CN101968522A - 一种电性能测量仪 - Google Patents

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本发明公开了一种电性能测量仪，其机箱内包含有控制单元、电压电流波形采样模块和电子启动开关，通过对于电子启动开关和电压电流波形采样模块同步控制的方式，可方便实现各种电器启动瞬态电性能的测量。本发明的电性能测量仪可实现对各种电器输入、输出静态电性能，瞬态电性能以及时序、保护、脉冲等电性能的测量，测试功能齐全，并且成本低，体积小。

Description

一种电性能测量仪
【技术领域】
本发明涉及电性能测试领域，尤其是指一种综合测量电器电参数的电性能测量仪。
【背景技术】
电器(如电源、家用电器、电动工具、照明电器等)装置在生活中应用广泛，电器的电参数是表征电器性能的主要指标之一，其基本电性能参数主要包括电压、电流、功率等几方面，一些高要求电器需要作更复杂的电性能测量，例如LED驱动器，还需要测量启动特性、时序时间、保护特性、脉冲信号等。目前一般的电参数测量仪仅限于电压、电流、功率等基本电参数的测量，不能满足全面测量的要求，另一种方法是将测试各个参数的仪器设备组装在一起，达到测量电器多项性能的要求，但其不足之处是所需设备多，操作繁琐，成本昂贵，占用空间大。而且即便使用多个参数的仪器设备组合在一起，测量各种逆变电源、LED驱动器、照明电器、家电等各种电器的启动瞬态电性能仍十分困难。
【发明内容】
针对上述现有技术中的不足，本发明旨在提供一种电性能测量仪，可方便测量电器多项电性能以及电器启动瞬态电性能，并且操作方便，成本低，体积小。
本发明所述的一种电性能测量仪，其特征在于包括一个机箱，机箱上设有连接供电电源的电源接入端和连接被测电器的电源输出端，供电电源通过电源接入端、机箱内的电子启动开关和电源输出端对被测电器供电，所述的电子启动开关是由半导体开关及其驱动电路组成的相控开关，可实现0-360°相位控制开启，电子启动开关的闭合与断开控制被测电器的开启和关闭。机箱内包含有控制单元、电压电流波形采样模块，所述的电子启动开关和电压电流波形采样模块受所述的控制单元控制，控制单元根据电压波形采样模块所采集的电压的相位控制电子启动开关的断开与闭合，并同时控制电压电流波形采样模块在电子启动开关闭合时同步采集的电压电流波形数据，以此方式测量和记录被测电器在启动过程中的电压电流瞬态变化数据，如可以测量电压电流启动波形、冲击电流、N秒内输入端的电压电流最大值等。
若被测电器的负载具有发光的功能，本发明的电性能测量仪能够通过以下技术方案同步测量负载的光度性能：在所述的机箱上设有连接光度测量装置的电连接端口和在机箱内设置光度采样模块，所述的光度测量装置通过电连接端口与光度采样模块电连接，所述的控制单元与所述的光度采样模块电连接，光度测量装置用于采集负载的光信号，并将光信号转化为相应的电信号。控制单元控制光度采样模块在电子启动开关闭合时同步采集来自光度测量装置的电信号。
在所述的供电电源输出的交流电压过零时，控制单元控制电子启动开关闭合，并同时控制电压电流波形采样模块同步采集电压电流波形数据和光度采样模块同步采集来自光度测量装置的电信号。这样可以准确测量被测电器的负载在零相位启动过程中的瞬态变化数据，如被测电器的负载在启动过程中光电参数的启动时间、上升时间等。
上述的一种电性能测量仪，所述的电压电流波形采样模块中包括输入特性测试模块和输出特性测试模块，所述的输入特性测试模块设置在电源接入端和电源输出端之间的电路上，并与控制单元、电子启动开关电连接，用以采集被测电器输入电压电流波形数据；所述的输出特性测试模块设置在被测电器输出端和负载之间的电路上，并与负载接入端、控制单元电连接，用以采集被测电器输出电压电流波形数据。
上述的输入特性测试模块具体包括输入电流波形测量电路和输入电压波形测量电路，其中，输入电流波形测量电路与电子启动开关和电源输出端串联，输入电压波形测量电路并联在电源输出端上，同时输入电压波形测量电路也并联在电源输入端上以采集供电电源的初始电压相位，输入电流波形测量电路设置在输入电压波形测量电路与电源输出端并联的回路之外，保证测量的输入电压数据更准确。输入电流波形测量电路和输入电压波形测量电路受控制单元控制，控制单元控制并分析输入电流和电压波形测量电路采集的输入电流、电压波形数据。通过上述方式可以实现输入电压电流波形、输入电压、电流有效值、输入功率、功率因素、视在功率、输入电流谐波、电压电流总谐波失真、频率、峰值电流等的测量。
上述的输出特性测试模块具体包括输出电压波形测量电路、输出电流波形测量电路和纹波测量电路，输出电压波形测量电路并联在被测电器输出端上，并与控制单元电连接；输出电流波形测量电路连接在被测电器输出端和负载接入端之间，并与控制单元电连接，并且设置在输出电压波形测量电路与被测电器输出端并联回路之外，保证测量的输出电压数据更加准确；纹波测量电路与所述的输出电压波形测量电路、输出电流波形测量电路、控制单元电连接。输出电压波形测量电路、输出电流波形测量电路和纹波测量电路受控制单元控制，控制单元控制并分析各个电路采集的输出电参数数据。通过以上方式可以实现输出电压、输出电流、纹波电流(峰对峰值与有效值)的测量。
通过上述测量电路的设计和连接，从而实现对被测电器启动瞬态电性能以及输入输出基本电性能的测量，而且整体结构紧凑、占用空间小、使用方便。
上述的一种电性能测量仪，其特征在于，针对不同电器的复杂测量要求，所述的输出特性测试模块具体还包括保护特性测试电路、时序测试电路和脉冲测量电路，上述三个电路均连接在控制单元和被测电器的输出端之间。当被测电器包含有恒压源时，保护特性测试电路可实现短路、过电压、过负载、过功率测试，若被测电器无恒压源，则不需选用此测试电路；控制单元根据电子启动开关的闭合或断开为时序测试电路提供同步信号，时序测量电路可实时测量开机时序、关机时序以及上升时间、下升时间；当被测电器包含有脉冲信号输出时，脉冲测量电路可测量脉冲频率、脉冲周期、占空比。这样，本发明的电性能测量仪从而满足对不同电器复杂电性能的测试要求。
上述的一种电性能测量仪，所述的机箱中还设有辅助控制电路，辅助控制电路连接在所述的控制单元和被测电器控制端之间，用于控制被测电器的启动和工作状态。
上述的一种电性能测量仪，所述的机箱中设有键盘显示电路以及通讯电路，机箱上设有相应的按钮、显示器以及通讯接口，采用一体化模式可方便操作及直接读取结果。
综上所述，本发明所述的一种电性能测量仪，通过对于电子启动开关和电压电流波形采样模块的同步控制，可方便实现各种电器启动瞬态电性能的测量，并且本发明的电性能测量仪设计有多项功能的测量电路，克服了需多个测试设备测量多项性能的不足。通过本发明，可达到测试功能全面，成本低，体积小的优点。
【附图说明】
图1为本发明一种电性能测量仪的结构框架图；
图2为本发明一种电性能测量仪的输入特性测试模块结构框架图；
图3为本发明一种电性能测量仪的输出特性测试模块结构框架图；
【具体实施方式】
下面通过附图和实施例，对本发明作进一步的描述。
如图1所示，一种电性能测量仪整体框架图。其外部特征只有一个机箱1，机箱1内包含有控制单元2、电压电流波形采样模块3和电子启动开关4，电压电流波形采样模块3具体包括输入特性测试模块6和输出特性测试模块7，输入特性测试模块6的结构框架图如图2所示，输出特性测试模块7的结构框架图如图3所示。机箱1内还包含有光度采样模块5、辅助控制电路8，键盘显示电路9以及通讯电路10等。
在本实施例中，供电电源为交流电源，被测电器为LED电源，外部设有光度测量装置14，用于测量被测电器的负载13的光信号强弱。在供电电源11输出的交流电压过零时，控制单元2控制电子启动开关4闭合，电子启动开关4的闭合控制被测LED电源的开启。同时，控制单元2控制电压电流波形采样模块3同步采集电压电流波形数据和光度采样模块5同步采集来自光度测量装置14的电信号。具体过程为：
在被测电源12开启的过程中，控制单元2控制并分析电压电流波形采样模块3在被测电源12启动过程中采集的电压电流数据，可精确得到电压电流启动波形、冲击电流、N秒内输入端的电压电流最大值等启动过程中的瞬态变化数据。
被测LED电源开启后，输入特性测试模块6同步采集输入电压电流波形数据，并将采集到的信号送至控制单元2，控制单元2对取样到的电压信号进行分析计算并显示结果，这样可实现对被测电源输入电压电流波形、输入电压电流有效值、峰值电流以及相关输入电参数的测量；同样，输出特性测试模块7同步采集输出电压电流波形数据，将采集到的信号送至控制单元2，控制单元2对取样到的电压信号进行分析计算并显示结果，这样可实现对被测电源12输出电压、电流以及相关输出电参数的测量。
同时，光度测量装置14同步采集被测电源的负载13在启动过程中的光度参数的光信号，并将光信号转换成相应的电信号，光度采样模块5同步采集来自光度测量装置14的电信号并发至控制单元2，控制单元2分析并显示结果。这样可精确测量被测电器的负载13在启动过程中的光度参数的启动时间、上升时间等相关启动特性。
输出特性测试模块7包含有保护特性测试电路20，时序测量电路21，脉冲测量电路22，其连接关系如图3所示，各电路功能实现过程如下：
LED电源包含有恒压源部分，在供电过程中，保护特性测试电路20可测量恒压源的短路、过电压、过负载、过功率等特性；
控制单元2根据电子启动开关4闭合(或断开)为时序测量电路21提供同步信号，时序测量电路21可实时测量被测电源12的开机时序(关机时序)以及上升时间(下升时间)；
被测LED电源12输出信号中包含有脉冲信号，脉冲测量电路22可测量脉冲信号的脉冲频率、脉冲周期、占空比等；
上述各测量电路将采集到的数据信号送至控制单元2，控制单元2对取样到的电压信号进行分析计算并显示结果，这样通过以上电路的不同功能，可完成对被测LED电源12复杂电性能的测试。
另外，机箱1内设有辅助控制电路8，当被测的LED电源12处于待机状态时，控制单元2通过控制辅助控制电路8提供被测电源一个启动触发信号，被测电源12即可进入工作状态，同时还可根据负载13的要求调节被测电源12的输出电压、电流、占空比等。
本实施例所述的一种电性能测量仪，既可方便测量LED电源在启动过程中的瞬态变化数据，还可精确测量LED电源的负载在启动过程中的光度参数的变化数据，并且可完成对被测LED电源输入输出基本电性能以及时序、保护、脉冲等电参数的测量。
最后需要声明的是：除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，本领域的技术人员可以对本发明进行修改或等同替换，但修改后或等同替换技术均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电性能测量仪，其特征在于，包括一个机箱(1)，机箱(1)上设有连接供电电源(11)的电源接入端(11-1)和连接被测电器(12)的电源输出端(11-2)，供电电源(11)通过电源接入端(11-1)、机箱(1)内的电子启动开关(4)和电源输出端(11-2)对被测电器(12)供电，所述的电子启动开关(4)的闭合与断开控制被测电器(12)的开启和关闭；机箱(1)内包含有控制单元(2)、电压电流波形采样模块(3)，所述的电子启动开关(4)和电压电流波形采样模块(3)受所述的控制单元(2)控制，控制单元(2)根据电压电流波形采样模块(3)所采集的电压的相位控制电子启动开关(4)的闭合与断开，并同时控制电压电流波形采样模块(3)在电子启动开关(4)闭合时同步采集的电压电流波形数据。
2.如权利要求1所述的一种电性能测量仪，其特征在于，在所述的机箱(1)上设有连接光度测量装置(14)的电连接端口(14-1)和在所述的机箱(1)内设置光度采样模块(5)，所述的光度测量装置(14)通过电连接端口(14-1)与光度采样模块(5)电连接，所述的控制单元(2)与所述的光度采样模块(5)电连接，控制单元(2)控制光度采样模块(5)在电子启动开关(4)闭合时同步采集来自光度测量装置(14)的电信号。
3.如权利要求2所述的一种电性能测量仪，其特征在于，在所述的供电电源(11)输出的交流电压过零时，控制单元(2)控制电子启动开关(4)闭合，并同时控制电压电流波形采样模块(3)同步采集电压电流波形数据和光度采样模块(5)同步采集来自光度测量装置(14)的电信号。
4.如权利要求1所述的一种电性能测量仪，其特征在于，所述的电子启动开关(4)是由半导体开关及其驱动电路组成的相控开关。
5.如权利要求1所述的一种电性能测量仪，其特征在于所述的电压电流波形采样模块(3)包括：
输入特性测试模块(6)，所述的输入特性测试模块(6)设置在电源接入端(11-1)和电源输出端(11-2)间的电路上，并与控制单元(2)、电子启动开关(4)电连接，输入特性测试模块(6)用于采集被测电器(12)的输入电压和电流波形数据；
输出特性测试模块(7)，所述的输出特性测试模块(7)设置在被测电器输出端(12-1)和被测电器(12)的负载(13)间的电路上，输出特性测试模块(7)与负载接入端(13-1)电连接，并与控制单元(2)电连接，输出特性测试模块(7)用于采集被测电器(12)的输出电压和电流波形数据。
6.如权利要求5所述的一种电性能测量仪，其特征在于，所述的输出特性测试模块(7)具体包括：
输出电压波形测量电路(17)，所述的输出电压波形测量电路(17)并联在被测电器输出端(12-1)上，并与控制单元(2)电连接；
输出电流波形测量电路(18)，所述的输出电流波形测量电路(18)与被测电器输出端(12-1)和负载接入端(13-1)串联，并与控制单元(2)电连接；
纹波测量电路(19)，所述的纹波测量电路(19)与所述的输出电压波形测量电路(17)、电流波形测量电路(18)和控制单元(2)电连接。
7.如权利要求5所述的一种电性能测量仪，其特征在于，所述的输出特性测试模块(7)还包括保护特性测试电路(20)，所述的保护特性测试电路(20)与所述的控制单元(2)和被测电器输出端(12-1)电连接，用于测试包含有恒压源的被测电器(12)的保护特性。
8.如权利要求5所述的一种电性能测量仪，其特征在于，所述的输出特性测试模块(7)还包括时序测量电路(21)，所述的时序测量电路(21)与所述的控制单元(2)和被测电器输出端(12-1)电连接。
9.如权利要求5所述的一种电性能测量仪，其特征在于，所述的输出特性测试模块(7)还包括脉冲测量电路(22)，所述的脉冲测量电路(22)与所述的控制单元(2)和被测电器输出端(12-1)电连接，用于测量被测电器(12)的输出脉冲信号的脉冲频率、脉冲周期、占空比。
10.如权利要求1所述的一种电性能测量仪，其特征在于，所述的机箱(1)中还设有辅助控制电路(8)，所述的辅助控制电路(8)连接在所述的控制单元(2)和被测电器控制端(12-2)之间，用于控制被测电器(12)的启动和工作状态。
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