CN113985087B - 开关熔焊模拟电路及其控制方法、系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种开关熔焊模拟电路及其控制方法、系统。开关熔焊模拟电路具有第一连接端和第二连接端，第一连接端和所述第二连接端用于连接试样开关；所述开关熔焊模拟电路包括：储能电路和浪涌调节电路；所述储能电路的第一输出端与所述第一连接端连接，所述储能电路的第二输出端与所述浪涌调节电路的一端连接，所述浪涌调节电路的另一端与所述第二连接端连接；其中，所述储能电路用于存储电能，以在所述试样开关导通时，在所述第一输出端和所述第二输出端之间形成电流通路；所述浪涌调节电路用于控制流经所述电流通路中的浪涌电流参数，所述浪涌调节电路的阻值可调，且所述浪涌调节电路的阻值根据熔焊所述试样开关所需的浪涌电流参数确定。

Description

开关熔焊模拟电路及其控制方法、系统

技术领域

本公开涉及开关技术领域，特别涉及一种开关熔焊模拟电路及其控制方法、系统。

背景技术

随着发光二极管(light emitting diode，LED)技术的成熟，LED灯具应用的日益广泛。

LED灯具在开关接通瞬间会产生一个很大的启动电流，这个很大的启动电流也称为浪涌电流，浪涌电流可以达到LED灯具的稳态电流的数百倍，容易导致LED灯具所连接的开关被烧坏，甚至开关的触头熔化焊死(或也称为粘死)，开关不能分断。

为了对开关进行改进，避免开关的触头出现熔化焊死(熔焊)的情况，需要先对开关的触头熔焊的现象进行研究。

发明内容

本公开实施例提供了一种开关熔焊模拟电路及其控制方法、系统。

本公开至少一实施例提供了一种开关熔焊模拟电路，所述开关熔焊模拟电路具有第一连接端和第二连接端，所述第一连接端和所述第二连接端用于连接试样开关；所述开关熔焊模拟电路包括：储能电路和浪涌调节电路；

所述储能电路的第一输出端与所述第一连接端连接，所述储能电路的第二输出端与所述浪涌调节电路的一端连接，所述浪涌调节电路的另一端与所述第二连接端连接；

其中，所述储能电路用于存储电能，以在所述试样开关导通时，在所述第一输出端和所述第二输出端之间形成电流通路；

所述浪涌调节电路用于控制流经所述电流通路中的浪涌电流参数，所述浪涌调节电路的阻值可调，且所述浪涌调节电路的阻值根据熔焊所述试样开关所需的浪涌电流参数确定。

可选地，所述浪涌调节电路，包括：

多个并联的调节支路，每个所述调节支路包括调节电阻，至少一个所述调节支路还包括与所述调节电阻串联的第一控制开关。

可选地，每个所述调节支路均包括与所述调节电阻串联的第一控制开关，且多个所述调节支路中至少两个所述调节电阻的阻值不同。

可选地，所述储能电路还具有两个输入端，且所述储能电路包括：

储能子电路，分别与所述两个输入端、所述第一输出端及所述第二输出端连接，所述储能子电路用于基于所述两个输入端接收到的直流电存储电能。

可选地，所述储能子电路包括：

多个并联的储能支路，每个所述储能支路包括储能电容，至少一个所述储能支路还包括与所述储能电容串联的第二控制开关。

可选地，每个所述储能支路均包括与所述储能电容串联的第二控制开关，且多个所述储能支路中至少两个所述储能电容的容量不同。

可选地，所述储能电路，还包括：

充电限流子电路，连接在所述两个输入端中的一个输入端和所述储能子电路之间，所述充电限流子电路包括多个并联的限流电阻。

可选地，所述储能电路，还包括：

第一开关，连接在所述两个输入端中的一个输入端和所述储能子电路之间，所述第一开关用于控制所述输入端与所述储能子电路之间的通断。

可选地，所述储能电路，还包括：第二开关和放电电阻；

所述第二开关和所述放电电阻串联在所述两个输入端之间，所述第二开关用于控制所述两个输入端之间的通断；

其中，在所述第二开关导通时，所述储能子电路存储的电能通过所述放电电阻释放。

可选地，所述开关熔焊模拟电路，还包括：

整流电路，分别与交流电源和所述两个输入端电连接，所述整流电路用于对所述交流电源提供的交流电进行整流，并向所述储能子电路提供所述直流电。

可选地，所述开关熔焊模拟电路，还包括：

调压电路，分别与所述整流电路和所述交流电源电连接，所述调压电路用于调节所述交流电源输出的交流电的电压。

本公开至少一实施例提供了一种开关熔焊模拟系统，其特征在于，所述系统包括：控制电路，以及如前任一所述的开关熔焊模拟电路；

其中，所述控制电路与所述浪涌调节电路连接，所述控制电路，用于：

在所述试样开关断开时，根据熔焊所述试样开关所需的浪涌电流参数，将所述浪涌调节电路的阻值调节为目标阻值。

可选地，所述开关熔焊模拟电路中的储能电路用于基于接收到的直流电存储电能；所述控制电路还用于：

在所述储能电路存储电能的过程中，若检测到所述储能电路的两个输出端之间的电压达到目标电压，则控制所述试样开关导通；或者，

在所述储能电路存储电能的过程中，若检测到所述储能电路存储电能的时长达到目标时长，则控制所述试样开关导通。

可选地，所述控制电路，还用于：基于所述所需的浪涌电流参数，从浪涌电流参数、容量和阻值的映射关系中，确定与所述所需的浪涌电流参数对应的所述目标阻值和所述储能电路的目标容量；将所述储能电路的容量调节为目标容量。

可选地，所述开关熔焊模拟电路中的储能电路包括多个并联的储能支路，每个所述储能支路包括储能电容，至少一个所述储能支路还包括与所述储能电容串联的第二控制开关；所述系统还包括：

晶闸管，分别与所述第一连接端和所述第二连接端连接，所述晶闸管导通时，所述开关熔焊模拟电路中的储能电路的第一输出端和第二输出端之间形成电流通路；

采样电阻，串联在所述电流通路中；

所述控制电路用于在所述试样开关导通时，控制所述晶闸管断开，且还用于在控制所述储能电路的容量为标定容量，控制所述浪涌调节电路的阻值为标定阻值，控制所述晶闸管导通，并在所述试样开关断开后，检测流经所述采样电阻的浪涌电流的标定浪涌电流参数，并在所述映射关系中记录所述标定浪涌电流参数、所述标定容量和所述标定阻值的对应关系。

本公开至少一实施例提供了一种开关熔焊模拟控制方法，所述方法用于控制如前任一所述的开关熔焊模拟电路，所述方法包括：

在所述试样开关断开时，根据熔焊所述试样开关所需的浪涌电流参数，将所述浪涌调节电路的阻值调节为目标阻值；

控制所述试样开关导通。

可选地，所述开关熔焊模拟电路中的储能电路用于基于接收到的直流电存储电能；

控制所述试样开关导通，包括：

在所述储能电路存储电能的过程中，若检测到所述储能电路的两个输出端之间的电压达到目标电压，则控制所述试样开关导通；或者，

在所述储能电路存储电能的过程中，若检测到所述储能电路存储电能的时长达到目标时长，则控制所述试样开关导通。

可选地，所述方法还包括：

基于所述所需的浪涌电流参数，从浪涌电流参数、容量和阻值的映射关系中，确定与所述所需的浪涌电流参数对应的所述目标阻值和所述储能电路的目标容量；将所述储能电路的容量调节为目标容量。

可选地，所述开关熔焊模拟电路中的储能电路包括多个并联的储能支路，每个所述储能支路包括储能电容，至少一个所述储能支路还包括与所述储能电容串联的第二控制开关；所述第一连接端和所述第二连接端之间连接晶闸管，所述晶闸管导通时，所述开关熔焊模拟电路中的储能电路的第一输出端和第二输出端之间形成电流通路；所述电流通路中串联采样电阻；

所述方法还包括：

在所述试样开关导通时，控制所述晶闸管断开；

在控制所述储能电路的容量为标定容量，控制所述浪涌调节电路的阻值为标定阻值，控制所述晶闸管导通，并在所述试样开关断开后，检测流经所述采样电阻的浪涌电流的标定浪涌电流参数，并在所述映射关系中记录所述标定浪涌电流参数、所述标定容量和所述标定阻值的对应关系。

附图说明

图1是本公开至少一实施例提供的一种开关熔焊模拟电路的结构示意图；

图2是本公开至少一实施例提供的一种开关熔焊模拟电路的电路图；

图3是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟电路的电路图；

图4是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟电路的电路图；

图5是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟电路的电路图；

图6是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟电路的结构示意图；

图7是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟电路的电路图；

图8是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟电路的结构示意图；

图9是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟电路的电路图；

图10是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟电路的电路图；

图11是本公开至少一实施例提供的一种开关熔焊模拟系统的结构示意图；

图12是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟系统的结构示意图；

图13是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟系统的电路图；

图14是本公开至少一实施例提供的一种开关熔焊模拟电路控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本公开的原理和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

为了对开关进行改进，避免开关的触头在接通瞬间出现熔化焊死(熔焊)的情况，通常需要先对开关的触头熔焊的现象进行研究。比如，在开关的触头焊死后，确定分离焊死的触头所需的分离力。进而以减小该分离力为目标，逐渐改善开关的制造工艺和材料等，最终实现开关在接通瞬间不会被焊死。

但是，在实际使用过程中，开关的触头出现熔焊现象随机性强，主要是与开关接通瞬间的交流电的相位角相关。当接通瞬间的相位角为90゜时，开关承受的浪涌电流最大，最容易焊死；当接通瞬间的相位角为0゜时，开关承受的浪涌电流为0，则开关不会被焊死。除此之外，由于用户在安装LED灯具时常常超载，以及市场上的LED灯具质量参差不齐等情况，进一步使得同样功率的LED灯具的浪涌电流相差数倍之多。面对这些情况，开关熔焊现象随机不可控，即使在实验室的随机性也很大，造成研究开关熔焊问题十分困难，更是难以解决开关熔焊。

其中，浪涌(或称为电涌)电流是指开关接通瞬间或是在电路出现异常情况下产生的远大于稳态电流的峰值电流或过载电流。

图1是本公开至少一实施例提供的一种开关熔焊模拟电路的结构示意图。参见图1，开关熔焊模拟电路具有第一连接端A1和第二连接端A2，第一连接端A1和第二连接端A2用于连接试样开关1；开关熔焊模拟电路包括储能电路10、试样开关1和浪涌调节电路20。

其中，储能电路10的第一输出端B1与第一连接端A1连接，储能电路10的第二输出端B2与浪涌调节电路20的一端连接，浪涌调节电路20的另一端与第二连接端A2连接；

储能电路10用于存储电能，以在试样开关1导通时，在第一输出端和第二输出端之间形成电流通路；

用于控制流经电流通路中的浪涌电流参数，浪涌调节电路20的阻值可调，且浪涌调节电路20的阻值根据熔焊试样开关1所需的浪涌电流参数确定。

这里，熔焊试样开关1所需的浪涌电流参数可以是开关产品需要满足的浪涌电流参数，开关产品需要满足的浪涌电流参数是指开关产品在该浪涌电流参数下不会发生熔焊。不同的开关产品需要满足的浪涌电流参数可以不同，从而形成不同规格的开关产品。

而不同规格的开关产品的浪涌电流参数可以根据其所应用的场景确定，例如，不同规格的开关产品应用在不同功率的LED使用场景中，比如功率大的LED，所需的开关产品对应的浪涌电流参数大。当然，这里的LED只是负载的一种，本公开所提到的开关产品可以应用在各种负载的使用中。

其中，浪涌电流参数可以包括峰值电流I_peak和能量参数I²t中的至少一种。其中，峰值电流I_peak是指开关接通后的最大电流。浪涌电流可以是指电流高于K％I_peak的时间段内的电流，其中，K为小于100的正数，例如K的取值为10。I²t是这个时间段内电流平方的累积，t为该时间段的时长。

在本公开实施例中，试样开关通过第一连接端和第二连接端连接到开关熔焊模拟电路中。开关熔焊模拟电路通过储能电路进行电能存储，在试样开关接通瞬间产生浪涌电流。通过调节浪涌调节电路的阻值，控制浪涌电流参数，获得熔焊试样开关所需的浪涌电流，从而完成熔焊模拟试验。该开关熔焊模拟电路能够根据需要提供稳定的浪涌电流，进而解决了开关的触头出现熔焊现象随机性强的问题，为研究开关熔焊问题打下了基础。

在本公开实施例中，开关熔焊模拟电路能够通过第一连接端和第二连接端与不同的试样开关连接，从而实现对不同试样开关的熔焊模拟。

在一些可能的实现方式中，开关熔焊模拟电路的两个连接端和试样开关可以采用可拆卸的方式连接。例如，第一连接端和第二连接端为插装端子，试样开关的两端能够与两个插装端子进行插装。在另一些可能的实现方式中，开关熔焊模拟电路的两个连接端和试样开关可以采用焊接等方式连接。本公开对开关熔焊模拟电路的两个连接端和试样开关的连接方式不做过多限定。

在本公开实施例中，储能电路10可以为充电式储能电路10，储能电路10也可以为不可充电式储能电路10。

在一些可能的实现方式中，储能电路10包括可充电的储能器件，例如储能电容，由于储能电路10可充电，因而可以利用同一储能电路10反复多次地进行开关熔焊模拟，一方面增加模拟准确性，另一方面节省成本。

在另一些可能的实现方式中，储能电路10包括不可充电的储能器件，例如干电池等。

下面结合图2对充电式储能电路10进行说明：

图2是本公开至少一实施例提供的一种开关熔焊模拟电路的电路图。参见图2：储能电路10还具有两个输入端C1和C2，且储能电路10，包括：

储能子电路11，分别与两个输入端C1和C2、第一输出端B1及第二输出端B2连接，储能子电路11用于基于两个输入端接收到的直流电存储电能。

通过储能子电路11接收直流电并进行存储，从而为后续开关熔焊模拟提供稳定的浪涌电流。

再次参见图2，储能子电路11包括：

多个并联的储能支路110，每个储能支路110包括储能电容111，至少一个储能支路110还包括与储能电容111串联的第二控制开关112，通过第二控制开关控制连入电路的储能电容的数量，从而控制储能电路的容量大小。

如图2所示，储能子电路11包括多个储能支路110。每个储能支路110均包括与储能电容111串联的第二控制开关112。通过在每个储能支路110中设置一个第二控制开关112，从而能够控制每个储能支路是否接入开关熔焊模拟电路，从而能够实现更多电容组合，得到更多容量不同的储能子电路11，使得该开关熔焊模拟电路能够提供多种不同规格的浪涌电流参数用于模拟试验，提高了该开关熔焊模拟电路能够模拟的范围。

在其他实现方式中，可以存在部分储能支路110中仅存在储能电容111而不包括第二控制开关112，这样，这部分储能支路110无法被控制，一直接入在电路中。

在图2所示的实现方式中，每个储能支路110中的储能电容111的数量均为1个。

在其他实现方式中，可以存在至少部分储能支路110中的储能电容111的数量可以多于1个，例如一个储能支路110中具有多个并联或串联的储能电容111。

可选地，多个储能支路110中至少两个储能电容111的容量不同。存在不同容量的储能电容，使得能够组合出的容量大小种类更多。

在一些可能的实现方式中，多个储能电容111中任意两个储能电容111的容量大小不相等，从而能够通过控制各个储能支路的接入与否，得到更多储能电容111组合，实现储能电路容量大小的多样性。

示例性地，储能电路10包括11个储能支路110，11个储能支路110中的储能电容分别记为C₁～C₁₁，储能电容C₁～C₁₁的容量大小如下表1所示，单位：微法μF：

在另一些可能的实现方式中，多个储能电容111中至少存在2个容量大小相等的储能电容111。

在其他实现方式中，多个储能电容111的容量大小全部相等。

再次参见图2，浪涌调节电路20，包括：

多个并联的调节支路21，每个调节支路21包括调节电阻211，至少一个调节支路21还包括与调节电阻211串联的第二控制开关212。通过第二控制开关可以控制连入开关熔焊模拟电路的调节电阻的数量，从而控制浪涌调节电路的阻值大小，进而控制电路的浪涌电流参数。

如图2所示，浪涌调节电路20包括4个调节支路21，其中部分调节支路21仅包括调节电阻211，其他调节支路21包括调节电阻211和第一控制开关212。图2中示出的4个调节支路21仅为示例，在其他实施例中，浪涌调节电路20可以包括更多或更少的调节支路21。

图3是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟电路的电路图。参见图3：每个调节支路21均包括与调节电阻211串联的第一控制开关212，从而能够控制每个调节支路是否接入，能够实现更多电阻组合，得到更多阻值不同的浪涌调节电路20。

在图2所示的实现方式中，每个调节支路21中的调节电阻211的数量均为1个。

在其他实现方式中，可以存在至少部分调节支路21中的调节电阻211的数量可以多于1个，例如一个调节支路21中具有多个并联或串联的调节电阻211。

在一些可能的实现方式中，多个调节电阻211的阻值大小全部相等。

在另一些可能的实现方式中，多个调节支路21中至少两个调节电阻211的阻值不同。例如，任意两个调节电阻211的阻值不同。

示例性地，任一个调节电阻211的阻值范围为0.05～0.5Ω。

虽然通过控制充电时加载至储能电路的电压，能够调节储能电路放电时的浪涌电流，但基于能量公式Q＝CU²/2可知，增大充电时加载至储能电路的电压会大幅增加储能电路的储能能量，储能电路的储能能量增大导致充电时间的增加。这里通过调整浪涌调节电路20的阻值来调整浪涌电流(以峰值为例I_peak＝U/R，浪涌调节电路20的阻值和浪涌电流参数负相关)，而不影响储能电路的储能能量。

其中，Q是储能电路的储能能量，C是储能电路的容量，U是储能电路的电压，R是电流通路的电阻。

图4是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟电路的电路图。参见图4：储能电路10，还包括：

充电限流子电路12，连接在两个输入端C1和C2中的一个输入端和储能子电路11之间。

在该实现方式中，通过在储能电路的输入端和储能子电路之间设置充电限流子电路，从而限制电源给储能电路充电的电流，从而保证充电安全。

在一些可能的实现方式中，充电限流子电路12包括多个并联的限流电阻121，例如图4所示的，充电限流子电路12包括4个限流电阻。通过设置多个电阻来作为充电限流子电路，能够保证充电限流子电路的散热能力。

示例性地，任一个限流电阻121的阻值范围为100～1000Ω。

在另一些可能的实现方式中，充电限流子电路12也可以包括更多或更少的限流电阻，例如充电限流子电路12仅包括一个限流电阻。

图5是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟电路的电路图。参见图5：储能电路10，还包括：

第一开关13，连接在两个输入端中的一个输入端和储能子电路11之间，第一开关13用于控制输入端与储能子电路11之间的通断。

在储能电路的输入端和储能子电路之间设置第一开关来控制输入端和储能子电路之间的通断，从而控制电源是否给储能子电路充电。

如图5所示，储能电路10包括两个第一开关13，两个第一开关13分别设置在储能电路的两个输入端上，两个第一开关13可以为常开开关。

在其他实现方式中，储能电路10也可以仅包括一个第一开关13。

再次参见图5，储能电路10，还包括：第二开关14和放电电阻15.

第二开关14和放电电阻15串联在两个输入端之间，第二开关14用于控制两个输入端之间的通断；

其中，在第二开关14导通时，储能子电路11存储的电能通过放电电阻15释放。

如图5所示，在储能电路的两个输入端之间串联第二开关14和放电电阻15，在开关熔焊模拟试验完成后，如果储能电路中还存有多余电荷，则可以接通放电电阻来放电，从而避免试验完成后拆卸试样开关时触电，保证安全性。

其中，第二开关14可以为常闭开关。

示例性地，放电电阻15的阻值范围为100～1000Ω。

在一些可能的实施例中，第一开关13和第二开关14可以采用同一个继电器实现，例如，继电器包括两个第一开关13和一个第二开关14。

在一些可能的实施例中，给储能电路提供充电的电源为直流电源。在另一些可能的实现方式中，给储能电路提供充电的电源为交流电源，从而使得本公开提供的开关熔焊模拟电路可以通过市电供电。在采用交流电源供电时，该开关熔焊模拟电路还包括整流电路。

图6是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟电路的结构示意图。参见图6，整流电路30，分别与交流电源和两个输入端电连接，整流电路30用于对交流电源提供的交流电进行整流，并向储能子电路11提供直流电。

示例性地，交流电源为220V市电，采用市电作为该电路的电源，通过整流提供给试样开关进行熔焊模拟试验。与开关在实际工作场景下，市电经过自整流负载(self bridgerectifier load，SBL)的整流后经过开关的场景相似度高，从而保证该开关熔焊模拟电路对试样开关的熔焊模拟更真实。

图7是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟电路的电路图。参见图7：

整流电路30采用桥式整流电路实现，桥式整流电路的两个输入端分别连接交流电源的N线(零线)和L线(火线)，桥式整流电路的两个输出端分别通过充电限流子电路12和第一开关13连接到储能子电路11的两端，从而实现桥式全波整流。

图8是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟电路的结构示意图。参见图8，开关熔焊模拟电路，还包括：

调压电路40，分别与整流电路30和交流电源电连接，调压电路40用于调节交流电源输出的交流电的电压。

在一些可能的实现方式中，调压电路40输出到整流电路30的电压是固定值，例如交流电源为220V，经过调压电路40输出到整流电路30的电压为280V。

在另一些可能的实现方式中，在确定试验所需的浪涌电流参数后，根据试验所需的浪涌电流参数确定调压电路输出的电压大小。通常，试验所需的浪涌电流参数与调压电路输出的电压大小成正比。

图9是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟电路的电路图。参见图9：调压电路40为调压器。

可选地，该调压器的两个输入端分别通过2个开关K₁₁和K₁₂连接到交流电源。

图10是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟电路的电路图。参见图10，开关熔焊模拟电路，第一电压表V₁。

第一电压表V₁的两端分别与第一输出端和第二输出端电连接，第一电压表V₁用于检测储能电路10在充电过程中的电压变化。

示例性地，根据电压检测电路确定储能子电路在充电过程中的电压，在充电过程中储能子电路的电压达到目标值时，才控制试样开关闭合，以保证模拟时I_peak及I²t精度。

例如，试样开关通过自动化控制，在第一电压表检测到的电压达到目标值时才控制试样开关闭合，开始模拟，否则不启动模拟。

可选地，该开关熔焊模拟电路还可以包括第二电压表V₂，第二电压表的两端连接在调压器的两个输出端上，用于检测调压后的电压大小，使得可以根据调压后的电压大小对调压器进行控制，从而使得调压器输出需要的电压大小。

可选地，如图10所示，该开关熔焊模拟电路还可以包括电流表A，该电流表A串联在储能电路10的两个输出端之间，用于测试该两个输出端之间的电流通路的电流值。该电流值能够表征储能电路的两个输出端之间的电流通路的通断。测试人员可以基于电流表的电流值确定储能电路的两个输出端之间的电流通路的通断。

以图10的电路为例，介绍开关熔焊模拟电路的在模拟时的工作过程。该开关熔焊模拟电路在工作时，先根据需要的浪涌电流参数，确定调压电路40所需输出的电压大小、储能电路10的容量和浪涌调节电路20的阻值。之后，基于确定出的上述数据，调节调压电路40的参数、储能电路10中各储能支路的开关的通断状态以及浪涌调节电路20中各调节支路的开关通断状态。上述调节完成后，闭合开关K₁₁、K₁₂及两个第一开关13。交流电经过调压电路40调压，并经过整流电路30整流之后，经过充电限流子电路12进入储能子电路11中，并为储能子电路11充电。根据第一电压表确定储能子电路11的充电电压是否达到目标值，在储能子电路11的充电电压达到目标值时，断开K₁₁和K₁₂。控制试样开关1导通，试样开关1在浪涌电流作用下熔焊。在熔焊模拟完成后，闭合第二开关14，通过放电电阻15放电，将剩余电量放尽。

值得说明的是，上述对于开关熔焊模拟电路的控制，可以完全由人工完成，也可以完全由控制电路完成，也可以由人工和控制电路合作完成。

图11是本公开至少一实施例提供的一种开关熔焊模拟系统的结构示意图。参见图11，该系统包括：控制电路2和开关熔焊模拟电路3，开关熔焊模拟电路3如图1至图12任一幅所示。

其中，控制电路2与浪涌调节电路20连接，控制电路2，用于：

在试样开关1断开时，根据熔焊试样开关1所需的浪涌电流参数，将浪涌调节电路20的阻值调节为目标阻值。

可选地，控制电路2还与连接在开关熔焊模拟电路3中的试样开关1连接，控制电路2还用于控制试样开关1导通。

在该实施例中，通过控制电路根据熔焊试样开关1所需的浪涌电流参数，将浪涌调节电路20的阻值调节为目标阻值，然后在导通试样开关，从而获得熔焊试样开关所需的浪涌电流，从而完成熔焊模拟试验。该开关熔焊模拟电路能够根据需要提供稳定的浪涌电流，进而解决了开关的触头出现熔焊现象随机性强的问题，为研究开关熔焊问题打下了基础。

示例性地，开关熔焊模拟电路3中的储能电路10用于基于接收到的直流电存储电能；控制电路2用于：

在储能电路10存储电能的过程中，若检测到储能电路10的两个输出端之间的电压达到目标电压，则控制试样开关1导通；或者，

在储能电路10存储电能的过程中，若检测到储能电路10存储电能的时长达到目标时长，则控制试样开关1导通。

这里提供了两种方式来判断是否导通试样开关1进行模拟试验，一种是在储能电路10的两个输出端之间的电压达到目标电压时，判断可以进行模拟试验，另一种是根据充电时间，在稳定充电状态下，充电时间和储能电路10的两个输出端之间的电压具有映射关系，因此在充电时间达到目标时长时，储能电路10的两个输出端之间的电压也达到目标电压，进而判断可以进行模拟试验。

示例性地，控制电路2，还用于：基于所需的浪涌电流参数，从浪涌电流参数、容量和阻值的映射关系中，确定与所需的浪涌电流参数对应的目标阻值和储能电路10的目标容量；将所述储能电路10的容量调节为目标容量。通过控制电路对储能电路10的电容和浪涌调节电路20的状态进行控制，从而使得整个开关熔焊模拟电路产生模拟试验所需的浪涌电流。

如前，在开关熔焊模拟电路3中，储能电路10包括多个并联的储能支路110，每个储能支路110包括储能电容111，至少一个储能支路110还包括与储能电容111串联的第二控制开关112。

图12是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟系统的结构示意图。参见图12，该系统还包括晶闸管50和采样电阻60。

晶闸管50分别与第一连接端和第二连接端连接，晶闸管50导通时，开关熔焊模拟电路3中的储能电路10的第一输出端和第二输出端之间形成电流通路；

采样电阻60串联在电流通路中；

控制电路2用于在试样开关1导通时，控制晶闸管50断开，且还用于在控制储能电路10的容量为标定容量，控制浪涌调节电路20的阻值为标定阻值，控制晶闸管50导通，并在试样开关1断开后，检测流经采样电阻60的浪涌电流的标定浪涌电流参数，并在映射关系中记录标定浪涌电流参数、标定容量和标定阻值的对应关系。

其中，试样开关1导通可以由控制电路2来控制，也可以由人工来控制。

在本公开实施例中，控制电路2可以通过多次标定，得到多组对应关系，也即该映射关系中可以包括多组标定浪涌电流参数、标定容量和标定阻值的对应关系。在不同的标定过程中，标定容量和标定阻值中的至少一个不同，通过多次标定获得多组不同的对应关系。

在该实现方式中，通过晶闸管替代试样开关，能够在正式开始开关熔焊模拟之前，先根据设置的储能电路10的容量和浪涌调节电路20的阻值，检测流经采样电阻60的浪涌电流的标定浪涌电流参数，进而确定出映射关系中的标定浪涌电流参数、标定容量和标定阻值的对应关系，从而可以在后续开关熔焊模拟时，根据该映射关系进行储能电路10的容量和浪涌调节电路20的阻值设置。

可选地，上述映射关系还可以包括试标定浪涌电流参数与调压电路输出的电压大小的对应关系，这里不做赘述。

在上述确定映射关系的过程中，并未直接使用试样开关，而是采用晶闸管来实现，因为晶闸管是电子开关，不会产生电弧、内阻小且稳定，能够保证检测的准确性。在标定阶段，采用晶闸管替代试样开关，标定得到的I_peak的波动量精度可达±1％。另外，由于晶闸管也成称为为可控硅，而这里可控硅的作用是帮助浪涌检测电路完成一段时间内浪涌电流参数的计量，因此也可以称为计量可控硅。

图13是本公开至少一实施例提供的另一种开关熔焊模拟系统的电路图。该系统中开关熔焊模拟电路示意图10的结构为例，参见图13：

晶闸管50的源极和漏极分别和试样开关1的两端连接，晶闸管50的栅极G是控制端，通过给栅极G施加导通电平或截止电平从而能够使得晶闸管50导通过断开。

如图13所示，该开关熔焊模拟电路还可以包括两个第三控制开关K₄₁，两个第三控制开关K₄₁分别连接在晶闸管50和试样开关1之间。在进行映射关系的确定时，两个第三控制开关K₄₁导通，在进行试样开关的熔焊模拟时，两个第三控制开关K₄₁断开。通过两个第三控制开关K₄₁保证在熔焊模拟时晶闸管50不会对产生影响。

示例性地，采样电阻60的阻值范围为5～200mΩ。

再次参见图13，控制电路2可以包括浪涌检测电路70和控制子电路80。其中，浪涌检测电路70负责检测浪涌电流。控制子电路80用于确定映射关系。

示例性地，浪涌检测电路70可以采用示波器实现。示波器通过采集采样电阻两端的电压信号，再通过示波器内部程序计算出国标提出的两个浪涌电流参数：峰值电流I_peak和能量参数I²t。I²t是一段时间内电流平方的累积，这段时间可以是浪涌电流的持续时间，浪涌电流的持续时间可以是电流高于10％I_peak的时间段。采用这两个参数作为计量浪涌电流的标准。需要说明的是，在前述调节过程中，通过调节浪涌调节电路20的电阻改变峰值电流I_peak很容易理解，而改变储能电路10容量大小，实际改变的是储能电路的内阻，从而也能一定程度改变峰值电流I_peak。另外，改变储能电路10容量大小还能改变浪涌电流的持续时间t，从而改变系数I²t。

在确定出上述映射关系后，可以确定在需求不同的峰值电流时，需要配置的储能电路10的容量和浪涌调节电路20的阻值，而根据储能电路10中各个储能支路的容量大小以及浪涌调节电路20中各个调节支路的阻值大小，能够进一步确定出在需求不同的峰值电流时，需要控制哪些储能支路和调节支路接入电路中。也即，在确定出需求的峰值电流时，就能够确定出哪些第一控制开关和第二控制开关导通和断开。这里，确定每种峰值电流对应的储能支路和调节支路中开关通断情况可以通过控制子电路实现，当然在其他实现方式中也可以通过人工实现。

其中，控制子电路80与储能电路10电连接是与储能电路10中各个支路的第二控制开关的控制端电连接，控制子电路80与浪涌调节电路20电连接是与浪涌调节电路20中各个支路的第一控制开关的控制端电连接，这里第一控制开关和第二控制开关均为电控开关。

可选地，控制子电路80还可以与晶闸管的栅极G电连接，图中未示出。

在本公开实施例中，如前的开关熔焊模拟系统还可以包括一个壳体，g该壳体为一柜装，整个系统制成负载柜形式。示例性地，该开关熔焊模拟系统可以应用于一种强电涌负载柜，可以至少产生500A(甚至高达2000A)的峰值电流I_peak及10j的能量，一次通电足够将墙壁开关(试样)“焊死”，以模拟产品在使用中触头熔焊的极端情况，以此进行产品试验研究，为产品研发提供试验平台；负载柜内部产生电涌，不从电网取电，对交流供电线路(电网)无影响。

图14是本公开至少一实施例提供的一种开关熔焊模拟电路控制方法的流程图，用于控制如图1～图13任一幅所示开关熔焊模拟电路，参见图14，该方法包括：

131：在试样开关断开时，根据熔焊试样开关所需的浪涌电流参数，将浪涌调节电路的阻值调节为目标阻值；

132：控制试样开关导通。

示例性地，开关熔焊模拟电路中的储能电路用于基于接收到的直流电存储电能；

控制试样开关导通，包括：

在储能电路存储电能的过程中，若检测到储能电路的两个输出端之间的电压达到目标电压，则控制试样开关导通；或者，

在储能电路存储电能的过程中，若检测到储能电路存储电能的时长达到目标时长，则控制试样开关导通。

示例性地，该方法还包括：

基于所需的浪涌电流参数，从浪涌电流参数、容量和阻值的映射关系中，确定与所需的浪涌电流参数对应的目标阻值和储能电路的目标容量；将所述储能电路的容量调节为目标容量。

示例性地，开关熔焊模拟电路中的储能电路包括多个并联的储能支路，每个储能支路包括储能电容，至少一个储能支路还包括与储能电容串联的第二控制开关；第一连接端和第二连接端之间连接晶闸管，晶闸管导通时，开关熔焊模拟电路中的储能电路的第一输出端和第二输出端之间形成电流通路；电流通路中串联采样电阻；

该方法还包括：

在试样开关导通时，控制晶闸管断开；

在控制储能电路的容量为标定容量，控制浪涌调节电路的阻值为标定阻值，控制晶闸管导通，并在试样开关断开后，检测流经采样电阻的浪涌电流的标定浪涌电流参数，并在映射关系中记录标定浪涌电流参数、标定容量和标定阻值的对应关系。

上述控制方法可以由控制电路来实现，也可以由人工控制来实现。

以上仅为本公开的示例性实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开所附权利要求书限定的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种开关熔焊模拟系统，其特征在于，所述系统包括：控制电路（2）、开关熔焊模拟电路（3）、晶闸管（50）以及采样电阻（60）；

所述开关熔焊模拟电路具有第一连接端和第二连接端，所述第一连接端和所述第二连接端用于可拆卸连接试样开关（1）；所述开关熔焊模拟电路包括：储能电路（10）和浪涌调节电路（20）；

所述储能电路（10）的第一输出端与所述第一连接端连接，所述储能电路（10）的第二输出端与所述浪涌调节电路（20）的一端连接，所述浪涌调节电路（20）的另一端与所述第二连接端连接；

其中，所述储能电路（10）用于存储电能，以在所述试样开关（1）导通时，在所述第一输出端和所述第二输出端之间形成电流通路；

所述浪涌调节电路（20）用于控制流经所述电流通路中的浪涌电流参数，所述浪涌调节电路（20）的阻值可调，且所述浪涌调节电路（20）的阻值根据熔焊所述试样开关所需的浪涌电流参数确定；

其中，所述控制电路（2）与所述浪涌调节电路（20）连接，所述控制电路（2），用于在所述试样开关（1）断开时，根据熔焊所述试样开关（1）所需的浪涌电流参数，从浪涌电流参数、容量和阻值的映射关系中，确定与所述所需的浪涌电流参数对应的目标阻值和所述储能电路（10）的目标容量；将所述储能电路（10）的容量调节为目标容量，将所述浪涌调节电路（20）的阻值调节为目标阻值；

所述晶闸管（50），分别与所述第一连接端和所述第二连接端连接，所述晶闸管（50）导通时，所述开关熔焊模拟电路（3）中的储能电路（10）的第一输出端和第二输出端之间形成电流通路；所述采样电阻（60）串联在所述电流通路中；

所述控制电路（2）用于在所述试样开关（1）导通时，控制所述晶闸管（50）断开，且还用于在控制所述储能电路（10）的容量为标定容量，控制所述浪涌调节电路（20）的阻值为标定阻值，控制所述晶闸管（50）导通，并在所述试样开关（1）断开后，检测流经所述采样电阻（60）的浪涌电流的标定浪涌电流参数，并在所述映射关系中记录所述标定浪涌电流参数、所述标定容量和所述标定阻值的对应关系。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述浪涌调节电路（20），包括：

多个并联的调节支路（21），每个所述调节支路（21）包括调节电阻（211），至少一个所述调节支路（21）还包括与所述调节电阻（211）串联的第一控制开关（212）。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述储能电路（10）还具有两个输入端，且所述储能电路（10）包括：

储能子电路（11），分别与所述两个输入端、所述第一输出端及所述第二输出端连接，所述储能子电路（11）用于基于所述两个输入端接收到的直流电存储电能。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述储能子电路（11）包括：

多个并联的储能支路（110），每个所述储能支路（110）包括储能电容（111），至少一个所述储能支路（110）还包括与所述储能电容（111）串联的第二控制开关（112）。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述储能电路（10），还包括：

充电限流子电路（12），连接在所述两个输入端中的一个输入端和所述储能子电路（11）之间，所述充电限流子电路（12）包括多个并联的限流电阻（121）。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述储能电路（10），还包括：

第一开关（13），连接在所述两个输入端中的一个输入端和所述储能子电路（11）之间，所述第一开关（13）用于控制所述输入端与所述储能子电路（11）之间的通断。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述储能电路（10），还包括：第二开关（14）和放电电阻（15）；

所述第二开关（14）和所述放电电阻（15）串联在所述两个输入端之间，所述第二开关（14）用于控制所述两个输入端之间的通断；

其中，在所述第二开关（14）导通时，所述储能子电路（11）存储的电能通过所述放电电阻（15）释放。

8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述开关熔焊模拟电路，还包括：

整流电路（30），分别与交流电源和所述两个输入端电连接，所述整流电路（30）用于对所述交流电源提供的交流电进行整流，并向所述储能子电路（11）提供所述直流电；

调压电路（40），分别与所述整流电路（30）和所述交流电源电连接，所述调压电路（40）用于调节所述交流电源输出的交流电的电压。

9.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述开关熔焊模拟电路（3）中的储能电路（10）用于基于接收到的直流电存储电能；所述控制电路（2）还用于：

在所述储能电路（10）存储电能的过程中，若检测到所述储能电路（10）的两个输出端之间的电压达到目标电压，则控制所述试样开关（1）导通；或者，

在所述储能电路（10）存储电能的过程中，若检测到所述储能电路（10）存储电能的时长达到目标时长，则控制所述试样开关（1）导通。

10.一种开关熔焊模拟控制方法，其特征在于，所述方法用于控制如权利要求1至9任一所述的开关熔焊模拟系统，开关熔焊模拟电路中的储能电路包括多个并联的储能支路，每个所述储能支路包括储能电容，至少一个所述储能支路还包括与所述储能电容串联的第二控制开关；第一连接端和第二连接端之间连接晶闸管，所述晶闸管导通时，所述开关熔焊模拟电路中的储能电路的第一输出端和第二输出端之间形成电流通路；所述电流通路中串联采样电阻，所述方法包括：

在控制所述储能电路的容量为标定容量，控制浪涌调节电路的阻值为标定阻值，控制所述晶闸管导通，并在试样开关断开后，检测流经所述采样电阻的浪涌电流的标定浪涌电流参数，并在映射关系中记录所述标定浪涌电流参数、所述标定容量和所述标定阻值的对应关系；

在所述试样开关断开时，根据熔焊所述试样开关所需的浪涌电流参数，基于所述所需的浪涌电流参数，从浪涌电流参数、容量和阻值的映射关系中，确定与所述所需的浪涌电流参数对应的目标阻值和所述储能电路的目标容量；将所述储能电路的容量调节为目标容量，将所述浪涌调节电路的阻值调节为目标阻值；

控制所述试样开关导通；

在所述试样开关导通时，控制所述晶闸管断开。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述开关熔焊模拟电路中的储能电路用于基于接收到的直流电存储电能；

控制所述试样开关导通，包括：

在所述储能电路存储电能的过程中，若检测到所述储能电路的两个输出端之间的电压达到目标电压，则控制所述试样开关导通；或者，

在所述储能电路存储电能的过程中，若检测到所述储能电路存储电能的时长达到目标时长，则控制所述试样开关导通。