CN210129005U

CN210129005U - 一种电涌保护器的测试装置

Info

Publication number: CN210129005U
Application number: CN201920684897.2U
Authority: CN
Inventors: 刘晓东; 徐伟
Original assignee: Lightning Early Warning And Protection Center Of Inner Mongolia Autonomous Region
Current assignee: Lightning Early Warning And Protection Center Of Inner Mongolia Autonomous Region
Priority date: 2019-05-14
Filing date: 2019-05-14
Publication date: 2020-03-06
Anticipated expiration: 2029-05-14

Abstract

本实用新型涉及电涌保护器领域，提出了一种电涌保护器的测试装置。所述装置包括：采样放大电路、微处理器、电压产生电路、电压控制电路和显示电路。所述采样放大电路包括电流采样放大电路和电压采样放大电路，所述电流采样放大电路和所述电压采样放大电路均与设置在电涌保护器中的压敏电阻电连接。所述微处理器具有采样端口，所述采样端口与所述电流采样放大电路及所述电压采样放大电路均连接。所述微处理器与所述电压产生电路的输入端电连接，所述电压产生电路与所述电压控制电路的输入端电连接，所述电压控制电路与压敏电阻电连接。所述显示电路连接所述微处理器。

Description

一种电涌保护器的测试装置

技术领域

本实用新型涉及电涌保护器领域，尤其涉及一种电涌保护器的测试装置。

背景技术

在低压系统中全面安装电涌保护器，能够对系统内的设备进行全方位的保护。由于长期受工作电压、瞬时雷电冲击、过电压和环境温湿度的影响，低压电涌保护器的核心——压敏电阻的电气参数会发生劣化，偏离起始性能指标，不但不具有保护作用，还影响电力和通信系统设备的正常运行。若不及时更换，被保护系统的安全运行将受到严重威胁。因此，准确检测低压电涌保护器的状态十分关键。

在现有技术中对低压电涌保护器进行检测的检测装置往往体积过大，不易携带，或者检测装置具有的模块众多、功耗较大的问题，检测指标以及精度达不到要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是电涌保护器的检测装置体积和功耗较大，检测不精确的问题。为了解决上述问题，本实用新型提出了一种电涌保护器的测试装置。本实用新型具体是以如下技术方案实现的：

本实用新型提出了一种电涌保护器的测试装置，所述装置包括：采样放大电路、微处理器、电压产生电路、电压控制电路和显示电路；

所述采样放大电路包括电流采样放大电路和电压采样放大电路，所述电流采样放大电路和所述电压采样放大电路均与设置在电涌保护器中的压敏电阻电连接；

所述微处理器具有采样端口，所述采样端口与所述电流采样放大电路及所述电压采样放大电路均连接；

所述微处理器与所述电压产生电路的输入端电连接，所述电压产生电路与所述电压控制电路的输入端电连接，所述电压控制电路与压敏电阻电连接；

所述显示电路连接所述微处理器。

进一步地，所述采样端口与所述微处理器内置的模数转换器电连接，所述采样端口包括第一模数转换采样接口和第二模数转换采样接口，所述第一模数转换采样接口用于连接电流采样放大电路，所述第二模数转换采样接口用于连接电压采样放大电路。

进一步地，所述电流采样放大电路包括仪表放大器、第一电容、第二电容、第三电容和第一电阻；

所述第一电容的一端连接仪表放大器的负极接口和写入使能接口，所述第一电容的另一端接地；

所述第二电容的一端连接仪表放大器的正极接口，所述第二电容的另一端接地；

所述第一电阻的一端连接仪表放大器的输出接口，所述第一电阻的另一端连接第三电容，所述第三电容的另一端接地；

所述第一电阻还连接微处理器。

进一步地，所述电压采样放大电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第四电容、第五电容、第六电容、运算放大器和可变电阻；

所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻和所述第四电容串联，所述第四电容的另一端连接运算放大器的负极输入端；

所述运算放大器的正向输入端连接在第二电阻和第三电阻之间，所述运算放大器的负向输入端连接在第三电阻和第四电阻之间；

所述运算放大器的第一增益设置端连接可变电阻，所述运算放大器的第二增益设置端连接第五电阻，所述第五电阻的另一端连接可变电阻；

所述运算放大器的正极输入端连接第五电容，所述第五电容的另一端接地；

所述运算放大器的输出端连接第六电阻，所述第六电阻连接第六电容，所述第六电容的另一端接地，所述第六电阻还连接微处理器；

所述运算放大器的反馈端接地。

进一步地，所述电压产生电路包括第七电容、第八电容、模拟电压产生器和电压放大器；

所述第七电容与第八电容并联，所述第七电容与所述第八电容均连接模拟电压产生器，所述模拟电压产生器连接所述电压放大器。

进一步地，所述电压控制电路包括高压控制器，所述高压控制器连接设置在电涌保护器中的压敏电阻。

进一步地，所述测试装置还包括存储器和电平转换电路，所述存储器连接微处理器，所述电平转换电路连接微处理器。

进一步地，所述电平转换电路包括电平转换芯片；

所述电平转换芯片的数据转换接口连接所述微处理器。

进一步地，所述显示电路包括液晶显示器和第七电阻，所述第七电阻连接所述液晶显示器的驱动电压输入端，所述第七电阻的另一端连接驱动电源。

进一步地，所述测试装置还包括系统电源电路，所述微处理器具有电源采样端口，所述电源采样端口连接系统电源电路。

采用上述技术方案，本实用新型所述的一种电涌保护器的测试装置，具有如下有益效果：

1)本实用新型提出了一种电涌保护器的测试装置，所述装置采用现代集成电路设计，实现了高电压、小电流的准确测量。此外，所述测试装置的整体符合目前电气检测技术的便捷化、智能化趋势；

2)本实用新型提出了一种电涌保护器的测试装置，所述装置采用低功耗元器件以及锂电池供电，功耗更低，检测便捷；

3)本实用新型提出了一种电涌保护器的测试装置，所述装置具有电流采样放大电路和电压采样放大电路，从压敏电压以及漏电流两个参数检测电涌保护器的劣化程度，更加全面准确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种电涌保护器的测试装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种电涌保护器的测试装置的微处理器的电路结构图；

图3为本实用新型实施例提供的一种电涌保护器的测试装置的电流采样放大电路的电路结构图；

图4为本实用新型实施例提供的一种电涌保护器的测试装置的电压采样放大电路的电路结构图；

图5为本实用新型实施例提供的一种电涌保护器的测试装置的电压产生电路的电路结构图；

图6为本实用新型实施例提供的一种电涌保护器的测试装置的电压控制电路的电路结构图；

图7为本实用新型实施例提供的一种电涌保护器的测试装置的存储器的电路结构图；

图8为本实用新型实施例提供的一种电涌保护器的测试装置的电平转换电路的电路结构图；

图9为本实用新型实施例提供的一种电涌保护器的测试装置的显示电路的电路结构图；

图10为本实用新型实施例提供的一种电涌保护器的测试装置的系统电源电路的电路结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

本实用新型实施例中提供了一种电涌保护器的测试装置，如图1所示，所述测试装置包括：采样放大电路、微处理器、电压产生电路、电压控制电路和显示电路；

所述电流采样放大电路和所述电压采样放大电路均与设置在电涌保护器中的压敏电阻电连接；

所述显示电路连接所述微处理器。

具体地，如图2所示的微处理器，微处理器控制内置的数模转换器，所述数模转换器控制电源产生电路产生持续上升的电压，直到采样电路采集到的电流值为1mA，得到压敏启动电压值，然后加载一个等于启动电压值的75％的电压，检测此时的电流值即为泄漏电流值。

所述微处理器可以在超低功耗模式下工作，安全性能好，适应工业级的运行环境。所述微处理器还具有电源采样端口，所述电源采样端口连接系统电源电路，能够根据系统电源电路中的锂电池电压的数值判断电量。

所述微处理器能够通过端口执行启动测试及数据发送功能，仪表放大器的放大倍数控制，串口通信，主控与DAC模块的数据、时钟、片选信号，主控与显示模块的数据及控制总线，仪器的锂电池电压采样，主控内部的模数转换器对电压和电流进行采样和主控与存储器的数据和控制总线。

进一步地，如图3所示，所述电流采样放大电路包括仪表放大器、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第一电阻R1；

所述第一电容C1的一端连接仪表放大器的负极接口和写入使能接口，所述第一电容C1的另一端接地；

所述第二电容C2的一端连接仪表放大器的正极接口，所述第二电容C2的另一端接地；

所述第一电阻R1的一端连接仪表放大器的输出接口，所述第一电阻R1的另一端连接第三电容C3，所述第三电容C3的另一端接地；

所述第一电阻R1还连接微处理器。所述第一电阻R1连接微处理器的第一模数采样端口。

所述仪表放大器的信号输入端连接电涌保护器。

进一步地，如图4所示，所述电压采样放大电路包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、运算放大器和可变电阻；

所述第二电阻R2、所述第三电阻R3、所述第四电阻R4和所述第四电容C4串联，所述第四电容C4的另一端连接运算放大器的负极输入端；

所述运算放大器的正向输入端连接在第二电阻R2和第三电阻R3之间，所述运算放大器的负向输入端连接在第三电阻R3和第四电阻R4之间；

所述运算放大器的第一增益设置端连接可变电阻，所述运算放大器的第二增益设置端连接第五电阻R5，所述第五电阻R5的另一端连接可变电阻；

所述运算放大器的正极输入端连接系统电源电路，所述第五电容C5的一端连接系统电源电路，所述第五电容C5的另一端接地；

所述运算放大器的输出端连接第六电阻R6，所述第六电阻R6连接第六电容C6，所述第六电容C6的另一端接地，所述第六电阻R6还连接微处理器；

所述运算放大器的反馈端接地。

具体地，在所述电流采样放大电路和所述电压采样放大电路中，所述电流采样放大电路中的仪表放大器可以是可编程增益仪表放大器，所述可编程增益仪表放大器具有低输出噪声、低失真等特性，适合与传感器进行接口，并驱动高采样速率的模数转换器。

测得压敏电阻两端的电压后，在压敏电阻的电流达到1mA时停止升压，此时测量采样电阻两端的电压可计算得到压敏电压。

当测得压敏电压后，加载一个等于压敏电压75％的电压，重新对压敏电阻进行测量，此时得到的电流值即为漏电流。

通过压敏电压和漏电流，能够确定压敏电阻的状态。

进一步地，如图5所示，所述电压产生电路包括第七电容C7、第八电容C8、模拟电压产生器和电压放大器；

所述第七电容C7与第八电容C8并联，所述第七电容C7与所述第八电容C8均连接模拟电压产生器，所述模拟电压产生器连接所述电压放大器。

进一步地，如图6所示，所述电压控制电路包括高压控制器，所述高压控制器连接设置在电涌保护器中的压敏电阻。所述电涌保护器的另一端连接第十一电阻R11，所述第十一电阻R11为标准电阻，在实际测量中用于与压敏电阻进行等效，在实际测量中，所述电流采样放大电路连接在第十一电阻R11的两端，进行对电流信号的测量。所述电压采样放大电路与所述电涌保护器和高压控制器连接，进行对电压信号的测量。

所述高压控制器可以为程控高压电源。

进一步地，如图7和图8所示，所述测试装置还包括存储器和电平转换电路，所述存储器连接微处理器，所述电平转换电路连接微处理器。

进一步地，所述电平转换电路包括电平转换芯片；

所述电平转换芯片的数据转换接口连接所述微处理器。所述电平转换电路还包括第十二电容C12、第十三电容C13、十四电容C14、第十五电容C15和第十六电容C16。

所述第十二电容C12、第十三电容C13、第十五电容C15以及第十六电容C16与所述电平转换芯片一起组成电荷泵电路，用于产生电源，提供给RS232电平。所述第十四电容的一端连接系统电源电路及电平转换芯片的正极输入端，所述第十四电容的另一端接地。

所述电平转换芯片还包括数据转换通道，用于进行电平的转换。

具体地，所述存储器模块用来存储修正参数，提高精度。所述微处理器输出TTL电平，所述电平转换芯片将TTL电平转换成RS232电平，并发送向其他终端。

进一步地，如图9所示，所述显示电路包括液晶显示器和第七电阻R7，所述第七电阻R7连接所述液晶显示器的驱动电压输入端，所述第七电阻R7的另一端连接驱动电源。

进一步地，如图10所示，所述测试装置还包括系统电源电路，所述系统电源电路包括：降压型稳压器、低压差电压调节器、第一电感L1、第一极性电容CD1、第二极性电容CD2、第三极性电容CD3、第十七电容C17、第十八电容C18、第九电阻R9和第十电阻R10。所述低压差电压调节器能够将+5V的电压调整到+3.3V，所述+5V的电压和所述+3.3V的电压均用于给其他电路供电。

所述第一极性电容CD1连接+12.6V的锂电池电源输入，所述第一极性电容CD1的另一端接地。

所述降压型稳压器连接所述锂电池电源输入，所述降压型稳压器的第一端口连接第一电感L1，所述降压型稳压器的第六端口和第七端口均连接第十七电容C17的一端，所述第十七电容C17的另一端接地，所述降压型稳压器的第九端口接地。

所述第一电感L1连接所述第九电阻R9，所述第九电阻R9的另一端与所述第十电阻R10连接，所述降压型稳压器的第五端口连接在第九电阻R9与第十电阻R10之间，所述第十电阻R10的另一端接地。

所述第十八电容C18与所述第九电阻R9并联，所述第十八电容C18还连接低压差调节器的输入端，所述第二极性电容CD2的一端连接在所述第十八电容C18和所述低压差调节器的输入端之间，所述第二极性电容CD2的另一端接地。所述第三极性电容CD3的一端连接所述低压差调节器的输出端，所述第三极性电容CD3的另一端接地。所述低压差调节器输入端为+5V电压，输出端为+3.3V电压。

本实用新型提供了一种电涌保护器的测试装置，所述装置采用现代集成电路设计，实现了高电压、小电流的准确测量。同时，所述装置采用低功耗元器件以及锂电池供电，功耗更低，检测便捷。并设置电流采样放大电路和电压采样放大电路，从压敏电压以及漏电流两个参数检测电涌保护器的劣化程度，更加全面准确。此外，所述测试装置的整体符合目前电气检测技术的便捷化、智能化趋势。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种电涌保护器的测试装置，其特征在于，所述装置包括：采样放大电路、微处理器、电压产生电路、电压控制电路和显示电路；

所述显示电路连接所述微处理器。

2.根据权利要求1所述的一种电涌保护器的测试装置，其特征在于，所述采样端口与所述微处理器内置的模数转换器电连接，所述采样端口包括第一模数转换采样接口和第二模数转换采样接口，所述第一模数转换采样接口用于连接电流采样放大电路，所述第二模数转换采样接口用于连接电压采样放大电路。

3.根据权利要求1所述的一种电涌保护器的测试装置，其特征在于，所述电流采样放大电路包括仪表放大器、第一电容、第二电容、第三电容和第一电阻；

所述第一电阻还连接微处理器。

4.根据权利要求1所述的一种电涌保护器的测试装置，其特征在于，所述电压采样放大电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第四电容、第五电容、第六电容、运算放大器和可变电阻；

所述运算放大器的反馈端接地。

5.根据权利要求1所述的一种电涌保护器的测试装置，其特征在于，所述电压产生电路包括第七电容、第八电容、模拟电压产生器和电压放大器；

6.根据权利要求1所述的一种电涌保护器的测试装置，其特征在于，所述电压控制电路包括高压控制器，所述高压控制器连接设置在电涌保护器中的压敏电阻。

7.根据权利要求1所述的一种电涌保护器的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括存储器和电平转换电路，所述存储器连接微处理器，所述电平转换电路连接微处理器。

8.根据权利要求7所述的一种电涌保护器的测试装置，其特征在于，所述电平转换电路包括电平转换芯片；

所述电平转换芯片的数据转换接口连接所述微处理器。

9.根据权利要求1所述的一种电涌保护器的测试装置，其特征在于，所述显示电路包括液晶显示器和第七电阻，所述第七电阻连接所述液晶显示器的驱动电压输入端，所述第七电阻的另一端连接驱动电源。

10.根据权利要求1所述的一种电涌保护器的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括系统电源电路，所述微处理器具有电源采样端口，所述电源采样端口连接系统电源电路。