CN101482588B - 电源屏模块的检测方法及检测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电源屏模块的检测方法，包括如下步骤：a.对模块的输入输出的电压和电流进行采样，采样电压有三路：一路采样模块的输入电压，两路采样模块的输出电压，输出电压的采样分为高压和低压两路分别进行采样；采样电流有五路：一路采样模块的输入电流，四路采样模块的输出电流；其中，电压采用光耦和隔离运放进行采样；电流用霍尔互感器进行采样，采样到的电流值经电流/电压转换电路转换成电压形式；b.将采样到的电压、电流值及波形送入工控机，通过计算分析就得到模块的参数，如电压、电流、功率、失真度、谐波、频率、相位、纹波。
Description
技术领域
本发明涉及电源屏模块的检测技术领域，具体的说是一种电源屏模块的检测方法及检测设备。
背景技术
由于各铁路路局智能电源屏的模块种类很多，尤其是在铁道部运基458号文之前，各电源屏厂家生产的模块从外形尺寸到工作原理、容量、对外接口端子等都不一样，给模块备品备件的维护、检验、存储等带来了很大的不便。为了实现电源模块备品备件功能、性能的检测并加以自动分析、记录的功能，达到定期检验的目的，确保备品备件的良好性，可以通过对电压电流的采样来实现。
目前对于电压电流的采样主要采用基于A/D转换芯片的模拟电压采样，通过霍尔传感器对电流进行采样。
基于A/D转换芯片的模拟电压采样，主要应用在对电网电压进行采样。交流信号经变压器隔离变换成小信号，经跟随器，再加上直流偏置电压，送A/D采样，在采样时减去直流偏置电压的大小就是当前的交流采样瞬时值。电流采样则通过霍尔传感器进行采样。
目前使用A/D转换芯片进行模拟电压采样，不但成本高，电路设计也相对复杂，同时也主要针对电网电压进行采样，对精度的要求也不是很高。另外单片机AD对信号的输入也有一定的要求：
1.其模拟输入信号的幅度范围与逻辑电平幅度范围相同，即0～5V；
2.其模拟输入信号一般要求单极性输入，即输入信号只能是非负信号。
发明内容
本发明的目的为提供一种方便检测电源模块备品备件功能、性能的电源屏模块的检测方法。
实现上述发明目的的技术方案如下：
电源屏模块的检测方法，包括如下步骤：
a.对模块的输入输出的电压和电流进行采样，采样电压有三路：一路采样模块的输入电压，两路采样模块的输出电压，输出电压的采样分为高压和低压两路分别进行采样；采样电流有五路：一路采样模块的输入电流，四路采样模块的输出电流；
其中，电压采用光耦和隔离运放进行采样，电流用霍尔互感器进行采样。
b.将采样到的电压、电流值及波形送入工控机，通过计算分析就得到模块的参数，如电压、电流、功率、失真度、谐波、频率、相位、纹波。
本发明的另一目的为提供一种结构简单，便于检测电源模块备品备件功能、性能的电源屏模块的检测设备。
实现上述目的的技术方案如下：
电源屏模块的检测设备，包括：
外部供电设备：净化检测设备输入端电源，并调压、稳压，实现模块输入高压、低压、断电、稳压净化外电网，检查模块的输入工作范围及模拟外电网瞬时掉电对模块的影响；
系统制成板，包括交直流电压电流采样板、辅助电源板和驱动控制板，交直流电压电流采样板对模块的电压电流进行采样，其输入端分别与模块输入输出端通过对应的连接关系及插座相连，输出端通过与工控机相连的采集板卡接口将采样到的电压电流及波形通过采集板卡送入工控机处理，经显示设备实时显示；辅助电源板则用于提供交直流电压电流采样板、驱动控制板工作的电压；市电经稳压模块输出220VAC电压至变压器输入端，经变压器输出后的电压分别为7VAC/7VAC/7VAC/7VAC/1A、12VAC/2A、20VAC/20VAC-1A，作为辅助电源板的输入电压，经辅助电源板中整流稳压电路分别输出+5VDC/+5VDC/+5VDC/+5VDC、+12VDC、+15VDC/-15VDC电压，用于提供交直流电压电流采样板、驱动控制板工作的电压。驱动控制板通过采集板卡与工控机相连，将工控机发出的控制信号通过驱动后，控制各交流接触器的动作，实现控制模块输入输出通断的功能；
工控机，具有采集板卡接口、232通讯口和电源接口，采集板卡接口分别与电压电流采样板、驱动控制板相连，将采样到的电压电流值及波形送入工控机处理；232通讯口与外部供电设备(程控电源)连接，通过工控机控制，设置输入电压；
显示及操作设备，配置与工控机相连的触摸屏(配置鼠标、键盘)。主要功能为：操作界面、信息显示、数据输入、功能查询即实时显示模块参数并对工控机进行操作；
模块负载，包括220V/19A、110V/19A、24V/109A三种负载，通过选择不同容量，满足各种模块试验；
电子兆欧表，与驱动控制板相连，通过驱动控制板发出的驱动信号对模块进行绝缘测试；
模块插框，用来检测1/2、1/4、1/8三种尺寸的标准模块，每种2个共有6个模块插框，每种插框里边都有对应的电源屏模块输入输出插座，插座的输入输出端分别与电压电流采样板中检测模块输入输出特性的对应端口相连接，同一种插框左右放置的两个模块输入参数需一致；对于非标准模块的检测，非标准模块通过已制作好的转接头将待测模块和测试柜上DL37座相连。
本发明采用光耦隔离的办法采样电压，交直流霍尔互感器采样电流，电路简单易实现，稳定性好，测量精度高。可以准确明了地反映模块现有的工作状态，同时也可以提高模块检测的效率，减少模块入库检修的工作量。
附图说明
图1为本发明中电压电流采样电路的原理框图
图2为本发明的检测设备的原理框图；
图3为本发明中模块检测流程框图；
图4为本发明中测试模块分类说明框图
图5为本发明中模块测试过程中参数设置流程框图；
图6直流模块均流测试流程图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，电源屏模块的检测方法，包括如下步骤：
a.对模块的输入输出的电压和电流进行采样，采样电压有三路：一路采样模块的输入电压，两路采样模块的输出电压，输出电压的采样分为高压和低压两路分别进行采样；采样电流有五路：一路采样模块的输入电流，四路采样模块的输出电流；
其中，电压采用光耦和隔离运放进行采样，电流用霍尔互感器进行采样。
b.将采样到的电压、电流值及波形送入工控机，通过计算分析就得到模块的参数，如电压、电流、功率、失真度、谐波、频率、相位、纹波。
如图2所示，电源屏模块的检测设备，包括：
外部供电设备：采用程控电源，净化检测设备输入端电源，并调压、稳压，实现模块输入高压、低压、断电、稳压净化外电网，检查模块的输入工作范围及模拟外电网瞬时掉电对模块的影响；
系统制成板，包括交直流电压电流采样板、辅助电源板和驱动控制板，交直流电压电流采样板对模块的电压电流进行采样，其输入端分别与模块输入输出端通过对应的连接关系及插座相连，输出端通过与工控机相连的采集板卡接口将采样到的电压电流及波形通过采集板卡送入工控机处理，经显示设备实时显示；辅助电源板则用于提供交直流电压电流采样板、驱动控制板工作的电压；市电经稳压模块输出220VAC电压至变压器输入端，经变压器输出后的电压分别为7VAC/7VAC/7VAC/7VAC/1A、12VAC/2A、20VAC/20VAC-1A，作为辅助电源板的输入电压，经辅助电源板中整流稳压电路分别输出+5VDC/+5VDC/+5VDC/+5VDC、+12VDC、+15VDC/-15VDC电压，用于提供交直流电压电流采样板、驱动控制板工作的电压，驱动控制板通过采集板卡与工控机相连，将工控机发出的控制信号通过驱动后，控制各交流接触器的动作，实现控制模块输入输出通断的功能；
工控机，具有采集板卡接口、232通讯口和电源接口，采集板卡接口分别与电压电流采样板、驱动控制板相连，将采样到的电压电流值及波形送入工控机处理；232通讯口与外部供电设备(程控电源)连接，通过工控机控制，设置输入电压；
显示及操作设备，配置与工控机相连的触摸屏，触摸屏还可配置鼠标、键盘，主要功能为：操作界面、信息显示、数据输入、功能查询即实时显示模块参数并对工控机进行操作；
模块负载，包括220V/19A、110V/19A、24V/109A三种负载，通过选择不同容量，满足各种模块试验；
电子兆欧表，与驱动控制板相连，通过驱动控制板发出的驱动信号对模块进行绝缘测试。如果模块需要做绝缘测试，待测试完毕后，点击面板上“绝缘测试”按钮，选择绝缘测试类型：输入对地绝缘测试、输出对地绝缘测试或输入输出对地绝缘测试，选择好后，待接触器动作完成后，用手持兆欧表打绝缘；(注意：做绝缘测试前，必须确保程控电源无输出电压，模块已掉电)
模块插框，用来检测1/2、1/4、1/8三种尺寸的标准模块，每种2个共有6个模块插框，每种插框里边都有对应的电源屏模块输入输出插座，即DL37座，DL37座的输入输出端分别与电压电流采样板中检测模块输入输出特性的对应端口相连接，同一种插框左右放置的两个模块输入参数需一致；对于非标准模块的检测，非标准模块通过已制作好的转接头将待测模块和测试柜上DL37座相连(注意：输入输出需连接正确)。
检测流程：将需要检测的标准模块(符合458号文)插入对应尺寸的插框内，或将需要检测的非标准模块(不符合458号文)依据模块输入输出特性用专用转接头连接好，结合模块测试仪应用软件(Labview)即可按照如图3至图6的软件测试流程实现测试功能。
Claims (3)
1.电源屏模块的检测方法，包括如下步骤：
a.对模块的输入输出的电压和电流进行采样，采样电压有三路：一路采样模块的输入电压，两路采样模块的输出电压，输出电压的采样分为高压和低压两路分别进行采样；采样电流有五路：一路采样模块的输入电流，四路采样模块的输出电流；
其中，电压采用光耦和隔离运放进行采样，电流用霍尔互感器进行采样；
b.将采样到的电压、电流值及波形送入工控机，利用Labview软件计算分析就得到模块的参数。
2.根据权利要求1所述的电源屏模块的检测方法，步骤b所述的模块的参数包括电压、电流、功率、失真度、谐波、频率、相位、纹波。
3.电源屏模块的检测设备，包括：
外部供电设备：净化检测设备输入端电源，并调压、稳压，实现模块输入高压、低压、断电、稳压净化外电网，检查模块的输入工作范围及模拟外电网瞬时掉电对模块的影响；
系统制成板，包括交直流电压电流采样板、辅助电源板和驱动控制板，交直流电压电流采样板对模块的电压电流进行采样，其输入端分别与模块输入输出端通过对应的连接关系及插座相连，输出端通过与工控机相连的采集板卡接口将采样到的电压电流及波形通过采集板卡送入工控机处理，经显示设备实时显示；辅助电源板则用于提供交直流电压电流采样板、驱动控制板工作的电压；市电经稳压模块输出220VAC电压至变压器输入端，经变压器输出后的电压分别为7VAC/7VAC/7VAC/7VAC/1A、12VAC/2A、20VAC/20VAC-1A，作为辅助电源板的输入电压，经辅助电源板中整流稳压电路分别输出+5VDC/+5VDC/+5VDC/+5VDC、+12VDC、+15VDC/-15VDC电压，用于提供交直流电压电流采样板、驱动控制板工作的电压，驱动控制板通过采集板卡与工控机相连，将工控机发出的控制信号通过驱动后，控制各交流接触器的动作，实现控制模块输入输出通断的功能；
工控机，具有采集板卡接口、232通讯口和电源接口，采集板卡接口分别与电压电流采样板、驱动控制板相连，将采样到的电压电流值及波形送入工控机处理；232通讯口与外部供电设备即程控电源连接，通过工控机控制，设置输入电压；
显示及操作设备，与工控机相连接，作为操作界面、信息显示、数据输入、功能查询即实时显示模块参数并对工控机进行操作；
模块负载，包括220V/19A、110V/19A、24V/109A三种负载，通过选择不同容量，满足各种模块试验；
电子兆欧表，与驱动控制板相连，通过驱动控制板发出的驱动信号对模块进行绝缘测试；
模块插框，用来检测1/2、1/4、1/8三种尺寸的标准模块，每种2个共有6个模块插框，每种插框里边都有对应的电源屏模块输入输出插座，插座的输入输出端分别与电压电流采样板中检测模块输入输出特性的对应端口相连接，同一种插框左右放置的两个模块输入参数需一致；对于非标准模块的检测，非标准模块通过已制作好的转接头将待测模块和测试柜上DL37座相连。
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