CN102156251A - 一种雷击浪涌发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种雷击浪涌发生器，通过在仪器内部设置快速采样电路同步采集浪涌脉冲的电压、电流波形数据，可直观、快捷地分析测试数据，实现测试分析一体化，操作更加方便，同时也降低了测试仪器成本。本发明还通过对控制单元的智能化设计，将测试的电压、电流波形数据与受试设备的限值进行比较判别以自动筛选出不符合产品，极大地提高了测试效率。控制单元还可控制浪涌脉冲按一定步长依次增加，不但可准确定位受试设备抗浪涌等级，寻找出最小击穿电压，而且还可避免对受试设备的重大破坏，安全性更高。

Description

一种雷击浪涌发生器
【技术领域】
本发明属于电磁兼容(EMC)测试领域，尤其是对受试设备(EUT)抗浪涌冲击能力的研究测试。
【背景技术】
电子和电气设备在使用过程中，由于设备开关、静电放电、电路故障、雷击等产生的浪涌对电子设备会造成一定的损害，其中雷击对电子设备的破坏性为最大，因此测试电子设备的抗雷击浪涌能力是评估其产品性能的一个重要因素。国家标准GB/T 17626.5：2008和国际标准IEC 61000-4-5：2005对测试电子设备抗浪涌冲击能力的试验作了严格规定，其中包括对试验设备，浪涌电压、电流波形等都作了明确要求。
目前，测试研究电子设备抗雷击浪涌能力的主要设备是雷击浪涌发生器，通常情况下还需配以昂贵的电压、电流探头及示波器以实现对浪涌电压、电流波形的分析显示，这种组合方式不但增加了测试设备的成本，而且操作复杂，安全性低。另外，雷击浪涌发生器测试电子设备抗浪涌能力的一般方法是对电子设备施加不同等级的浪涌，以测试受试设备的抗浪涌等级，这种方法测试速度慢，并且不能准确寻找电子设备的击穿电压，还可能因为施加的浪涌过大而造成重大破坏。此外，在生产线上对电子设备的抗浪涌能力测试中，如何快速的筛选出不符合规定的产品也是目前急需解决的问题。
【发明内容】
针对上述现有技术中的问题，本发明旨在提供一种雷击浪涌发生器，能实现测试分析一体化，并能够快速准确的寻找出最小击穿电压，筛选出不符合规定的产品，直观快捷、性价比高。
本发明所述的一种雷击浪涌发生器，包括高压电源、浪涌脉冲形成单元、耦合/去耦网络，其特征在于，还包括控制单元、快速采样电路，同步触发端口，所述高压电源输出端与所述浪涌脉冲形成单元输入端相连接，浪涌脉冲形成单元将产生的浪涌脉冲直接施加到或通过耦合/去耦网络耦合到受试设备试验端上，控制单元控制快速采样电路同步采集受试设备试验端的电压和电流波形数据。
通过快速采样电路同步采集施加到受试设备试验端的浪涌电压、电路波形数据，反馈至控制单元分析处理后可直接通过雷击浪涌发生器的LCD显示屏显示出来，这样不但简化了测试设备，提高了安全性，对波形数据的分析也更加直观、快捷。
上述的一种雷击浪涌发生器，控制单元根据采集的波形数据分析浪涌电压、电流的峰值，并将浪涌电压、电流的峰值与受试设备抗浪涌冲击的限值进行比较判别，根据判别的结果输出识别或执行信号，所述的识别或执行信号可以是一种声光启动信号，字符显示信号，或开关量控制信号。所述受试设备抗浪涌冲击的限值由用户设置，包括最高上限值和最低下限值，所述判别的结果为浪涌电压、电流峰值是否超出上限或低于下限值的结果。
根据不同受试设备抗浪涌能力的不同，用户可设置受试设备所允许的最高上限值和最低下限值。当受试设备在试验过程中出现异常情况，如开路或短路，测得的浪涌电压、电流峰值就会过大或过小，以至于超出上限或低于下限，此时控制单元输出一个识别或执行信号来控制开关量的闭合/断开(或声光的启动、字符的显示等)，以识别出不符合产品。通过这种自动识别的方式，可迅速筛选出不符合浪涌规定的产品，能满足生产线上产品快速检验的要求。
上述的一种雷击浪涌发生器，控制单元控制高压电源以一定步长依次升压，步长的大小由用户设置。控制单元控制高压电源依次增加，从而控制了浪涌脉冲也依次增加，通过这种方式可以准确找出受试设备击穿电压，具体分析电子设备受浪涌冲击的过程，并通过智能化控制，当识别出受试设备达到最小击穿电压后，自动停止测试，可以避免受试设备受到过大的浪涌冲击而造成重大破坏。
上述的一种雷击浪涌发生器，耦合/去耦网络受控制单元控制，控制单元控制耦合/去耦网络耦合路径的切换，同时控制单元根据切换后的耦合路径控制快速采样电路采样点的切换。这样既满足了不同耦合路径试验的要求，而且保证了采样的波形与耦合路径相对应。
上述的一种雷击浪涌发生器，控制单元在浪涌脉冲输出的同时通过同步触发端口输出一个同步触发信号。同时，控制单元也可以通过同步触发端口输入的同步触发信号控制浪涌脉冲的输出。控制单元可根据试验要求调整触发信号的边沿和电平大小。通过输入、输出同步触发信号，可以实现在受试设备进行浪涌测试的同时同步检测其他瞬态参数。
【附图说明】
附图1为本发明的实施例1的结构框图；
附图2为本发明的实施例2的结构框图；
【具体实施方式】
实施例1
下面通过实施例，对本发明作进一步的描述。
如图1所示，一种雷击浪涌发生器结构框图，包括高压电源2、浪涌脉冲形成单元3、控制单元1、快速采样电路5，同步触发端口6、显示与按键7。高压电源2输出端与浪涌脉冲形成单元3输入端相连接，浪涌脉冲形成单元3将产生的浪涌通过受试设备试验端8输出，同步快速采样电路5采样点设在浪涌脉冲形成单元3与受试设备试验端8之间。
在本实施例中，高压电源2为直流高压源，控制单元1控制高压电源2以一定步长依次输出直流电压，从而浪涌脉冲形成单元3也按照一定步长依次输出浪涌脉冲，产生的浪涌脉冲通过受试设备试验端8直接施加到受试设备9上，同时控制单元1控制快速采样电路5采集受试设备试验端8的电压和电流波形数据。快速采样电路5将采集到的浪涌电压、电路波形数据反馈至控制单元1，控制单元1实时完成数据的分析处理后发送至显示与按键电路7，显示与按键电路7可将分析的结果通过雷击浪涌发生器的LCD显示屏直接显示出来，这样即可实现测试分析一体化，对波形数据的分析十分直观、快捷。
控制单元1根据采集的波形数据分析浪涌电压、电流的峰值，并将浪涌电压、电流的峰值与受试设备9抗浪涌冲击的限值进行比较判别，当受试设备在测试过程中出现异常情况，如开路或短路，测得的浪涌电压、电流峰值就会过大或过小，以至于超出上限或低于下限，此时控制单元就会输出一个识别信号来控制开关量的关闭/断开(或声光的启动、字符的显示等)，以识别出不符合产品。通过这种自动识别的方式，可迅速筛选出不符合规定的产品。
在控制单元1控制高压电源2、浪涌脉冲形成单元3以一定步长依次输出试验脉冲的过程中，当识别出受试设备9达到击穿电压后，立即自动停止测试，这样不但可以准确找出受试设备最小击穿电压，分析电子设备受浪涌冲击的过程，并且可以避免受试设备受到过大的浪涌冲击而造成重大破坏。
当受试设备在进行浪涌测试的同时需进行其他瞬态参数测量，控制单元1在浪涌脉冲输出的同时通过同步触发端口6输出一个同步触发信号。或者是，控制单元1通过同步触发端口6输入的同步触发信号控制浪涌脉冲的输出，并且控制单元1可根据试验要求调整触发信号的边沿和电平大小。这样即可实现受试设备进行浪涌测试的同时完成其他瞬态参数的测量。
实施例2
如图2所示，一种雷击浪涌发生器结构框图，本实施例的雷击浪涌发生器与实施例1相似。主要测试在受试设备连接有电网的情况下，雷击浪涌发生器除了包括实施例1中所述的元件外，还包括耦合/去耦网络4，主要用于将浪涌脉冲形成单元3产生的脉冲耦合到被试设备，同时与电网之间形成去耦，以免浪涌脉冲干扰公共电网。
在本实施例中，控制单元1控制高压电源2以一定步长依次输出直流电压，从而浪涌脉冲形成单元3也按照一定步长依次输出浪涌脉冲，产生的浪涌脉冲通过耦合/去耦网络4耦合到受试设备试验端8上，通过受试设备试验端8输出到受试设备9。同时控制单元1控制快速采样电路5采集受试设备试验端8的电压和电流波形数据。快速采样电路5将采集到的浪涌电压、电路波形数据反馈至控制单元1，控制单元1实时完成数据的分析处理后发送至显示与按键电路7，显示与按键电路7可将分析的结果通过雷击浪涌发生器的LCD显示屏直接显示出来，这样即可实现测试分析一体化，对波形数据的分析直观、快捷。
本实施例中的耦合/去耦网络4受控制单元1控制，在测试过程中，控制单元1控制耦合/去耦网络4耦合路径的切换，以满足线对线、线对地等各个路径的浪涌试验要求，同时控制单元1根据切换后的耦合路径控制快速采样电路5采样点的切换。这样既满足了不同耦合路径试验的要求，而且保证了采样的波形与耦合路径相对应。
本实施例中对不符合产品的判别测量方法以及职能寻找最小击穿电压的方法与步骤与上述实施例1相同。本实施例同样可实现受试设备进行浪涌测试的同时完成其他瞬态参数的测量，其测量方法与步骤与实施例1相同。
上述实施例所述的一种雷击浪涌发生器，通过内置快速采样电路，可直观、快捷地测试受试设备、分析试验结果，并将采集的电压、电流数据与受试设备抗浪涌的限值进行比较判别以自动筛选出不符合规定的产品，提高了测试的效率，通过智能控制输出浪涌的方式可快速、准确寻找出击穿电压。其测试方便、快捷，安全性好、性价比高。
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 (8)

1.一种雷击浪涌发生器，包括高压电源(2)、浪涌脉冲形成单元(3)、耦合/去耦网络(4)，其特征在于，还包括控制单元(1)、快速采样电路(5)、同步触发端口(6)，所述高压电源(2)输出端与所述浪涌脉冲形成单元(3)输入端相连接，浪涌脉冲形成单元(3)将产生的浪涌脉冲直接施加到或通过耦合/去耦网络(4)耦合到受试设备试验端(8)上，控制单元(1)控制快速采样电路(5)同步采集受试设备试验端(8)上的脉冲电压和电流波形数据。
2.如权利要求1所述的一种雷击浪涌发生器，其特征在于，控制单元(1)将快速采样电路(5)采集的脉冲电压、电流波形数据与受试设备(9)抗浪涌冲击的限值进行比较判别，根据判别的结果输出识别或执行信号。
3.如权利要求2所述的一种雷击浪涌发生器，其特征在于，所述的识别或执行信号是一种声光启动信号，或字符显示信号，或开关量控制信号。
4.如权利要求2所述的一种雷击浪涌发生器，其特征在于，所述受试设备(9)抗浪涌冲击的限值由用户设置，包括最高上限值和最低下限值。
5.如权利要求1所述的一种雷击浪涌发生器，其特征在于，所述控制单元(1)控制高压电源(2)按一定步长依次升压，所述步长的大小由用户设置。
6.如权利要求1所述的一种雷击浪涌发生器，其特征在于，所述耦合/去耦网络(4)受控制单元(1)控制，所述控制单元(1)控制耦合/去耦网络(4)耦合路径的切换，同时控制单元(1)根据切换后的耦合路径控制快速采样电路(5)采样点的切换。
7.如权利要求1所述的一种雷击浪涌发生器，其特征在于，控制单元(1)在浪涌脉冲输出的同时通过同步触发端口(6)输出一个同步触发信号。
8.如权利要求1所述的一种雷击浪涌发生器，其特征在于，控制单元(1)通过同步触发端口(6)输入的同步触发信号控制浪涌脉冲的输出。
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