CN203164269U - 便携式电压暂降测试工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出便携式电压暂降测试工装，包括电源输出电路、单片机控制电路、继电器电路和变压器电路，所述电源输出电路采用12V交流电压作为输入，并输出5V直流电压为所述单片机控制电路、继电器电路、变压器电路供电；所述单片机控制电路用于控制被检测设备的启动/暂停，并控制所述继电器电路的通断；所述变压器电路的输入交流电压为Un，分别输出交流电压Un、Un/2至所述继电器电路，并输出12V交流电压作为所述电源输出电路的输入电压；所述继电器电路用于控制输出至所述被检测设备的输出电压，使所述输出电压在Un和Un/2之间交替。本实用新型提出的电压暂降测试装置成本低廉、小巧、方便移动测试。

Description

便携式电压暂降测试工装

技术领域

本实用新型涉及电压暂降测试领域，特别涉及一种便携式电压暂降测试工装。

背景技术

随着现代科技技术的发展，敏感电力电子设备广泛应用以及新型电力负荷迅速发展，越来越多的工业生产如半导体制造、纺织业、造纸业、计算机集成制造等更依赖于电力系统提供的电能质量，电能质量问题也日益受到关注，其中最为突出就是电压暂降问题。电压暂降是指电网在系统频率时电压有效值(RMS)瞬时减小到额定值的10％～90％范围内，其持续时间一般为半个工频周期到数秒钟。美国每年因电压暂降造成经济损失达200多亿美元，在欧美发达国家1次电压暂降事故造成经济损失都在百万美元以上，欧美发达国家电力部门有关调查显示，在由电能质量引起的用户投诉中，由电压暂降引起的投诉＞70％。因此，仅仅考虑谐波、工频变化、三相不平衡、电压偏差等传统电能质量指标的检测已不能满足现代电力用户的要求。目前，电压暂降检测已成为电工技术领域的重要研究问题。 

电压暂降检测的主要任务在于电压幅值、持续时间的检测。考虑到实际电网复杂的工况环境，以及电压暂降发生的随机性和暂态性，同时为保证电压暂降补偿控制装置具有良好、快速的补偿效果，电压暂降检测装置必须实现自适应性、快速准确。

授权公告号为CN201819950U的中国实用新型专利提出了一种电压暂降检测装置，如图1所示，包括电压互感器1，电压互感器1的输出端连接到信号调理电路2；信号调理电路2的输出端连接到鲁棒锁相环3，信号调理电路2由高精度运放、精密电阻、滤波电容构成，将电压调整至AD输入量程范围，并滤除高频噪声；信号调理电路2和鲁棒锁相环3的输出端连接到A/D转换电路4，A/D转换电路4的输出端连接到单片机系统5，单片机系统5的的输出端通过RS232转USB通信模块6连接到PC机7，PC机7上安装了电压暂降分析包程序，通过PC机器能清楚得到电压暂降检测分析结果。

以上述实用新型专利CN201819950U为代表的现有技术虽然实现了电压暂降检测的功能，但是这样的电压暂降测试设备需要使用PC机，相对比较笨重，且制作成本高，不方便移动，给电表测试带来了较大的不便。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提出一种成本低廉、小巧、方便移动测试的电压暂降测试装置。

本实用新型提出的技术方案如下：

便携式电压暂降测试工装，包括电源输出电路、单片机控制电路、继电器电路和变压器电路，所述电源输出电路采用12V交流电压作为输入，并输出5V直流电压为所述单片机控制电路、继电器电路、变压器电路供电，其特征在于：

所述单片机控制电路用于控制被检测设备的启动/暂停，并控制所述继电器电路的通断；

所述变压器电路的输入交流电压为Un，分别输出交流电压Un、Un/2至所述继电器电路，并输出12V交流电压作为所述电源输出电路的输入电压，其中，110V≤Un≤220V；

所述继电器电路用于控制输出至所述被检测设备的输出电压，使所述输出电压在Un和Un/2之间交替。

所述电源输出电路的内部结构为：12V交流电压输入端依次串联二极管D1、稳压电路IC1、电阻R1和作为电源指示灯的LED2的正极，LED2的负极接地；5V直流电压输出端连接在稳压电路IC1与电阻R1之间；电容器C1的一端连接到二极管D1和稳压电路IC1之间，电容器C1的另一端接地。

所述单片机控制电路内部结构为：单片机IC2的管脚P3.2依次连接电阻R3和作为Un指示灯的LED1的正极，LED1的负极接地；单片机IC2的管脚P3.3依次连接电阻R4和作为Un/2指示灯的LED3的正极，LED3的负极接地；5V直流电压输入端和电容器C4并联，一端连接到单片机IC2的管脚VDD，另一端接地；电阻R5和电容器C3并联，一端连接到单片机IC2的管脚P4.0，另一端接地。

所述变压器电路内部结构为：两个变压器串联，输入电压Un，分别提供3个电压输出端：Un输出端、Un/2输出端和12V输出端。

所述继电器电路内部结构为：第一延时继电器DL1的端口3连接所述Un输出端，端口2连接第一NPN三极管Q1的发射极，所述第一NPN三极管Q1的基极通过电阻R7连接到所述单片机IC2的管脚P3.7，所述第一NPN三极管Q1的集电极与5V直流电压输入端相连；第二延时继电器DL2的端口3连接所述Un/2输出端，端口1连接第二NPN三极管Q2的发射极，所述第二NPN三极管Q2的基极通过电阻R8连接到所述单片机IC2的管脚P1.0，所述第二NPN三极管Q2的集电极与5V直流电压输入端相连；所述第一延时继电器DL1的端口4和第二延时继电器DL2的端口4共同连接到被检测设备，第一延时继电器DL1的端口1和第一延时继电器DL2的端口2接地。

所述电压暂降测试设备还包括按键电路，按键电路的内部结构为：电容器C2、电阻R6和开关S1的一端共同连接到单片机IC2的管脚P1.1，电容器C2和开关S1的另一端接地，电阻R6的另一端接5V直流电压输入端。

本实用新型提出的电压暂降测试设备与现有技术相比具有以下优点：1.整个设备的电压由两个变压器控制，成本降低；2.整个测试过程均有发光二极管作为指示灯；3.重量轻，方便移动，适合移动测试。

附图说明

图1为根据现有技术的电压暂降测试设备的结构图；

图2为根据本实用新型的实施例的电压暂降测试设备的电路图；

图3显示了本实用新型的电压暂降测试设备的工装外形；

图4显示了本实用新型的电压暂降测试设备的接线方式；

图5显示了本实用新型的电压暂降测试设备接入电源时的状态；

图6显示了本实用新型的电压暂降测试设备工作时的状态；

图7显示了本实用新型的电压暂降测试设备暂停时的状态；

图8显示了本实用新型的电压暂降测试设备的电压暂降测试波形。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明，但不限于此。

便携式电压暂降测试工装，如图2所示，包括电源输出电路、单片机控制电路、继电器电路和变压器电路，所述电源输出电路采用12V交流电压作为输入，并输出5V直流电压为所述单片机控制电路、继电器电路、变压器电路供电，其特征在于：

所述单片机控制电路用于控制被检测设备的启动/暂停，并控制所述继电器电路的通断；

所述变压器电路的输入交流电压为Un，分别输出交流电压Un、Un/2至所述继电器电路，并输出12V交流电压作为所述电源输出电路的输入电压，其中，110V≤Un≤220V；

所述继电器电路用于控制输出至所述被检测设备的输出电压，使所述输出电压在Un和Un/2之间交替。

所述电源输出电路的内部结构为：12V交流电压输入端依次串联二极管D1、稳压电路IC1、电阻R1和电源指示灯LED2的正极，LED2的负极接地；5V直流电压输出端连接在稳压电路IC1与电阻R1之间；电容器C1的一端连接到二极管D1和稳压电路IC1之间，电容器C1的另一端接地。其中，输入的12V交流电压经过二极管D1整流、经过稳压电路IC1稳压后输出5V直流电压。

所述单片机控制电路内部结构为：单片机IC2的管脚P3.2依次连接电阻R3和Un指示灯LED1的正极，LED1的负极接地；单片机IC2的管脚P3.3依次连接电阻R4和Un/2指示灯LED3的正极，LED3的负极接地；5V直流电压输入端和电容器C4并联，一端连接到单片机IC2的管脚VDD，另一端接地，所述5V直流电压输入端用于与所述电源输出电路的5V直流电压输出端相连获得供电；电阻R5和电容器C3并联，一端连接到单片机IC2的管脚P4.0，另一端接地。

所述变压器电路内部结构为：两个变压器串联，输入电压Un，分别提供3个电压输出端：Un输出端、Un/2输出端和12V输出端。

所述继电器电路内部结构为：第一延时继电器DL1的端口3连接所述Un输出端，端口2连接第一NPN三极管Q1的发射极，所述第一NPN三极管Q1的基极通过电阻R7连接到所述单片机IC2的管脚P3.7，所述第一NPN三极管Q1的集电极与5V直流电压输入端相连；第二延时继电器DL2的端口3连接所述Un/2输出端，端口1连接第二NPN三极管Q2的发射极，所述第二NPN三极管Q2的基极通过电阻R8连接到所述单片机IC2的管脚P1.0，所述第二NPN三极管Q2的集电极与5V直流电压输入端相连，所述5V直流电压输入端用于与所述电源输出电路的5V直流电压输出端相连获得供电；所述第一延时继电器DL1的端口4和第二延时继电器DL2的端口4共同连接到被检测设备，第一延时继电器DL1的端口1和第一延时继电器DL2的端口2接地。

所述电压暂降测试设备还包括按键电路，所述按键电路的内部结构为：电容器C2、电阻R6和开关S1的一端共同连接到单片机IC2的管脚P1.1，电容器C2和开关S1的另一端接地，电阻R6的另一端接5V直流电压输入端，所述5V直流电压输入端用于与所述电源输出电路的5V直流电压输出端相连获得供电。

所述电压暂降测试设备的工装外形如图3所示。在所述变压器电路的Un输入端接入输入电压Un（110V≤Un≤220V），在所述继电器电路的电压输出端接入需要测试的设备，如图4所示。当输入电压接入后，所述电源指示灯LED2点亮，如图5所示；按下所述按键电路的开关S1后，所述电压暂降测试设备开始工作，交替输出Un和Un/2的测试波形，测试波形如图8所示，如果所述Un 指示灯LED1点亮，指示输出电压的大小为Un，如果所述 Un/2指示灯LED3点亮，指示输出电压的大小为Un/2，如图6所示；当长按所述开关S1持续3秒钟再释放之后，所述电压暂降测试设备进入暂停状态，此时3个指示灯全部亮起，无电压输出，如图7所示。

优选地，所述单片机控制电路中还包括6孔的接口J7，所述接口J7的端口1接地，端口2接所述单片机的管脚P1.3，端口3接所述单片机的管脚P1.2，端口4接所述单片机的管脚P1.5，端口5接所述单片机的管脚P1.4，端口6接5V直流电压输入端，所述5V直流电压输入端用于与所述电源输出电路的5V直流电压输出端相连获得供电。

优选地，所述变压器为220V隔离变压器。  

优选地，所述二极管D1采用4007（M7）贴片二极管。

优选地，所述稳压电路IC1采用78L05贴片三端稳压管。

优选地，所述单片机选用中颖SH79F083CV2。

优选地，所述第一延时继电器DL1和第二延时继电器DL2采用JZC-32F小型继电器。

优选地，所述电源指示灯LED2为                                                

5红发光发光管，Un指示灯LED1和Un/2指示灯LED3为

5白发光发光管。

  最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应当涵盖本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (13)

1.便携式电压暂降测试工装，包括电源输出电路、单片机控制电路、继电器电路和变压器电路，所述电源输出电路采用12V交流电压作为输入，并输出5V直流电压为所述单片机控制电路、继电器电路、变压器电路供电，其特征在于：

所述单片机控制电路用于控制被检测设备的启动/暂停，并控制所述继电器电路的通断；

所述变压器电路的输入交流电压为Un，分别输出交流电压Un、Un/2至所述继电器电路，并输出12V交流电压作为所述电源输出电路的输入电压，其中，110V≤Un≤220V；

所述继电器电路用于控制输出至所述被检测设备的输出电压，使所述输出电压在Un和Un/2之间交替。

2.如权利要求1所述的便携式电压暂降测试工装，所述电源输出电路的内部结构为：12V交流电压输入端依次串联二极管D1、稳压电路IC1、电阻R1和电源指示灯LED2的正极，LED2的负极接地；5V直流电压输出端连接在稳压电路IC1与电阻R1之间；电容器C1的一端连接到二极管D1和稳压电路IC1之间，电容器C1的另一端接地，其中，输入的12V交流电压经过二极管D1整流、经过稳压电路IC1稳压后输出5V直流电压。

3.如权利要求2所述的便携式电压暂降测试工装，所述单片机控制电路内部结构为：单片机IC2的管脚P3.2依次连接电阻R3和Un指示灯LED1的正极，LED1的负极接地；单片机IC2的管脚P3.3依次连接电阻R4和Un/2指示灯LED3的正极，LED3的负极接地；5V直流电压输入端和电容器C4并联，一端连接到单片机IC2的管脚VDD，另一端接地，所述5V直流电压输入端用于与所述电源输出电路的5V直流电压输出端相连获得供电；电阻R5和电容器C3并联，一端连接到单片机IC2的管脚P4.0，另一端接地。

4.如权利要求3所述的便携式电压暂降测试工装，所述变压器电路内部结构为：两个变压器串联，输入电压Un，分别提供3个电压输出端：Un输出端、Un/2输出端和12V输出端。

5.如权利要求4所述的便携式电压暂降测试工装，所述继电器电路内部结构为：第一延时继电器DL1的端口3连接所述Un输出端，端口2连接第一NPN三极管Q1的发射极，所述第一NPN三极管Q1的基极通过电阻R7连接到所述单片机IC2的管脚P3.7，所述第一NPN三极管Q1的集电极与5V直流电压输入端相连；第二延时继电器DL2的端口3连接所述Un/2输出端，端口1连接第二NPN三极管Q2的发射极，所述第二NPN三极管Q2的基极通过电阻R8连接到所述单片机IC2的管脚P1.0，所述第二NPN三极管Q2的集电极与5V直流电压输入端相连，所述5V直流电压输入端用于与所述电源输出电路的5V直流电压输出端相连获得供电；所述第一延时继电器DL1的端口4和第二延时继电器DL2的端口4共同连接到被检测设备，第一延时继电器DL1的端口1和第一延时继电器DL2的端口2接地。

6.如权利要求3所述的便携式电压暂降测试工装，所述电压暂降测试设备还包括按键电路，所述按键电路的内部结构为：电容器C2、电阻R6和开关S1的一端共同连接到所述单片机IC2的管脚P1.1，电容器C2和开关S1的另一端接地，电阻R6的另一端接5V直流电压输入端，所述5V直流电压输入端用于与所述电源输出电路的5V直流电压输出端相连获得供电。

7.如权利要求3所述的便携式电压暂降测试工装，所述单片机控制电路中还包括6孔的接口J7，所述接口J7的端口1接地，端口2接所述单片机的管脚P1.3，端口3接所述单片机的管脚P1.2，端口4接所述单片机的管脚P1.5，端口5接所述单片机的管脚P1.4，端口6接5V直流电压输入端，所述5V直流电压输入端用于与所述电源输出电路的5V直流电压输出端相连获得供电。

8.如权利要求4所述的便携式电压暂降测试工装，所述变压器为220V隔离变压器。

9.如权利要求2所述的便携式电压暂降测试工装，所述二极管D1采用4007贴片二极管。

10.如权利要求2所述的便携式电压暂降测试工装，所述稳压电路IC1采用78L05贴片三端稳压管。

11.如权利要求3所述的便携式电压暂降测试工装，所述单片机选用中颖SH79F083CV2。

12.如权利要求5所述的便携式电压暂降测试工装，所述第一延时继电器DL1和第二延时继电器DL2采用JZC-32F小型继电器。

13.如权利要求6所述的便携式电压暂降测试工装，所述电源指示灯LED2为Φ5红发光发光管，Un指示灯LED1和Un/2指示灯LED3为Φ5白发光发光管。

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