CN109596998A - 一种瞬断信号的检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种瞬断信号的检测装置，由高速可程控开关[1]、电流传感器[2]、数据采集设备[3]、直流稳压电源[4]及被试件[5]组成。本发明通过采用测电源负载的方法实现了瞬断信号实时在线检测，测量装置容易实现，对被试件没有影响，有效提高了电源品质瞬断试验的可靠性、安全性和工作效率，且成本低，可推广应用于具有同类测试问题的试验中。

Description

一种瞬断信号的检测装置

技术领域

本发明属于测试测量技术领域，涉及一种电源供电瞬断信号的检测装置。

背景技术

依据现有标准规定，在不超过200μs的供电电源中断时，要求对被试件功能不产生影响，即被试件应能够正确工作，此项试验为电源品质试验项目之一，即电源品质瞬断试验。在进行电源品质试验时，一般是在供电电源与被试件连接的供电线路上串联一个高速可程控的开关部件，并通过该部件来模拟接插件接触耦在动载条件下发生200μs瞬间接触不牢而导致供电瞬间断开现象。

由于进行瞬断试验时，被试验件多为具有阻性(R)、容性(C)及感性(L)等复杂特性的负载，具有一定的储能能力(RCL电路特性)，在进行电源快速瞬断试验时供电线路的瞬断后端仍存在一定电能，而供电线路瞬断前端接有供电电源(电源始终输出)，故无法检测瞬断信号。因此，瞬断试验时一般不检测瞬断信号，主要通过如下几种方式实现：

1)在瞬断控制部件瞬断持续时间控制精准的情况下，一般瞬断试验时不单独测量瞬断持续时间，完全依赖瞬断设备的性能指标保证。

2)在瞬断控制部件瞬断持续时间控制不精准的情况下，一般先采用一个纯阻性负载来代替被试件进行瞬断摸底调试，并通过数据采集系统实时测量瞬断电压信号，用此方法反复多次调试即可提到瞬断试验所需的瞬断精确控制参数。此法也完全依赖瞬断设备的性能指标保证。

上述两种瞬断试验方法均存在不足，试验时均未对瞬断信号进行实时在线检测，若试验过程中瞬断控制部件出现问题导致控制不准确，容易对被试件产生影响，存在隐患，急需解决。

发明内容

本发明的目的是：本发明针对现有瞬断试验方法存在的弊端进行设计改进，通过采用测电源负载电流的方法来实现瞬断信号检测，提供了一种瞬断信号实时检测装置，解决了瞬断信号的检测难问题，其目的是提高电源品质瞬断试验的可靠性、安全性和测试效率。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种瞬断信号的检测装置，由高速可程控开关[1]、电流传感器[2]、数据采集设备[3]、直流稳压电源[4]及被试件[5]组成；

其中，由直流稳压电源[4]给被试件[5]提供工作电压，直流稳压电源[4]的输出正端与高速可程控开关[1]的输入正端连接，高速可程控开关[1]的输出正端与被试件[5]的输入正连接；直流稳压电源[4]的输出负端与被试件[5]的输入负端连接；数据采集设备[3]的电压V1、V2采集通道与直流稳压电源[4]并联，数据采集设备[3]的电流I通道与电流传感器[2]的输出端连接；电流传感器[2]的导磁体接入直流稳压电源[4]与高速可程控开关[1]的供电正线之间。

其特征在于，高速可程控开关[1]用于模拟接插件接触耦在动载条件下的瞬断状态，具有程控发出任意次数瞬断的功能。

其特征在于，电流传感器[2]用于测量被试件[5]的工作电流，即直流稳压电源[4]的带负载电流值，为避免数据采集设备[3]对被试件[5]瞬断特性的影响，电流测量采用非接触式测量方式，不能破坏被测电路，仅将供电线路穿过电流传感器[2]的导磁体，在导磁体内产生磁场，并产生输出霍尔电压，输出至数据采集设备[3]。

其特征在于，数据采集设备[3]测量供电线路的电压值，并通过电压与电流的转换公式换算得到直流稳压电源[4]的供电电流。

其特征在于，采用直流光隔离固体继电器SSR作为高速可程控开关[1]。

有益效果：

本发明通过采用测电源负载的方法实现了瞬断信号实时在线检测，并提供了一种瞬断信号实时检测装置，解决了瞬断信号的检测难问题，并通过了成功验证。本发明的有益效果如下：

1)测量装置容易实现，仅需通过利用非接触式电流传感器测试电源带负载的电流信号即可实现瞬断信号的在线精确检测；

2)本装置解决了传统瞬断试验装置存在不足，实现了对瞬断信号的实时在线检测，对被试件没有影响，有效提高了电源品质瞬断试验的可靠性、安全性和工作效率；

3)本发明成本低，可推广应用于具有同类测试问题的试验中。

附图说明

图1本发明装置连接示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

由于进行瞬断试验时无法通过测量供电线路电压方法来测量瞬断信号，但可采用测电源负载法，即通过测量电源输出电流的变化来测量瞬断信号，若测得电流接近0A，可说明瞬断发出。

如图1所示，部件1、部件2、部件3为本发明的主要组成部分，部件4、部件5主要用于提供工作电压和被测件，并与本发明形成一个瞬断试验的测试工作条件。

部件1：高速可程控开关，用于模拟接插件接触耦在动载条件下的瞬断状态，要求开关部件断开接通的最小时间应低于200μs，负载承受能力不小于20A，具有可程控实时发出任意次数瞬断的功能。

部件2：电流传感器，用于测量被试件的工作电流，测量精度不低于1％，测量范围不小于100A。为避免测量电路对被试件瞬断特性的影响，电流测量应采用非接触式测量方式，如采用霍尔效应电流传感器。该部件应具有测量交/直流电流、输出线性电压、响应快速(测量响应时间不大于3μs)、输出电压与输入电流隔离等特点，测量时不会破坏被测电路，仅需将被测电流的导线穿过电流传感器的导磁体，在导磁体内产生磁场，并可产生输出霍尔电压，最后根据电压与电流的转换公式即可得到流经导线的电流。

部件3：数据采集设备，要求通道不少于3Ch，测量精度不低于14位，采样速率不低于50KS/s，主要用于测量电源供电电压V1，能够测量部件2输出的电压V2，并通过内置的公式编辑器换算得到部件5的工作电流I。

部件4：直流稳压电源，主要用于产生测试所需供电电压信号，要求其带载能够满足部件5的用电特性。

部件5：被试件，进行电源品质瞬断试验的被试验产品。

具体实施步骤如下：

1)按附图1所示的系统组成对本发明的组成部件1、部件2、部件3进行选型，选型见2)～4)所述，并选取一台直流稳压电源与被试件进行验证测试。

2)高速可程控开关[1]部件选取直流光隔离固体继电器(SSR)，并按要求搭建SSR的驱动电路。由于SSR是一种由固体电子元器件组成的新型无触点开关器件，接通和关断时间达几十微秒，一般为四端有源器件，有两个输入控制端和两个输出控制端，且输入、输出端可靠隔离。当在SSR的输入端接入控制信号时，输出端能够响应控制通道，具有开关速度快的优点。本次根据被试件的用电特性选型参数如下：导通与关断时间小于40μs，控制端输入3～7V，额定输出50V/20A。

3)电流传感器[2]选取采用霍尔效应测量原理的电流传感器，测量精度为1％，测量范围为200A，测量响应速度为3μs，转换后输出为线性电压信号，测量时仅需将被测电流的导线穿过电流传感器的导磁体，产生输出霍尔电压，并提供电压与电流的转换公式。

4)数据采集设备[3]选取测量通道数量为16Ch，测量精度16位，最大采样速率为100KS/s，可测量电源供电电压V1、V2和部件2输出的电压，并通过内置的公式编辑器换算得到部件5的工作电流I。

5)选取一台0～36V/0～60A的直流稳压电源用于给被试件5提供工作电压，按图1所示进行连接。

6)试验与测试流程如下：按部件5的用电特性完成部件4的供电电源设置，并完成部件3的电压采集及电流采集通道参数设置；启动部件4的输出，此时部件3能够采集到电源供电V1电压，由于部件1未接通，供电回路尚未形成，部件2没有霍尔电压输出，部件3采集的电流I为0A，采集的电压V2也为0V；启动部件1的开关接通功能，部件5开始供电并按其工作流程启动进行功能测试，此时部件3能够采集到电压V1、V2和电流I信号；根据瞬断试验流程，启动部件1的瞬断控制，完成一次200μs供电瞬断测试，此时部件3采集到电压V1不变，而电流I为0A，由于被试件5是集阻性、容性及感性为一体的混合型负载，具有一定的储电能力，在200μs瞬断时间内电压V2会有所降低，但不会降到0V，故无法通过测量供电线路电压方法来检测瞬断信号的发出状态，但可通过测量部件4的供电输出电流转换得到部件5的供电瞬断时间。

Claims (5)

1.一种瞬断信号的检测装置，由高速可程控开关[1]、电流传感器[2]、数据采集设备[3]、直流稳压电源[4]及被试件[5]组成；

其中，由直流稳压电源[4]给被试件[5]提供工作电压，直流稳压电源[4]的输出正端与高速可程控开关[1]的输入正端连接，高速可程控开关[1]的输出正端与被试件[5]的输入正连接；直流稳压电源[4]的输出负端与被试件[5]的输入负端连接；数据采集设备[3]的电压V1、V2采集通道与直流稳压电源[4]并联，数据采集设备[3]的电流I通道与电流传感器[2]的输出端连接；电流传感器[2]的导磁体接入直流稳压电源[4]与高速可程控开关[1]的供电正线之间。

2.如权利要求1所述的一种瞬断信号的检测装置，其特征在于，高速可程控开关[1]用于模拟接插件接触耦在动载条件下的瞬断状态，具有程控发出任意次数瞬断的功能。

3.如权利要求1所述的一种瞬断信号的检测装置，其特征在于，电流传感器[2]用于测量被试件[5]的工作电流，即直流稳压电源[4]的带负载电流值，为避免数据采集设备[3]对被试件[5]瞬断特性的影响，电流测量采用非接触式测量方式，不能破坏被测电路，仅将供电线路穿过电流传感器[2]的导磁体，在导磁体内产生磁场，并产生输出霍尔电压，输出至数据采集设备[3]。

4.如权利要求1所述的一种瞬断信号的检测装置，其特征在于，数据采集设备[3]测量供电线路的电压值，并通过电压与电流的转换公式换算得到直流稳压电源[4]的供电电流。

5.如权利要求1所述的一种瞬断信号的检测装置，其特征在于，采用直流光隔离固体继电器SSR作为高速可程控开关[1]。