一种超级电容电路的测试系统的制作方法

1.本实用新型涉及超级电容电路领域，尤其涉及一种超级电容电路的测试系统。


背景技术：

2.随着各种电力终端设备在电网中的运行，这对电力终端设备运行标准提出了新要求，即，在掉电情况下，需要电力终端设备内的超级电容电路能够为该电力终端设备的运行提供至少3分钟以上的电能，以确保电力终端设备完成必要的执行操作。
3.为了满足电力终端设备对其内设超级电容电路放电时间的要求，必须对超级电容的充放电电路以及升压降压电路部分做出准确测试，以确保在电力终端设备生产之前就可以暴露问题，提早解决问题，防止电力终端设备开始生产之后产生较高的后端维修成本。
4.现有针对超级电容电路的测试仅仅是通过在确定电力终端设备已经发生掉电的情况下，通过计算超级电容的供电时间，达到测试该超级电容的充放电性能的目标。这样不仅测试效率低，而且也无法测试超级电容的升压降压电路的性能，导致为电力终端设备在出厂后的正常运行留下故障隐患，增加了电力终端设备的后端维修成本。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种超级电容电路的测试系统。
6.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种超级电容电路的测试系统，其特征在于，包括超级电容电路和测试工装；其中，超级电容电路包括：
7.充电电路，具有充电电路电压输入端、至少两个相互串联的超级电容、至少两个电源监控芯片以及充电电路电压输出端，充电电路电压输入端设置有至少一个测试点，充电电路电压输出端设置有至少一个测试点；
8.均压电路，其发生动作后出现电平变化的位置处设置有测试点；
9.升压电路，具有升压电路电压输入端和升压电路电压输出端，升压电路电压输入端和升压电路电压输出端均设置有至少一个测试点；
10.放电电路，具有放电电路电压输入端和放电电路电压输出端，放电电路电压输入端设置有至少一个测试点，放电电路电压输出端设置有至少一个测试点；
11.其中，测试工装具有测试电压输出端组和测试电压输入端组，测试电压输出端组至少包括第一测试电压输出端和第二测试电压输出端，测试电压输入端组至少包括一个测试电压输入端；
12.在测试工装中，第一测试电压输出端的输出电压高于充放电电路内所有超级电容的标称电压之和，第二测试电压输出端的输出电压高于充放电电路内任一个电源监控芯片的检测电压且小于升压电路输出的目标电压。
13.进一步地，在所述超级电容电路的测试系统中，所述测试工装具有显示器和接地端。
14.改进地，在所述超级电容电路的测试系统中，所述充电电路包括：
15.电阻r218，其第一端连接测试工装的第一电压输出接口；
16.电阻r541，其第一端连接电阻r218的第二端；
17.三极管v106，其发射极分别连接电阻r218的第二端和电阻r541的第一端；
18.二极管vd332，其正极连接三极管v106的集电极；
19.三极管v109，其发射极连接测试工装的第一电压输出接口，其基极连接电阻r541的第二端，其集电极连接三极管v106的基极；
20.电阻r539，其第一端连接三极管v109的集电极；
21.三极管v103，其集电极连接电阻r539的第二端；
22.电阻r214，其第二端连接三极管v103的基极；
23.电阻r236，其第一端连接电阻r214的第二端，其第二端和三极管v103的发射极分别连接接地端gnd；
24.其中，电阻r218的第一端上设置有测试点tp6，二极管vd332的负极设置有测试点tp1，三极管v103的发射极设置有测试点tp5。
25.再改进地，在所述超级电容电路的测试系统中，所述均压电路包括：
26.超级电容c207；
27.超级电容c225，其正极通过一短接点s101连接超级电容c207的负极，其负极通过另一短接点s100与接地端gnd连接；
28.电源监控芯片n109，其一个引脚连接超级电容c207的正极；
29.电阻r294，其第一端连接超级电容c207的正极；
30.电阻r306，其第一端连接电源监控芯片n109，其第二端通过mos管m102连接电阻r294的第二端；
31.电阻r307，其第一端连接电阻r306的第二端，其第二端分别连接电源监控芯片n109的接地端gnd和短接点s100；
32.电源监控芯片n110，具有一接地端，该电源监控芯片n110的一个引脚分别连接短接点s100和电源监控芯片n109的接地端gnd；
33.电阻r316，其第一端连接电源监控芯片n110的一端，其第二端通过mos管m101连接一电阻r311的第二端，该电阻r311的第一端连接电阻r307的第二端；
34.电阻r317，其第一端连接电阻r316的第二端，其第二端连接电源监控芯片n110的接地端gnd；
35.其中，超级电容c207的正极与电阻r294的第一端之间设置有所述的测试点tp1，电阻r294的第二端与mos管m102之间设置有测试点tp2，电阻r307的第二端与电源监控芯片n109的接地端gnd之间设置有测试点tp3，电阻r311的第二端与mos管m101之间设置有测试点tp4，电阻r317的第二端与电源监控芯片n110的接地端gnd之间设置有所述的测试点tp5。
36.进一步改进，在所述超级电容电路的测试系统中，所述升压电路包括：
37.电压转换芯片n106；
38.串联电阻组，包括依次串联在一起的电阻r301、电阻r302和电阻r303，电阻r310的第一端接地，电阻r310的第二端连接电阻r302，电压转换芯片n106的反馈端fb连接在电阻301与电阻r302之间的位置；
39.电阻r304，其第一端连接超级电容c207的正极，其第二端连接一个三极管v104的集电极，该三极管v104的发射极分别连接接地端gnd以及一个电阻r257的一端，该电阻r257的另一端分别连接三极管v104的基极和一个电阻r210的一端；电阻r304的第二端连接电压转换芯片n106的使能端en，电压转换芯片n106的电源端vdd通过一电容c243连接接地端gnd；电压转换芯片n106的输入电压端vin通过一电容c246连接接地端gnd，电压转换芯片n106的sw端通过一电感l107连接该电压转换芯片n106的输入电压端vin，电压转换芯片n106的bst端通过电容c244连接该电压转换芯片n106的sw端；
40.并联电容组，包括相互并联在一起的电容c247和电容c245，该并联电容组的第一并联端连接电压转换芯片n106的输出电压端vout，该并联电容组的第二并联端连接接地端gnd；
41.其中，电压转换芯片n106的输入电压端vin与电容c246之间设置有所述的测试点tp1，并联电容组的第二并联端处设置有所述的测试点tp5，该并联电容组的第一并联端处设置有所述的测试点tp6。
42.例如，在该实用新型中，此处的所述电压转换芯片n106为dcdc电压转换芯片。
43.进一步地，在所述超级电容电路的测试系统中，所述测试工装中第一测试电压输出端的输出电压为5.4v，第二测试电压输出端的输出电压为2.7v，所述芯片n109的检测电压为2.6v。
44.进一步地，在所述超级电容电路的测试系统中，所述电源监控芯片n109的型号和所述电源监控芯片n110的型号均为sgm809b。
45.再进一步，在所述超级电容电路的测试系统中，所述芯片n106的型号为mp3437gj。
46.进一步地，在所述超级电容电路的测试系统中，所述电容c207的容值和电容c225的容值均为150f。
47.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：在该实用新型的超级电容电路测试系统中，测试工装可在设置有超级电容电路产品的生产前端对超级电容电路的均压电路、充电电路和升压电路做出测试，避免产品组装后返修的复杂工序，降低时间成本和维护成本；其次，该实用新型中的测试系统可以简单快捷地完成超级电容电路的性能测试，实现对多产品内超级电容电路的同步测试。
附图说明
48.图1为本实用新型实施例中测试工装的示意图；
49.图2为超级电容电路中的充电电路示意图；
50.图3为超级电容电路中的均压电路示意图；
51.图4为超级电容电路中的升压放电电路示意图。
具体实施方式
52.以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
53.本实施例提供一种超级电容电路的测试系统。具体地，参见图1～4所示，该实施例的超级电容电路的测试系统，包括：
54.充电电路，具有充电电路电压输入端、至少两个相互串联的超级电容、至少两个电
源监控芯片以及充电电路电压输出端，充电电路电压输入端设置有至少一个测试点，充电电路电压输出端设置有至少一个测试点；
55.均压电路，其发生动作后出现电平变化的位置处设置有测试点；
56.升压电路，具有升压电路电压输入端和升压电路电压输出端，升压电路电压输入端和升压电路电压输出端均设置有至少一个测试点；
57.放电电路，具有放电电路电压输入端和放电电路电压输出端，放电电路电压输入端设置有至少一个测试点，放电电路电压输出端设置有至少一个测试点；
58.其中，测试工装具有测试电压输出端组和测试电压输入端组，测试电压输出端组包括第一测试电压输出端、第二测试电压输出端和第三测试电压输出端，测试电压输入端组至少包括一个测试电压输入端；测试电压输出端组中的各电压输出端负责给超级电容电路提供测试用电压，测试电压输入端组内的电压输入端负责采集超级电容电路内的对应测试点的电压；比如说，图1中的测试电压输入端t1、测试电压输入端t2、测试电压输入端t3和测试电压输入端t4。测试工装中第一测试电压输出端的输出电压为5.4v，第二测试电压输出端的输出电压为2.7v。并且，该测试工装具有显示器和接地端gnd。设置的显示器可以使得该测试工装呈现出一个可以将测试电压输入端所采集到的测试点的电压通过显示界面显示出来。
59.在测试工装中，第一测试电压输出端的输出电压高于充放电电路内所有超级电容的标称电压之和，第二测试电压输出端的输出电压高于充放电电路内任一个电源监控芯片的检测电压且小于升压电路输出的目标电压。
60.具体地，在该实施例中，参见图2所示，充电电路包括：
61.电阻r218，其第一端连接测试工装的第一电压输出接口；
62.电阻r541，其第一端连接电阻r218的第二端；
63.三极管v106，其发射极分别连接电阻r218的第二端和电阻r541的第一端；
64.二极管vd332，其正极连接三极管v106的集电极；
65.三极管v109，其发射极连接测试工装的第一电压输出接口，其基极连接电阻r541的第二端，其集电极连接三极管v106的基极；
66.电阻r539，其第一端连接三极管v109的集电极；
67.三极管v103，其集电极连接电阻r539的第二端；
68.电阻r214，其第二端连接三极管v103的基极；
69.电阻r236，其第一端连接电阻r214的第二端，其第二端和三极管v103的发射极分别连接接地端gnd；
70.其中，电阻r218的第一端上设置有测试点tp6，二极管vd332的负极设置有测试点tp1，三极管v103的发射极设置有测试点tp5。
71.参见图3所示，均压电路包括：
72.超级电容c207，其容值为150f；
73.超级电容c225，其正极通过一短接点s101连接超级电容c207的负极，其负极通过另一短接点s100与接地端gnd连接，该超级电容c225的容值同样为150f；
74.电源监控芯片n109，其一个引脚连接超级电容c207的正极，该电源监控芯片n109的型号采用sgm809b，该电源监控芯片n109的检测电压为2.6v；
75.电阻r294，其第一端连接超级电容c207的正极；
76.电阻r306，其第一端连接电源监控芯片n109，其第二端通过mos管m102连接电阻r294的第二端；
77.电阻r307，其第一端连接电阻r306的第二端，其第二端分别连接电源监控芯片n109的接地端gnd和短接点s100；
78.电源监控芯片n110，具有一接地端，该电源监控芯片n110的一个引脚分别连接短接点s100和电源监控芯片n109的接地端gnd；该电源监控芯片n110的型号同样采用sgm809b；
79.电阻r316，其第一端连接电源监控芯片n110的一端，其第二端通过mos管m101连接一电阻r311的第二端，该电阻r311的第一端连接电阻r307的第二端；
80.电阻r317，其第一端连接电阻r316的第二端，其第二端连接电源监控芯片n110的接地端gnd；
81.其中，超级电容c207的正极与电阻r294的第一端之间设置有所述的测试点tp1，电阻r294的第二端与mos管m102之间设置有测试点tp2，电阻r307的第二端与电源监控芯片n109的接地端gnd之间设置有测试点tp3，电阻r311的第二端与mos管m101之间设置有测试点tp4，电阻r317的第二端与电源监控芯片n110的接地端gnd之间设置有所述的测试点tp5。
82.参见图4所示，升压电路包括：
83.电压转换芯片n106，采用dcdc电压转换芯片；
84.串联电阻组，包括依次串联在一起的电阻r301、电阻r302和电阻r303，电阻r310的第一端接地，电阻r310的第二端连接电阻r302，电压转换芯片n106的反馈端fb连接在电阻301与电阻r302之间的位置；
85.电阻r304，其第一端连接超级电容c207的正极，其第二端连接一个三极管v104的集电极，该三极管v104的发射极分别连接接地端gnd以及一个电阻r257的一端，该电阻r257的另一端分别连接三极管v104的基极和一个电阻r210的一端；电阻r304的第二端连接电压转换芯片n106的使能端en，电压转换芯片n106的电源端vdd通过一电容c243连接接地端gnd；电压转换芯片n106的输入电压端vin通过一电容c246连接接地端gnd，电压转换芯片n106的sw端通过一电感l107连接该电压转换芯片n106的输入电压端vin，电压转换芯片n106的bst端通过电容c244连接该电压转换芯片n106的sw端；
86.并联电容组，包括相互并联在一起的电容c247和电容c245，该并联电容组的第一并联端连接电压转换芯片n106的输出电压端vout，该并联电容组的第二并联端连接接地端gnd；
87.其中，电压转换芯片n106的输入电压端vin与电容c246之间设置有上述的测试点tp1，并联电容组的第二并联端处设置有上述的测试点tp5，该并联电容组的第一并联端处设置有上述的测试点tp6。
88.以下结合图1～4，对该实施例中超级电容电路的测试系统的测试过程做出说明：
89.(一)充电电路测试方案
90.将测试工装的输出电压为+5.4v的第一测试电压输出端接入测试点tp6以及将测试工装的接地端gnd接入测试点tp5，将测试工装的测试电压输入接口t1接入测试点tp1以及将测试电压输入接口t2接入测试点tp5，并将短接点s100和短接点s101进行短接，之后给
测试工装通电。当检测到测试点tp1与测试点tp5之间出现电压上升沿，即表明经过测试，此时的充电电路工作正常。
91.(二)均压电路测试方案
92.将测试工装的3个输出接口(即三个测试电压输出端)分别与图3中测试点tp1、测试点tp3和测试点tp5连接，然后将测试工装的输入接口分别接入测试点tp1、测试点tp2、测试点tp3和测试点tp4，并断开短接点s100和短接点s101，之后给测试工装通电。
93.当均压电路工作时，测试点tp1与测试点tp2之间以及测试点tp3与测试点tp4之间均会出现周期为280ms的方波，由此可认定该均压电路经过测试工作正常，确保实际运行情况下两个超级电容c207、超级电容c225出现压差时此电路可进行均压工作。
94.测试工装上电后，电源监控芯片n110输入电压为2.7v，电源监控芯片n110的nreset引脚输出高电平，则mos管m101导通，此时mos管m101的压降接近0v，故测试点tp3与测试点tp4之间的压降接近2.7v。由于电阻r308的突然接入，电源监控芯片n110的输入电压会出现波动下降小于2.6v时，电源监控芯片n110的nreset引脚立即输出低电平，则mos管m101截止不导通，此时测试点tp3与测试点tp4之间的压降接近0v，电源监控芯片n110的输入电压由于带载减小有会逐渐回升，当输入电压大于2.6v时，由于电源监控芯片n110的延时，nreset引脚会在140ms后输出高电平，如此往复。其中，电源监控芯片n109的工作原理与电源监控芯片n110的工作原理一样。
95.(三)升压电路测试方案
96.将测试工装的输出电压为+2.7v的测试电压输出端接入图4中的测试点tp1以及将测试工装的接地端gnd接入测试点tp5，断开图3中的短接点s100和短接点s101，并将测试工装的测试电压输入接口t1接入图3中的测试点tp6、将测试工装的测试电压输入接口t2接入图3中的测试点tp5，之后给测试工装通电。
97.当检测到测试点tp6与测试点tp5之间的压差为5.2v时，即表明此时的该升压电路工作正常。当升压电路输入电压高于后端输出时，升压电路不工作。故通过输入电压低于输出电压对升压电路进行测试。
98.尽管以上详细地描述了本实用新型的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。