CN214252447U - 一种电容老练检测系统 - Google Patents

Abstract

一种电容老练检测系统，涉及电容生产技术领域。包括老练检测电路、控制器、供电模块，所述供电模块与控制器的电源接口连接，所述老练检测电路包括直流电源、电容器、整流器、单路切断控制电路、电流控制电路，所述直流电源与整流桥的输入端连接，电容器连接在直流电源与整流桥之间，电流控制回路连接在整流桥的输出端，所述直流电源、电容器、整流桥、电流控制回路之间组成充电和放电回路，电容器对应连接有充电电压检测电路。本实用新型能够实时检测实时监测电容器老练过程中的电压和电流，对电容器的异常进行实时判断并捕捉标记；并实现对异常电容器单路关断等功能。

Description

一种电容老练检测系统

技术领域

本实用新型涉及电容生产技术领域，具体为一种电容老练检测系统。

背景技术

成品电容器在出厂前均要经过老化、分选，而传统的电容器老化箱以及全自动老化机在老化过程中只对电容器进行电阻限流充电，并没有对老练过程中电容的充电电压和充电电流进行监测及异常判定。

而电容器出现品质缺陷绝大部分都在老化过程中，主要是因为老化工序中的电容器是第一次充电并且老化所需的时间较长，即在高温环境下从一个多小时到几十个小时不等，故电容器大部分的异常都会在这段工序中出现，鉴于这些异常隐患，在传统生产工艺中增加电容器异常的捕捉是非常有必要的，老练过程中的异常都会从电容器的充电电压和充电电流实时曲线里体现。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电容老练检测系统，可以有效解决背景技术中的问题。

实现上述目的的技术方案是：一种电容老练检测系统，其特征在于：包括老练检测电路、控制器、供电模块，所述供电模块与控制器的电源接口连接，所述老练检测电路包括直流电源、电容器、整流器、单路切断控制电路、电流控制电路，所述直流电源与整流桥的输入端连接，电容器连接在直流电源与整流桥之间，电流控制回路连接在整流桥的输出端，所述直流电源、电容器、整流桥、电流控制回路之间组成充电和放电回路，电容器对应连接有充电电压检测电路，电流控制回路用于控制充电和放电回路的电流恒定，所述单路切断控制模块连接在控制器与电流控制模块之间、用于控制充电和放电回路的通断。

进一步地，充电电压检测电路包括连接在直流电源的输出端的电源电压采样电路、以及连接在整流桥的输出端连接用于整流器输出端电压采样的后级电路电压采样电路；

所述检测系统还包括上位机和通讯模块，上位机通过通讯模块与控制器通讯连接，通讯模块的电源接口连接供电模块。

进一步地，所述电源电压采样电路包括电阻R3、电阻R11，所述电阻R3的一端连接直流电源的正极，电阻R3的另一端串接电阻R11后接地，电阻R3与电阻R11之间的连接点作为电源电压采样点VM，电源电压采样点VM连接控制器。

进一步地，所述电源电压采样电路还包括并联在电阻R11两端的稳压二极管D4。

进一步地，所述后级电路电压采样电路包括电阻R4和电阻R12，所述电阻R4的一端连接整流桥的输出端正极，电阻R4的另一端串接电阻R12后接地，电阻R4与电阻R12之间的连接点作为后级电路电压采样点V1，后级电路电压采样点V1连接控制器。

进一步地，所述后级电路电压采样电路还包括并联在电阻R12两端的稳压二极管D5。

进一步地，所述单路切断控制电路包括电阻R6、R8、三极管Q2，电阻R6的一端为控制信号输入端CUT，控制信号输入端CUT连接控制器，电阻R6的另一端分别连接电阻R8的一端和三极管Q2的b极，所述电阻R8的另一端接地，所述三极管Q2的e极接地、c极连接电流控制回路。

进一步地，电流控制回路包括MOS管Q1、电容C1、积分电容C3、运放U1、电阻R2、R5、R7、R9、R10，所述MOS管Q1的d极分别连接整流桥的输出端正极和电容C1的一端，电容C1的另一端接地、并连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端与MOS管Q1的s极连接，MOS管的g极分别连接三极管Q2的c极和电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接运放U1的输出端，积分电容C3连接在运放U1的输出端与运放U1的反向输入端之间，运放U1的反向输入端串接电阻R9后连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端作为电流采样信号点I1，电流采样信号点I1与控制器连接，运放U1的同向输入端作为基准电流信号输入点JZ1，电阻R5的一端连接MOS管Q1端的s极、另一端连接电阻R9和电阻R10之间的连接点。

进一步地，所述电流控制回路还包括稳压二极管D2、D3，所述稳压二极管D2的一端连接MOS管Q1的g极、另一端接地，所述稳压二极管D3的一端连接电阻R9、R10之间的连接点、另一端接地。

进一步地，电容器和整流器之间还串接有热敏电阻R1。

本实用新型的有益效果：

本实用新型采用恒流充电，恒流充电是每一路充电电流单独控制，不会存在电容器过充的问题，克服了现有技术中传统电容器产品的充电方式是恒压均流方式，如果有一路损坏，会导致其他路的电容过充或者充不满的现象。

本实用新型能够实时检测实时监测电容器老练过程中的电压和电流，对电容器的异常进行实时判断并捕捉标记；并实现对异常电容器单路关断等功能。

本实用新型通过上位机能够自动统计不良电容器数据，系统自动分析出不良电容器的老练电压工艺区间分布，便于客户直观看出电容器老练工艺的优化工艺点。

本实用新型的上位机显示界面能够实时展示设备各模块运行情况，故障点精准定位直观显示；可以根据客户实际需求筛选出异常电容器故障段数据，形成报表或者图形方便客户查看测试结果，并且可以依据这些测试结果去优化工艺；与客户生产系统软件对接或者第三方软件对接，分享测试结果；电容编码云端存储功能，实现批次电容的老练数据可追溯，老练过程中历史数据可追溯，绘制的电压电流曲线可以追溯。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为老练检测电路的电路图。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型包括老练检测电路1、控制器2、供电模块3、通讯模块5、上位机4、AD模块10、DA模块11，其中控制器2采用单片机，供电模块3分别与通讯模块5、控制器2、AD模块10、DA模块11连接，所述上位机4通过通讯模块5与控制器2通讯连接。

老练检测电路1包括直流电源DC、热敏电阻R1、电容器C2、整流器UR、单路切断控制电路6、电流控制电路7、电源电压采样电路8、后级电路电压采样电路9，直流电源DC与整流器UR的输入端连接，所述电容器C2和热敏电阻R1串接在直流电源DC的正极与整流器UR之间。

电流控制回路7包括MOS管Q1、稳压二极管D2、D3、电容C1、积分电容C3、运放U1、电阻R2、R5、R7、R9、R10，MOS管Q1的d极分别连接整流桥UR的输出端正极和电容C1的一端，电容C1的另一端接地，所述电阻R2的一端接地、另一端与MOS管Q1的s极连接，MOS管的g极分别连接电阻R7的一端和稳压二极管D2的负极，稳压二极管D2的正极接地，电阻R7的另一端连接运放U1的输出端，运放U1的反向输入端串接电阻R9后连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端作为电流采样信号点I1，积分电容C3连接在运放U1的输出端与反向输入端之间，运放U1的同向输入端作为基准电流信号输入点JZ1，电阻R5的一端连接MOS管Q1端的s极、另一端分别连接稳压二极管D3的负极以及电阻R9和电阻R10之间的连接点，稳压二极管D3的正极接地。

单路切断控制电路6包括电阻R6、R8、三极管Q2，电阻R6的一端为控制信号端CUT、另一端分别连接电阻R8的一端和三极管Q2的b极，所述电阻R8的另一端接地，所述三极管Q2的e极接地、c极连接MOS管Q1的g极。

电源电压采样电路8包括电阻R3、电阻R11、稳压二极管D4，所述电阻R3的一端连接直流电源DC的正极，电阻R3的另一端串接电阻R11后接地，稳压二极管D4的正极端接地、负极端连接电阻R3、电阻R11之间的连接点，电阻R3与电阻R11之间的连接点同时作为电源电压采样点VM，

后级电路电压采样电路9包括电阻R4、电阻R12、稳压二极管D5，电阻R4的一端连接整流桥UR的输出端正极，电阻R4的另一端串接电阻R12后接地，稳压二极管D5的正极端接地、负极端连接电阻R4、电阻R12之间的连接点，电阻R4与电阻R12之间的连接点同时作为后级电路电压采样点V1。

老练检测电路1的电源电压采样点VM、后级电路电压采样点V1、电流采样信号点I1通过AD模块10与控制器2连接，老练检测电路1的基准电流信号输入点JZ1通过DA模块11与控制器2连接，老练检测电路1的控制信号端CUT与控制器2的信号输出端连接。

本实用新型的工作原理：

直流电源DC、电容器C2、热敏电阻R1、整流器UR、MOS管Q1、电阻R2、电阻R9、运放U1、电容C3构成充电和放电回路，其中热敏电阻R1用于在充电回路器件损坏等异常导致的回路电流上升时发热，使阻值无限大，相当于起到关断整个回路的保护作用。

电源电压采样电路8将采集的模拟电压信号VM通过AD模块10转换为数字信号后发送至控制器2，其中稳压二极管D4用于保护后级AD模块10；后级电路电压采样电路9将采集的后级电路电压信号V1通过AD模块10转换为数字信号后发送至控制器2，稳压二极管D5用于保护后级DA模块；电流控制回路7中的电阻R2获取充电回路中的采样电流信号I1。

控制器2同时将获取的模拟电压信号VM、后级电路电压信号V1、采样电流信号I1同时传输至上位机4，通过控制器2和上位机4对上述的直流电源采样电压VM、后级电路采样电压V1和电流采样信号I1进行实时分析对比，当电压、电流出现异常（电压曲线出现跌落，电流出现上升）时，通过控制器2向单路切断控制电路6的控制信号端CUT输出高电平信号，使三极管Q2导通，因三极管Q2的e极接地，所以此时三极管Q2的c极对地的电压为0V， MOS管Q1被关断。

电流控制回路7的工作原理：控制器2通过DA模块11获取基准电流信号JZ1，此时由运放U1、积分电容C3、MOS管Q1、电流采样电阻R2、运放输入电阻R9组成的积分回路开始工作，构成负反馈回路，将运放U1的反向输入端的电压调整到和运放U1的正向输入端的电压一致，从而达到了恒流的目的。

本实用新型能挑选出升压不良的电容器；能挑选出充电不良的电容器；能挑选出电容老化过程中氧气放电剧烈的电容；能挑选出开路的电容；能挑选出短路的电容。

具体地，①当上位机4检测到某个电容器没有在在规定的时间内升到指定电压的行为，被该电容器被标记成升压不良。②当上位机4获取的某个电容器的电压电流的曲线趋势和预设定的不一致时，该电容被标记成充电不良。③当上位机4检测到电压下降曲线趋势明显的电容，则该电容器被标记为氧气放电剧烈的电容；④上位机4能够对同一批次的电容电容器的升压曲线进行横向对比，找出升压异常快和异常慢的电容器并进行标记；⑤当上位机4检测到电容器具有电压波形有，而电流接近为0则该电容器被判定为开路；⑥当上位机4检测到电容器的电流波形有，而电压接近为0则该电容器被判定为短路。

Claims (10)

1.一种电容老练检测系统，其特征在于：包括老练检测电路、控制器、供电模块，所述供电模块与控制器的电源接口连接，所述老练检测电路包括直流电源、电容器、整流器、单路切断控制电路、电流控制电路，所述直流电源与整流桥的输入端连接，电容器连接在直流电源与整流桥之间，电流控制回路连接在整流桥的输出端，所述直流电源、电容器、整流桥、电流控制回路之间组成充电和放电回路，电容器对应连接有充电电压检测电路，电流控制回路用于控制充电和放电回路的电流恒定，所述单路切断控制模块连接在控制器与电流控制模块之间、用于控制充电和放电回路的通断。

2.根据权利要求1所述的一种电容老练检测系统，其特征在于：充电电压检测电路包括连接在直流电源的输出端的电源电压采样电路、以及连接在整流桥的输出端连接用于整流器输出端电压采样的后级电路电压采样电路；

所述检测系统还包括上位机和通讯模块，上位机通过通讯模块与控制器通讯连接，通讯模块的电源接口连接供电模块。

3.根据权利要求2所述的一种电容老练检测系统，其特征在于：所述电源电压采样电路包括电阻R3、电阻R11，所述电阻R3的一端连接直流电源的正极，电阻R3的另一端串接电阻R11后接地，电阻R3与电阻R11之间的连接点作为电源电压采样点VM，电源电压采样点VM连接控制器。

4.根据权利要求3所述的一种电容老练检测系统，其特征在于：所述电源电压采样电路还包括并联在电阻R11两端的稳压二极管D4。

5.根据权利要求2所述的一种电容老练检测系统，其特征在于：所述后级电路电压采样电路包括电阻R4和电阻R12，所述电阻R4的一端连接整流桥的输出端正极，电阻R4的另一端串接电阻R12后接地，电阻R4与电阻R12之间的连接点作为后级电路电压采样点V1，后级电路电压采样点V1连接控制器。

6.根据权利要求5所述的一种电容老练检测系统，其特征在于：所述后级电路电压采样电路还包括并联在电阻R12两端的稳压二极管D5。

7.根据权利要求1所述的一种电容老练检测系统，其特征在于：所述单路切断控制电路包括电阻R6、R8、三极管Q2，电阻R6的一端为控制信号输入端CUT，控制信号输入端CUT连接控制器，电阻R6的另一端分别连接电阻R8的一端和三极管Q2的b极，所述电阻R8的另一端接地，所述三极管Q2的e极接地、c极连接电流控制回路。

8.根据权利要求7所述的一种电容老练检测系统，其特征在于：电流控制回路包括MOS管Q1、电容C1、积分电容C3、运放U1、电阻R2、R5、R7、R9、R10，所述MOS管Q1的d极分别连接整流桥的输出端正极和电容C1的一端，电容C1的另一端接地、并连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端与MOS管Q1的s极连接，MOS管的g极分别连接三极管Q2的c极和电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接运放U1的输出端，积分电容C3连接在运放U1的输出端与运放U1的反向输入端之间，运放U1的反向输入端串接电阻R9后连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端作为电流采样信号点I1，电流采样信号点I1与控制器连接，运放U1的同向输入端作为基准电流信号输入点JZ1，电阻R5的一端连接MOS管Q1端的s极、另一端连接电阻R9和电阻R10之间的连接点。

9.根据权利要求8所述的一种电容老练检测系统，其特征在于：所述电流控制回路还包括稳压二极管D2、D3，所述稳压二极管D2的一端连接MOS管Q1的g极、另一端接地，所述稳压二极管D3的一端连接电阻R9、R10之间的连接点、另一端接地。

10.根据权利要求1所述的一种电容老练检测系统，其特征在于：电容器和整流器之间还串接有热敏电阻R1。

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