CN104897999A - 电器安全性能综合测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电器安全性能综合测试仪，包括具有双路SPWM信号输出的主控芯片，主控芯片的双路SPWM信号输出端连接一双H桥式功放电路后，输出两组大功率SPWM信号，其中一组大功率SPWM信号依次经第一滤波器、升压变压器、以及交/直流输出调理单元的调理输出，所述交/直流输出调理单元的高压输出端其中一路与被测电器的火线端子连接，另外一路与被测电器的零线端子连接，另外一组大功率SPWM信号依次经第二滤波器、升流变压器，所述升流变压器的恒流输出端与被测电器的机壳接地端子连接，交/直流输出调理单元与所述升流变压器共用测量回路输出端，所述测量回路输出端与被测电器的地线端子连接。本发明的电器安全性能综合测试仪，可并行测试，测试效率高。

Description

电器安全性能综合测试仪

技术领域

本发明属于电器安全测试设备技术领域，具体地说，是涉及一种电器安全性能综合测试仪。

背景技术

电器产品出厂前需要对其安全性能进行测试，一般包括交/直流耐压测试、绝缘电阻测试、接地电阻测试，现有的安全性能测试仪，对被测物的测试项目都是逐一进行的，测试一个被测体耗费的时间就是各个单项时间的总和。随着自动化技术的发展，安全性能测试的时间逐渐成为整个生产线的瓶颈，加快测试速度即可提升整条生产线的效率。基于此，如何发明一种电器安全性能综合测试设备，能够同时测量其中两个测试项目以提高检测效率，是本发明主要解决的技术问题。

发明内容

本发明为了解决现有电器安全测试设备对不同项目分别进行测试，用时长，测试效率低的问题，提出了一种电器安全性能综合测试仪，可以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种电器安全性能综合测试仪，包括具有双路SPWM信号输出的主控芯片，所述主控芯片的双路SPWM信号输出端连接一双H桥式功放电路后，输出两组大功率SPWM信号，其中一组大功率SPWM信号依次经第一滤波器的滤波、升压变压器的升压、以及交/直流输出调理单元的调理输出，所述交/直流输出调理单元的高压输出端其中一路与被测电器的火线端子连接，另外一路与被测电器的零线端子连接，另外一组大功率SPWM信号依次经第二滤波器的滤波、升流变压器的升流输出，所述升流变压器的恒流输出端与被测电器的机壳接地端子连接，所述交/直流输出调理单元与所述升流变压器共用测量回路输出端，所述测量回路输出端与被测电器的地线端子连接。

进一步的，所述电器安全性能综合测试仪还包括用于为所述双H桥式功放电路散热的散热器。

又进一步的，所述散热器上安装有一热敏电阻，所述热敏电阻与所述主控芯片连接。

再进一步的，所述双H桥式功放电路包括8只MOSFET场效应管，其中4只MOSFET场效应管组成所述双H桥式功放电路的其中一个H桥的四臂，另外4只MOSFET场效应管组成所述双H桥式功放电路的另外一个H桥的四臂。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的电器安全性能综合测试仪，通过输出两组大功率SPWM信号，其中一组大功率SPWM信号进行升压输出交流或者直流的高压电信号，通过将高压输出端其中一路与被测电器的火线端子连接，另外一路与被测电器的零线端子连接，以及测量回路输出端与机壳接地端子连接，组成一条独立的交/直流耐压测试或绝缘电阻测试回路，同时另外一组大功率SPWM信号进行升流输出恒定大电流信号，可以作为接地电阻测试的电流源，通过将恒流输出端与被测电器的机壳接地端子连接，组成一条独立的接地电阻测试回路，实现了两条独立回路能够同时进行测量，互不影响，也就是说，第一条回路的交/直流耐压测试或绝缘电阻测试的任一测试项目可以与第二条回路中的接地电阻测试项目同时进行，可以极大的减少总的测试时间，将各项测试功能集成于同一测试仪中，减小测试仪器种类和数量，降低测试成本。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所提出的电器安全性能综合测试仪的原理方框图；

图2是本发明所提出的电器安全性能综合测试仪的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

电器产品出厂前需要对其安全性能进行测试，一般包括交/直流耐压测试、绝缘电阻测试、接地电阻测试，其中：

a．交/直流耐压测试

耐压测试是指对各种低压电器装置、绝缘材料和绝缘结构的耐压能力进行测试。对一般器具来说，耐压测试是对火线与机壳之间施加规定电压，通过测量其间的漏电流，并与设定值比较，得出合格与否的结论。基本的规定是以两倍于被测物的工作电压，再加1000V，作为测试的电压标准。有些产品的测试电压可能高于两倍工作电压+1000V。

不同的被测电器会根据各自的要求，将测试电压设置为交流电压或是直流电压，使用交流高压源进行的测试便是交流耐压测试，而使用直流高压源进行的测试则是直流耐压测试。

b．绝缘电阻测试

绝缘电阻测试主要测量电器火线与机壳之间的电阻。测量的方式是依照欧姆定律的原理，在火线与机壳之间加一个电压，然后分别测量电压和电流值，再依照欧姆定律计算出电阻值。通常是施加一个较大的恒定电压（直流500V或1000V），并维持一段规定的时间，作为测试的标准。

c．接地电阻测试

接地电阻测试主要测量电器设备的可触及金属壳体与该设备引出的安全接地端子的间的导通电阻。测量的方式是依照欧姆定律的原理，在接地回路上流过一个电流，然后分别测量电流和电压值，再依照欧姆定律计算出电阻值。通常是流过一个较大的电流，模拟器具发生异常时所发生的异常电流状况，作为测试的标准。

一般使用者会经常触摸到的电器，其接地电阻测试规格除了CSA的规范要求30A外，大多数的安检机构都要求25A，而接地回路的电阻值必须低于100mΩ。

实施例一，本实施例提出了一种电器安全性能综合测试仪，如图1所示，为本实施例测试仪的电路原理图，包括具有双路SPWM信号输出的主控芯片，所述主控芯片的双路SPWM信号输出端连接一双H桥式功放电路后，输出两组大功率SPWM信号，其中一组大功率SPWM信号依次经第一滤波器的滤波、升压变压器的升压、以及交/直流输出调理单元的调理输出，所述交/直流输出调理单元的高压输出端其中一路与被测电器的火线端子连接，另外一路与被测电器的零线端子连接，另外一组大功率SPWM信号依次经第二滤波器的滤波、升流变压器的升流输出，所述升流变压器的恒流输出端与被测电器的机壳接地端子连接，所述交/直流输出调理单元与所述升流变压器共用测量回路输出端，所述测量回路输出端与被测电器的地线端子连接。本实施例的电器安全性能综合测试仪，通过输出两组大功率SPWM信号，其中一组大功率SPWM信号进行升压输出交流或者直流的高压电信号，通过将高压输出端其中一路与被测电器的火线端子连接，另外一路与被测电器的零线端子连接，以及测量回路输出端与机壳接地端子连接，组成一条独立的交/直流耐压测试或绝缘电阻测试回路，同时另外一组大功率SPWM信号进行升流输出恒定大电流信号，可以作为接地电阻测试的电流源，通过将恒流输出端与被测电器的机壳接地端子连接，组成一条独立的接地电阻测试回路，实现了两条独立回路能够同时进行测量，互不影响，也就是说，第一条回路的交/直流耐压测试或绝缘电阻测试的任一测试项目可以与第二条回路中的接地电阻测试项目同时进行，可以极大的减少总的测试时间，将各项测试功能集成于同一测试仪中，减小测试仪器种类和数量，降低测试成本。

本实施例作为安全性能综合测试仪，为兼容多种被测器具的不同测试标准，安全性能综合测试仪一般需要具备不低于AC5kV/100mA（500VA）输出能力的交流高压源、DC6kV/10mA（60VA）输出能力的直流高压源、AC32A/200mΩ（205VA）输出能力的交流电流源。

本实施例中使用DSP芯片TMS320F2812作为主控芯片，该DSP控制器具有带硬件死区时间控制的PWM输出功能，系统软件根据用户预置的耐压电压值和接地电流值对DSP进行配置，可以同时输出两对SPWM信号。

作为一个优选的实施例，如图2所示，本实施例中双H桥式功放电路输出两组大功率SPWM信号，可分为A组和B组，其中A组经过由第一电感LA1、第二电感LA2、第一电容CA1组成的第一滤波器，滤除载波分量，输出最大为AC140V的正弦波，该信号经过变比为140：5000升压变压器TA1之后，即可输出最高为AC5kV的交流电压，或是经过RC整流、滤波后输出DC6kV电压，交/直流输出调理单元用于控制切换输出交流或者直流电压信号，高压从交/直流输出调理单元的高压输出端与测量回路输出端之间输出，充当交/直流耐压测试和绝缘电阻测试的高压电压源；而B组功率SPWM信号经过由第三电感LB1、第四电感LB2、第二电容CB1组成的第二滤波器，滤除载波分量，输出最大为AC140V的正弦波，该信号经过变比为140：6.4升流变压器TB1（额定功率410VA）之后，即可输出最高为AC6.4V（额定电流64A）的交流电压，从恒流输出端与测量回路输出端之间输出，充当接地电阻测试的电流源。

当上述两组系统同时工作时，便可从三个输出端子中同时输出高压源和恒流源，连接同一个被测体时，高压源施加于被测体火线、零线与地线端子之间，测量其绝缘性；而恒流源施加于被测体地线输入端与金属外壳之间，测量其接地是否良好。即实现接地电阻与另外三项中的任意一项并行测试的功能。

同时，在并行测试过程中，若接地电阻项目的设定时间比其并行项目长，则系统控制会自动在并行项目测试结束之后继续进行下一个并行项目的测试，以保证完成全部测试项目的总时间最短。

本实施例中，所述双H桥式功放电路包括8只MOSFET场效应管，其中4只MOSFET场效应管组成所述双H桥式功放电路的其中一个H桥的四臂，另外4只MOSFET场效应管组成所述双H桥式功放电路的另外一个H桥的四臂。

所述电器安全性能综合测试仪还包括用于为所述双H桥式功放电路散热的散热器，所述散热器上安装有一热敏电阻，所述热敏电阻与所述主控芯片连接。双H桥式功放单元采用一体化设计，图2中8只MOSFET管共用一片散热器，敏电阻位于主控板的温度检测电路通过测量该电阻阻值计算散热器温度，若温度过高则发出报警信号，随即停止PWM信号输出。

双H桥式功放电路的散热器是根据理论功耗500VA所选用的，而高压源和恒流源的额定输出功率分别为500VA和410VA，因此两组电源若单独输出均可长时间满载输出，但并行输出状态下，则两组电源无法长时间连续满载输出。这种设计是针对安全性能测试的实际需求做出的。实际上各种电器产品强制标准中对安全性能的要求都是很高的，对于安全性能测试仪来说，测试中所需要输出的功率都是远低于额定功率的，即使有短路发生，系统也会在数毫秒时间内切断输出。这样，将较大功率的功放模块安装到较小的散热器上的设计是合理的，而温度保护电路的设计则是可以在非正常使用的情况下保障系统硬件不损坏。通过设置热敏电阻，高压输出电源和接地电流输出电源各自独立工作时都可连续输出额定电压，而同时输出时也可以短时间输出额定电压，若散热器温度过高则会发出报警信号，系统会进行降压或停止输出等处理措施。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种电器安全性能综合测试仪，其特征在于：包括具有双路SPWM信号输出的主控芯片，所述主控芯片的双路SPWM信号输出端连接一双H桥式功放电路后，输出两组大功率SPWM信号，其中一组大功率SPWM信号依次经第一滤波器的滤波、升压变压器的升压、以及交/直流输出调理单元的调理输出，所述交/直流输出调理单元的高压输出端其中一路与被测电器的火线端子连接，另外一路与被测电器的零线端子连接，另外一组大功率SPWM信号依次经第二滤波器的滤波、升流变压器的升流输出，所述升流变压器的恒流输出端与被测电器的机壳接地端子连接，所述交/直流输出调理单元与所述升流变压器共用测量回路输出端，所述测量回路输出端与被测电器的地线端子连接。

2.根据权利要求1所述的电器安全性能综合测试仪，其特征在于：所述电器安全性能综合测试仪还包括用于为所述双H桥式功放电路散热的散热器。

3.根据权利要求2所述的电器安全性能综合测试仪，其特征在于：所述散热器上安装有一热敏电阻，所述热敏电阻与所述主控芯片连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电器安全性能综合测试仪，其特征在于：所述双H桥式功放电路包括8只MOSFET场效应管，其中4只MOSFET场效应管组成所述双H桥式功放电路的其中一个H桥的四臂，另外4只MOSFET场效应管组成所述双H桥式功放电路的另外一个H桥的四臂。