【工具评测】拆评120V±30A的无线直流电力监测仪

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　　朋友修电动车，少不了要对锂电池进行检测和筛选，需要个直流电量表，最好既能测电池单体还能测电池组，有求于我。在一同对需求和应用进行了一番探讨和考虑后，对此表的功能和参数有了大概的想法，不过还是要结合现成的产品，能买到中意的才好。于是本人经过一番搜索和对比，最后推荐选购了这个。与同类多功能直流表相比，这个显示直观、功能不少、量程大、保护功能全，并且还捆绑了无线功能，或许也能用到。
5 `$ ~( e6 A* {; j$ j技术规格是比较牛的，

) {* T. K/ d6 [- i- r9 M  k! o误差精度一般吧，

实际是选了最低的一款：VAC-1030A，

3 G& v0 o3 L2 e$ g9 E电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
是彩色液晶显示的，


也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，
. O* P8 P/ U  e" r$ l
收到了这么满满一盒子，里面有两部分，还是有点超出预料，

小包的是显示模块，

7 |6 S# u, \! b5 w后面开口处有个简易USB公头，可以用来取电及有线通讯，
背板上帖有标签，
: t, g  s: z& p+ U
与盒子上的P/N号一致，比较正规，

另一大些的包里是测量模块，
0 O% |6 D4 g# T0 d
上面元件屈指可数：有1个30A的继电器、6个接线端子、分流器、指示灯，

侧面一端有个USB插座，
+ B# q1 Z; E1 n! Z6 A7 |& l% Q: k
有两层电路板，

, b/ q0 s7 S% J4 H) `6 p继电器边上还有个3针的跳线，是用来选择3线模式还是2线模式的，
: E# {' B7 ?+ V) c5 D! z% o) w
接线端子也是30A的，

- b" R6 \) u7 R$ Q# Y9 ?8 |+ E商家给的尺寸图，
: y+ z2 _" z) R, W  j1 V& ~
; [, _& Z% C# j3 b. B% g& i显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，
2 `9 P# [9 N7 d6 Y' Q. z

3 w" @. F  |! D# u, u9 C5 L5 {下面是基本接线和用法图示，

  S1 n" P3 p, Y% L5 s9 V

接下来做了些简单的测试。
5 ~3 `2 r" x/ U, I/ D2 N两个模块之间可以用USB延长线直接连接，只需给任一方正常供电即可，

此时将自动处于有线模式，左上角显示的通讯状态图标为绿色双绞线的样子，
- t& p9 `5 T- a7 v; {7 V
* a8 y# G, k8 X4 n  W( B
然后又在无线状态下进行了一些基础测试，下面图中显示模块都是用USB电源供电的，测量模块由数控电源供电。
先是测量模块从被测电压取工作电源的模式，左上角显示的通讯状态图标为蓝色天线的样子，

表头数据刷新很快，完全看不出与有线的区别。背光亮度可调，但没去调整，所以两个显示屏的亮度差了不少。
测量模块下层电路板上的红灯是工作电源指示。两个表显示的电压基本一致，此时模块的耗电仅0.12W。模块从被测电压取工作电源时，电流很小，继电器不能吸合，对被测电压影响不大。
. |0 z" r; P+ Q( }7 X- d9 ^

* `5 Q5 i  M2 b% p
20V时没有问题，自耗电流小到测不出来了，说明内部是采用开关电源电路降压的，
5 J' x0 P( E: x. L% E3 a
5 t9 j' T# i- W试出此模式下最低电压约是6.6V，

被测电压再低就会使显示误差变大，

! S# c" E3 Y2 }! z再低就误差很大，5.5V时中间上方已经显示了过流保护的图标，
3 m7 D, [* |) C/ x' }0 m  r+ ^

下面改用独立供电的模式试试。
供电为12V，继电器吸合，旁边的指示灯亮起。
2 O, s% a; G' W5 U/ a被测电压为0V，发现有0.08V左右的“基础电压”，

8V时仍然这样，

15V时也是这样，不过此时电流为0，不会累计电量的，也问过厂家，这种现象“属于正常”。

然后再接入被测电压，是准确的，没有前面所说的“基础电压”的影响了，

/ D( Y6 a" }. F: K5 k# [4 R继电器吸合后，模块自身耗电会随供电电压变化，所以供电电压范围最好是在12V左右。


接过负载试了电量计，效果不错的，但是没顾上拍照，请见谅。从简单测量情况来看，工作是正常的，完全能够满足使用要求。
/ b  `/ e3 [/ K! W; [( t2 q: e这个功能比较多，所以各种设置界面就很多了，每一项都能设置，就不一一上图了，把功能介绍罗列一下供各位参考吧：
/ X: ]+ ~) z& e+ U  d1 P6 j' _1.显示信息量大
彩色液晶显示，可以同时显示电压（V）、电流(A)、功率(W)、容量(AH)、电量（WH）、时间（H）等被测电源的实时参数。
2 ~# h3 t5 ~; E: }; f% \
( m: A) F% Y! o+ W( C" |. l8 y: D! y2.安装方式多样化
测量模块和显示表头之间可以无线通讯也可以有线连接；无线通讯模式下使用多台机器同时工作，可以对每台机器单独设定不同的频道，避免相互干扰。
+ X7 I1 p) l1 [  ?- W- ^/ A. ~5 g
3 K! m8 g5 F5 Q5 I6 Q, \! i* i3.双向检测
* E  d0 O3 Y( B. ^1 P* z$ ~' ]测量板可以检测两个方向的电流，在实际使用过程中，充电模式下电流前面有个负号，放电模式下电流前面没有负号，以示区分。
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4.特别适合电池、电动车充放电测量
; {- F: ?- R( C7 a/ Y! T  E4 W% H- ?显示表头上有个BAT容量监测功能，可以实时设定电池的总容量，并在充电和放电过程中动态监测剩余容量。（本人试过这个不够准，但是不会触发保护，也就不影响使用。）
" V5 o1 j/ g* l, ]0 B+ o! [
6 Z& B# d8 ^/ P4 h) U; _9 a5.测量电压范围宽
测量电压范围0-120V，测量电流分为0-30A/50A/100A/200A/300A；电压可扩展到0-400V。

2 d4 n# C) t( s0 I/ j! w& l6.断电记忆和参数清零功能
断电后能够记忆断电前保存的安时数；另外可以手动清零安时数（AH）、瓦时数（WH）和时间（H）等参数，不影响下一次测量。

# x1 E1 I: }  j' {7.具有关断保护功能
由继电器实现过流、过压、欠压、限时保护（延长继电器动作时间）等功能。
  ^1 A2 ?: N+ U5 n
8.丰富的人性化配置
具有屏幕锁定、定时关闭、亮度调节以及改变语言显示方式等功能；无线通讯模式下可以给每台单独设置通信地址，并用一个显示表头查看多个测量板测量参数。
; N6 `' b! E. L2 T; P3 h% @
下面拆开看看。

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先拆显示模块。

% o0 m7 l; g  z) X. s! B标签上的P/N号是我抹掉的，
* Y, ]. Y. _* L; L8 p$ F
背板用指甲就能抠开，这根线也是供电线，电压范围比USB口的大些，
2 t" r4 w5 w* h* p$ `3 M6 U# ^, t- k
' s4 ~# S- `4 C% N( J小心取出电路板，

6 r8 V6 e' J0 ~0 L4 P电路板元件面，
7 D* o& O0 u1 z, @
通讯模块小板，与蓝牙挺像，但它使用另一种通讯协议，详细情况到后面再说，

- F2 z! {5 J+ U( j通讯板旁边的1个8脚IC，
1 b2 x- P3 E: W, p* `3 Y( U
看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，

供电单元，


采用了最普通的MC34063，显示模块外接电压范围不大，功率也不大，用这个IC没有问题，
) k, h: a1 h: m8 S6 h# ~
肖特基二极管，
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AMS1117-3.3V，LDO，
8 l1 G* o6 V+ X, v/ j
主控MCU，用的是STM8S00，
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3 ]- r- J& \. C- \% e
惟一的三极管，1AM，都说是MMBT3904，普通NPN三极管，估计是驱动背光的，
/ {/ x0 r- ~/ g1 b& @0 z+ f
$ \) ^: i  B* d* ^2 X电路板显示屏面，

5 a! ^2 f" [/ l# s& k忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，

掀开显示屏，
( o, E, K2 E  L4 c
& L, @% w( L* N8 a- d下面也很简洁，

- P# l; v* N2 O, r4 g+ wZ180SN009，V0.0就是一次成功吧，

. w7 ]) ]3 S8 `侧面看一下，
6 _2 Z! R. g8 z$ s4 Y) k$ N
这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，
0 _9 X$ J! s  `
! q' ]# P4 I- a; Q$ d1 X3个按钮开关，
6 L* I- r0 l. d
% v- g+ Z% z0 @6 U+ Y- R
" I2 l9 a# |( w8 E4 E3 B显示模块拆完了，总体来说，各种元器件选型都比较普通，关键在于整体设计。
% ]0 v' |, j9 x下面再拆测量模块。

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1 N: }9 d1 X- f% `2 ~继续，该拆测量模块了。
拆下红圈标示的固定电路板的4个螺丝，（其他螺丝是端子上的，不用拆）
7 Y1 t: r/ P, c. V$ v
. W% a( S" C; e% s5 y有3组连线，

, s+ E6 E$ C2 q* S1 `
再拆下红圈标示处的4个螺丝，
; |' {& [% Z9 u$ B$ _
打开黑盒子，
3 M# i  t, A+ H, I( @
只看黑盒子，

# ~, o6 Q  C! t$ @; M3 ~
3 M8 G& |" n8 S) N& v5 {  f用料厚实，
, P$ A1 E; Y6 u/ S6 n
# m7 t/ n" Q- m; ?" u: z这4个螺丝是固定铜柱的，

2块电路板可以完整取下，

6 x" X. G+ A7 ?& U! z  ?' i/ V
) s/ {) E1 z4 ^+ U: @9 }/ \上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，
0 N' t; }! ^% U' U+ b1 m% y
1 e$ |% K# U3 m6 U0 z里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，
  P( f' n+ n) O( Q/ T* b* E
小板与大板是插针连接的，可以拆下，
5 c. `# n# Z' b) u# f" W( k& D
& C! |+ a/ a( p3 l& b
背面没有元件，
$ X% x& \, Y1 D' D8 i. }! d
下面放大看看板上各处，
5 r* r; H9 {0 c# m5 a( R2 o& b. J6 U
$ N% V( c0 H& p5 m3 s/ u同样有个75176B，差分总线收发器，
  p/ [$ [+ ]! T9 h: R+ @3 C$ ~

& S- r5 @3 j  h$ D" c单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，

继续，

# C2 u* ]  \* C7 d) s' \
% x9 u! ]0 u- T" A- a; Z8 _1 Y丝印2272C完整型号是TLC2272C，是一款LinCMOS工艺的满电源幅度输出（轨到轨）的双运放芯片，特点是高阻、低噪、低电压、全摆幅、、，

2只大功率管，

. M& ^; x+ r/ f1 [: R" [6 |
带有散热片的是BU406，400V、7A、NPN，电视机、加湿器等电器中常用；
9 l, R9 c2 {! |另一个是MJE340，300V、0.5A，NPN。
对这里会有2只大功率管表示意外，因为这里正常时并不会消耗多少功率，猜测作用可能是在取供电时预降压、并起保护作用吧，
+ z0 t  w; _( T6 `

5 a8 W. M3 c2 J. O0 R; `板上的电源单元，

0 x( G8 m: [6 @  z: ^( _采用了XL1609，是150KHz固定频率脉宽调制（降压型）DC/DC转换器，具有2A负载驱动能力并且效率高，内建频率补偿和固定频率震荡器，宽输入电压范围 4.5V-40V。这个比显示模块中采用的34063指标要高，

U1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，
. T. ~" K, t% x3 t4 X3 `
: C9 t/ \, N- _# O9 H( ?这里还有只贴片大功率管，
! V0 d6 j( `- G/ l$ w/ p
丝印J122G ，是DPARK封装的MJD122G，100V、8A的达林顿管，看连线是用来驱动继电器的，
8 ?: t$ y) n! H* t
) W( K, S* s6 g! ?+ }9 |( t最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，
( x6 u+ i+ J1 |1 b& k6 i5 Z- E
3 H. l* @) Z3 a, H1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，

, b* B' ?- F& l: n! F' {- {IC上丝印了完整型号，NRF24L01+，

' {3 R8 K/ T1 Z9 B( e小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，

nRF24L01是一款工作在2.4~2.5GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片，无线收发器包括：频率发生器、增强型SchockBurst（TM）模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器解调器，输出功率、频道选择和协议的参数可以通过SPI接口进行设置；具有极低的电流消耗，当工作在发射模式下发射功率为-6dBm时电流消耗为9.0mA，接收模式时为12.3mA，掉电模式和待机模式下电流消耗更低。下面是它的内部功能框图，
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7 Q+ l0 N7 w" R6 x, u  n本例中是此IC的典型应用，与MCU、总线收发器75176B一道构成了主从无线通讯工作模式：显示模块是主机，测量模块是子机。在MCU的管理下，一个显示模块可以同时连接和监控多个测量模块，这是这套表头的又一强大之处。可惜的是目前没有上位机软件。
感到测量模块电路的设计耐压指标挺高，其中也没有多么特别的元器件，功能在于各单元的有机整合。下图为测量模块拆开后的全家福，

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8 T$ `/ [' ^% j6 C5 B8 ]$ ]  I" b拆机评测完毕，谢谢观赏！
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