CN204855726U - 多通道开关型电涌保护器直流击穿电压测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了多通道开关型电涌保护器直流击穿电压测试装置，包括采集控制系统、驱动模块、智能电压源、测试保护电路模块和击穿反馈电路模块。该装置一次测量的电涌保护器可达数个，在夹具上排成矩阵阵列，通过计算机控制智能电压源给数个电涌保护器同时加压测试。本装置给每个电涌保护器都设计了测试保护回路，只要有电涌保护器被击穿，该电路保护回路立刻断开，这样就避免了对测试电源的冲击，同时也不影响其他测试回路。本实用新型提供的多通道开关型电涌保护器直流击穿电压测试装置，在某个电涌保护器被击穿后，立即断开该测试保护回路的同时能够启动击穿反馈电路，通过采集控制系统获知该电涌保护器的击穿电压。

Description

多通道开关型电涌保护器直流击穿电压测试装置

技术领域

本实用新型涉及雷电保护领域，具体涉及一种多通道开关型电涌保护器直流击穿电压测试装置。

背景技术

开关型电涌保护器主要用于电源系统与信号系统的雷电防护，在信号系统中，当线路受到雷击和其它过电压干扰时，且电涌保护器两电极间出现的过电压超过其本身的击穿电压，电涌保护器内部的气体就会立即发生电离而发生火花放电，此时电涌保护器导通且处于短路状态，在极短的时间内雷电能量或过电压将被泄放入地，从而对后续设备和人身安全起到保护作用。因此，击穿电压是一个很重要的参数。开关型电涌保护器的直流击穿电压是指在其极间施加缓慢上升而最终使间隙发生击穿时的直流电压值，其测试过程比较烦琐，传统的测试方式是将一个放电管加到夹具上，然后转动调压器并观察电流计的读数，测试过程缓慢而不准确，效率低下且容易造成伤害事故，已不适用与现在繁琐的电路。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种多通道开关型电涌保护器直流击穿电压测试装置，以同时自动测试多个电涌保护器的击穿电压，提高检测效率检测的安全性。

上述目的是通过如下技术方案实现的：

一种多通道开关型电涌保护器直流击穿电压测试装置，包括采集控制系统、驱动模块、智能电压源、测试保护电路模块和击穿反馈电路模块，其中，

测试保护电路模块包括一组或多组并联在所述智能电压源两输出端的测试保护回路，每组测试保护回路包括电阻R1、继电器Pi、被测试品、运算放大器Ai、二极管Di、可控硅SBBi和电阻R2，电阻R1一端与智能电压源一端连接，电阻R1另一端与继电器Pi公共端连接，继电器Pi的常闭触点与被测试品一端连接，被测试品另一端通过电阻R2与智能电压源另一端连接；电阻R2一端又与运算放大器Ai的正输入端连接，运算放大器Ai的负输入端接参考电压Vi，运算放大器Ai的输出端接可控硅SBBi的阳极，可控硅SBBi的阴极接电阻R2另一端，可控硅SBBi的控制极与二极管Di的阳极连接，二极管Di的阴极与所述继电器Pi的接电源端连接，继电器Pi的另一接电源端与外接电源连接；

击穿反馈电路模块包括译码器和集成数据选择器，每组测试保护回路中继电器Pi的公共端与译码器的功放输出端连接，继电器Pi的常开触点与集成数据选择器的输入端连接；译码器的使能控制输入端与采集控制系统连接，集成数据选择器的输出端与采集控制系统信号输入端连接；

驱动模块包括解码芯片和驱动器，采集控制系统依次通过解码芯片和驱动器与智能电压源连接。

进一步地，所述智能电压源由一组或多组电压源串联而成，每组电压源由一个电源和一个继电器组成，继电器的常开触点和常闭触点分别与电源的正负极连接；前一个电压源的继电器常闭触点与后一个电压源的继电器公共端连接；第一个电压源的继电器公共端和最后一个电压源的继电器常闭触点分别与所述测试保护回路两端连接。

进一步地，所述采集控制系统通过解码器和驱动器分别与所述电压源的继电器公共端连接。

进一步地，所述智能电压源由十二组电压源串联而成，其中第一组至第十二组电压源的电源电压大小依次为：1V、2V、4V、8V、10V、20V、40V、80V、100V、200V、400V和800V。

进一步地，所述驱动模块由三个单元并联而成，每个单元由一个解码芯片和一个驱动器串联而成。

进一步地，每组测试保护回路中的电阻R1取51kΩ，电阻R2取5kΩ。

本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型提供的多通道开关型电涌保护器直流击穿电压测试装置，可以同时自动测试多个电涌保护器（被测试品）的击穿电压，检测效率高。

（2）本实用新型提供的多通道开关型电涌保护器直流击穿电压测试装置，在某个电涌保护器被击穿后，能够立即断开该测试保护回路，保护测试回路和电压源，安全性高。

（3）本实用新型提供的多通道开关型电涌保护器直流击穿电压测试装置，在某个电涌保护器被击穿后，立即断开该测试保护回路的同时能够启动击穿反馈电路，通过采集控制系统获知该电涌保护器的击穿电压。

附图说明

图1：本实用新型自动测试装置连接关系框图；

图2：智能电压源连接图；

图3：采集控制系统、驱动模块、智能电压源及测试保护电路模块连接原理图；

图4：击穿反馈电路模块原理图。

具体实施方式

下面将结合实施例和附图对本实用新型实施方案进一步的详细描述。

本实施例中，该装置一次测量的电涌保护器为64个，在夹具上排成8×8的矩阵阵列，通过采集控制系统（PC主机）和驱动模块控制智能电压源给64个电涌保护器同时逐渐加压测试。每个电涌保护器都有一个测试保护回路和对应的击穿反馈电路，二者的通断由同一继电器Pi（i=1~64）控制，通过继电器Pi进行切换，测试保护回路接通时，击穿反馈电路处于中断状态，测试保护回路中断后，击穿反馈电路立即接通。因此，测试过程中，随着智能电压源的电压升高，只要有电涌保护器被击穿，该测试保护回路就会立刻断开，这样就避免了对测试电源的冲击，同时也不影响其他测试保护回路；同时，与其对应的击穿反馈电路立即接通，通过采集控制系统就可以知道被击穿电涌保护器的击穿电压。本实用新型自动测试装置连接关系框图如图1所示。

本实用新型的智能电压源连接如图2所示，智能电压源由十二组电压源串联而成，每组电压源由一个电源和一个继电器组成，继电器的常开触点和常闭触点分别与电源的正负极连接，前一个电压源的继电器常闭触点与后一个电压源的继电器公共端连接，第一个电压源的继电器公共端和最后一个电压源的继电器常闭触点分别与测试保护回路两端连接。采集控制系统（PC机）通过输出地址码控制相应继电器的公共端与常闭触点连接还是与常开触点连接，利用十二个直流电压源和十二只继电器（J1-J12）即以实现从1V到1665V的电压输出，从而实现组合式调压，而且电压易于扩充，电压上升步距可调。智能电压源实现了电压的自动控制切换，减少直流电源的数量。

本实用新型的测试保护电路模块原理图如图3所示，图3为单个电涌保护器的测试保护回路。采集控制系统（PC主机）通过驱动模块驱动智能电压源的继电器公共端。驱动模块包括解码芯片和驱动器。本实施例中采集控制系统的控制信号通过解码芯片HT-12D和驱动器MC1413串联控制智能电压源调压，测试保护电路连接在智能电压源两端。该装置采用基于编译码技术的单控制总线，用并行接口与PC主机相连，通过HT-12D译码锁存数据输出，每个HT-12D能锁存四位数据，三个并联的HT-12D与三个并联的驱动器MC1413分别串联，控制实现测试电压组合的十二个继电器J1~J12、控制电压正反向转换开关、读入数据采集信号。每组测试保护回路包括电阻R1、继电器Pi、被测试品、运算放大器Ai、二极管Di、可控硅SBBi和电阻R2，电阻R1一端与智能电压源一端连接，电阻R1另一端与继电器Pi公共端连接，继电器Pi的常闭触点与被测试品一端连接，被测试品另一端通过电阻R2与智能电压源另一端连接；电阻R2一端又与运算放大器Ai的正输入端连接，Ai的输出端接可控硅SBBi的阳极，可控硅SBBi的阴极接R2另一端，可控硅SBBi的控制极与二极管Di的阳极连接，二极管Di的阴极与所述继电器Pi的接电源端连接，所述继电器Pi的另一接电源端与为其供电的电源正极连接，电源负极接地。运算放大器Ai的负输入端接参考电压Vi，Vi的值比被测试品的击穿电压值大1~10V。Pi（i=1~64）用12V直流电压供电。64只被测试品按8×8阵列排列，以100VPs升压速率逐步同时加压。测试保护回路中电阻R1为51kΩ，电阻R2为5kΩ，由R2引出的电压信号通过与参考电压Vi比较来判断被测试品击穿与否。当R2引出的电压信号比参考电压Vi大时，此时Ai运算放大器的输出端输出高电平信号，导致可控硅SBBi的集电极与发射极之间存在电压差，可控硅导通，随后二极管Di导通，导致继电器Pi动作，该继电器的公共端与常闭触点断开，该测试保护回路断开，起到了保护测试回路及电压源的作用。当R2引出的电压信号比参考电压小时，此时Ai运算放大器的输出端输出低电平信号，继电器Pi不动作，该装置正常测量。

本实用新型的击穿反馈电路模块原理图如图4所示，采用8×8矩阵排列，包括译码器74LS154和集成数据选择器74LS151，译码器74LS154的功放输出端Gj（j=1...8）与所述继电器Pi（i=1，2...64）的公共端连接，集成数据选择器74LS151的输入端S1至S8与所述继电器Pi（i=1，2...64）的常开触点连接，继电器Pi为方便表示矩阵，即为图中的Km.n（m=1...8，n=1...8）8×8矩阵，即上述的64个Pi。随着智能电压源逐渐升高输出电压，当某个电涌保护器被击穿后，继电器Pi的公共端与常开触点连接，击穿反馈电路接通，控制系统通过译码器74LS154的使能控制输入端aj（j=1,2,3,4）输入信号，对于确定的经过使能控制输入端aj（j=1,2,3,4）的信号只能通过唯一的功放输出端Gj（j=1...8）输出，相应信号送到集成数据选择器74LS151的输入端S1至S8，从S0输出到采集控制系统对信号采集，即可知被击穿电涌保护器的的位置和及其击穿电压大小，击穿电压对应此时的智能电压源的电压值。如此，即可测试每个被测试品的击穿电压值。

Claims (6)

1.一种多通道开关型电涌保护器直流击穿电压测试装置，其特征在于：包括采集控制系统、驱动模块、智能电压源、测试保护电路模块和击穿反馈电路模块，其中，

测试保护电路模块包括一组或多组并联在所述智能电压源两输出端的测试保护回路，每组测试保护回路包括电阻R1、继电器Pi、被测试品、运算放大器Ai、二极管Di、可控硅SBBi和电阻R2，电阻R1一端与智能电压源一端连接，电阻R1另一端与继电器Pi公共端连接，继电器Pi的常闭触点与被测试品一端连接，被测试品另一端通过电阻R2与智能电压源另一端连接；电阻R2一端又与运算放大器Ai的正输入端连接，运算放大器Ai的负输入端接参考电压Vi，运算放大器Ai的输出端接可控硅SBBi的阳极，可控硅SBBi的阴极接电阻R2另一端，可控硅SBBi的控制极与二极管Di的阳极连接，二极管Di的阴极与所述继电器Pi的接电源端连接，继电器Pi的另一接电源端与外接电源连接；

击穿反馈电路模块包括译码器和集成数据选择器，每组测试保护回路中继电器Pi的公共端与译码器的功放输出端连接，继电器Pi的常开触点与集成数据选择器的输入端连接；译码器的使能控制输入端与采集控制系统连接，集成数据选择器的输出端与采集控制系统信号输入端连接；

驱动模块包括解码芯片和驱动器，采集控制系统依次通过解码芯片和驱动器与智能电压源连接。

2.根据权利要求1所述的多通道开关型电涌保护器直流击穿电压测试装置，其特征在于：所述智能电压源由一组或多组电压源串联而成，每组电压源由一个电源和一个继电器组成，继电器的常开触点和常闭触点分别与电源的正负极连接；前一个电压源的继电器常闭触点与后一个电压源的继电器公共端连接；第一个电压源的继电器公共端和最后一个电压源的继电器常闭触点分别与所述测试保护回路两端连接。

3.根据权利要求2所述的多通道开关型电涌保护器直流击穿电压测试装置，其特征在于：所述采集控制系统通过解码器和驱动器分别与每组电压源的继电器公共端连接。

4.根据权利要求3所述的多通道开关型电涌保护器直流击穿电压测试装置，其特征在于：所述智能电压源由十二组电压源串联而成，其中第一组至第十二组电压源的电源电压大小依次为：1V、2V、4V、8V、10V、20V、40V、80V、100V、200V、400V和800V。

5.根据权利要求4所述的多通道开关型电涌保护器直流击穿电压测试装置，其特征在于：所述驱动模块由三个单元并联而成，每个单元由一个解码芯片和一个驱动器串联而成。

6.根据权利要求3、4或5所述的多通道开关型电涌保护器直流击穿电压测试装置，其特征在于：每组测试保护回路中的电阻R1取51kΩ，电阻R2取5kΩ。