CN103412204B - 一种电气产品插头放电测试的辅助装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电气产品插头放电测试的辅助装置，包括峰值采样电路、峰值断电调节电路、峰值开关驱动电路和断电继电器电路；峰值采样电路将交流电源输出的正弦波电压调制成峰值点与该正弦波峰值点相对应并且具有该正弦波半波周期的尖峰信号，峰值断电调节电路接收该尖峰信号，并在该尖峰信号的峰值点时间通过峰值开关驱动电路控制断电继电器电路断开，以使得受测电气产品断电。本发明能够捕捉交流电源达到正弦波峰值电压的时机并自动将受测电气产品断电，大大的提高了电气产品插头放电测试的测试效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电气产品的插头放电测试设备，具体地说是一种电气产品插头放电测试的辅助装置。
背景技术
交流电源供电的电气产品拔出插头断电时，还会残留有剩余电量。电气产品的插头放电试验即是在电气产品于正弦波供电电源的波峰或者波谷时拔出插头断电的情况下，测试电气产品上的剩余电量，以研究该电气产品的最大剩余电量。
现有技术中，电气产品的插头放电测试是通过人工操作来完成的，即多次重复地手动断开全极开关以模拟电气产品插头的拨出，并通过观察示波器测得插头的放电曲线，判断当次放电是否为最严酷的情况，即电气产品是否达到最大剩余电量，当观察到放电曲线是从波峰或波谷开始，则认为电气产品是在正弦波供电电源的峰值电压下拔出插头断电的，该次试验数据可取。
上述现有技术中的电气产品插头放电测试存在以下不足：
第一，捕捉电源峰值断电的时机只能依靠运气，可能需要经过大量的断电操作才能测试到电气产品的最大剩余电量，造成测试成本较高；
第二，需要通过肉眼去判断放电曲线是否是从峰值开始，使得测试存在主观判断因素，容易出现判断失误的情况，造成测试效果不稳定，难以准确测试到电气产品的最大剩余电量。
发明内容
本发明的目的是提供一种电气产品插头放电测试的辅助装置，能够捕捉交流电源达到正弦波峰值电压的时机并自动将受测电气产品断电，大大的提高了电气产品插头放电测试的测试效率。
本发明的目的是通过以下的技术措施来实现的：
一种电气产品插头放电测试的辅助装置，其特征在于：所述的辅助装置包括峰值采样电路、峰值断电调节电路、峰值开关驱动电路和断电继电器电路；所述断电继电器电路连接在受测电气产品的插头与用于为受测电气产品供电的交流电源之间，所述峰值采样电路的输入端接入所述交流电源，输出端依次通过峰值断电调节电路和峰值开关驱动电路连接到所述断电继电器电路的控制端，所述峰值采样电路将交流电源输出的正弦波电压调制成峰值点与该正弦波峰值点相对应并且具有该正弦波半波周期的尖峰信号，所述峰值断电调节电路接收该尖峰信号，并在该尖峰信号的峰值点时间通过峰值开关驱动电路控制所述断电继电器电路断开，以使得受测电气产品断电。
为了便于插头放电测试的进行，并且避免电气产品反复通、断电而造成损坏，作为本发明的一种改进，所述的辅助装置还包括开关；所述峰值采样电路的输入端通过该开关接入所述交流电源。测试人员可以通过短暂闭合该开关，使辅助装置能控制电气产品在交流电源峰值时断电，而又不至于令电气产品因反复通、断电而造成损坏。
作为本发明峰值采样电路的优选实施方式，所述峰值采样电路包括变压器、整流桥、第一可变电阻器和运算放大器；所述变压器的原边绕组作为峰值采样电路的输入端，该原边绕组的一端通过所述开关连接到交流电源的相线，另一端连接到交流电源的零线，变压器的副边绕组两端分别于整流桥的正、负交流输入端相连，所述整流桥的正直流输出端通过第一可变电阻器接地，负直流输出端直接接地，所述第一可变电阻器的滑动端与运算放大器的同相输入端相连，所述运算放大器的反相输入端接直流电压源，输出端作为峰值采样电路的输出端。
作为本发明峰值断电调节电路的一种实施方式，所述峰值断电调节电路包括第二可变电阻器、电容和第一反相器；所述峰值采样电路的输出端依次通过第二可变电阻器和电容接地，所述第二可变电阻器的滑动端与其中一个固定端相连接，所述第一反相器的输入端连接到第二可变电阻器与电容的连接点，输出端作为峰值断电调节电路的输出端。
作为本发明的峰值断电调节电路还可作以下改进，所述峰值断电调节电路还包括由第一或门和第二或门组成的信号稳定电路；所述峰值采样电路的输出端通过第一或门连接到所述第二可变电阻器，其中，所述第一或门的一个输入端与峰值采样电路的输出端相连接，另一个输入端连接到第二或门的输出端，输出端与所述第二可变电阻器相连接，所述第二或门的一个输入端连接到第一或门的输出端，另一个输入端接地。
作为本发明峰值开关驱动电路和断电继电器电路的优选实施方式，所述峰值开关驱动电路包括第二反相器、第三反相器、第二电阻、第一电阻、第一三极管和第二三极管，所述断电继电器电路包括相线断电继电器和零线断电继电器；所述第二反相器和第三反相器的输入端分别连接到峰值断电调节电路的输出端，第二反相器的输出端通过第二电阻连接到第二三极管的基极，第三反相器的输出端通过第一电阻连接到第一三极管的基极，所述第一三极管和第二三极管的发射极均接地；所述相线断电继电器的动触点与交流电源的相线相连接，常闭触点连接受测电气产品插头的相线端，控制端正极接直流电压源，控制端负极连接到所述第二三极管的集电极；所述零线断电继电器的动触点与交流电源的零线相连接，常闭触点连接受测电气产品插头的零线端，控制端正极接直流电压源，控制端负极连接到所述第一三极管的集电极。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过峰值采样电路和峰值断电调节电路捕捉交流电源达到正弦波峰值电压的时机，并在该时机通过峰值开关驱动电路和断电继电器电路自动将受测电气产品断电，因此，本发明大大的提高了电气产品插头放电测试的测试效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明的辅助装置的电路原理框图；
图2为本发明优选实施方式的电路原理图；
图3为本发明的辅助装置的仿真测试示意图；
图4为图3中示波器XSC1测得的运算放大器U1A的两个输入信号Sig1和Sig2；
图5为图3中示波器XSC1测得的运算放大器U1A的输出信号Sig3；
图6为图3中示波器XSC1测得的电位器R4为最大阻值时，电容C1的充电曲线Sig4和反相器U3A输出的断电信号Sig5；
图7为图3中示波器XSC1测得的电位器R4为最大阻值的10％时，电容C1的充电曲线Sig4和反相器U3A输出的断电信号Sig5；
图8为图3中示波器XSC1测得的调节电位器R4到合适的阻值时，反相器U3A输出的断电信号Sig5和交流电源的正弦波电压信号Sig6。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明电气产品插头放电测试的辅助装置由开关S1、峰值采样电路A1、峰值断电调节电路A2、峰值开关驱动电路A3和断电继电器电路A4组成，其中，断电继电器电路A4连接在受测电气产品的插头与用于为受测电气产品供电的交流电源之间，峰值采样电路A1的输入端通过该开关S1接入交流电源，输出端依次通过峰值断电调节电路A2和峰值开关驱动电路A3连接到断电继电器电路A4的控制端。
本发明的峰值采样电路A1包括变压器T1、整流桥D1、第一可变电阻器R1和运算放大器U1A；变压器T1的原边绕组作为峰值采样电路A1的输入端，该原边绕组的一端通过开关S1连接到交流电源的相线，另一端连接到交流电源的零线，变压器T1的副边绕组两端分别于整流桥D1的正、负交流输入端相连，整流桥D1的正直流输出端通过第一可变电阻器R1接地，负直流输出端直接接地，第一可变电阻器R1的滑动端与运算放大器U1A的同相输入端相连，运算放大器U1A的反相输入端接直流电压源VCC，输出端作为峰值采样电路A1的输出端。
本发明的峰值断电调节电路A2包括第二可变电阻器R4、电容C1、第一反相器U3A以及由第一或门U2A和第二或门U2B组成的信号稳定电路；峰值采样电路A1的输出端依次通过第一或门U2A、第二可变电阻器R4和电容C1接地，其中，第一或门U2A的一个输入端与峰值采样电路A1的输出端相连接，另一个输入端连接到第二或门U2B的输出端，输出端与第二可变电阻器R4相连接，第二或门U2B的一个输入端连接到第一或门U2A的输出端，另一个输入端接地，第二可变电阻器R4的滑动端与其中一个固定端相连接，第一反相器U3A的输入端连接到第二可变电阻器R4与电容C1的连接点，输出端作为峰值断电调节电路A2的输出端。
本发明的峰值开关驱动电路A3包括第二反相器U3B、第三反相器U3C、第二电阻R5、第一电阻R6、第一三极管Q1和第二三极管Q2，断电继电器电路A4包括相线断电继电器K1和零线断电继电器K2；第二反相器U3B和第三反相器U3C的输入端分别连接到峰值断电调节电路A2的输出端，第二反相器U3B的输出端通过第二电阻R5连接到第二三极管Q2的基极，第三反相器U3C的输出端通过第一电阻R6连接到第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1和第二三极管Q2的发射极均接地；相线断电继电器K1的动触点与交流电源的相线相连接，常闭触点连接受测电气产品插头的相线端，控制端正极接直流电压源VCC，控制端负极连接到第二三极管Q2的集电极；零线断电继电器K2的动触点与交流电源的零线相连接，常闭触点连接受测电气产品插头的零线端，控制端正极接直流电压源VCC，控制端负极连接到第一三极管Q1的集电极。
参见图3，利用Multisim软件对上述优选实施例的辅助装置进行仿真测试，其中，负载电阻R2和负载电容C2表示受测电气产品。结合该仿真测试，本发明电气产品插头放电测试的辅助装置的工作原理说明如下：
峰值采样电路A1：用来对交流电源V1进行电压采样，将交流电源输出的正弦波电压调制成峰值点与该正弦波峰值点相对应并且具有该正弦波半波周期的尖峰信号，再把该尖峰信号输出给峰值调节电路A2。参见图4，其原理为：通过变压器T1、整流桥D1和可变电阻器R1对正弦波电压信号进行降压采样，然后将由同相输入端输入的信号Sig2通过运算放大器U1A与5V直流电压信号Sig1进行比较运算，输出上述尖峰信号Sig3(参见图5)。
峰值断电调节电路A2：通过电位器R4来调节电容C1的充电时间，使交流电源电压处于正弦波的峰值点时，发出断电信号给峰值开关驱动电路A3。参见图6和图7，其原理为：由于上述尖峰信号Sig3的峰值点与交流电源V1的正弦波峰值点相对应并且其周期为该正弦波的半波周期，因此，信号稳定电路对上述尖峰信号Sig3进行稳定后，再通过电位器R4对电容C1进行充电，当电容C1上的电压Sig4超过反相器U3A的阀值，则反相器U3A输出断电信号Sig5。而由于在尖峰信号Sig3产生之初即对电容C1进行充电，因此，参见图8，通过电位器R4来调节对电容C1的充电电流，就能使得尖峰信号Sig3达到峰值点时，即交流电源的电压处于正弦波Sig6的峰值点时，反相器U3A输出断电信号Sig5，以极大的提高电气产品插头放电测试的准确性。
峰值开关驱动电路A3和断电继电器电路A4：峰值开关驱动电路A3接收峰值断电调节电路A2发出断电信号Sig5，控制断电继电器电路A4断开，以使得受测电气产品在交流电源电压处于正弦波的峰值点时断电。
开关S1：测试人员利用本本发明的辅助装置进行电气产品插头放电测试时，通过短暂闭合该开关S1，使辅助装置能控制电气产品在交流电源峰值时断电，而又不至于令电气产品因反复通、断电而造成损坏。
本发明不局限与上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之中。
Claims (4)
1.一种电气产品插头放电测试的辅助装置，其特征在于：所述的辅助装置包括峰值采样电路(A1)、峰值断电调节电路(A2)、峰值开关驱动电路(A3)和断电继电器电路(A4)；所述断电继电器电路(A4)连接在受测电气产品的插头与用于为受测电气产品供电的交流电源之间，所述峰值采样电路(A1)的输入端接入所述交流电源，输出端依次通过峰值断电调节电路(A2)和峰值开关驱动电路(A3)连接到所述断电继电器电路(A4)的控制端，所述峰值采样电路(A1)将交流电源输出的正弦波电压调制成峰值点与该正弦波峰值点相对应并且具有该正弦波半波周期的尖峰信号，所述峰值断电调节电路(A2)接收该尖峰信号，并在该尖峰信号的峰值点时间通过峰值开关驱动电路(A3)控制所述断电继电器电路(A4)断开，以使得受测电气产品断电；
所述的辅助装置还包括开关(S1)；所述峰值采样电路(A1)的输入端通过该开关(S1)接入所述交流电源；
所述峰值采样电路(A1)包括变压器(T1)、整流桥(D1)、第一可变电阻器(R1)和运算放大器(U1A)；所述变压器(T1)的原边绕组作为峰值采样电路(A1)的输入端，该原边绕组的一端通过所述开关(S1)连接到交流电源的相线，另一端连接到交流电源的零线，变压器(T1)的副边绕组两端分别于整流桥(D1)的正、负交流输入端相连，所述整流桥(D1)的正直流输出端通过第一可变电阻器(R1)接地，负直流输出端直接接地，所述第一可变电阻器(R1)的滑动端与运算放大器(U1A)的同相输入端相连，所述运算放大器(U1A)的反相输入端接直流电压源(VCC)，输出端作为峰值采样电路(A1)的输出端。
2.根据权利要求1所述的电气产品插头放电测试的辅助装置，其特征在于：所述峰值断电调节电路(A2)包括第二可变电阻器(R4)、电容(C1)和第一反相器(U3A)；所述峰值采样电路(A1)的输出端依次通过第二可变电阻器(R4)和电容(C1)接地，所述第二可变电阻器(R4)的滑动端与其中一个固定端相连接，所述第一反相器(U3A)的输入端连接到第二可变电阻器(R4)与电容(C1)的连接点，输出端作为峰值断电调节电路(A2)的输出端。
3.根据权利要求2所述的电气产品插头放电测试的辅助装置，其特征在于：所述峰值断电调节电路(A2)还包括由第一或门(U2A)和第二或门(U2B)组成的信号稳定电路；所述峰值采样电路(A1)的输出端通过第一或门(U2A)连接到所述第二可变电阻器(R4)，其中，所述第一或门(U2A)的一个输入端与峰值采样电路(A1)的输出端相连接，另一个输入端连接到第二或门(U2B)的输出端，输出端与所述第二可变电阻器(R4)相连接，所述第二或门(U2B)的一个输入端连接到第一或门(U2A)的输出端，另一个输入端接地。
4.根据权利要求1或2所述的电气产品插头放电测试的辅助装置，其特征在于：所述峰值开关驱动电路(A3)包括第二反相器(U3B)、第三反相器(U3C)、第二电阻(R5)、第一电阻(R6)、第一三极管(Q1)和第二三极管(Q2)，所述断电继电器电路(A4)包括相线断电继电器(K1)和零线断电继电器(K2)；所述第二反相器(U3B)和第三反相器(U3C)的输入端分别连接到峰值断电调节电路(A2)的输出端，第二反相器(U3B)的输出端通过第二电阻(R5)连接到第二三极管(Q2)的基极，第三反相器(U3C)的输出端通过第一电阻(R6)连接到第一三极管(Q1)的基极，所述第一三极管(Q1)和第二三极管(Q2)的发射极均接地；所述相线断电继电器(K1)的动触点与交流电源的相线相连接，常闭触点连接受测电气产品插头的相线端，控制端正极接直流电压源(VCC)，控制端负极连接到所述第二三极管(Q2)的集电极；所述零线断电继电器(K2)的动触点与交流电源的零线相连接，常闭触点连接受测电气产品插头的零线端，控制端正极接直流电压源(VCC)，控制端负极连接到所述第一三极管(Q1)的集电极。
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