电流控制模块、电源模块、通讯模块分别电性相连；

2、所述控制器模块包括：主控单元u7、电阻一r1、电阻二r2、电阻三r3、电阻四r4、电阻五r5、电阻六r6、晶振一x1、晶振二x2、电容二c2、电容三c3、电容四c4、电容五c5、电容六c6，其中：主控单元u7的引脚3分别与晶振一x1的一端、电容二c2的一端电性相连，晶振一x1的另一端分别与电阻五r5的一端、电容四c4的一端电性相连，电容二c2的另一端与电容四c4的另一端电性相连，电阻五r5的另一端与主控单元u7的引脚4电性相连，主控单元u7的引脚5分别与晶振二x2的一端、电容五c5的一端电性相连，晶振二x2的另一端分别与电阻六r6的一端、电容六c6的一端电性相连，电容五c5的另一端与电容六c6的另一端电性相连，电阻六r6的另一端与主控单元u7的引脚6电性相连，电容四c4的另一端与电容五c5的另一端电性相连后接地，主控单元u7的引脚1与电阻一r1的一端电性相连，电阻一r1的另一端与电阻二r2的一端电性相连后接+3.3v电压，电阻二r2的另一端分别与主控单元u7的引脚7、电容三c3的一端电性相连，电容三c3的另一端接地，主控单元u7的引脚60与电阻三r3的一端电性相连，电阻三r3的另一端接地；

3、所述输出输入模块包括：电阻七r7、电阻八r8、电阻九r9、电阻十r10、电阻十一r11、电容一c1、第一编程接口j1、sk1端子、存储芯片u3、运行指示灯d3、上位机通讯指示灯d4、can通讯指示灯d5、操作键盘一sw1、操作键盘二sw2、液晶显示屏u1、滤波电解电容c1、二极管一d1、二极管二d2，其中：主控单元u7的引脚46与第一编程接口j1的引脚4电性相连，主控单元u7的引脚49与第一编程接口j1的引脚2电性相连，第一编程接口j1的引脚1接+3.3v电压，第一编程接口j1的引脚3接地，sk1端子的引脚1和引脚2电性相连后接+5v电压，sk1端子的引脚3和引脚4电性相连后接地，sk1端子的引脚5和引脚6电性相连后接主控单元u7的引脚37，sk1端子的引脚7和引脚8电性相连后接主控单元u7的引脚38，sk1端子的引脚9和引脚10电性相连后接主控单元u7的引脚39；sk1端子的引脚11和引脚12电性相连后接主控单元u7的引脚40，sk1端子的引脚17和引脚18电性相连后接主控单元u7的引脚9,sk1端子的引脚19和引脚20电性相连后接主控单元u7的引脚8，电阻七r7的一端与电阻八r8的一端电性相连后接+5v电压，电阻七r7的另一端接主控单元u7的引脚58，电阻八r8的另一端接主控单元u7的引脚59，存储芯片u3的引脚1、引脚2、引脚3、引脚4依次相连后接地，存储芯片u3的引脚8接+5v电压，存储芯片u3的引脚6与主控单元u7的引脚58电性相连，存储芯片u3的引脚5与主控单元u7的引脚59电性相连，电阻九r9的一端与电阻十r10的一端、电阻十一r11的一端分别电性相连后接+5v电压，电阻九r9的另一端与运行指示灯d3的一端电性相连，运行指示灯d3的另一端接主控单元u7的引脚41，电阻十r10的另一端与上位机通讯指示灯d4的一端电性相连，上位机通讯指示灯d4的另一端接主控单元u7的引脚45，电阻十一r11的另一端与can通讯指示灯d5的一端电性相连，can通讯指示灯d5的另一端接主控单元u7的引脚44，

4、所述液晶显示屏u1的引脚1与电容c1的一端电性相连后接地，液晶显示屏u1的引脚2分别与电容c1的另一端、二极管二d2的一端电性相连，二极管二d2的另一端与二极管一d1的一端电性相连，二极管一d1的一端接+5v电压，操作键盘一sw1的一端与操作键盘二sw2的一端电性相连后接地，操作键盘一sw1的另一端接主控单元u7的引脚55，操作键盘二sw2的另一端接主控单元u7的引脚56，液晶显示屏u1的引脚4与主控单元u7的引脚21电性相连，液晶显示屏u1的引脚5与主控单元u7的引脚22电性相连，液晶显示屏u1的引脚6与主控单元u7的引脚23电性相连，液晶显示屏u1的引脚7与主控单元u7的引脚24电性相连，液晶显示屏u1的引脚8与主控单元u7的引脚25电性相连，液晶显示屏u1的引脚9与主控单元u7的引脚26电性相连，液晶显示屏u1的引脚10与主控单元u7的引脚27电性相连，液晶显示屏u1的引脚11与主控单元u7的引脚28电性相连，液晶显示屏u1的引脚12与主控单元u7的引脚29电性相连，液晶显示屏u1的引脚13与主控单元u7的引脚30电性相连，液晶显示屏u1的引脚14与主控单元u7的引脚34电性相连，液晶显示屏u1的引脚15与主控单元u7的引脚33电性相连，液晶显示屏u1的引脚16与主控单元u7的引脚35电性相连；

5、通讯模块包括：can通讯单元u5、rs485通讯单元u6、电阻十二r12、电阻十三r13、电阻十四r14，

6、其中：can通讯单元u5的引脚1接+5v电压，can通讯单元u5的引脚2接地，can通讯单元u5的引脚3与主控单元u7的引脚62电性相连，can通讯单元u5的引脚4与主控单元u7的引脚61电性相连，rs485通讯单元u6的引脚1接+5v电压，rs485通讯单元u6的引脚2接地，rs485通讯单元u6的引脚3与主控单元u7的引脚42电性相连，rs485通讯单元u6的引脚4与主控单元u7的引脚43电性相连，rs485通讯单元u6的引脚5与主控单元u7的引脚45电性相连，电阻十二r12的一端分别与电阻十三r13的一端、电阻十四r14的一端电性相连后接+5v电压，电阻十二r12的另一端接主控单元u7的引脚42，电阻十三r13的另一端接主控单元u7的引脚43，电阻十四r14的另一端接主控单元u7的引脚62；

7、电源模块包括：电压基准单元u2、线性稳压器u4、滤波电容七c7、滤波电容八c8、滤波电容九c9、滤波电容十c10、滤波电容十一c11、滤波电容十二c12、滤波电容十三c13、滤波电容十四c14，

8、其中：所述电压基准单元u2的引脚1分别与滤波电容七c7的一端、滤波电容八c8的一端电性相连后接+5v电压，滤波电容七c7的另一端与滤波电容八c8的另一端电性相连后接地，电压基准单元u2的引脚2分别与滤波电容九c9的一端、滤波电容十c10的一端电性相连后接主控单元u7的引脚13，电压基准单元u2的引脚3分别与滤波电容九c9的另一端、滤波电容十c10的另一端电性相连后接地，线性稳压器u4的引脚1分别与滤波电容十三c13的一端、滤波电容十四c14的一端电性相连后接地，线性稳压器u4的引脚3分别与滤波电容十三c13的另一端、滤波电容十四c14的另一端电性相连后接+5v电压，线性稳压器u4的引脚2与引脚4电性相连后与分别与滤波电容十一c11的一端、滤波电容十二c12的一端电性相连后接+3.3v电压，滤波电容十一c11的另一端与滤波电容十二c12的另一端电性相连后接地；

9、电压电流采集模块包括：运算放大器一u25、运算放大器二u26、稳压管十d10、稳压管十一d11、电阻三十六r36、电阻三十七r37、电阻三十八r38、电阻三十九r39、电阻四十r40、电阻四十一r41、电阻四十二r42、电阻四十三r43、电阻四十四r44、电阻四十五r45、电阻五十r50、电容十六c16、电容十七c17、电容十八c18；其中：运算放大器一u25的引脚5与电阻三十六r36的一端电性相连，电阻三十六r36的另一端与电阻五十r50的一端电性相连，电阻五十r50的另一端接地，运算放大器一u25的引脚6分别与电阻三十七r37的一端、电容十六c16的一端、电阻三十八r38的一端电性相连，电阻三十八r38的另一端接地，运算放大器一u25的引脚7分别与电阻三十七r37的另一端、电容十六c16的另一端电性相连后连接运算放大器一u25的引脚3，运算放大器一u25的引脚2与引脚1电性相连，运算放大器一u25的引脚4接地，运算放大器一u25的引脚8接+5v电压，运算放大器一u25的引脚1与电阻三十九r39的一端电性相连，电阻三十九r39的另一端分别与电容十七c17的一端及稳压管十d10的一端电性相连后接主控单元u7的引脚8，电容十七c17的另一端与稳压管十d10的另一端电性相连后接地；

10、运算放大器二u26的引脚5分别与电阻四十一r41的一端、电阻四十二r42的一端电性相连，电阻四十一r41的另一端与电阻四十r40的一端电性相连，电阻四十r40的另一端接+220v电压，电阻四十二r42的另一端接地，运算放大器二u26的引脚6分别与电阻四十三r43的一端、电阻四十四r44的一端电性相连，电阻四十四r44的另一端接地，运算放大器二u26的引脚7与电阻四十三r43的另一端电性相连后接运算放大器二u26的引脚3，运算放大器二u26的引脚2与引脚1电性相连，运算放大器二u26的引脚4接地，运算放大器二u26的引脚8接+5v电压，运算放大器二u26的引脚1与电阻四十五r45的一端电性相连，电阻四十五r45的另一端分别与电容十八c18的一端及稳压管十一d11的一端电性相连后接主控单元u7的引脚9，电容十八c18的另一端与稳压管十一d11的另一端电性相连后接地；

11、放电电流控制模块包括：pwm信号产生单元u10、pwm功率电路一、pwm功率电路二、pwm功率电路三、pwm功率电路四，其中：其中：pwm信号产生单元u10的引脚45与pwm功率电路一电性相连，pwm信号产生单元u10的引脚46与pwm功率电路二电性相连，pwm信号产生单元u10的引脚47与pwm功率电路三电性相连，pwm信号产生单元u10的引脚48与pwm功率电路四电性相连；

12、所述pwm功率电路一包括:开关管一q1、单非门芯片八u8、电阻十六r16、电阻十七r17、电阻十八r18、光电耦合器九u9、光电耦合器十一u11、电阻十九r19、二极管六d6、电阻三十二r32、两位接线端子一cn1；

13、其中：单非门芯片八u8的引脚2与pwm信号产生单元u10的引脚45电性相连，单非门芯片八u8的引脚3接地，单非门芯片八u8的引脚4分别与光电耦合器九u9的引脚2、电阻十八r18的一端电性相连，单非门芯片八u8的引脚5分别与+5v电压、电阻十六r16的一端电性相连，电阻十六r16的另一端与光电耦合器九u9的引脚1电性相连，电阻十八r18的另一端与光电耦合器十一u11的引脚1电性相连，光电耦合器十一u11的引脚2接地，光电耦合器九u9的引脚3与光电耦合器十一u11的引脚4电性相连，光电耦合器九u9的引脚4与电阻十七r17的一端电性相连，电阻十七r17的另一端接+12v电压，光电耦合器十一u11的引脚3分别与电阻十九r19的一端、二极管六d6的一端及开关管一q1的引脚3、两位接线端子一cn1的引脚2电性相连，光电耦合器十一u11的引脚4分别与电阻十九r19的另一端、二极管六d6的另一端及开关管一q1的引脚1电性相连，开关管一q1的引脚2分别与电阻三十二r32的一端、两位接线端子一cn1的引脚1电性相连，电阻三十二r32的另一端接+220v电压；

14、所述pwm功率电路二、pwm功率电路三、pwm功率电路四的电路结构及元器件均与pwm功率电路一相同。

15、根据以上所述的模块式直流负载装置，其特征在于：所述主控单元u7的型号为st32f302rct6。

16、根据以上所述的模块式直流负载装置，其特征在于：所述存储芯片u3的型号为24c02。

17、根据以上所述的模块式直流负载装置，其特征在于：所述液晶显示屏u1的型号为hgs128647。

18、根据以上所述的模块式直流负载装置，其特征在于：所述can通讯单元u5的型号为ctm1051kt，所述rs485通讯单元u6的型号为rsm485cht。

19、根据以上所述的模块式直流负载装置，其特征在于：所述电压基准单元u2的型号为isl60002dah333z-t7a。

20、根据以上所述的模块式直流负载装置，其特征在于：所述运算放大器一u25，所述运算放大器二u26的型号均为lm358。

21、根据以上所述的模块式直流负载装置，其特征在于：所述pwm信号产生单元u10的型号为c8051f340。

22、根据以上所述的模块式直流负载装置，其特征在于：所述电阻二r2的阻值为10kω，所述电阻三r3的阻值为10kω。

23、根据以上所述的模块式直流负载装置，其特征在于：所述线性稳压器u4为3.3v线性稳压器，所述电阻五十r50是阻值为100mω的分流电阻，所述电阻三十二为大功率ptc元件，开关管一q1为大功率npn型开关管。

24、本发明与现有技术相比:采用输出输入模块、电压电流采集模块、放电电流控制模块、电源模块、通讯模块、控制器模块，实现了10a直流负载模块化，工作电源不需要独立供电，多机可以并联使用，组合成大电流放电负载，每个模块在额定电压220v(±20％)范围时，电流可以恒流控制，大小可以在0.1a-10a内连续可调，不会随电压的变化而变化。本发明具有：模块式直流负载装置体积小，重量轻，移动方便，使用简单等特点，可并机运行，可以本地或远程通讯控制，使用灵活方便，配线简单；恒电流放电，稳流精度高；ptc元件发热无高温红热安全可靠。