CN110620501B - 一种pdu测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种PDU测试装置，包括：直流电源单元与电流源单元，且所述直流电源单元与电流源单元分别与所述待测PDU连接；其中，直流电源单元，用于为待测PDU提供电压；电流源单元，用于将其输入端输入的电流转换为大小相等的第一直流电、第二直流电，为待测PDU正极、负极回路提供电流。优选的，所述PDU测试装置还包括第二直流电源单元，所述第二直流电源单元与所述电流源单元的输入端连接。本发明所述的PDU测试装置，通过将电流源单元的输出大电流串接在待测PDU上进行测试和老练，使得PDU测试和老练所需功率大大降低，从而大大减小生产过程中的能耗。

Description

一种PDU测试装置
技术领域
本发明属于电力电子技术领域，特别涉及一种PDU测试装置。
背景技术
智能PDU(Power Distribution Unit)，又叫远程电源管理器、IP电源、智能电源、机架式电源分配单元，同时兼具电源分配和管理功能。智能PDU，既可以监测供电电压、供电电压频率、每路输出电流等参数，还能够实现远程控制、集中式管理、自动周期控制、安全性管理、可靠性管理等。与传统的PDU相比，它能提供网络管理接口，不再是单一的导电产品，而是专门针对数据中心研发的远程管理网络设备和服务器群的新一代电源管理系统，更是一种终端电源分配的智能管理系统。
智能PDU的广泛应用还能够大幅度降低人力成本、提高运行效率。目前，多数机房都是采取无人值守的运行方式，一旦发生设备故障的情况，会造成业务长时间无法运营，带来严重损失。智能PDU产品可以实现远程监测和控制，通过配置相应的远程电源管理软件，运维人员可以利用局域网或广域网，对分布在各地的机房、机柜内的多台设备电源进行检测、控制和管理，有效地节约人力成本。智能化的电源管理解决方案让用户能够更精确地有效地监控耗电量、对设备运行进行管控以及对机房环境进行监测。
目前，越来越多的IDC类、证券银行类企业、高效、市政、医疗、电力类单位已将智能PDU投入使用，智能PDU的使用范围以及规模迅速扩大。随着智能PDU应用范围和规模的扩大，行业内对智能PDU产品的质量要求也越来越高。行业对智能PDU产品的质量要求还是相当的高，智能PDU成品测试必须严格对待才行，智能PDU成品测试非常严谨，所有成品百分之百都必须经过测试的，具体有功能测试、耐压测试和通电测试三个步骤。
传统的直流高压大电流智能配电箱A2的测试基本采用直接接入大功率高压直流电源A1，输出接大功率负载RL的方式，其原理如图1所示。
由分析可知，此方式虽然简单易行且测试直观，但存在功率损耗特别大问题，在PDU产品的测试老练中，90％以上的能量实际是被后级负载消耗掉的。因此，如何降低PDU产品的测试老练过程中的后级负载消耗越来越成为亟待解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种PDU测试装置，通过将电流源单元的输出大电流串接在待测PDU上进行测试和老练，使得PDU测试和老练所需功率大大降低，从而大大减小生产过程中的能耗。
一种PDU测试装置，包括：直流电源单元与电流源单元，且所述直流电源单元与电流源单元分别与所述待测PDU连接；其中，
直流电源单元，用于为待测PDU提供电压；
电流源单元，用于将其输入端输入的电流转换为大小相等的第一直流电、第二直流电，为待测PDU正极、负极回路提供电流。
优选的，所述PDU测试装置还包括第二直流电源单元，
所述第二直流电源单元与所述电流源单元的输入端连接。
优选的，所述直流电源单元的输出端正极、输出端负极分别与所述待测PDU的输入端正极、输入端负极连接；
所述第二直流电源单元的输出端正极、输出端负极分别与所述电流源单元的输入端正极、输入端负极连接；
所述电流源单元的第一输出端正极与所述待测PDU的输入端正极连接，第一输出端负极与所述待测PDU的输出端正极连接；
所述电流源单元的第二输出端正极与待测PDU的输出端负极连接，第二输出端负极与所述待测PDU的输入端负极连接。
优选的，所述电流源单元包括：
逆变单元，用于将输入的直流电转换为交流电；
电流调整单元，用于将所述逆变单元输出的交流电转换为大小相等的第一交流电与第二交流电；
整流单元，用于将所述电流调整单元输出的第一交流电、第二交流电分别转换为大小相等的第一直流电、第二直流电。
优选的，所述逆变单元包括全桥逆变电路，所述全桥逆变电路的由四个开关管组成，通过控制所述开关管的导通与截止实现交流电到直流电的转换，其中，
所述全桥逆变电路的输出端与所述电流调整单元的输入端连接。
优选的，所述电流调整单元包括第一变压器T1、第二变压器T2，
所述第一变压器T1的初级线圈、第二变压器T2的初级线圈串联后，与所述逆变单元的输出端连接。
优选的，所述第一变压器T1与第二变压器T2参数相同。
优选的，所述整流单元包括第一整流电路、第二整流电路，所述第一整流电路与所述第二整流电路相同，
所述第一整流电路的输入端与所述第一变压器T1的次级线圈连接；
所述第二整流电路的输入端与所述第二变压器T2的次级线圈连接。
优选的，所述第一整流电路、第二整流电路均为桥式整流电路。
优选的，所述整流单元还包括第一滤波电路、第二滤波电路，其中，
所述第一滤波电路与所述第一整流电路连接，用于将所述第一整流电路输出的第一直流电进行滤波；
所述第二滤波电路与所述第二整流电路连接，用于将所述第二整流电路输出的第二直流电进行滤波。
本发明所述的PDU测试装置，将高电压和大电流的产生由一个大功率高压直流电源，转变为一个小功率高压直流电源和一个小功率大电流双路电流源，省去了后级大功率负载，使得PDU测试和老练所需功率大大降低，从而大大降低整个测试系统的造价，以及测试、老练过程中的能量损耗。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为PDU采用传统测试方式的测试原理图；
图2为本发明所述的PDU测试装置的示意图；
图3本发明所述的PDU测试装置的测试原理图；
图4为本发明所述的电流源单元的示意图。
图中100-直流电源单元、200-电流源单元、300-待测PDU、400-第二直流电源单元。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。
请参照图2和图3，本实施例所述的一种PDU测试装置，由直流电源单元100和电流源单元200构成，所述直流电源单元100采用小功率高压直流电源。所述电流源单元200将输入的小电流转换为两路大小相等的大电流第一直流电Ia和第二直流电Ib，所述第一直流电和第二直流电分别从所述电流源单元200的第一输出端A和第二输出端B输出。其中，所述电流源单元200由第二直流电源单元400供电。
在PDU测试的过程中，所述直流电源单元100的输出端与所述待测PDU 300的输入端连接，所述直流电源单元100为待测PDU 300提供高电压。所述第二直流电源单元400与所述电流源单元200的输入端连接，为电流源单元200提供小电流，所述待测PDU输出端连接小功率负载RL。所述电流源单元200的第一输出端A与待测PDU 300的正极回路串接，第二输出端B与待测PDU 300的负极回路串接，具体连接关系如下：
所述直流电源单元100的输出端正极Vo+、输出端负极Vo-分别与所述待测PDU的输入端正极Vin+、输入端负极Vin-连接；
所述第二直流电源单元400的输出端正极Vo+、输出端负极Vo-分别与所述电流源单元200的输入端正极Vin+、输入端负极Vin-连接；
所述电流源单元200的第一输出端正极a2与所述待测PDU 300的输入端正极Vin+连接，第一输出端负极a1与所述待测PDU 300的输出端正极V2O+连接；
所述电流源单元200的第二输出端正极b2与待测PDU 300的输出端负极V2O-连接，第二输出端负极b1与所述待测PDU 300的输入端负极Vin-连接。
本实施例所述的PDU测试装置采用直流电源单元100与电流源单元200组合的方式，模拟待测PDU 300的工作时状况，对其性能进行测试。具体的，采用直流电源单元100输出高电压，接入待测PDU 300的输入端，测试待测PDU 300的高电压工作情况；所述PDU测试装置通过电流源单元200将第二直流电源单元400输出的小电流转换成两路大小相等的第一直流电Ia和第二直流电Ib，分别串接在待测试PDU 300的正极回路和负极回路，第一直流电Ia和第二直流电Ib分别叠加在待测试PDU 300的正极回路和负极回路，正极回路和负极回路中的电流数值I2+、I2-始终完全相等，模拟待测PDU 300进行大电流工作情况，完成大电流测试和老练的目的。
本实施例所述的PDU测试装置，将高电压和大电流的产生由一个大功率高压直流电源，转变为一个小功率高压直流电源和一个小功率大电流双路电流源，省去了后级大功率负载，使得PDU测试和老练所需功率大大降低，从而大大降低整个测试系统的造价，以及测试、老练过程中的能量损耗。
请参照图4，所述电流源单元200由逆变单元、电流调整单元和整流单元构成。所述逆变单元的输入端与所述第二直流电源单元400的输出端相连，所述逆变单元的输出端与所述电流调整单元的输入端连接，所述电流调整单元的输出端与所述整流单元连接。具体的，所述整流单元设置为两组，分别输出第一直流电Ia和第二直流电Ib。所述逆变单元将第二直流电源单元400输出的直流电转换为交流电；所述电流调整单元将所述逆变单元输出的交流电由高电压小电流转换成低电压大电流；所述整流单元将所述电流调整单元输出的交流电转换为正负互补的第一直流电Ia和第二直流电Ib，第一直流电Ia和第二直流电Ib分别从所述电流源单元200的第一输出端A和第二输出端B输出。
具体的，本实施例中逆变单元采用全桥逆变电路，其中，所述全桥逆变电路的输入端与所述第二直流电源单元400的输出端连接；所述全桥逆变电路的输出端与所述电流调整单元的输入端连接。
所述全桥逆变电路的每个桥臂包括开关管，通过控制所述开关管的导通与截止实现交流电到直流电的转换。所述开关管可以采用IGBT、MOS管等。本实施例以MOS管为例进行如下示例性的介绍：
全桥逆变电路包括第一桥臂开关管Q1、第二桥臂开关管Q2、第三桥臂开关管Q3、第四桥臂开关管Q4，其中，
所述第一桥臂开关管Q1的源极与第二桥臂开关管Q2的漏极相连于第一输出点，第三桥臂开关管Q3的源极与第四桥臂开关管Q4的漏极相连于第二输出点；
第一桥臂开关管Q1的漏极与第三桥臂开关管Q3的漏极相连于第一输入点，第二桥臂开关管Q2的源极与第四桥臂开关管Q4的源极相连于第二输入点。
第一桥臂开关管Q1、第二桥臂开关管Q2、第三桥臂开关管Q3、第四桥臂开关管Q4的型号相同。
具体的，本实施例所述的电流调整单元包括第一变压器T1、第二变压器T2，所述第一变压器T1的初级线圈与第二变压器T2的初级线圈串联，然后串接于所述逆变单元的输出端，所述逆变单元与第一变压器T1的初级线圈、第二变压器T2的初级线圈形成闭合回路。所述第一变压器T1的初级线圈与第二变压器T2的初级线圈串联，使得通过第一变压器T1初级线圈的电流与通过第二变压器T2初级线圈的电流相同。为了使得所述电流源单元200输出的第一直流电Ia和第二直流电Ib大小相等，所述第一变压器T1、第二变压器T2的参数相同。
具体的，本实施例所述的整流单元由第一整流电路和第二整流电路构成。其中，所述第一整流电路的输入端与所述第一变压器T1的次级线圈输出端连接；所述第二整流电路的输入端与所述第二变压器T2的次级线圈输出端连接。第一整流电路对第一变压器T1的次级线圈输出的电流进行整流，第二整流电路对第二变压器T2的次级线圈输出的电流进行整流。为了使得第一整流电路输出的第一直流电Ia与第二整流电路输出的第二直流电Ib大小相等，所述第一整流电路和第二整流电路的结构及各元器件参数完全相同。
具体的，所述第一整流电路和第二整流电路均为桥式整流电路。其中，第一整流电路的桥式整流电路由第一二极管D1-1、第二二极管D1-2、第三桥臂二极管D1-3、第四桥臂二极管D1-4构成。第二整流电路的桥式整流电路由第一二极管D2-1、第二二极管D2-2、第三二极管D2-3、第四二极管D2-4构成。
所述整流单元还包括第一滤波电路与第二滤波电路，所述第一滤波电路的输入端与所述第一整流电路的输出端连接，用于将所述第一整流电路输出的第一直流电进行滤波；所述第二滤波电路的输入端与所述第二整流电的输出端路连接，用于将所述第二整流电路输出的第二直流电进行滤波。
本实施例所述的滤波电路可以采用电感滤波电路，也可以采用电容滤波电路，但是为了滤波效果更优，本实施例采用LC滤波电路，即所述第一滤波电路由电感L1、电容C1构成，第二滤波电路由电感L2、电容C2构成。
综上，本实施例所述的Q1、Q2、Q3和Q4组成的全桥逆变电路将输入的直流电源转换为交流高频脉冲，通过变压器T1和T2，将能量传递到次级线圈，然后经D1-1～D1-4、L1、C1，和D2-1～D2-4、L2、C2构成的两组完全相同的整流滤波电路滤波，输出两路直流电源，分别接入待测PDU300的正负两个回路，可完全模拟PDU产品在大电流工作时的状况，从而大大降低了PDU产品在测试和老练中的能量实消耗。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种PDU测试装置，其特征在于，包括：直流电源单元(100)与电流源单元(200)，且所述直流电源单元(100)与电流源单元(200)分别与待测PDU(300)连接；其中，
直流电源单元(100)，用于为待测PDU(300)提供电压；
电流源单元(200)，用于将其输入端输入的电流转换为大小相等的第一直流电、第二直流电，为待测PDU(300)正极、负极回路提供电流；
所述电流源单元(200)包括：
逆变单元，用于将输入的直流电转换为交流电；
电流调整单元，用于将所述逆变单元输出的交流电转换为大小相等的第一交流电与第二交流电；
整流单元，用于将所述电流调整单元输出的第一交流电、第二交流电分别转换为大小相等的第一直流电、第二直流电；
所述逆变单元包括全桥逆变电路，所述全桥逆变电路的由四个开关管组成，通过控制所述开关管的导通与截止实现交流电到直流电的转换，其中，
所述全桥逆变电路的输出端与所述电流调整单元的输入端连接；
所述电流调整单元包括第一变压器T1、第二变压器T2，
所述第一变压器T1的初级线圈、第二变压器T2的初级线圈串联后，与所述逆变单元的输出端连接；
所述第一变压器T1与第二变压器T2参数相同；
所述整流单元包括第一整流电路、第二整流电路，所述第一整流电路与所述第二整流电路相同，
所述第一整流电路的输入端与所述第一变压器T1的次级线圈连接；
所述第二整流电路的输入端与所述第二变压器T2的次级线圈连接；
第二直流电源单元(400)与所述电流源单元(200)的输入端连接；
所述直流电源单元(100)的输出端正极、输出端负极分别与所述待测PDU的输入端正极、输入端负极连接；
所述第二直流电源单元(400)的输出端正极、输出端负极分别与所述电流源单元(200)的输入端正极、输入端负极连接；
所述电流源单元(200)的第一输出端正极与所述待测PDU(300)的输入端正极连接，第一输出端负极与所述待测PDU(300)的输出端正极连接；
所述电流源单元(200)的第二输出端正极与待测PDU(300)的输出端负极连接，第二输出端负极与所述待测PDU(300)的输入端负极连接。
2.根据权利要求1所述的PDU测试装置，其特征在于，所述第一整流电路、第二整流电路均为桥式整流电路。
3.根据权利要求2所述的PDU测试装置，其特征在于，所述整流单元还包括第一滤波电路、第二滤波电路，其中，
所述第一滤波电路与所述第一整流电路连接，用于将所述第一整流电路输出的第一直流电进行滤波；
所述第二滤波电路与所述第二整流电路连接，用于将所述第二整流电路输出的第二直流电进行滤波。
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