CN103743942B - 一种含固体继电器的配电模件的火工品漏电流检测方法 - Google Patents

Abstract

一种含固体继电器的配电模件的火工品漏电流检测方法，在配电模件的出厂调试时通过配电模件的火工品负载支路串联测试电阻和电流表，确认火工品负载母线4个固体继电器开关的漏电流情况；在配电模件自身固体继电器开关漏电流情况合格后，连接火工品负载，再次检测漏电流，根据上一步确定的火工品母线开关漏电情况和本次的漏电流检测结果确定火工品负载中的点火开关的漏电流。在模件的后期使用过程中，漏电流实时检测结果通过检测电路和处理器电路上传给用户上层界面，便于用户实时确定火工品系统的安全性。本发明简化了检测的复杂性，减少了检测电路成本和体积，保证配电模件火工品负载的安全。

Description

一种含固体继电器的配电模件的火工品漏电流检测方法

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，特别是涉及多路固体继电器串并联电路中高边电压检测和固体继电器内的MOS器件漏电流检测方法。

背景技术

现有MOS器件的漏电流检测技术多在器件装配之前，采用半导体测试仪进行，可实现较高检测精度。一旦MOS器件装配在系统中，对其的漏电检测较难实现。但是由于MOS器件对静电很敏感，在电装过程中，容易导致器件软损伤。这种软损伤会影响器件的使用寿命，导致不可知的失效，而此时检测出软损伤的较好方式即是对系统中MOS器件的漏电流检测。传统系统漏电检测仪器均为外置设备，体积大、电路复杂。一旦系统装机，进行测试，必须脱离外置的检测设备。不能满足弹上产品要求实时监测漏电流的需求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种含固体继电器的配电模件的火工品漏电流检测方法，避免增加负载高端电压检测电路，仍能够保证不共地的火工品正、负母线开关漏电流的检测精度和系统的安全；且简化了系统检测电路的复杂性，减少了检测电路成本和体积，可实现实时对漏电流指标的自检测，保证配电模件火工品负载的安全。

本发明的技术解决方案是：含固体继电器的配电模件的火工品漏电流检测方法所使用的部件包括火工品负载、漏电流检测电路，被检测对象为火工品负载母线4个开关和火工品负载自身的漏电流，实现步骤如下：

(1)不连接火工品负载，记录漏电流检测电路输出的第一漏电流检测值I_漏电流1，并判断火工品负载母线4个开关SSR1～SSR4的漏电流情况；

(2)若火工品负载母线4个开关SSR1～SSR4的漏电流值在合格范围内，根据第一漏电流检测值I_漏电流1和不连接火工品负载的电路模型，计算出含有漏电流的火工品负载母线4个开关SSR1～SSR4的等效电阻和漏电流测试结果的比例系数B_比例；

(3)连接火工品负载，记录漏电流检测电路输出的第二漏电流检测值I_漏电流2；

(4)把第二漏电流检测值I_漏电流2和根据第(2)步计算得到的比例系数带入连接火工品负载的电路模型，计算出火工品负载等效电阻，以判断火工品负载的漏电流；

所述不连接火工品负载的电路模型为：电源依次串联火工品正母线电路，串联1K电阻，串联电流表，串联火工品负母线电路；

所述连接火工品负载的电路模型为：电源依次串联火工品正母线电路，串联火工品负载，串联火工品负母线电路；

所述火工品正母线电路包括火工品正母线开关SSR1、火工品正母线开关SSR2和15K电阻并联；所述火工品负母线电路包括火工品负母线开关SSR3、火工品负母线开关SSR4和15K电阻并联。

所述步骤(2)中计算出含有漏电流的火工品负载母线4个开关SSR1～SSR4的等效电阻和漏电流测试结果的比例系数实现步骤如下：

当第一漏电流检测值I_漏电流1在阈值0.8032mA与阈值0.9032mA之间时，

当第一漏电流检测值I_漏电流1在阈值0.9032mA与阈值1.0032mA之间时，

其中R_AC开关为不连接火工品负载的电路模型中火工品正母线开关SSR1与火工品正母线开关SSR2的并联等效电阻。

所述步骤(4)中计算出火工品负载等效电阻实现步骤如下：

当第二漏电流检测值I_漏电流2在阈值0.8032mA与阈值0.9032mA之间时，

R_火工品＝R_AD-15K-R_CD

其中R_AD为连接火工品负载的电路模型的总等效阻值，R_CD为连接火工品负载的电路模型中火工品负母线电路的等效电阻；

当第二漏电流检测值I_漏电流2在阈值0.9032mA与阈值1.0032mA之间时，

其中R_AB为连接火工品负载的电路模型中火工品正母线电路的等效电阻。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明由于采用了分步检测的方式，考虑了存在两个MOS管串联的系统中低压端MOS管的漏电流对高压端MOS管的漏电流的影响；

(2)本发明避免使用高端电压检测电路，减少了检测电路成本和体积，简化系统，保证检测系统可装配在模件系统中，实现实时自检测；

(3)本发明漏电流实时检测结果通过检测电路转换为电压信号，并经过处理后转换为数字信号输出给微处理器，微处理器通过反算得到实时的漏电流情况，并上传给用户上层界面，便于用户实时监测漏电流情况；

(4)本发明经过试验验证检测精度达到3％以内。

附图说明

图1是本发明使用的“不连接火工品负载”的电路模型；

图2是本发明使用的“连接火工品负载”的电路模型；

图3是本发明漏电流检测信号转化路径图。

具体实施方式

电路连接如图1所示，在B和C两端串联1K电阻和电流表。测量SSR1～SSR4的漏电流情况，只考虑一度故障(即只有SSR1～SSR4其中一路有漏电流)。

(1)先假设SSR1～SSR4没有漏电流，则漏电流检测端检测出的电流为：

设电源输入电压为28V

则设第一漏电流检测值I_漏电流1阈值为0.9032±0.1mA。

若检测结果第一漏电流检测值I_漏电流1小于0.8032mA，则SSR3和SSR4有漏电流。计算SSR3和SSR4(即火工品负母线开关)的漏电流情况。

计算C与D之间电压为：

U_CD＝I_{漏电流阈值下限}×(R₃+R₄)<0.8032mA×15K＝12.048V

则A与C之间的流过的电流为：

则实际SSR3和SSR4的漏电流为：

I_{负母线开关漏电流}＝I_AC-I_漏电流1>0.997-0.8032＝0.1938mA

若检测结果第一漏电流检测值I_漏电流1为1.0032mA，则SSR1和SSR2有漏电流。计算SSR1和SSR2(即火工品正母线开关)的漏电流情况。

计算B与D之间电压为：

U_BD＝I_{漏电流阈值上限}×(R₃+R₄+R₁)>1.0032mA×16K＝16.0512V

则A与B之间的电压为：

U_AB＝输入电压-U_BD<28-16.0512＝11.9488V

则实际SSR1和SSR2的漏电流为：

根据图1不连接火工品负载的电路模型，得到结论：

当检测结果第一漏电流检测值I_漏电流1小于0.8032mA时，说明SSR3和SSR4有漏电流；当检测结果大于1.0032mA时，说明SSR1和SSR2有漏电流。当测试结果第一漏电流检测值I_漏电流1为0.8032mA和1.0032mA之间为正常，即说明漏电流小于0.1938mA。

(2)若检测结果第一漏电流检测值I_漏电流1为0.9032±0.1mA，则SSR1～SSR4的漏电流均在合格范围之内。可通过图1所示串联的电流表计算SSR1～SSR4的漏电流检测精度。

若漏电流检测端检测结果第一漏电流检测值I_漏电流1在0.8032mA与0.9032mA之间时，通过漏电流检测端检测值计算出流过电流表的值为：

若漏电流检测端检测结果第一漏电流检测值I_漏电流1在0.9032mA与1.0032mA之间时，通过漏电流检测端检测值计算出流过电流表的值为：

I_{电流表计算}＝I_漏电流1

通过样机试验验证，漏电流检测精度均满足：

漏电流检测精度＝|I_{电流表计算}-I_{电流表测试}|≤0.03mA

(3)根据图1计算结果，确认火工品负载母线4个开关SSR1～SSR4的等效电阻和漏电流测试结果第一漏电流检测值I_漏电流1的比例系数B_比例。

若漏电流检测端检测结果(I_漏电流1)在0.8032mA与0.9032mA之间时，

若检测结果第一漏电流检测值I_漏电流1在0.9032mA和1.0032mA之间时，

R_AC＝(输入电压-I_漏电流1×16K)/I_漏电流1

在完成SSR1～SSR4的漏电流情况测试，并确认SSR1～SSR4的漏电流在合格范围内后，电路连接如图2所示，在B和C两端串联火工品负载。测量火工品负载中的点火开关的漏电流(即火工品负载自身的漏电流)情况。

此检测方法是基于图1的测试结果而来的。换句话说，测试SSR1～SSR4的漏电流情况满足规定的阈值后，才可以进行火工品负载自身的漏电流测试。此时漏电流检测端检测出R4流过的电流为第二漏电流检测值I_漏电流2。通过第二漏电流检测值I_漏电流2和上步测试得到的比例值B_比例可以计算出火工品负载的等效阻抗R_火工品。

若单元漏电流检测结果第二漏电流检测值I_漏电流2在0.8032mA与0.9032mA之间时，

R_火工品＝R_AD-15K-R_CD

若单元漏电流检测结果第二漏电流检测值I_漏电流2在0.9032mA和1.0032mA之间时，

通过计算得出火工品的等效阻抗R_火工品，假设输入电源通过火工品负载母线4个开关SSR1～SSR4给火工品负载加上28V电压，因此若计算得到的R_{火 工品}大于28K，说明火工品负载漏电流小于1mA；若R_火工品小于28K，说明火工品负载中的点火开关的漏电流(即火工品负载自身的漏电流)大于1mA。

通过图1电路模型和图2电路模型的试验测试，分别确认了火工品负载母线4个开关SSR1～SSR4和火工品负载中的点火开关(即火工品负载自身)的漏电流。在模件的后期使用过程中，漏电流实时检测结果通过检测电路转换为电压信号，并经过处理后转换为数字信号输出给微处理器，微处理器通过反算得到实时的漏电流情况，并上传给用户上层界面，如图3所示。该配电模件的漏电流检测模块通过硬件电路和检测步骤的结合，保证了不共地的火工品正、负母线开关漏电流的检测精度和含MOS开关的火工品系统的安全。

总之，本发明含固体继电器的配电模件的火工品漏电流检测方法通过硬件电路和检测步骤的结合，避免增加负载的高端电压检测电路，仍能够保证不共地的火工品正、负母线开关漏电流的检测精度和系统的安全。简化了检测的复杂性，减少了检测电路成本和体积，保证配电模件火工品负载的安全。

Claims (3)

1.一种含固体继电器的配电模件的火工品漏电流检测方法，其特征在于：所使用的部件包括火工品负载和漏电流检测电路，被检测对象为火工品负载母线4个开关和火工品负载自身的漏电流，实现步骤如下：

(1)不连接火工品负载，记录漏电流检测电路输出的第一漏电流检测值I_漏电流1，并判断火工品负载母线4个开关SSR1～SSR4的漏电流情况；

(2)若火工品负载母线4个开关SSR1～SSR4的漏电流值在合格范围内，根据第一漏电流检测值I_漏电流1和不连接火工品负载的电路模型，计算出含有漏电流的火工品负载母线4个开关SSR1～SSR4的等效电阻和漏电流测试结果的比例系数B_比例；

(3)连接火工品负载，记录漏电流检测电路输出的第二漏电流检测值I_漏电流2；

(4)把第二漏电流检测值I_漏电流2和根据第(2)步计算得到的比例系数带入连接火工品负载的电路模型，计算出火工品负载等效电阻，以判断火工品负载的漏电流；

所述不连接火工品负载的电路模型为：电源依次串联火工品正母线电路，串联1K电阻，串联电流表，串联火工品负母线电路；

所述连接火工品负载的电路模型为：电源依次串联火工品正母线电路，串联火工品负载，串联火工品负母线电路；

所述火工品正母线电路包括并联的火工品正母线开关SSR1、火工品正母线开关SSR2和15K电阻；所述火工品负母线电路包括并联的火工品负母线开关SSR3、火工品负母线开关SSR4和15K电阻。

2.根据权利要求1所述的含固体继电器的配电模件的火工品漏电流检测方法，其特征在于：所述步骤(2)中计算出含有漏电流的火工品负载母线4个开关SSR1～SSR4的等效电阻和漏电流测试结果的比例系数实现步骤如下：

当第一漏电流检测值I_漏电流1在阈值0.8032mA与阈值0.9032mA之间时，

当第一漏电流检测值I_漏电流1在阈值0.9032mA与阈值1.0032mA之间时，

其中R_AC开关为不连接火工品负载的电路模型中火工品正母线开关SSR1与火工品正母线开关SSR2的并联等效电阻。

3.根据权利要求1所述的含固体继电器的配电模件的火工品漏电流检测方法，其特征在于：所述步骤(4)中计算出火工品负载等效电阻实现步骤如下：

当第二漏电流检测值I_漏电流2在阈值0.8032mA与阈值0.9032mA之间时，

R_火工品＝R_AD-15K-R_CD

其中R_AD为连接火工品负载的电路模型的总等效阻值，R_CD为连接火工品负载的电路模型中火工品负母线电路的等效电阻；

当第二漏电流检测值I_漏电流2在阈值0.9032mA与阈值1.0032mA之间时，

其中R_AB为连接火工品负载的电路模型中火工品正母线电路的等效电阻。