CN109270339B - 一种脉冲功率测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脉冲功率测试方法，包括脉冲功率测试装置、第一电压检测装置、第二电压检测装置、开关驱动装置和脉冲发生装置；脉冲功率测试装置包括依次连接的待测片式分流电阻器、可控开关和超级电容模组；待测片式分流电阻器与第二电压检测装置电连接；可控开关与开关驱动装置电连接；开关驱动装置与脉冲发生装置电连接、第一电压检测装置与超级电容模组电连接。本发明实施例提供的脉冲功率测试方法，能够解决现有技术测试环境电流大、存在安全隐患以及制造成本过高不利于批量老化测试的问题，使得对片式分流电阻器的脉冲功率测试更稳定、简易、实用和安全。

Description

一种脉冲功率测试方法

技术领域

本发明涉及电路测试技术领域，尤其是一种脉冲功率测试方法。

背景技术

目前，电阻的功率测量常用方法是直接测量端电压和通过的电流，通过计算得出待测功率。对于单脉冲功率、周期脉冲功率来说，选用矩形脉冲波形来进行功率换算最直观最为广大电路设计工程师所接受。对于电阻常用稳压恒流电源来作为矩形脉冲功率测试的能量源。

片式分流电阻器的阻值范围在几毫欧姆至几十微欧姆，额定功率多在十瓦特左右，根据欧姆定律

则进行脉冲功率测试所需输出的测试电流高达1kA，如果采用市面上kA级的恒流源作为测试电源，则存在如下问题：(1)测试环境电流过高，存在安全隐患；(2)制造成本过高不利于批量老化测试。

发明内容

本发明实施例提供的脉冲功率测试方法，能够解决现有技术测试环境电流过高，存在安全隐患；以及制造成本过高不利于批量老化测试的问题，使得对片式分流电阻器的脉冲功率测试更稳定、简易、实用和安全。

为达到上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种脉冲功率测试系统，包括脉冲功率测试装置、第一电压检测装置、第二电压检测装置、开关驱动装置和脉冲发生装置；

所述脉冲功率测试装置包括依次连接的待测片式分流电阻器、可控开关和超级电容模组；

所述待测片式分流电阻器与所述第二电压检测装置电连接；

所述可控开关与所述开关驱动装置电连接；

所述开关驱动装置与所述脉冲发生装置电连接；

所述第一电压检测装置与所述超级电容模组电连接。

进一步地，所述超级电容模组为单个超级电容；

或者，所述超级电容模组为由若干个超级电容串联或并联连接组成。

进一步地，所述脉冲功率测试装置、第一电压检测装置、第二电压检测装置、开关驱动装置和脉冲发生装置分别连接在PCB板上。

进一步地，所述待测片式分流电阻器采用四线开尔文结构连接固定在所述PCB板上。

进一步地，所述超级电容模组通过阻焊层开窗加焊锡的方式连接在所述PCB板上；所述可控开关通过阻焊层开窗加焊锡的方式连接在所述PCB板上。

进一步地，所述连接方式包括焊接方式和压接方式。

进一步地，所述可控开关为IGBT或功率MOSFET，且所述可控开关用于降低导通电压和增大额定电流。

进一步地，所述测试系统还包括直流电源和单向导电装置；

所述直流电源、所述单向导电装置、所述超级电容模组依次串联连接；

所述直流电源和所述单向导电装置用于向所述超级电容模组供电。

另一方面，本发明的一个实施例还提供了一种脉冲功率测试方法，所述测试方法在上述脉冲功率测试系统中执行；所述测试方法包括：

使用外部低阻仪测试并记录所述待测片式分流电阻器的第一阻值；

将所述待测片式分流电阻器连接在PCB板上；所述PCB板上还连接有所述脉冲功率测试系统中的脉冲功率测试装置、第一电压检测装置、第二电压检测装置、开关驱动装置和脉冲发生装置；

通过外部直流电源对所述脉冲功率测试装置中的超级电容模组进行充电，以增加所述超级电容模组的端电压值；

根据所述超级电容模组当前的端电压值，利用所述第二电压检测装置检测所述待测片式分流电阻器两端的脉冲电压，确定出所述超级电容模组所需的端电压值；

根据所述超级电容模组所需的端电压值设置所述直流电源的最大输出电压，并对所述待测片式分流电阻器进行脉冲功率测试；

在所述脉冲功率测试后，使用外部低阻仪重新测试所述待测片式分流电阻器的第二阻值，判断所述第二阻值是否与所述第一阻值在允许的误差范围内一致；若是，确定所述待测片式分流电阻器为合格产品；若否，确定所述待测片式分流电阻器为不合格产品。

进一步地，根据所述超级电容模组当前的端电压值，利用所述第二电压检测装置检测所述待测片式分流电阻器两端的脉冲电压，确定出所述超级电容模组所需的端电压值，具体为：

根据预设的窄单脉冲，利用第一电压检测装置测试得到所述超级电容模组两端的脉冲电压，并根据所述脉冲电压和所述第一阻值，确定所述待测片式分流电阻器的功率值，判断所述待测片式分流电阻器的功率值是否达到预设的功率值；若是，则将所述当前的端电压值作为所述超级电容模组所需的端电压值；若否，则增加外部直流电源的输出值，直到所述待测片式分流电阻器的功率值达到所述预设的功率值时，将所述当前的端电压值作为所述超级电容模组所需的端电压值。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例提供的脉冲功率测试系统及方法，通过采用超级电容模组提高可释放的电流值，进行对片式分流电阻器的脉冲功率进行测试，能够解决现有技术测试环境电流过高，存在安全隐患的问题；同时能够根据实验需要预设超级电容模组的功率值，从而确定超级电容模组所需的端电压值，进而能对不同批次的片式分流电阻器进行老化测试，节省了成本。实施本发明实施例能使片式分流电阻器的脉冲功率测试更稳定、简易、实用和安全。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的一种脉冲功率测试系统的一种结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的一种脉冲功率测试系统的另一种结构示意图；

图3为本发明第二实施例提供的一种脉冲功率测试方法的流程示意图；

图4为图3中步骤S204的具体流程示意图。

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。

本发明第一实施例：

请参阅图1-图2。

如图1-2所示，本发明实施例提供的一种脉冲功率测试系统包括脉冲功率测试装置1、第一电压检测装置5、第二电压检测装置2、开关驱动装置3和脉冲发生装置4；脉冲功率测试装置1包括依次串联连接的待测片式分流电阻器103、可控开关102和超级电容模组101；待测片式分流电阻器103与第二电压检测装置电连接；可控开关102与开关驱动装置3电连接；开关驱动装置3与脉冲发生装置4电连接；第一电压检测装置5与所述超级电容模组101电连接。在本实施例中，通过采用超级电容模组101提高可释放的电流值，进行对片式分流电阻器103的脉冲功率进行测试，能够解决现有技术测试环境电流过高，存在安全隐患的问题；同时能够根据实验需要预设超级电容模组101的输出脉冲功率值，从而确定超级电容模组101所需的端电压值，进而能对不同批次的片式分流电阻器103进行老化测试，节省了成本。实施本发明实施例能使片式分流电阻器103的脉冲功率测试更稳定、实用和安全。

作为本发明实施例的一种举例，超级电容模组101为单个超级电容；或者，超级电容模组101为由若干个超级电容串联或并联连接组成。

在本实施例中，可通过控制超级电容模组101两端的电压调整片式分流电阻器103流过的电流。可以理解的是，电容具有快速放电的特性，但是如果采用其他储能装置例如包括锂离子超级电容、聚合物铝电解电容器等，由于电容量相对于双层电容器即超级电容较小，不能在规定脉冲下持续稳定放电，不能满足本测试系统所需要的矩形脉冲波形要求，同时由于片式分流电阻器103的阻值只有几十微欧姆，因此必须采用内阻小的超级电容或超级电容模组101进行片式分流电阻器103的脉冲功率测试。对于阻值低于0.5毫欧姆的片式分流电阻器103或者内阻较大的超级电容单体，则需要采用多个超级电容单体并联的方式组成超级电容模组101，以提高可释放的电流值。

作为本发明实施例中一种举例，脉冲功率测试装置1、第一电压检测装置5、第二电压检测装置2、开关驱动装置3和脉冲发生装置4分别连接在PCB板上。

在本实施例中，脉冲发生装置4将脉冲功率测试的脉冲时间与脉冲间隔通过开关驱动传递到可控开关102。

如图3所示，在本发明实施例中，待测片式分流电阻器103采用四线开尔文结构连接固定在PCB板上。采用差分法检测片式分流电阻器103两端的电压降。

作为本实施例的一种举例，待测片式分流电阻器采用四线开尔文结构连接固定在所述PCB板上，超级电容模组通过阻焊层开窗加焊锡的方式连接在所述PCB板上，可控开关通过阻焊层开窗加焊锡的方式连接在所述PCB板上。

优选地，连接方式包括焊接方式和压接方式。

在本实施例中，可以理解的是，该系统中的器件不限于全部都焊接在PCB板上,而是部分器件可以通过压接的方式连接在PCB板上。通过阻焊层开窗加焊锡的连接方式能够增加PCB板上的过电流能力。同时将粗短电线采用低阻抗的铜线鼻配合螺纹压接方式分别连接在超级电容模组101、可控开关102和片式分流电阻器103之间，以增加测试系统上的过电流能力。

作为本发明实施例的一种举例，可控开关102为IGBT或功率MOSFET，且可控开关102用于降低导通电压和增大额定电流。

在本实施例中，对于IGBT或功率MOSFET，开关驱动装置3即为IGBT或功率MOSFET驱动电路，采用可独立设置的源(source)、汇(sink)隔离型驱动电路，以方便控制功率测试矩形脉冲的上升下降沿坡度以及使脉冲发生装置4与大功率电路隔离。

参阅图2，在本发明实施例中，测试系统还包括直流电源6和单向导电装置7；

直流电源6、单向导电装置7、超级电容模组101依次连接；

直流电源6和单向导电装置7用于向超级电容模组101供电。

在本实施例中，通过直流电源6和单向导电装置7向超级电容模组101供电，得到测试所需的超级电容模组101的端电压值。

本发明的第二实施例：

参阅图3-图4。

参阅图3，本发明提供的一种脉冲功率测试方法在上述脉冲功率测试系统中执行；测试方法包括：

使用外部低阻仪测试并记录待测片式分流电阻器103的第一阻值；

将待测片式分流电阻器103连接在PCB板上；PCB板上连接有脉冲功率测试系统中的脉冲功率测试装置1、第一电压检测装置5、第二电压检测装置2、开关驱动装置3和脉冲发生装置4；

通过外部直流电源6对脉冲功率测试装置1中的超级电容模组101进行充电，以增加超级电容模组101的端电压值；

根据超级电容模组101当前的端电压值，利用第二电压检测装置2检测待测片式分流电阻器103两端的脉冲电压，确定出超级电容模组101所需的端电压值；

根据超级电容模组101所需的端电压值设置直流电源6的最大输出电压，并对待测片式分流电阻器103进行脉冲功率测试；

在脉冲功率测试后，使用外部低阻仪重新测试待测片式分流电阻器103的第二阻值，判断第二阻值是否与第一阻值在允许范围内一致；若是，确定待测片式分流电阻器103为合格产品；若否，确定待测片式分流电阻器103为不合格产品。

参阅图4，在本发明实施例中，根据超级电容模组101当前的端电压值，利用第二电压检测装置2检测待测片式分流电阻器103两端的脉冲电压，确定出超级电容模组101所需的端电压值，具体为：

根据预设的窄单脉冲，利用所述第一电压检测装置5测试得到所述超级电容模组101两端的脉冲电压，并根据所述脉冲电压和所述第一阻值，确定所述待测片式分流电阻器103的功率值，判断所述待测片式分流电阻器103的功率值是否达到预设的功率值；若是，则将所述当前的端电压值作为所述超级电容模组101所需的端电压值；若否，则增加外部直流电源6的最大输出值，直到所述待测片式分流电阻器103的功率值达到所述预设的功率值时，将当前的超级电容电压值作为所述超级电容模组101所需的端电压值。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例提供的脉冲功率测试系统及方法，通过采用超级电容模组101提高可释放的电流值，进行对片式分流电阻器103的脉冲功率进行测试，能够解决现有技术测试环境电流过高，设备复杂的问题；同时能够根据实验需要预设超级电容模组101的功率值，从而确定超级电容模组101所需的端电压值，进而能对不同批次的片式分流电阻器103进行老化测试，节省了成本。实施本发明实施例能使片式分流电阻器103的脉冲功率测试更稳定、实用和安全。

以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

Claims (7)

1.一种脉冲功率测试方法，其特征在于，在脉冲功率测试系统中执行；所述脉冲功率测试系统包括脉冲功率测试装置、第一电压检测装置、第二电压检测装置、开关驱动装置和脉冲发生装置；

所述脉冲功率测试装置包括依次连接的待测片式分流电阻器、可控开关和超级电容模组；

所述待测片式分流电阻器与所述第二电压检测装置电连接；

所述可控开关与所述开关驱动装置电连接；

所述开关驱动装置与所述脉冲发生装置电连接；

所述第一电压检测装置与所述超级电容模组电连接；

所述测试方法包括：

使用外部低阻仪测试并记录所述待测片式分流电阻器的第一阻值；

将所述待测片式分流电阻器连接在PCB板上；所述PCB板上还连接有所述脉冲功率测试系统中的脉冲功率测试装置、第一电压检测装置、第二电压检测装置、开关驱动装置和脉冲发生装置；

通过外部直流电源对所述脉冲功率测试装置中的超级电容模组进行充电，以增加所述超级电容模组的端电压值；

根据所述超级电容模组当前的端电压值，利用所述第二电压检测装置检测所述待测片式分流电阻器两端的脉冲电压，确定出所述超级电容模组所需的端电压值；

根据所述超级电容模组所需的端电压值设置所述直流电源的最大输出电压，并对所述待测片式分流电阻器进行脉冲功率测试；

在所述脉冲功率测试后，使用外部低阻仪重新测试所述待测片式分流电阻器的第二阻值，判断所述第二阻值是否与所述第一阻值在允许的误差范围内一致；若是，确定所述待测片式分流电阻器为合格产品；若否，确定所述待测片式分流电阻器为不合格产品。

2.根据权利要求1所述的一种脉冲功率测试方法，其特征在于，根据所述超级电容模组当前的端电压值，利用所述第二电压检测装置检测所述待测片式分流电阻器两端的脉冲电压，确定出所述超级电容模组所需的端电压值，具体为：

根据预设的窄单脉冲，利用第一电压检测装置测试得到所述超级电容模组两端的脉冲电压，并根据所述脉冲电压和所述第一阻值，确定所述待测片式分流电阻器的功率值，判断所述待测片式分流电阻器的功率值是否达到预设的功率值；若是，则将所述当前的端电压值作为所述超级电容模组所需的端电压值；若否，则增加外部直流电源的输出值，直到所述待测片式分流电阻器的功率值达到所述预设的功率值时，将所述当前的端电压值作为所述超级电容模组所需的端电压值。

3.根据权利要求1所述的一种脉冲功率测试方法，其特征在于，

所述超级电容模组为单个超级电容；

或者，所述超级电容模组为由若干个超级电容串联及并联连接组成。

4.根据权利要求1所述的一种脉冲功率测试方法，其特征在于，所述待测片式分流电阻器采用四线开尔文结构连接固定在所述PCB板上。

5.根据权利要求1所述的一种脉冲功率测试方法，其特征在于，所述超级电容模组通过阻焊层开窗加焊锡的方式连接在所述PCB板上；

所述可控开关通过阻焊层开窗加焊锡的方式连接在所述PCB板上。

6.根据权利要求1所述的一种脉冲功率测试方法，其特征在于，所述可控开关为IGBT或功率MOSFET，且所述可控开关用于降低导通电压和增大额定电流。

7.根据权利要求1所述的一种脉冲功率测试方法，其特征在于，所述测试系统还包括直流电源和单向导电装置；

所述直流电源、所述单向导电装置、所述超级电容模组依次连接；

所述直流电源和所述单向导电装置用于向所述超级电容模组供电。

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