CN209280855U

CN209280855U - 一种电容器参数测试仪

Info

Publication number: CN209280855U
Application number: CN201822025808.1U
Authority: CN
Inventors: 杨勇; 刘典; 王利; 周慧
Original assignee: Chongqing Machine Tool Group Co Ltd
Current assignee: Chongqing Machine Tool Group Co Ltd
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2018-12-04
Publication date: 2019-08-20
Anticipated expiration: 2028-12-04

Abstract

本实用新型涉及一种电容器参数测试仪，属于电容器测试领域。该测试仪包括嵌入式微处理器、电容参数测试仪电路、液晶触控屏显示器、微型打印机、存储器、I/O接口和开关电源；所述电容参数测试仪电路包括A/D转换器、多通道调理电路、数字移相驱动电路、PWM驱动电路、同步脉冲整形隔离电路、双变压器串整流倍压电路、同步脉冲电路、熔断器、发光二极管、二极管、双向可控硅、复合场效应管和电阻器。本实用新型集成了多种测试功能，可用于测试工业高功率电容器的主要参数。

Description

一种电容器参数测试仪

技术领域

本实用新型涉及电容器测试领域，具体涉及一种电容器参数测试仪。

背景技术

电容器是一种容纳电荷的电子器件，广泛用于电子、电力领域的电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、滤波、补偿、充放电、储能、隔直流等电路中。电容器在使用前通常要进行参数测试，以便筛选出质量符合要求的电容器。电容器的测试参数包括电容器容量、损耗角正切值、绝缘电阻和耐电压。

现有技术采用精密LCR测试仪测试电容量及损耗角正切值、采用高电阻测试仪测试绝缘电阻、采用耐电压测试仪测试耐电压，即测试一只电容器需要将其分别安装到上述三种仪器的测试工装中进行测试，记录数据后再拆卸来，在大批量电容器的测试过程中，如此反复拆装，不仅操作复琐、耽误时间，而且测试效率低。而且工业中常用的是高功率电容器，在传统的测试方法中，为了测定容量、耐压与漏电流三参数，涉及到3种检测仪器(电桥测试仪、耐压测试仪及漏电流测试仪)，由于需在测试设备之间进行转换，测试步骤复杂，费事费时，测试效率低，而且还存在混淆差错风险，尤其是在测试时经常会因混淆差错导致铝电解电容器没有放电或放电不彻底而损坏仪器或仪表，对于大容量高电压电容器甚至还会使操作人员瞬间触电，存在着不安全隐患。

因此，亟需设计一种专用于检测高压大功率储能电容器的检测仪器，结构简单、操作方便安全，并且具有测试效率高的功能特点，以满足市场和工业生产的特殊需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电容器参数测试仪，用于测试工业中高功率电容器的主要参数。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电容器参数测试仪，包括嵌入式微处理器、电容参数测试仪电路、液晶触控屏显示器、微型打印机、存储器、I/O接口和开关电源；所述电容参数测试仪电路包括A/D转换器、多通道调理电路、数字移相驱动电路、PWM驱动电路、同步脉冲整形隔离电路、双变压器串整流倍压电路、同步脉冲电路、熔断器、发光二极管DS1、二极管D1、晶体管、电阻器；所述熔断器包括熔断器F1、熔断器F2和熔断器F3；所述晶体管包括双向可控硅Q1、复合场效应管Q2和复合场效应管Q3；所述电阻器包括电阻R1至电阻R9；

所述嵌入式微处理器分别与开关电源、液晶触控屏显示器、微型打印机、存储器、I/O接口、PWM驱动电路、数字移相驱动电路和A/D转换器并联连接；所述A/D转换器与多通道调理电路串联连接；

所述熔断器F1的输入端与火线L连接，输出端分别与联动开关S1和开关K1并联；所述联动开关S1的另一端与开关电源输入端连接；所述开关电源输出端与24V直流电模块输入端连接；所述24V直流电模块输出端连接至嵌入式微处理器；所述开关K1的另一端分别与Q1 的阳极和双变压器串联整流倍压电路连接；所述双向可控硅Q1的控制极与数字移相驱动电路输出端G1连接，其阴极与双变压器串联整流倍压电路连接；

所述双变压器串联整流倍压电路的输出端与熔断器F2和电阻R2的输入端并联；所述熔断器F2的输出端与开关K2的输入端连接，所述开关K2的第一个输出端与I/O接口连接，其第二个输出端与二极管D1的输入端连接；所述二极管D1的输出端与熔断器F2输入端连接；所述熔断器F2输出端分别与电阻R7和电阻R8的输入端连接；

所述电阻R7的输出端与复合场效应管Q2的漏极连接；所述复合场效应管Q2的栅极与 PWM驱动电路输出端G2连接，其源极分别与电阻R5输出端、复合场效应管Q3的源极和同步脉冲电路输出端并联连接至电阻R9输入端；所述电阻R8的输出端与复合场效应管Q3的漏极连接；所述复合场效应管Q3的栅极与PWM驱动电路连接；

所述电阻R2与电阻R3的连接点与多通道调理电路电压采集输入端U1连接，所述电阻 R3的输出端连接至公共端口COM；

所述电阻R5与电阻R4的连接点与多通道调理电路电压采集输入端U2连接；

所述同步脉冲整形隔离电路输入端与同步脉冲电路输出端连接；

所述零线N与发光二极管DS1和电阻R1串联至同步脉冲电路的输出端。

进一步，所述电阻R9分别与测试电路COM端和多通道调理电路电流采集输入端I1及待测电容器模块的负极连接；所述待测电容器模块的正极与仪器直流高压输出端连接；所述双变压器串整流倍压电路和同步脉冲电路采用一点式接地。

进一步，所述熔断器F1的输入端连接至220V交流电的火线L。

进一步，所述液晶触控屏显示器与嵌入式微处理器之间通过RS485实现连接；所述微型打印机与嵌入式微处理器之间通过RS232实现连接。

进一步，所述熔断器F2与电阻R2的连接处设置有充电电压测试点；所述熔断器F2与电阻R4的连接处设置有电容充放电压测试点。

进一步，所述数字温度传感器以贴装于待测电容器模块的外表并且与嵌入式微处理传感器连接。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型所述的电容器参数测试仪是一种结构简单、操作方便安全，且测试效率高的测试装置，主要用于测试工业中高功率电容器的主要参数。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型所述电容器参数测试仪电路原理框图；

图2为本实用新型所述电容器参数测试仪面板图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

如图1所示，一种电容器参数测试仪，包括嵌入式微处理器、电容参数测试仪电路、液晶触控屏显示器、微型打印机、存储器、I/O接口和开关电源；所述电容参数测试仪电路包括A/D 转换器、多通道调理电路、数字移相驱动电路、PWM驱动电路、同步脉冲整形隔离电路、双变压器串整流倍压电路、同步脉冲电路、熔断器、发光二极管DS1、二极管D1、晶体管、电阻器；所述熔断器包括熔断器F1、熔断器F2和熔断器F3；所述晶体管包括双向可控硅Q1、复合场效应管Q2和复合场效应管Q3；所述电阻器包括电阻R1至电阻R9；

所述电阻R9分别与测试电路COM端和多通道调理电路电流采集输入端I1及待测电容器模块的负极连接；所述待测电容器模块的正极与仪器直流高压输出端连接；所述双变压器串整流倍压电路和同步脉冲电路采用一点式接地。

所述熔断器F1的输入端连接至220V交流电的火线L。所述液晶触控屏显示器与嵌入式微处理器之间通过RS485实现连接；所述微型打印机与嵌入式微处理器之间通过RS232实现连接。

所述熔断器F2与电阻R2的连接处设置有充电电压测试点；所述熔断器F2与电阻R4的连接处设置有电容充放电压测试点。

所述数字温度传感器可以贴装于待测电容器模块的外表并且与嵌入式微处理传感器连接。

本实用新型所述电容器参数测试仪工作原理及检测过程：

1、将电容器正负电极对应接入仪器高压DC1000V正负输出端，并保证接触良好，并且将数字温度传感器牢固贴于待测电容器外壳侧面。

2、将连接好的电容器置入符合安全强度要求的防护罩内。

3、接通电源插头，开启电源开关S1，启动测试程序，K1接通，数字移相电路触发双向可控硅导通；根据预定充电电流，电磁互感式变压器将220V交流电由低至高，逐渐升压至脉动直流至1.2倍额定电压值，仪器输出最高电压在800V左右，以满足电容器不同电压等级参数测试要求。电阻R6作限流用，D1为反向截止二极管，熔断器F2作充电短路保护装置。测试过程中，如充电电压未达到电容器电压标称值发生击穿短路或者电压停止爬升则视为不合格。

4、采用双向可控硅闭环调压系统，改变可控硅导通角使电容器的充电电压和充电电流按照设定模式调整运行。

5、电容器充电至额定电压值K1断开，保持1分钟，U2取样电压稳定不跌落，系统进入放电检测模式；仪器按照额定放电电流值进行放电。采用2个并联复合场效应晶体管扩流以 PWM模式导通，以斩波方式控制电容器的放电电流，电阻R9为电流取样元件，呈闭环控制。熔断器F3为放电短路保护装置。嵌入式系统记录放电过程的电流参数及电压变化时间特征，液晶屏显示放电特征曲线。

6、电容器充放电检测过程，数字温度传感器将电容器表面温度数据传送至嵌入式系统。如果温度发生异常(温度爬升过快或者高于电容器额定工作温度)，系统立即关闭双向可控硅或复合场效应管，终止充放电操作，并且使K1处于断开状态，保证测试安全。

7、采用电源变压器将检测系统与电网隔离，保证测试系统的安全性。

8、液晶屏显示测试充放电过程中的电压曲线、电流曲线和温度曲线。

9、系统可根据电容器额定工作温度设定，自动进行循环充放电操作，直至温度进入热平衡状态，获取电容器工作温度特性。

10、检测结果可记录存档，并可打印出具检测报告。

11、检测程序结束，高压指示灯熄灭，表示电容器残存电压达到安全值，可以进行拆卸电容器操作。

12、高压指示灯亮起未熄灭时，禁止触碰高压输出端和电容器接线端，防止电击伤害。

如图2所示，本实用新型所述电容器参数测试仪面板操作说明：

1、电源开关

当电源开关按下，检测仪器电源接通；电源开关再次按下，开关弹出复位，电源关闭。

2、指示灯

高压指示灯亮——继电器K1吸合接通，变压器副边高压接通，提示高压危险。

充电指示灯亮——继电器K2吸合接通，双向可控硅触发导通，电容器处于充电状态。

放电指示灯亮——继电器K2释放断开，双向可控硅关闭，复合场效应管导通，电容器处于放电状态。

高压警示灯亮——表示仪器高压输出端处于高压带电状态，DC1000V提示最高电压达到直流1000V；也表示电容器高压残存电荷未泄放完毕，禁止触摸仪器输出接线端子。

3、输出插口

插口为高压直流输出端，输出电压最高DC1000V，输出端采用专用高压电缆与被测电容器的对应电极连接。

4、显示屏，显示屏为触摸式液晶屏。

显示屏功能；

(1)操作功能：可根据液晶按键提示进行触摸式功能命令操作；如参数设置、自动检测、充电模式、放电模式、温度检测、启动、停止、打印、保存等。

(2)显示功能：可显示仪器当前工作状态及电容器充放电的电压值、电流值和温度值；亦能够显示检测过程的电压、电流及温度变化曲线。

5、打印

通过串口与打印机连接，点击打印选项，打印检测报告。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种电容器参数测试仪，其特征在于，该测试仪包括嵌入式微处理器、电容参数测试仪电路、液晶触控屏显示器、微型打印机、存储器、I/O接口和开关电源；所述电容参数测试仪电路包括A/D转换器、多通道调理电路、数字移相驱动电路、PWM驱动电路、同步脉冲整形隔离电路、双变压器串整流倍压电路、同步脉冲电路、熔断器、发光二极管DS1、二极管D1、晶体管、电阻器；所述熔断器包括熔断器F1、熔断器F2和熔断器F3；所述晶体管包括双向可控硅Q1、复合场效应管Q2和复合场效应管Q3；所述电阻器包括电阻R1至电阻R9；

所述熔断器F1的输入端与火线L连接，输出端分别与联动开关S1和开关K1并联；所述联动开关S1的另一端与开关电源输入端连接；所述开关电源输出端与24V直流电模块输入端连接；所述24V直流电模块输出端连接至嵌入式微处理器；所述开关K1的另一端分别与Q1的阳极和双变压器串联整流倍压电路连接；所述双向可控硅Q1的控制极与数字移相驱动电路输出端G1连接，其阴极与双变压器串联整流倍压电路连接；

所述电阻R7的输出端与复合场效应管Q2的漏极连接；所述复合场效应管Q2的栅极与PWM驱动电路输出端G2连接，其源极分别与电阻R5输出端、复合场效应管Q3的源极和同步脉冲电路输出端并联连接至电阻R9输入端；所述电阻R8的输出端与复合场效应管Q3的漏极连接；所述复合场效应管Q3的栅极与PWM驱动电路连接；

所述电阻R2与电阻R3的连接点与多通道调理电路电压采集输入端U1连接，所述电阻R3的输出端连接至公共端口COM；

零线N与发光二极管DS1和电阻R1串联至同步脉冲电路的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种电容器参数测试仪，其特征在于，所述电阻R9分别与测试电路COM端和多通道调理电路电流采集输入端I1及待测电容器模块的负极连接；所述待测电容器模块的正极与仪器直流高压输出端连接；所述双变压器串整流倍压电路和同步脉冲电路采用一点式接地。

3.根据权利要求1所述的一种电容器参数测试仪，其特征在于，所述熔断器F1的输入端连接至220V交流电的火线L。

4.根据权利要求1所述的一种电容器参数测试仪，其特征在于，所述液晶触控屏显示器与嵌入式微处理器之间通过RS485实现连接；所述微型打印机与嵌入式微处理器之间通过RS232实现连接。

5.根据权利要求1所述的一种电容器参数测试仪，其特征在于，所述熔断器F2与电阻R2的连接处设置有充电电压测试点；所述熔断器F2与电阻R4的连接处设置有电容充放电压测试点。

6.根据权利要求2所述的一种电容器参数测试仪，其特征在于，数字温度传感器贴装于待测电容器模块的外表并且与嵌入式微处理传感器连接。