CN214098189U - 一种过欠压浪涌模拟测试控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及浪涌模拟测试技术领域，公开了一种过欠压浪涌模拟测试控制装置，包括：AC/DC电源模块、单片机控制电路、光耦隔离电路，推挽电路，两个直流电源和继电器自锁电路，单片机控制电路的输出端连接光耦隔离电路的输入端，光耦隔离电路的输出端连接推挽电路的输入端，第一直流电源Vin1的正极和第二直流电源Vin2的负极分别通过场效应管连接推挽电路的输出端，使第一直流电源Vin1单独输出或第一直流电源Vin1和第二直流电源Vin2串联输出，第一直流电源Vin1的负极和第二直流电源Vin2的正极连接继电器自锁电路，输出电压Vo通过继电器自锁电路外接用电器，这种测试控制装置，切换速度快，能够达到瞬态变换。
Description
技术领域
本实用新型涉及浪涌模拟测试技术领域，特别涉及一种过欠压浪涌模拟测试控制装置。
背景技术
过欠压浪涌测试已经是很多电源内部的一个功能，如Chroma DC POWER，但在过欠压功能测试时，它的电压上升率最快为10V/ms，即过压测试从20V瞬态100V至少需要8ms，上升时间比较长，无法实现瞬态变换，而专用的浪涌测试设备又价格昂贵。
实用新型内容
本实用新型提供一种过欠压浪涌模拟测试控制装置，切换速度快，能够达到瞬态变换功能。
本实用新型提供了一种过欠压浪涌模拟测试控制装置，包括：AC/DC电源模块、单片机控制电路、光耦隔离电路，推挽电路，两个直流电源和继电器自锁电路，两个直流电源包括第一直流电源Vin1和第二直流电源Vin2，所述 AC/DC电源模块外接220V交流电源，单片机控制电路、光耦隔离电路、推挽电路和继电器自锁电路分别与AC/DC电源模块连接，单片机控制电路的输出端连接光耦隔离电路的输入端，光耦隔离电路的输出端连接推挽电路的输入端，第一直流电源Vin1的正极和第二直流电源Vin2的负极分别通过场效应管连接推挽电路的输出端，使第一直流电源Vin1单独输出或第一直流电源Vin1 和第二直流电源Vin2串联输出，第一直流电源Vin1的负极和第二直流电源 Vin2的正极连接继电器自锁电路，输出电压Vo通过继电器自锁电路外接用电器。
还包括：TVS管D1和TVS管D2，TVS管D1连接在第二直流电源Vin2 的负极和正极之间，TVS管D2连接在第一直流电源Vin1的负极和正极之间， TVS管D1和TVS管D2用于为第一直流电源Vin1和第二直流电源Vin2吸收尖峰脉冲电压，提供稳定的输入电源。
上述推挽电路包括PNP型晶体管Q2、NPN型晶体管Q3和电阻R1；
PNP型晶体管Q2的基极和NPN型晶体管Q3的基极连接，PNP型晶体管 Q2的基极和NPN型晶体管Q3的基极同时连接光耦隔离电路的输出端，PNP 型晶体管Q2的发射极连接NPN型晶体管Q3的发射极，电阻R1并联在NPN 型晶体管Q3的基极和集电极之间；
所述场效应管为N型场效应管Q1，N型场效应管Q1的栅极连接PNP型晶体管Q2的发射极和NPN型晶体管Q3的发射极，N型场效应管Q1的漏极连接第一直流电源Vin1的正极，N型场效应管Q1的源极连接第二直流电源 Vin2的负极。
上述AC/DC电源模块输出DC5V和DC15V，单片机控制电路连接DC5V，光耦隔离电路连接DC5V，推挽电路连接DC15V，继电器自锁电路连接DC5V。
上述光耦隔离电路包括光耦U1，当单片机控制电路输出为高电平时，光耦U1不导通，当单片机控制电路输出为低电平时，光耦U1导通。
上述单片机控制电路包括显示单元、功能设置单元和单片机单元，显示单元和功能设置单元分别与单片机单元信号连接，单片机单元的输出端连接光耦隔离电路的输入端。
上述继电器自锁电路包括：外置触发按键S1、继电器K1、放电电阻R3 和放电二极管D4，外置触发按键S1连接继电器K1，继电器K1连接DC5V，放电电阻R3和放电二极管D4串联后与继电器K1并联，当外接电源断电， DC5V断电，继电器K1断开，输出电压Vo无输出，当外接电源供电后，DC5V 正常，K1供电断开，K1弹片未吸合，输出电压Vo无输出，手动按外置触发按键S1后，继电器K1供电正常，继电器K1弹片吸合，输出电压Vo正常输出，当外接电源断电后，放电电阻R3快速放电，继电器K1断电，继电器K1 弹片未吸合，Vo无输出，当再次供电时，需按外置触发按键S1外置触发后有输出电压Vo，起到断电自锁，保护外接用电器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型通过用光耦隔离和图腾柱推挽驱动场效应管控制通断的方式，控制外接两台直流电源串联升压切换实现浪涌电压功能，切换速度快，可达到瞬态变换功能，切换速度在200us以下，当装置供电部分断电和再次上电后，继电器自锁电路断开Vo端无输出，保护所接用电设备。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种过欠压浪涌模拟测试控制装置的电路图。
图2为本实用新型提供的一种过欠压浪涌模拟测试控制装置中继电器的电路图。
具体实施方式
下面结合附图1-2，对本实用新型的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1所示，本实用新型实施例提供的一种过欠压浪涌模拟测试控制装置，包括：AC/DC电源模块、单片机控制电路、光耦隔离电路，推挽电路，两个直流电源和继电器自锁电路，两个直流电源包括第一直流电源Vin1和第二直流电源Vin2，所述AC/DC电源模块外接220V交流电源，单片机控制电路、光耦隔离电路、推挽电路和继电器自锁电路分别与AC/DC电源模块连接，单片机控制电路的输出端连接光耦隔离电路的输入端，光耦隔离电路的输出端连接推挽电路的输入端，第一直流电源Vin1的正极和第二直流电源Vin2的负极分别通过场效应管连接推挽电路的输出端，使第一直流电源Vin1单独输出或第一直流电源Vin1和第二直流电源Vin2串联输出，第一直流电源Vin1的负极和第二直流电源Vin2的正极连接继电器自锁电路，输出电压Vo通过继电器自锁电路外接用电器。
还包括：TVS管D1和TVS管D2，TVS管D1连接在第二直流电源Vin2 的负极和正极之间，TVS管D2连接在第一直流电源Vin1的负极和正极之间， TVS管D1和TVS管D2用于为第一直流电源Vin1和第二直流电源Vin2吸收尖峰脉冲电压，提供稳定的输入电源。
上述推挽电路包括PNP型晶体管Q2、NPN型晶体管Q3和电阻R1；
PNP型晶体管Q2的基极和NPN型晶体管Q3的基极连接，PNP型晶体管 Q2的基极和NPN型晶体管Q3的基极同时连接光耦隔离电路的输出端，PNP 型晶体管Q2的发射极连接NPN型晶体管Q3的发射极，电阻R1并联在NPN 型晶体管Q3的基极和集电极之间；
所述场效应管为N型场效应管Q1，N型场效应管Q1的栅极连接PNP型晶体管Q2的发射极和NPN型晶体管Q3的发射极，N型场效应管Q1的漏极连接第一直流电源Vin1的正极，N型场效应管Q1的源极连接第二直流电源 Vin2的负极。
上述AC/DC电源模块输出DC5V和DC15V，单片机控制电路连接DC5V，光耦隔离电路连接DC5V，推挽电路连接DC15V，继电器自锁电路连接DC5V。
上述光耦隔离电路包括光耦U1，当单片机控制电路输出为高电平时，光耦U1不导通，当单片机控制电路输出为低电平时，光耦U1导通。
上述单片机控制电路包括显示单元、功能设置单元和单片机单元，显示单元和功能设置单元分别与单片机单元信号连接，单片机单元的输出端连接光耦隔离电路的输入端。
上述继电器自锁电路包括：外置触发按键S1、继电器K1、放电电阻R3 和放电二极管D4，外置触发按键S1连接继电器K1，继电器K1连接DC5V，放电电阻R3和放电二极管D4串联后与继电器K1并联，当外接电源断电，DC5V断电，继电器K1断开，输出电压Vo无输出，当外接电源供电后，DC5V 正常，K1供电断开，K1弹片未吸合，输出电压Vo无输出，手动按外置触发按键S1后，继电器K1供电正常，继电器K1弹片吸合，输出电压Vo正常输出，当外接电源断电后，放电电阻R3快速放电，继电器K1断电，继电器K1 弹片未吸合，Vo无输出，当再次供电时，需按外置触发按键S1外置触发后有输出电压Vo，起到断电自锁，保护外接用电器。
此设备是一种单片机智能控制电压瞬变模拟发生装置，可作为瞬态过压和瞬态欠压功能产品的测试设备，该设备通过外接两个直流源，内部通过场效应管串联推挽驱动控制实现电压的瞬态输出，控制部分和输入输出部分通过光耦隔离控制，输出通过继电器实现断电自锁功能，过欠压浪涌模拟测试装置通过单片机实现功能设置和显示，只需外部交流供电。
该装置可用于过压和欠压功能产品的测试，如GJB298-87和GJB181-86 中要求的100V/50ms和80V/50ms瞬态过压功能，6V/1s和8V/50ms瞬态欠压功能的测试，该装置外接两个电源(Vin1和Vin2)作为输入，所测产品的工作电压和瞬态电压通过外接电源设置，通过单片机输出控制信号，经光耦隔离后，通过图腾柱推挽驱动电路控制场效应管Q1的通断，从而使两个外接源工作在串联或非串联的模式。D1,D2为吸收尖峰脉冲电压的TVS管，在大电流条件下，抑制过压瞬间的尖峰电压，K1为继电器，当装置每次启动时，继电器断开，锁定为无输出状态，保护所接用电设备。装置由隔离开关电源220VAC供电。
当工作在欠压浪涌模拟测试时：外接源Vin1+Vin2串联后为正常工作电压， Vin1电压为瞬态欠压电压值，稳态时，当单片机输出电平控制为高，光耦U1 不导通，15V通过R1给Q2、Q3基极高电平，Q2不导通，Q3导通输出Q1 栅极约为15V电平，Q1为N型场效应管，导通，外接源Vin1和Vin2串联， D3为反向截止状态，则输出电压Vo为Vin1+Vin2输入电压值，未启动瞬态欠压功能。欠压状态时，当单片机输出电平控制为低，光耦U1导通，Q2、Q3 基极通过光耦输出接地，Q3不导通，Q2导通输出Q1栅极为低电平，N型场效应管Q1此时不导通，则输出电压Vo为Vin1(D3压降忽略)，启动瞬态欠压功能，瞬态欠压时间可通过单片机程序控制设置和显示。
当工作在过压浪涌模拟测试时：外接源Vin1设置为正常工作电压， Vin1+Vin2电压为瞬态过压电压值，稳态时，当单片机输出电平控制为低，光耦U1导通，Q2、Q3基极通过光耦输出接地，Q3不导通，Q2导通输出Q1栅极为低电平，Q1为N型场效应管，此时不导通，则输出电压Vo为Vin1输入电压值(D3压降忽略)，未启动瞬态过压功能。当过压状态时，当单片机输出电平控制为高，光耦U1不导通，15V通过R1给Q2、Q3基极高电平，Q2不导通，Q3导通输出Q1栅极约为15V电平，N型场效应管Q1导通，外接源 Vin1和Vin2串联，D3为反向截止状态，则输出电压Vo为Vin1+Vin2输入电压值，启动瞬态过压功能。瞬态过压时间可通过单片机设置和显示。
而用此工装外置两台电源串联，用光耦隔离和图腾柱推挽驱动场效应管控制通断(开关速度在200us以下)，切换速度快，可达到瞬态变换功能。
如图2所示，继电器自锁电路中S1为外置触发按键。在断电下K1(继电器)断开，Vo无输出，装置上电后5V正常，K1供电断开，弹片未吸合，Vo 无输出，手动按键S1后，K1供电正常，弹片吸合，Vo正常输出，当装置断电后5V断电，电阻R3快速放电，K1断电，弹片未吸合，Vo无输出，当再次供电时，需按键S1外置触发后有输出Vo，可起到断电自锁。
以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种过欠压浪涌模拟测试控制装置，其特征在于，包括：AC/DC电源模块、单片机控制电路、光耦隔离电路，推挽电路，两个直流电源和继电器自锁电路，两个直流电源包括第一直流电源Vin1和第二直流电源Vin2，所述AC/DC电源模块外接220V交流电源，单片机控制电路、光耦隔离电路、推挽电路和继电器自锁电路分别与AC/DC电源模块连接，单片机控制电路的输出端连接光耦隔离电路的输入端，光耦隔离电路的输出端连接推挽电路的输入端，第一直流电源Vin1的正极和第二直流电源Vin2的负极分别通过场效应管连接推挽电路的输出端，使第一直流电源Vin1单独输出或第一直流电源Vin1和第二直流电源Vin2串联输出，第一直流电源Vin1的负极和第二直流电源Vin2的正极连接继电器自锁电路，输出电压Vo通过继电器自锁电路外接用电器。
2.如权利要求1所述的过欠压浪涌模拟测试控制装置，其特征在于，还包括：TVS管D1和TVS管D2，TVS管D1连接在第二直流电源Vin2的负极和正极之间，TVS管D2连接在第一直流电源Vin1的负极和正极之间，TVS管D1和TVS管D2用于为第一直流电源Vin1和第二直流电源Vin2吸收尖峰脉冲电压，提供稳定的输入电源。
3.如权利要求1所述的过欠压浪涌模拟测试控制装置，其特征在于，所述推挽电路包括PNP型晶体管Q2、NPN型晶体管Q3和电阻R1；
PNP型晶体管Q2的基极和NPN型晶体管Q3的基极连接，PNP型晶体管Q2的基极和NPN型晶体管Q3的基极同时连接光耦隔离电路的输出端，PNP型晶体管Q2的发射极连接NPN型晶体管Q3的发射极，电阻R1并联在NPN型晶体管Q3的基极和集电极之间；
所述场效应管为N型场效应管Q1，N型场效应管Q1的栅极连接PNP型晶体管Q2的发射极和NPN型晶体管Q3的发射极，N型场效应管Q1的漏极连接第一直流电源Vin1的正极，N型场效应管Q1的源极连接第二直流电源Vin2的负极。
4.如权利要求1所述的过欠压浪涌模拟测试控制装置，其特征在于，所述AC/DC电源模块输出DC5V和DC15V，单片机控制电路连接DC5V，光耦隔离电路连接DC5V，推挽电路连接DC15V，继电器自锁电路连接DC5V。
5.如权利要求1所述的过欠压浪涌模拟测试控制装置，其特征在于，所述光耦隔离电路包括光耦U1，当单片机控制电路输出为高电平时，光耦U1不导通，当单片机控制电路输出为低电平时，光耦U1导通。
6.如权利要求1所述的过欠压浪涌模拟测试控制装置，其特征在于，所述单片机控制电路包括显示单元、功能设置单元和单片机单元，显示单元和功能设置单元分别与单片机单元信号连接，单片机单元的输出端连接光耦隔离电路的输入端。
7.如权利要求1所述的过欠压浪涌模拟测试控制装置，其特征在于，所述继电器自锁电路包括：外置触发按键S1、继电器K1、放电电阻R3和放电二极管D4，外置触发按键S1连接继电器K1，继电器K1连接DC5V，放电电阻R3和放电二极管D4串联后与继电器K1并联，当外接电源断电，DC5V断电，继电器K1断开，输出电压Vo无输出，当外接电源供电后，DC5V正常，K1供电断开，K1弹片未吸合，输出电压Vo无输出，手动按外置触发按键S1后，继电器K1供电正常，继电器K1弹片吸合，输出电压Vo正常输出，当外接电源断电后，放电电阻R3快速放电，继电器K1断电，继电器K1弹片未吸合，Vo无输出，当再次供电时，需按外置触发按键S1外置触发后有输出电压Vo，起到断电自锁，保护外接用电器。
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