CN219245664U - 一种能够微妙级别检测电容器自愈性能的结构 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种能够微妙级别检测电容器自愈性能的结构，包括：用于将高低压隔离并采集自愈性信号的高频变压器，用于将自愈性信号的幅度进行限制保护的电压线压保护电路，用于将小的自愈性信号放大后满足测试要求的信号放大电路，用于将输入的信号与基准信号进行比较并输出满足要求的信号的比较电路，以及用于对信号进行分析的FPGA控制器；所述高频变压器、所述电压线压保护电路、所述信号放大电路、所述比较电路、所述FPGA控制器依次连接，待测试电容器与所述高频变压器的输入侧相连。本申请采用FPGA控制器对信号进行准确地分析和判断，利用高速采集的内核，能够准确的检测自愈性信号，解决了以往误测、漏测的问题。

Description

一种能够微妙级别检测电容器自愈性能的结构

技术领域

本申请涉及电容器性能检测技术领域，具体是一种能够微妙级别检测电容器自愈性能的结构。

背景技术

电容器在电子行业中是必不可少的电子元器件之一，电容器的性能品质直接影响整机的质量，为了提高电子产品的质量可靠性，快速准确检测电容器自愈性能是电容器的重要指标之一。自愈性电容器是一种采用单层聚丙烯膜做为介质，表面蒸镀了一层薄金属作为导电电极。当施加过高的电压时，聚丙烯膜电弱点被击穿，击穿点阻抗明显降低，流过的电流密度急剧增大，时间极短，使金属化镀层产生高热，击穿点周围的金属导体迅速蒸发逸散，形成金属镀层空白区，击穿点自动恢复绝缘。因此，准确测试电容器的自愈性能对于产品的设计和使用都是重要的。

目前的检测电容器自愈性的方法是采用高频法和声响法。市面上现有的技术是基于PLC的采集和控制，采集信号的速度无法达到自愈性高的时间，因此需要在后面的电路进行处理，将自愈性信号的时间处理到可适用于PLC的速度和电压才可采集，从而导致了检测信号的准确性和可靠性的降低。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种能够微妙级别检测电容器自愈性能的结构，以解决背景技术中现有的电容器自愈性检测的准确性和可靠性不足的问题。

为实现上述目的，本申请提供了一种能够微妙级别检测电容器自愈性能的结构，包括：用于将高低压隔离并采集自愈性信号的高频变压器，用于将自愈性信号的幅度进行限制保护的电压线压保护电路，用于将小的自愈性信号放大后满足测试要求的信号放大电路，用于将输入的信号与基准信号进行比较并输出满足要求的信号的比较电路，以及用于对信号进行分析的FPGA控制器；所述高频变压器、所述电压线压保护电路、所述信号放大电路、所述比较电路、所述FPGA控制器依次连接，待测试电容器与所述高频变压器的输入侧相连。

作为优选，所述待测试电容器与所述高频变压器的输入侧之间连接有用于提高功率因数的补偿电容器C1。

作为优选，所述电压线压保护电路包括相并联的保护电阻器R1、第一二极管D1、第二二极管D2；所述保护电阻器R1的一端与所述高频变压器输出侧的火线端相连，所述保护电阻器R1的另一端与所述高频变压器输出侧的地线端相连；所述第一二极管D1的正极与所述高频变压器输出侧的火线端相连，所述第二二极管D2的负极与所述高频变压器输出侧的火线端相连。

作为优选，所述放大电路包括放大器Q1、第一电阻器R2、第二电阻器R3，所述放大器Q1的反相输入端与所述高频变压器输出侧的火线端相连，所述放大器Q1的正相输入端与所述高频变压器输出侧的地线端相连，所述第二电阻器R3连接与所述放大器Q1的反相输入端和输出端之间。

作为优选，所述比较电路包括比较器Q2、上拉电阻R4，所述比较器Q2的反相输入端用于输入所述基准信号，所述比较器Q2的正相输入端与所述放大电路的输出端相连，所述上拉电阻R4与所述比较器Q2的输出端相连，所述比较器Q2的输出端与所述FPGA控制器的输入端相连。

有益效果：本申请的能够微妙级别检测电容器自愈性能的结构，采用FPGA控制器对信号进行准确地分析和判断，利用高速采集的内核，能够准确的检测自愈性信号，解决了以往误测、漏测的问题。在检测过程中，待测试电容器两端的电压缓慢上升，高频变压器实时检测待测试电容器两端的信号，当待测试电容器发生自愈时，高频电压器检测到来自待测试电容器的自愈性信号，将自愈性信号输入到电压限压保护电路，保证电压不会过高而损坏电路器件，信号放大电路将自愈性信号进行放大，放大后的信号输入到比较电路，比较电路将输入的自愈性信号与基准信号进行比较，输出符合FPGA控制器输入要求的信号，FPGA控制器对输入的信号进行准确的分析和判断。

附图说明

图1为本实施例中能够微妙级别检测电容器自愈性能的结构的电路原理图。

附图标记：1、高频变压器；2、电压线压保护电路；3、信号放大电路；4、比较电路；5、FPGA控制器；6、待测试电容器。

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。

参考图1所示的一种能够微妙级别检测电容器自愈性能的结构，包括：用于将高低压隔离并采集自愈性信号的高频变压器1，用于将自愈性信号的幅度进行限制保护的电压线压保护电路2，用于将小的自愈性信号放大后满足测试要求的信号放大电路3，用于将输入的信号与基准信号进行比较并输出满足要求的信号的比较电路4，以及用于对信号进行分析的FPGA控制器5；高频变压器1、电压线压保护电路2、信号放大电路3、比较电路4、FPGA控制器6依次连接，待测试电容器6与高频变压器1的输入侧相连。

在本实施例中，待测试电容器6与高频变压器1的输入侧之间连接有用于提高功率因数的补偿电容器C1，通过补偿电容器C1的设置，能够补偿工频电力系统的感性无功功率，以提高功率因数，改善供电质量，降低线路损耗，进而确保后续对自愈性信号检测准确性和可靠性。

电压线压保护电路2包括相并联的保护电阻器R1、第一二极管D1、第二二极管D2。保护电阻器R1的一端与高频变压器1输出侧的火线端相连，保护电阻器R1的另一端与高频变压器1输出侧的地线端相连。第一二极管D1的正极与高频变压器1输出侧的火线端相连，第二二极管D2的负极与高频变压器1输出侧的火线端相连。在本实施例中，高频变压器1输出侧的火线端可以连接滤波电容器C2，保护电阻器R1、第一二极管D1、第二二极管D2均通过该滤波电容器C2与高频变压器1输出侧的火线端相连。这样设置的好处是，通过滤波电容器C2实现对冗余信号的过滤，确保电压线压保护电路2信号处理的效率以及准确性。

在本实施例中，放大电路3包括放大器Q1、第一电阻器R2、第二电阻器R3，放大器Q1的反相输入端与高频变压器1输出侧的火线端相连，放大器Q1的正相输入端与高频变压器1输出侧的地线端相连，第二电阻器R3连接与放大器Q1的反相输入端和输出端之间。在本实施例中，基于电压线压保护电路2的设计，第一电阻器R2与滤波电容器C2相连，同时，滤波电容器C2与第一电阻器R2之间还可以连接滤波电容C3，从而进一步地提高冗余信号的过滤。

在本实施例中，比较电路4包括比较器Q2、上拉电阻R4，比较器Q2的反相输入端用于输入基准信号，比较器Q2的正相输入端与放大电路3的输出端相连，上拉电阻R4与比较器Q2的输出端相连，比较器Q2的输出端与FPGA控制器5的输入端相连。

工作原理：

在电容器在自愈性试验的过程中，待测试电容器6两端的电压缓慢上升，高频变压器1实时检测待测试电容器6两端的信号，当待测试电容器6发生自愈时，高频电压器1检测到来自待测试电容器6的自愈性信号，将自愈性信号输入到电压限压保护电路2，保证电压不会过高而损坏电路器件，信号放大电路3将自愈性信号进行放大，放大后的信号输入到比较电路4，比较电路4将输入的自愈性信号与基准信号进行比较，输出符合FPGA控制器5输入要求的信号，FPGA控制器5对输入的信号进行准确的分析和判断。

在本文中，术语“包括”意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本申请文件中使用到的标准零件均可以从市场上购买，而且根据说明书和附图的记载均可以进行订制，文中未具体公开型号及参数的器件，本技术领域普通技术人员能够根据实际使用需求进行实验获取，针对不同的需要测试的电容器，所需求的部分器件的型号和电气参数可以是不同的，在此，申请人不做详细赘述。

最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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 (5)

1.一种能够微妙级别检测电容器自愈性能的结构，其特征在于，包括：用于将高低压隔离并采集自愈性信号的高频变压器(1)，用于将自愈性信号的幅度进行限制保护的电压线压保护电路(2)，用于将小的自愈性信号放大后满足测试要求的信号放大电路(3)，用于将输入的信号与基准信号进行比较并输出满足要求的信号的比较电路(4)，以及用于对信号进行分析的FPGA控制器(5)；所述高频变压器(1)、所述电压线压保护电路(2)、所述信号放大电路(3)、所述比较电路(4)、所述FPGA控制器(6)依次连接，待测试电容器(6)与所述高频变压器(1)的输入侧相连。

2.根据权利要求1所述的能够微妙级别检测电容器自愈性能的结构，其特征在于，所述待测试电容器(6)与所述高频变压器(1)的输入侧之间连接有用于提高功率因数的补偿电容器C1。

3.根据权利要求1所述的能够微妙级别检测电容器自愈性能的结构，其特征在于，所述电压线压保护电路(2)包括相并联的保护电阻器R1、第一二极管D1、第二二极管D2；所述保护电阻器R1的一端与所述高频变压器(1)输出侧的火线端相连，所述保护电阻器R1的另一端与所述高频变压器(1)输出侧的地线端相连；所述第一二极管D1的正极与所述与所述高频变压器(1)输出侧的火线端相连，所述第二二极管D2的负极与所述高频变压器(1)输出侧的火线端相连。

4.根据权利要求1所述的能够微妙级别检测电容器自愈性能的结构，其特征在于，所述放大电路(3)包括放大器Q1、第一电阻器R2、第二电阻器R3，所述放大器Q1的反相输入端与所述高频变压器(1)输出侧的火线端相连，所述放大器Q1的正相输入端与所述高频变压器(1)输出侧的地线端相连，所述第二电阻器R3连接与所述放大器Q1的反相输入端和输出端之间。

5.根据权利要求1所述的能够微妙级别检测电容器自愈性能的结构，其特征在于，所述比较电路(4)包括比较器Q2、上拉电阻R4，所述比较器Q2的反相输入端用于输入所述基准信号，所述比较器Q2的正相输入端与所述放大电路(3)的输出端相连，所述上拉电阻R4与所述比较器Q2的输出端相连，所述比较器Q2的输出端与所述FPGA控制器(5)的输入端相连。

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