CN112345868B - 一种检测固体功率控制器参数的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速检测固体功率控制器参数的装置及方法,其中的一种检测固体功率控制器参数的装置,包括接通时间采集电路、关断时间采集电路、偏置电流采样电路、漏电流采集电路、输出电压降采集电路、负载电流采集电路、负载电压采集电路、过流保护时间采集电路、采样分压电路、负载匹配控制电路、负载电源、A/D采样电路、微型控制器MCU、CAN总线收发器、液晶显示器、通讯接口电路、过流控制电路;本发明采用CPU加MCU的组合模式,CPU分配任务给MCU,MCU控制其他模块并行工作,适用于大批量的固体功率控制器快速检测,友好的人机界面,操作简单,又可实现自动检测的特点,其技术水平处于国内领先。
Description
技术领域
本发明涉及固体功率控制器,具体涉及一种快速检测固体功率控制器参数的装置及方法。
背景技术
目前,固体功率控制器主要应用于飞机电源系统的二次配电管理、车载电源系统的二次配电管理、电机控制、火工品控制和检测、火炮发控系统等军用领域,是集继电器转换功能和断路器的电路保护功能于一体的智能开关设备。
固体功率控制器的输入电路是以微型控制器为核心架构的CAN总线接口电路,上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送指令,使之成为固体功率控制器工作的触发信号源。
固体功率控制器的驱动电路可以包括由微型控制器控制的隔离耦合电路、功能电路和触发电路三部分。隔离耦合电路,目前多采用光电耦合器和高频变压器两种电路形式。常用的光电耦合器有光-三极管、光-双向可控硅、光-二极管阵列(光-伏)等。高频变压器耦合,是在一定的输入电压下,形成约10MHz的自激振荡,通过变压器磁芯将高频信号传递到变压器次级。功能电路可包括检波整流、过零、加速、保护、显示等各种功能电路。触发电路的作用是给输出电路提供触发信号。
固体功率控制器的输出电路是在微型控制器输出触发信号的控制下,实现固体功率控制器的通断切换。输出电路主要由输出器件(芯片)和起瞬态抑制作用的吸收回路组成,有时还包括反馈电路。
为了保证固体功率控制器的使用性能(效果),通常需要对固体功率控制器进行一些参数检测,比如查询产品ID信息、在线/离线状态,输出开关状态、短路保护状态、负载电流状态、负载电压状态、产品内部温度及过热保护状态;检测接通时间、关断时间、偏置电流、漏电流、输出电压降、负载电流、负载电压、过流保护时间参数等。固体功率控制器在使用过程中,输入端通过CAN总线接口发送指令信号,微型控制器接收到CAN总线后解析指令,通过隔离(耦合)电路,驱动输出(负载)电路导通或者切断,此时,控制信号输入,但由于隔离(耦合)电路或输出(负载)电路出现故障,导致输出(负载)电路并未导通或者切断,或控制信号输入后,隔离(耦合)电路工作,输出(负载)电路也导通或者切断,但导通后触点上的压降很大或者切断后触点上的压降很小,这都会大大削弱固体继电器的带载能力。因此,对固体功率控制器参数的检测有利于提高工作效率和产品合格率。
由于固体功率控制器的输入(控制)电路、微型控制器、隔离(耦合)、输出(负载)电路一般都是密封在金属外壳里,内部各分立元器件有无虚焊均无法直接观察。
目前主要采取以下两种方法:一是固体功率控制器的输入端加指令发送设备,在固体功率控制器的输出加负载电源,用电压表、电流表、示波器对负载上的电压、电流、信号变化时间等参数进行测量,如果测量的电压、电流、信号变化时间等参数在规定的范围内,就判定该固体功率控制器合格,这种方法不仅麻烦、浪费时间、浪费人力,还不能保证人为操作带来的误差,判定固体功率控制器参数仍然合格;二是固体功率控制器的输入端加指令发送设备,在固体功率控制器的输出加负载,在负载上并接信号指示灯,通过监测信号灯的亮灭来判断固体功率控制器工作状态是否正常,虽然相对第一种方法提高了测试速度,但不能检测固体功率控制器的各项参数是否达到要求,不能保证固体功率控制器仍然合格。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种快速检测固体功率控制器参数的装置及方法。
根据本发明的一个方面,提供了一种检测固体功率控制器参数的装置,包括接通时间采集电路、关断时间采集电路、偏置电流采样电路、漏电流采集电路、输出电压降采集电路、负载电流采集电路、负载电压采集电路、过流保护时间采集电路、采样分压电路、负载匹配控制电路、负载电源、A/D采样电路、微型控制器MCU、CAN总线收发器、液晶显示器、通讯接口电路、过流控制电路;所述微型控制器MCU分别电性连接接通时间采集电路、关断时间采集电路、偏置电流采样电路、漏电流采集电路、输出电压降采集电路、负载电流采集电路、负载电压采集电路、过流保护时间采集电路、采样分压电路、负载匹配控制电路、负载电源、A/D采样电路、CAN总线收发器、液晶显示器、通讯接口电路、过流控制电路;
所述检测固体功率控制器参数的装置的输入端发送CAN总线指令,测试装置自动匹配测试项目的负载电源电压、负载大小,测试装置自动查询固体功率控制器的产品ID信息、在线/离线状态,输出开关状态、短路保护状态、负载电流状态、负载电压状态、产品内部温度及过热保护状态;检测固体功率控制器的接通时间、关断时间、偏置电流、漏电流、输出电压降、负载电流、负载电压、过流保护时间的参数。
进一步地,所述过流保护时间采集电路主要包括光电耦合器U2、U8、U11,多路模拟开关U10、U14,光电耦合器U11分别电性连接多路模拟开关U10、U14。
更进一步地,所述A/D采样电路主要包括模数转换芯片U21及其外围电路。
更进一步地,所述过流控制电路主要包括光电耦合器U34、U35,555定时器电路,及继电器电路,光电耦合器U34一端连接过流输入信号,另一端连接555定时器电路,555定时器电路输出端连接光电耦合器U35,光电耦合器U35的另一端连接继电器电路。
更进一步地,所述通讯接口电路主要包括232通讯芯片U1、U3及其外围电路。
根据本发明的又一个方面,提供了一种检测固体功率控制器参数的装置及方法,包括以下步骤:
测试时,通过操作上位机,设置被测试固体功率控制器的参数,由工业控制计算机CPU通过CAN总线向固体功率控制器发送指令,上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送查询指令,检测装置根据查询指令内容的不同,自动匹配负载电源电压和负载大小,固体功率控制器的输入电路通过CAN总线收发器接收指令并解析,控制触发电路工作,MCU将查询产品ID信息、在线/离线状态,输出开关状态、短路保护状态、负载电流状态、负载电压状态、产品内部温度及过热保护状态,并将检测结果通过发送给CPU;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送接通时间测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和额定负载,同时接通时间采集电路准备就绪,定时器开始定时,等待固体功率控制器输出端电压信号触发,定时器停止定时,重复测试每一路输出端的接通时间,直至测量接通时间结束;
测试时,通过操作上位机,设置被测试固体功率控制器的参数,由工业控制计算机CPU通过CAN总线发送指令给固体功率控制器的输入端,固体功率控制器在接收到指令后,执行相应的触发信号,MCU通过控制接通时间采集电路、关断时间采集电路、偏置电流采样电路、漏电流采集电路、输出电压降采集电路、负载电流采集电路、负载电压采集电路、过流保护时间采集电路、采样分压电路、负载箱、负载电源分工协作,同时高速A/D采样电路便快速采样固体功率控制器的偏置电流、漏电流、输出电压降、负载电流、负载电压;测试装置发送完接通时间指令或关断时间指令的同时, MCU开启内部定时器,当检测到固体功率控制器输出端的采样分压电路产生压降,驱动电平触发电路,当MCU检测到触发信号时停止内部定时器,得到固体功率控制器的接通时间、关断时间或过流保护时间,CPU将采集到的数据分析处理显示在上位机软件中。
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送断开时间测试指令,同时断开时间采集电路准备就绪,定时器开始定时,等待固体功率控制器输出端电压信号触发,定时器停止定时,重复测试每一路输出端的断开时间,直至测量断开时间结束;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送偏置电流测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和额定负载,偏置电流采集电路开始采集固体功率控制器输出电流,A/D采样电路持续20ms采样周期,重复测试每一路输出端的偏置电流,直至测量偏置电流结束;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送漏电流测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和额定负载,漏电流采集电路开始采集固体功率控制器输出漏电流,A/D采样电路持续20ms采样周期,重复测试每一路输出端的漏电流,直至测量漏电流结束;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送输出电压降测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和额定负载,输出电压降采集电路开始采集固体功率控制器输出电压降,A/D采样电路持续50ms采样周期,重复测试每一路输出端的输出电压降,直至测量输出电压降结束;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送负载电流测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和负载大小,负载电流采集电路开始采集固体功率控制器的输出端负载电流,A/D采样电路持续50ms采样周期,重复测试每一路输出端的负载电流,直至测量负载电流结束;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送负载电压测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和负载大小,负载电压采集电路开始采集固体功率控制器的输出端负载上的电压,A/D采样电路持续20ms采样周期,重复测试每一路输出端的负载电压,直至测量负载电压结束;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送过流保护时间测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和300%额定负载,过流保护时间采集电路开始采集固体功率控制器的输出端过流保护时间,A/D采样电路持续1ms采样周期,重复测试每一路输出端的过流保护时间,直至测量过流保护时间结束;
A/D采样电路采用12位高速A/D采样模块,经采样分压电路分压后的电压送入A/D采样电路,微型控制器MCU检测到固体功率控制器输出端电平信号变化时,MCU将计算固体功率控制器接通时间或关断时间;
所述检测固体功率控制器参数的装置通过软件和硬件结合的方式测量接通时间、关断时间;同时高速A/D采样电路便实时采样偏置电流、漏电流、输出电压降、负载电流、负载电压、过流保护时间等参数。在采样过程中MCU将采集到的数据分块存储至外部存储电路,在每个测试周期结束后,CPU再将MCU传送的数据进行处理判断显示在显示器上。
本发明的优点:
本发明采用CPU加MCU的组合模式,CPU分配任务给MCU,MCU控制其他模块并行工作,测量速度得到极快,A/D采样电路采用12位的高速模数采样芯片,其采样精度得到极大的提高,可对固体功率控制器的偏置电流、漏电流、输出电压降、负载电流、负载电压等参数进行高精度测量,该装置可对2组输出、4组输出或8组输出的固体功率控制器参数进行检测,适用于大批量的固体功率控制器快速检测,友好的人机界面,操作简单,又可实现自动检测的特点,其技术水平处于国内领先。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明的主控电路控制芯片部分原理图;
图2是本发明的过流保护时间采集电路原理图;
图3是本发明的漏电流采集电路原理图;
图4是本发明的A/D采样电路原理图;
图5是本发明的过流控制电路原理图;
图6是本发明的通讯接口电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
参考图1至图6,一种检测固体功率控制器参数的装置,包括接通时间采集电路、关断时间采集电路、偏置电流采样电路、漏电流采集电路、输出电压降采集电路、负载电流采集电路、负载电压采集电路、过流保护时间采集电路、采样分压电路、负载匹配控制电路、负载电源、A/D采样电路、微型控制器MCU、CAN总线收发器、液晶显示器、通讯接口电路、过流控制电路;所述微型控制器MCU分别电性连接接通时间采集电路、关断时间采集电路、偏置电流采样电路、漏电流采集电路、输出电压降采集电路、负载电流采集电路、负载电压采集电路、过流保护时间采集电路、采样分压电路、负载匹配控制电路、负载电源、A/D采样电路、CAN总线收发器、液晶显示器、通讯接口电路、过流控制电路;
所述检测固体功率控制器参数的装置的输入端发送CAN总线指令,测试装置自动匹配测试项目的负载电源电压、负载大小,测试装置自动查询固体功率控制器的产品ID信息、在线/离线状态,输出开关状态、短路保护状态、负载电流状态、负载电压状态、产品内部温度及过热保护状态;检测固体功率控制器的接通时间、关断时间、偏置电流、漏电流、输出电压降、负载电流、负载电压、过流保护时间的参数。
本发明采用CPU加MCU的组合模式,CPU分配任务给MCU,MCU控制其他模块并行工作,测量速度得到极快,A/D采样电路采用12位的高速模数采样芯片,其采样精度得到极大的提高,可对固体功率控制器的偏置电流、漏电流、输出电压降、负载电流、负载电压等参数进行高精度测量,该装置可对2组输出、4组输出或8组输出的固体功率控制器参数进行检测,适用于大批量的固体功率控制器快速检测,友好的人机界面,操作简单,又可实现自动检测的特点,其技术水平处于国内领先。
本实施例中,所述过流保护时间采集电路主要包括光电耦合器U2、U8、U11,多路模拟开关U10、U14,光电耦合器U11分别电性连接多路模拟开关U10、U14。
本实施例中,所述A/D采样电路主要包括模数转换芯片U21及其外围电路。
本实施例中,所述过流控制电路主要包括光电耦合器U34、U35,555定时器电路,及继电器电路,光电耦合器U34一端连接过流输入信号,另一端连接555定时器电路,555定时器电路输出端连接光电耦合器U35,光电耦合器U35的另一端连接继电器电路。
本实施例中,所述通讯接口电路主要包括232通讯芯片U1、U3及其外围电路。
八组测试点切换电路是为了满足2路、4路、8路输出的功率控制器,匹配不同测试条件下的负载电阻组合(测试项目包括接通时间、关断时间、偏置电流、漏电流、输出电压降、负载电流、负载电压、过流保护时间参数)。
过流控制电路是为了保护功率控制器在100%、300%、500%的额定电流下测试时,防止电流长时间接通导致功率控制损坏。
瞬态电源电压切换电路是在测试功率控制器漏电流参数时,外部电源通过测试设备从复杂电源切换至500V高压直流电源。防止500V直流高压窜入负载电源,损坏测试设备和功率控制器。
实施例2
一种检测固体功率控制器参数的装置及方法,包括以下步骤:
测试时,通过操作上位机,设置被测试固体功率控制器的参数,由工业控制计算机CPU通过CAN总线向固体功率控制器发送指令,上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送查询指令,检测装置根据查询指令内容的不同,自动匹配负载电源电压和负载大小,固体功率控制器的输入电路通过CAN总线收发器接收指令并解析,控制触发电路工作,MCU将查询产品ID信息、在线/离线状态,输出开关状态、短路保护状态、负载电流状态、负载电压状态、产品内部温度及过热保护状态,并将检测结果通过发送给CPU;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送接通时间测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和额定负载,同时接通时间采集电路准备就绪,定时器开始定时,等待固体功率控制器输出端电压信号触发,定时器停止定时,重复测试每一路输出端的接通时间,直至测量接通时间结束;
测试时,通过操作上位机,设置被测试固体功率控制器的参数,由工业控制计算机CPU通过CAN总线发送指令给固体功率控制器的输入端,固体功率控制器在接收到指令后,执行相应的触发信号,MCU通过控制接通时间采集电路、关断时间采集电路、偏置电流采样电路、漏电流采集电路、输出电压降采集电路、负载电流采集电路、负载电压采集电路、过流保护时间采集电路、采样分压电路、负载箱、负载电源分工协作,同时高速A/D采样电路便快速采样固体功率控制器的偏置电流、漏电流、输出电压降、负载电流、负载电压;测试装置发送完接通时间指令或关断时间指令的同时, MCU开启内部定时器,当检测到固体功率控制器输出端的采样分压电路产生压降,驱动电平触发电路,当MCU检测到触发信号时停止内部定时器,得到固体功率控制器的接通时间、关断时间或过流保护时间,CPU将采集到的数据分析处理显示在上位机软件中。
负载箱是针对测试设备专门定制的阻性功率负载。
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送断开时间测试指令,同时断开时间采集电路准备就绪,定时器开始定时,等待固体功率控制器输出端电压信号触发,定时器停止定时,重复测试每一路输出端的断开时间,直至测量断开时间结束;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送偏置电流测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和额定负载,偏置电流采集电路开始采集固体功率控制器输出电流,A/D采样电路持续20ms采样周期,重复测试每一路输出端的偏置电流,直至测量偏置电流结束;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送漏电流测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和额定负载,漏电流采集电路开始采集固体功率控制器输出漏电流,A/D采样电路持续20ms采样周期,重复测试每一路输出端的漏电流,直至测量漏电流结束;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送输出电压降测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和额定负载,输出电压降采集电路开始采集固体功率控制器输出电压降,A/D采样电路持续50ms采样周期,重复测试每一路输出端的输出电压降,直至测量输出电压降结束;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送负载电流测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和负载大小,负载电流采集电路开始采集固体功率控制器的输出端负载电流,A/D采样电路持续50ms采样周期,重复测试每一路输出端的负载电流,直至测量负载电流结束;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送负载电压测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和负载大小,负载电压采集电路开始采集固体功率控制器的输出端负载上的电压,A/D采样电路持续20ms采样周期,重复测试每一路输出端的负载电压,直至测量负载电压结束;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送过流保护时间测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和300%额定负载,过流保护时间采集电路开始采集固体功率控制器的输出端过流保护时间,A/D采样电路持续1ms采样周期,重复测试每一路输出端的过流保护时间,直至测量过流保护时间结束;
A/D采样电路采用12位高速A/D采样模块,经采样分压电路分压后的电压送入A/D采样电路,微型控制器MCU检测到固体功率控制器输出端电平信号变化时,MCU将计算固体功率控制器接通时间或关断时间;
所述检测固体功率控制器参数的装置通过软件和硬件结合的方式测量接通时间、关断时间;同时高速A/D采样电路便实时采样偏置电流、漏电流、输出电压降、负载电流、负载电压、过流保护时间等参数。在采样过程中MCU将采集到的数据分块存储至外部存储电路,在每个测试周期结束后,CPU再将MCU传送的数据进行处理判断显示在显示器上。
本发明的一种快速检测固体功率控制器参数的装置及方法,是在固体功率控制器的输入端发送CAN总线指令,测试装置自动匹配测试项目的负载电源电压、负载大小,测试装置自动查询固体功率控制器的产品ID信息、在线/离线状态,输出开关状态、短路保护状态、负载电流状态、负载电压状态、产品内部温度及过热保护状态;检测固体功率控制器的接通时间、关断时间、偏置电流、漏电流、输出电压降、负载电流、负载电压、过流保护时间等参数。
测试装置通过软件和硬件结合的方式测量接通时间、关断时间;同时高速A/D采样电路便实时采样偏置电流、漏电流、输出电压降、负载电流、负载电压、过流保护时间等参数。在采样过程中MCU将采集到的数据分块存储至外部存储电路,在每个测试周期结束后,CPU再将MCU传送的数据进行处理判断显示在显示器上。
本发明采用了工业控制计算机CPU和微型控制器MCU,一方面CPU通过CAN总线发送各种控制指令,固体功率控制器在接收到指令后,执行相应的触发信号,MCU通过控制接通时间采集电路、关断时间采集电路、偏置电流采样电路、漏电流采集电路、输出电压降采集电路、负载电流采集电路、负载电压采集电路、过流保护时间采集电路、采样分压电路、负载箱、负载电源、A/D采样电路采集各种参数。
测试时,通过操作上位机,设置被测试固体功率控制器的参数,由工业控制计算机CPU通过CAN总线发送指令给固体功率控制器的输入端,固体功率控制器在接收到指令后,执行相应的触发信号,MCU通过控制接通时间采集电路、关断时间采集电路、偏置电流采样电路、漏电流采集电路、输出电压降采集电路、负载电流采集电路、负载电压采集电路、过流保护时间采集电路、采样分压电路、负载箱、负载电源分工协作,同时高速A/D采样电路便快速采样固体功率控制器的偏置电流、漏电流、输出电压降、负载电流、负载电压;测试装置发送完接通时间指令或关断时间指令的同时, MCU开启内部定时器,当检测到固体功率控制器输出端的采样分压电路产生压降,驱动电平触发电路,当MCU检测到触发信号时停止内部定时器,得到固体功率控制器的接通时间、关断时间或过流保护时间,CPU将采集到的数据分析处理显示在上位机软件中。
本发明可对2组输出的固体功率控制器、4组输出的固体功率控制器或8组输出的固体功率控制器进行产品ID信息、在线/离线状态,输出开关状态、短路保护状态、负载电流状态、负载电压状态、产品内部温度及过热保护状态查询、对接通时间、关断时间、偏置电流、漏电流、输出电压降、负载电流、负载电压、过流保护时间等参数进行快速检测,并且本发明填补了国内有关固体功率控制器快速检测的空白,其上位机具有友好的人机界面,操作简单,用户可使用鼠标操作上位机软件对固体功率控制器的参数进行检测,测试结束后,可将检测结果打印成报表。
本发明的是工业控制计算机CPU通过CAN总线发送指令给固体功率控制器的输入端,固体功率控制器在接收到指令后,执行相应的触发信号,MCU通过控制接通时间采集电路、关断时间采集电路、偏置电流采样电路、漏电流采集电路、输出电压降采集电路、负载电流采集电路、负载电压采集电路、过流保护时间采集电路、采样分压电路、负载箱、负载电源分工协作,同时高速A/D采样电路便快速采样固体功率控制器的偏置电流、漏电流、输出电压降、负载电流、负载电压;测试装置发送完接通时间指令或关断时间指令的同时, MCU开启内部定时器,当检测到固体功率控制器输出端的采样分压电路产生压降,驱动电平触发电路,当MCU检测到触发信号时停止内部定时器,得到固体功率控制器的接通时间、关断时间或过流保护时间,CPU将采集到的数据分析处理显示在上位机软件中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种检测固体功率控制器参数的装置,其特征在于,包括接通时间采集电路、关断时间采集电路、偏置电流采样电路、漏电流采集电路、输出电压降采集电路、负载电流采集电路、负载电压采集电路、过流保护时间采集电路、采样分压电路、负载匹配控制电路、负载电源、A/D采样电路、微型控制器MCU、CAN总线收发器、液晶显示器、通讯接口电路、过流控制电路;所述微型控制器MCU分别电性连接接通时间采集电路、关断时间采集电路、偏置电流采样电路、漏电流采集电路、输出电压降采集电路、负载电流采集电路、负载电压采集电路、过流保护时间采集电路、采样分压电路、负载匹配控制电路、负载电源、A/D采样电路、CAN总线收发器、液晶显示器、通讯接口电路、过流控制电路;
所述检测固体功率控制器参数的装置的输入端发送CAN总线指令,测试装置自动匹配测试项目的负载电源电压、负载大小,测试装置自动查询固体功率控制器的产品ID信息、在线/离线状态,输出开关状态、短路保护状态、负载电流状态、负载电压状态、产品内部温度及过热保护状态;检测固体功率控制器的接通时间、关断时间、偏置电流、漏电流、输出电压降、负载电流、负载电压、过流保护时间的参数;
所述过流保护时间采集电路主要包括光电耦合器U2、U8、U11,多路模拟开关U10、U14,光电耦合器U11分别电性连接多路模拟开关U10、U14;
所述A/D采样电路主要包括模数转换芯片U21及其外围电路;
所述过流控制电路主要包括光电耦合器U34、U35,555定时器电路,及继电器电路,光电耦合器U34一端连接过流输入信号,另一端连接555定时器电路,555定时器电路输出端连接光电耦合器U35,光电耦合器U35的另一端连接继电器电路;
检测固体功率控制器参数的方法,其特征在于,包括以下步骤:
测试时,通过操作上位机,设置被测试固体功率控制器的参数,由工业控制计算机CPU通过CAN总线向固体功率控制器发送指令,上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送查询指令,检测装置根据查询指令内容的不同,自动匹配负载电源电压和负载大小,固体功率控制器的输入电路通过CAN总线收发器接收指令并解析,控制触发电路工作,MCU将查询产品ID信息、在线/离线状态,输出开关状态、短路保护状态、负载电流状态、负载电压状态、产品内部温度及过热保护状态,并将检测结果通过发送给CPU;上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送接通时间测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和额定负载,同时接通时间采集电路准备就绪,定时器开始定时,等待固体功率控制器输出端电压信号触发,定时器停止定时,重复测试每一路输出端的接通时间,直至测量接通时间结束;
测试时,通过操作上位机,设置被测试固体功率控制器的参数,由工业控制计算机CPU通过CAN总线发送指令给固体功率控制器的输入端,固体功率控制器在接收到指令后,执行相应的触发信号,MCU通过控制接通时间采集电路、关断时间采集电路、偏置电流采样电路、漏电流采集电路、输出电压降采集电路、负载电流采集电路、负载电压采集电路、过流保护时间采集电路、采样分压电路、负载箱、负载电源分工协作,同时高速A/D采样电路便快速采样固体功率控制器的偏置电流、漏电流、输出电压降、负载电流、负载电压;测试装置发送完接通时间指令或关断时间指令的同时,MCU开启内部定时器,当检测到固体功率控制器输出端的采样分压电路产生压降,驱动电平触发电路,当MCU检测到触发信号时停止内部定时器,得到固体功率控制器的接通时间、关断时间或过流保护时间,CPU将采集到的数据分析处理显示在上位机软件中;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送断开时间测试指令,同时断开时间采集电路准备就绪,定时器开始定时,等待固体功率控制器输出端电压信号触发,定时器停止定时,重复测试每一路输出端的断开时间,直至测量断开时间结束;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送偏置电流测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和额定负载,偏置电流采集电路开始采集固体功率控制器输出电流,A/D采样电路持续20ms采样周期,重复测试每一路输出端的偏置电流,直至测量偏置电流结束;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送漏电流测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和额定负载,漏电流采集电路开始采集固体功率控制器输出漏电流,A/D采样电路持续20ms采样周期,重复测试每一路输出端的漏电流,直至测量漏电流结束;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送输出电压降测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和额定负载,输出电压降采集电路开始采集固体功率控制器输出电压降,A/D采样电路持续50ms采样周期,重复测试每一路输出端的输出电压降,直至测量输出电压降结束;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送负载电流测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和负载大小,负载电流采集电路开始采集固体功率控制器的输出端负载电流,A/D采样电路持续50ms采样周期,重复测试每一路输出端的负载电流,直至测量负载电流结束;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送负载电压测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和负载大小,负载电压采集电路开始采集固体功率控制器的输出端负载上的电压,A/D采样电路持续20ms采样周期,重复测试每一路输出端的负载电压,直至测量负载电压结束;
上位机通过CAN总线给固体功率控制器发送过流保护时间测试指令,检测装置自动匹配负载电源电压和300%额定负载,过流保护时间采集电路开始采集固体功率控制器的输出端过流保护时间,A/D采样电路持续1ms采样周期,重复测试每一路输出端的过流保护时间,直至测量过流保护时间结束;
A/D采样电路采用12位高速A/D采样模块,经采样分压电路分压后的电压送入A/D采样电路,微型控制器MCU检测到固体功率控制器输出端电平信号变化时,MCU将计算固体功率控制器接通时间或关断时间;
所述检测固体功率控制器参数的装置通过软件和硬件结合的方式测量接通时间、关断时间;同时高速A/D采样电路便实时采样偏置电流、漏电流、输出电压降、负载电流、负载电压、过流保护时间等参数;在采样过程中MCU将采集到的数据分块存储至外部存储电路,在每个测试周期结束后,CPU再将MCU传送的数据进行处理判断显示在显示器上。
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