CN101261303A - 非接触式线圈匝间短路测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非接触式线圈匝间短路测试装置，包括信号发生器、采样电路、比较电路以及连接比较电路的故障显示装置，所述信号发生器产生测试信号，所述测试信号接入采样电路，线圈匝间出现的短路改变采样信号的信号特征，所述比较电路从采样电路获取采样信号并判断所述采样信号是否发生改变，然后通过故障显示装置显示线圈匝间的短路状况。本发明的测试装置不需要直接与被测的线圈相连即可进行短路测试，不仅操作方便，测试通用性较好，而且也大大提高了测试效率。

Description

非接触式线圈匝间短路测试装置

技术领域

本发明涉及一种测试装置，具体涉及一种非接触式的，方便测试的线圈匝间短路测试装置。

背景技术

目前电源行业中有多种变压器线圈匝间短路测试装置。

现有的线圈匝间短路测试装置都需要将测试装置与被测线圈物理连接，才能进行匝间短路的测量。传统的短路测试方法不仅不方便，而且测试效率也很低。一般来说，二次电源为高功率密度产品，变压器和电感体积小，其线圈都以铜箔的形式集成在多层电路板的板体内。但是目前的多层电路板加工工艺还跟不上技术的发展，经常有电路板内的线圈之间出现匝间短路的情况，影响产品的质量。对于多层电路板线圈短路的测试，目前还没有很好的检测装置。

目前的检测手段，其中一种为做成制成板后通过测量变压器和电感的电感量来判别线圈是否正常；另一种为在制作电路板阶段通过工装模拟信号加到线圈上，通过其他方法进行测试，进而来判断线圈是否正常。但是，这两种故障检测手段都非常麻烦，需要被测电路板与测试装置有电气连接，通用性差，测试效率低，可靠性低，也造成生产浪费。

所以，亟待一种新的线圈匝间短路测试装置可用于解决上述传统测试装置中出现的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种非接触式，方便测试线圈短路状况的线圈匝间短路测试装置。

实现所述目的的技术方案是：一种非接触式线圈匝间短路测试装置，包括信号发生器、采样电路、比较电路以及连接比较电路的故障显示装置，所述信号发生器产生测试信号，所述测试信号接入采样电路，线圈匝间出现的短路改变采样信号的信号特征，所述比较电路从采样电路获取采样信号并判断所述采样信号是否发生改变，然后通过故障显示装置显示线圈匝间的短路状况。

作为本发明非接触式线圈匝间短路测试装置的第一种实施方式，所述采样电路是LC串联谐振电路或者LC并联谐振电路。

对应第一实施方式，所述信号发生器是正弦波发生器，所述正弦波发生器产生正弦波测试信号。

作为本发明非接触式线圈匝间短路测试装置的第二种实施方式，所述采样电路是RLC串联电路或者RLC并联电路。

对应第二实施方式，所述信号发生器是方波发生器，所述方波发生器产生方波测试信号。

优选的，所述非接触式线圈匝间短路测试装置还包括设置在采样电路和比较电路之间的精密整流滤波电路，所述精密整流滤波电路对从采样电路处采样的测试信号进行精密整流滤波。

优选的，所述精密整流滤波电路和采样电路之间还设置有带通滤波器。

本发明采用所述技术方案，其有益的技术效果在于：1)本发明的非接触式线圈匝间短路测试装置，采样电路和被测线圈之间不需直接连接而是通过电磁感应来测试短路状况，被测线圈通过磁芯与采样电路的电感构成磁路联接，被测线圈匝间短路时，相当于变压器副边匝间短路，所述测试信号在采样电路的电容上取得的采样信号发生变化，所述比较电路并判断所述采样信号，并通过故障显示装置显示线圈匝间的短路状况，使得测试装置不需要直接与被测的线圈相连即可进行短路测试，不仅对使用者来说操作方便，而且测试通用性较好，同时也大大提高了测试效率；2)本发明的非接触式线圈匝间短路测试装置，通过在采样电路和比较电路之间设置精密整流滤波电路，在精密整流滤波电路和采样电路之间还可以设置有带通滤波器，从而对采样的测试信号进行精密整流滤波，使得采样的测试信号更加满足测试要求。

附图说明

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步的详细说明：

图1是本发明非接触式线圈匝间短路测试装置的第一实施方式的电路框图。

图2是本发明非接触式线圈匝间短路测试装置的第一实施方式的具体电路图。

图3是本发明非接触式线圈匝间短路测试装置在被测线圈正常情况下的测试信号波形图。

图4是本发明非接触式线圈匝间短路测试装置在被测线圈匝间短路情况下的测试信号波形图。

图5是本发明非接触式线圈匝间短路测试装置的第二实施方式电路框图。

图6是本发明非接触式线圈匝间短路测试装置的第二实施方式的具体电路图。

具体实施方式

本发明涉及一种非接触式线圈匝间短路测试装置。

请参考图1至图4，作为本发明非接触式线圈匝间短路测试装置的第一种实施方式，所述线圈匝间短路测试装置包括电源P、整流桥D1、直流-直流变换器U1、信号发生器10、采样电路40、精密整流滤波电路20、采样信号放大电路26以及比较电路30。所述比较电路30将结果输出到故障显示装置(D6、D7)上。

在所述第一实施方式中，所述采样电路40是LC串联谐振电路或者LC并联谐振电路。在此以LC串联谐振电路为例加以说明。所述采样电路40包括谐振电感L以及串接谐振电感的用于采样测试信号的谐振电容C7。

在本发明的实施方式，所述信号发生器10是正弦波发生器。所述信号发生器10通过调试外围电路输出频率在100～150千赫兹左右的正弦波。

为了更加满足短路测试对采样信号的要求，所述精密整流滤波电路20和采样电路40之间还可设置带通滤波器。

在本发明的实施方式中，所述电源的输出通过与信号发生器依次串接的整流桥D1以及直流-直流变换器U1整流降压。市电通过降压后的电源P接入之后，先通过整流桥D1整流滤波，再通过直流-直流变换器U1变换成正负12伏的直流电源给测试装置中的IC供电。所述精密整流滤波电路20将采样电路40的谐振电容C7上检测的信号进行精密整流滤波，并将交流正弦波整流成直流信号。所述采样信号放大电路26采样通过精密整流滤波电路20精密整流后的信号。所述故障显示装置(D6、D7)采用不同颜色的发光二极管。

所述信号发生器10产生测试信号，被测的多层电路板线圈匝间短路时，所述测试信号在采样电路40的谐振电容C7上的信号发生变化，所述精密整流滤波电路20将从谐振电容C7上检测的信号进行精密整流滤波，并将交流正弦波整流成直流信号，然后将采样信号送入比较电路30。所述采样信号放大电路26采样通过精密整流滤波电路20精密整流后的信号，然后将采样信号送入比较电路30。所述比较电路30判断所述测试信号，并通过故障显示装置(D6、D7)显示线圈匝间的短路状况。

具体来说，请参考图3与图4，适当调节谐振电容C7和采样电路中的电感L的电感量，使采样电路的谐振频率等于输入测试信号的频率，这时电路的选频特性最好。这时从谐振电容C7两端测得的信号波形幅值最大，波形如图3所示。当在被测端并入多层电路板线圈后，如果被测线圈开路，则不影响原有测试电路的测试信号。如果被测线圈有匝间短路的情况，则相当于变压器的副边线圈匝间出现短路，大大改变了原边等效电感L的电感量，从而改变了采样电路40的谐振频率。使得谐振波形的幅值变小，如图4所示。当不接被测线圈或被测试线圈正常时，精密整流滤波电路20输出的电压，亦即比较电路30输入的电压大于比较基准电压，正常灯D6亮。当被测线圈有匝间短路情况时，精密整流滤波电路20输出的电压，亦即比较电路30输入的电压远远小于比较基准电压，从而D6灭，故障灯D7亮。

本发明的各个组成电路可以有多种衍生方案。所述正弦波发生器有多种形式。比如通过集成运放或单片机都可以产生正弦波。后级的采样电路也有多种形式。所述整流滤波电路20也有不同的变化方式。

请参考图5和图6，作为本发明非接触式线圈匝间短路测试装置的第二种实施方式，所述信号发生器100是方波发生器，所述采样电路400是RLC串联电路或者RLC并联电路。

本实施方式中以RLC串联电路对采样电路400加以说明。所述采样电路400包括相互串联的电容C8、电感L2以及可变电阻RP2。所述精密整流滤波电路20检测串接在电感L2上的可变电阻RP2的电压值，并将从可变电阻RP2上检测的信号进行精密整流滤波。所述采样信号放大电路26采样通过精密整流滤波电路20精密整流后的信号，然后将采样信号送入比较电路30。本实施方式中，所述通电线圈的匝间短路使得原边电流产生变化，通过测试RP2上的检测电压F1来判断短路情况。所述比较电路30判断电平的变化并通过故障显示装置(D6、D7)显示短路状况。

在第二种实施方式中，所述方波发生器产生正交方波电平，线圈匝间短路时，从可变电阻RP2采样的电平由于被测线圈匝间短路而增大，所述比较电路30判断电平的变化并通过故障显示装置(D6、D7)显示短路状况。

具体来说，信号发生器100，亦即方波发生器输出正交方波加到电容C8和原边电感L2上。并在可变电阻RP2上检测电压。在被测线圈开路或不加被测线圈时，原边电感上只流过励磁电流(Im＝Ip1)，此电流很小。在可变电阻RP2上检测到的电压F1也很小。当被测试线圈有匝间短路情况时，相当于采样电路400的副边短路，这时流过原边电感的电流Ip2为励磁电流Im和负载电流Il的和，由于Il＞＞Im，所以Ip2＝Il+Im＞＞Ip1。这时在可变电阻RP2上检测的电压F1也很大。通过与第一种实施方式类似的采样比较电路，可以轻松的判断出被测PCB线圈有无匝间短路情况。方波发生电路有很多实施例，本实施方式中通过带斯密特触发器的与非门4093产生。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种非接触式线圈匝间短路测试装置，其特征在于：包括信号发生器、采样电路、比较电路以及连接比较电路的故障显示装置，所述信号发生器产生测试信号，所述测试信号接入采样电路，线圈匝间出现的短路改变采样信号的信号特征，所述比较电路从采样电路获取采样信号并判断所述采样信号是否发生改变，然后通过故障显示装置显示线圈匝间的短路状况。

2.根据权利要求1所述的非接触式线圈匝间短路测试装置，其特征在于：所述采样电路是LC串联谐振电路或者LC并联谐振电路。

3.根据权利要求2所述的非接触式线圈匝间短路测试装置，其特征在于：所述信号发生器是正弦波发生器，所述正弦波发生器产生正弦波测试信号。

4.根据权利要求1所述的非接触式线圈匝间短路测试装置，其特征在于：所述采样电路是RLC串联电路或者RLC并联电路。

5.根据权利要求4所述的非接触式线圈匝间短路测试装置，其特征在于：所述信号发生器是方波发生器，所述方波发生器产生方波测试信号。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的非接触式线圈匝间短路测试装置，其特征在于：还包括设置在采样电路和比较电路之间的精密整流滤波电路，所述精密整流滤波电路对从采样电路处采样的测试信号进行精密整流滤波。

7.根据权利要求6所述的非接触式线圈匝间短路测试装置，其特征在于：所述精密整流滤波电路和采样电路之间设置有带通滤波器。

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