CN220584322U - 一种低压接触器测试装置 - Google Patents

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张书伟
陈浩
倪秀兵
崔德友
唐德平
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Abstract

本实用新型公开了一种低压接触器测试装置,包括双向直流电源、用于控制测试回路通断的IGBT模块、电源模块及阻性负载,所述双向直流电源包括ADC和DCDC,所述ADC的三个输入端与三相电网连接,所述DCDC与IGBT模块连接,IGBT模块通过多个并联的待测接触器与阻性负载连接,所述电源模块包括多个电压等级的电压单元,各个电压单元分别通过开关以及固态继电器与待测接触器连接;本实用新型的优点在于:测试效率高、兼容性好,测试电流范围宽。

Description

一种低压接触器测试装置
技术领域
本实用新型涉及新能源汽车电力电子技术测试领域,具体涉及一种低压接触器测试装置。
背景技术
随着电动汽车行业的快速发展以及市场新的需求,对其相关的电源分配单元和电路保护单元有了新的测试要求。在直流系统设计中,必须考虑接触器和电源分配单元在额定电压、电流下的耐久性和可靠性的能力,同时考虑接触器在脉冲电流及短路情况下的极限通断能力。这些单元的可靠与否会直接影响整个系统的安全运行。对关键器件做全面性能和安全检验,与其相关的测试平台自然不可或缺。接触器的研发、出厂性能测试成为生产过程中重要组成的环节。
但是目前市场上的接触器测试系统主要采用手动测试的方式同时更多的是针对高压接触器测试,对于市场上低压接触器的检测平台多具有以下缺陷:1、测试电流小;2、测试人员手动测试效率低;3、无法兼容多种型号的接触器。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术的低压接触器检测平台测试效率低,兼容性差,测试电流小的问题。
本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题的:一种低压接触器测试装置,包括双向直流电源、用于控制测试回路通断的IGBT模块、电源模块及阻性负载,所述双向直流电源包括ADC和DCDC,所述ADC的三个输入端与三相电网连接,所述DCDC与IGBT模块连接,IGBT模块通过多个并联的待测接触器与阻性负载连接,所述电源模块包括多个电压等级的电压单元,各个电压单元分别通过开关以及固态继电器与待测接触器连接。
进一步地,所述IGBT模块包括并联的晶体管IGBT1-1和晶体管IGBT1-2,晶体管IGBT1-1和晶体管IGBT1-2分别并联一个薄膜电容,晶体管IGBT1-1和晶体管IGBT1-2的集电极与双向直流电源的DCDC的输出正端连接,晶体管IGBT1-1和晶体管IGBT1-2的发射极与多个并联的待测接触器连接且连接线路上设置电流传感器SC1。
更进一步地,所述IGBT模块还包括电阻R3、电感L1、二极管D1、晶体管IGBT2以及电流传感器SC2,所述电阻R3的一端与双向直流电源的DCDC的输出正端连接,电阻R3的另一端通过电感L1与二极管D1的阳极连接,二极管D1的阴极与晶体管IGBT2的集电极连接,晶体管IGBT2的两端并联一个薄膜电容,晶体管IGBT2的发射极与待测接触器连接且连接线路上设置电流传感器SC2。
更进一步地,所述IGBT模块还包括低压可编程电源DS2、二极管D2、晶体管IGBT3,所述低压可编程电源DS2的两个输入端分别通过变压器T1、空气开关QF1与电网的A相和B相连接,低压可编程电源DS2的输出正端与二极管D2的阳极连接,二极管D2的阴极与晶体管IGBT3的集电极连接,晶体管IGBT3的发射极与IGBT2的集电极连接,低压可编程电源DS2的输出负端与阻性负载连接。
更进一步地,低压接触器测试装置还包括系统柜,所述IGBT模块设置于系统柜里。
更进一步地,低压接触器测试装置还包括制具柜,所述制具柜包括制具柜Ⅰ仓、制具柜Ⅱ仓及制具柜Ⅲ仓,所述待测接触器包括第一待测件ETU1、第二待测件ETU2以及第三待测件ETU3,制具柜Ⅰ仓内分别设置一个第一待测件ETU1、一个第二待测件ETU2以及一个第三待测件ETU3,制具柜Ⅱ仓内设置另一个第一待测件ETU1,制具柜Ⅲ仓内设置又一个第一待测件ETU1。
更进一步地,所述阻性负载包括串联的电阻R1和电阻R2,所述制具柜Ⅰ仓内的第一待测件ETU1、第二待测件ETU2以及第三待测件ETU3并联连接,且并联的一端与晶体管IGBT1-2的发射极连接,并联的另一端与电阻R1和电阻R2的一个非串联端连接,电阻R1和电阻R2的另一端非串联端与双向直流电源的DCDC的输出负端连接。
更进一步地,所述制具柜Ⅱ仓内的第一待测件ETU1的一端与双向直流电源的DCDC的输出正端连接,制具柜Ⅱ仓内的第一待测件ETU1的另一端与双向直流电源的DCDC的输出负端连接。
更进一步地,所述制具柜Ⅲ仓内的第一待测件ETU1的一端与晶体管IGBT2的发射极连接,所述阻性负载还包括电阻R4,制具柜Ⅲ仓内的第一待测件ETU1的另一端与双向直流电源的DCDC的输出负端以及电阻R4的一端连接,电阻R4的另一端与低压可编程电源DS2的输出负端连接。
进一步地,所述低压可编程电源DS2的型号为PA6020,双向直流电源的型号为EVD-S-90-60。
本实用新型的优点在于:本实用新型通过设置控制测试回路通断的IGBT模块实现自动测试,不需要手动测试,提高测试效率,设置多个并联的待测接触器,从而兼容不同型号的接触器,兼容性好,电源模块包括多个电压等级的电压单元,通过不同电压单元给待测接触器供电,实现不同电压等级的供电,测试电流范围宽。
附图说明
图1为本实用新型实施例所公开的一种低压接触器测试装置的结构布置图;
图2为本实用新型实施例所公开的一种低压接触器测试装置的内部结构框图;
图3为本实用新型实施例所公开的一种低压接触器测试装置的电路原理图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例,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作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。
如图1所示,一种低压接触器测试装置,高精度双向直流电源1,系统柜2,制具柜3,直流阻性负载4。其中高精度双向直流电源1作为供电电源,为测试回路提供电压,并具备短路模式可以实现被测接触器的短路测试;系统柜2作为平台控制单元,内部集成了低压可编程电源PA6020,IGBT模块,直插电感,绕线电阻等用于控制不同测试回路的切换及被测继电器的供电控制,IGBT模块包括多路IGBT切换单元;制具柜3为被测件摆放固定装置;直流阻性负载4为系统耗能单元,用于控制寿命测试时回路中电流大小。
系统原理如图2和图3所示,整个装置包括双向直流电源1、用于控制测试回路通断的IGBT模块、电源模块及阻性负载4,所述双向直流电源1包括ADC和DCDC,所述ADC的三个输入端与三相电网连接,所述DCDC与IGBT模块连接,IGBT模块通过多个并联的待测接触器与阻性负载4连接,所述电源模块包括多个电压等级的电压单元,各个电压单元分别通过开关以及固态继电器与待测接触器连接。所述双向直流电源1的型号为EVD-S-90-60。各部分具体电路连接关系及原理如下。
所述IGBT模块包括并联的晶体管IGBT1-1和晶体管IGBT1-2,晶体管IGBT1-1和晶体管IGBT1-2分别并联一个薄膜电容,晶体管IGBT1-1和晶体管IGBT1-2的集电极与双向直流电源1的DCDC的输出正端连接,晶体管IGBT1-1和晶体管IGBT1-2的发射极与多个并联的待测接触器连接且连接线路上设置电流传感器SC1。
所述IGBT模块还包括电阻R3、电感L1、二极管D1、晶体管IGBT2以及电流传感器SC2,所述电阻R3的一端与双向直流电源1的DCDC的输出正端连接,电阻R3的另一端通过电感L1与二极管D1的阳极连接,二极管D1的阴极与晶体管IGBT2的集电极连接,晶体管IGBT2的两端并联一个薄膜电容,晶体管IGBT2的发射极与待测接触器连接且连接线路上设置电流传感器SC2。
所述IGBT模块还包括低压可编程电源DS2、二极管D2、晶体管IGBT3,所述低压可编程电源DS2的两个输入端分别通过变压器T1、空气开关QF1与电网的A相和B相连接,低压可编程电源DS2的输出正端与二极管D2的阳极连接,二极管D2的阴极与晶体管IGBT3的集电极连接,晶体管IGBT3的发射极与IGBT2的集电极连接,低压可编程电源DS2的输出负端与阻性负载4连接。低压可编程电源DS2的型号为PA6020。
IGBT模块用于控制切断耐久寿命测试回路的通断,模盒内部采用两路1400AIGBT(型号:2MBI1400VXB-120P-54)并联的设计方式进行分流也即晶体管IGBT1-1和晶体管IGBT1-2并联分流,同时为抑制IGBT在带电动作时产生的冲击电压,两个IGBT也即晶体管IGBT1-1和晶体管IGBT1-2均并联了一个薄膜电容(型号:STM-1700-1.5KP24)用于吸收抑制,上位机为采集切断耐久寿命测试电流在IGBT后端并联处添加了一个2000A电流传感器(型号:LF 2005-S)也即电流传感器SC1,信号上传至上位机。同时为了进行机械耐久寿命测试,系统柜2内部增加了IGBT2-冲击电流控制(型号:SDB600M120S1P)和IGBT3-稳定电流控制(型号:SDB600M120S1P)两个IGBT模块并进行互锁设计同时只能导通一路,为防止动作时其中一路IGBT动作时,另一路存在反向电压,IGBT2和IGBT3前端各添加了一个防反二极管模块(型号:MD1601838B)同时为抑制IGBT在带电动作时产生的冲击电压,两个IGBT均并联了一个薄膜电容(型号:SSTD-850-1.0-50L1),为保证回路中可以出现150A冲击电流,系统在IGBT2回路中串联一个2.7uH电感L1(型号:201E1-006)和40mΩ电阻R3,上位机为采集机械耐久寿命测试中的冲击电流在IGBT2回路中添加了一个200A电流传感器(型号:LF 210-S)也即电流传感器SC2,信号上传至上位机。当冲击电流到维持时间后,控制IGBT2和IGBT3切换,同时低压可编程电源DS2(型号:PA6020)运行,在回路中R4电阻(型号:漆绕电阻18.4Ω)的作用下使得回路中电流维持在3A。
低压接触器测试装置还包括系统柜2,所述IGBT模块设置于系统柜2里。低压接触器测试装置还包括制具柜3,所述制具柜3包括制具柜3Ⅰ仓、制具柜3Ⅱ仓及制具柜3Ⅲ仓,所述待测接触器包括第一待测件ETU1、第二待测件ETU2以及第三待测件ETU3,制具柜3Ⅰ仓内分别设置一个第一待测件ETU1、一个第二待测件ETU2以及一个第三待测件ETU3,制具柜3Ⅱ仓内设置另一个第一待测件ETU1,制具柜3Ⅲ仓内设置又一个第一待测件ETU1。
所述阻性负载4包括串联的电阻R1和电阻R2,所述制具柜3Ⅰ仓内的第一待测件ETU1、第二待测件ETU2以及第三待测件ETU3并联连接,且并联的一端与晶体管IGBT1-2的发射极连接,并联的另一端与电阻R1和电阻R2的一个非串联端连接,电阻R1和电阻R2的另一端非串联端与双向直流电源1的DCDC的输出负端连接。
所述制具柜3Ⅱ仓内的第一待测件ETU1的一端与双向直流电源1的DCDC的输出正端连接,制具柜3Ⅱ仓内的第一待测件ETU1的另一端与双向直流电源1的DCDC的输出负端连接。
所述制具柜3Ⅲ仓内的第一待测件ETU1的一端与晶体管IGBT2的发射极连接,所述阻性负载4还包括电阻R4,制具柜3Ⅲ仓内的第一待测件ETU1的另一端与双向直流电源1的DCDC的输出负端以及电阻R4的一端连接,电阻R4的另一端与低压可编程电源DS2的输出负端连接。
本实用新型的测试装置还集成了示波器(型号DLM3024)搭配电压探头(701978)和电流钳(CT7642)采集待测件线圈电压和测试电流波形,为保证测试人员安全,示波器置于外部单独使用。市场中常见接触器线圈供电电压为12V和24V,系统柜2中集成了1个12V电源DS4(型号:LRS-150-12)和1个24V电源DS1(型号:LRS-150-24),这两个电源形成本实用新型所称的电源模块,测试人员可以根据需求自由切换线圈供电电压,同时为控制待测件线圈动作,系统柜2中还添加了数个固态继电器(型号:DRA-CN024D24),如图3所示固态*3表示固态继电器有三个,系统通过控制/采集模块DO接口输出控制固态继电器导通为相应的待测接触器线圈供电;控制/采集模块是单片机,单片机型号不做特别限定。
为检测测试过程中待测件状态,可以将待测件辅助触点信号从制具柜3侧引入系统柜2控制/采集模块DI信号检测接口,通过高低电平的变化判断被测件状态是否正常;测试流程前期准备工作为,测试人员将待测件主触点与制具柜3铜排相连接,高精度双向直流电源1(也即上述双向直流电源1)输出端与系统柜2前端铜排连接,直流阻性负载4与制具柜3和系统柜2连接。将被测接触器的线圈供电和辅助触点线束与制具柜3上的待测件线圈供电和辅助触点线束对接端子连接,端子另一端与系统柜2连接;将电压探头701978与线圈供电连接,将电流钳CT7642固定在测试回路中;将高精度双向直流电源1,直流阻性负载4,操作台通过网线与系统柜2TL-SF1008工业级交换机连接。
完成准备工作后,测试人员根据企业需求中的切断耐久寿命测试、短路测试、机械耐久寿命测试中的要求,设置下发参数,例如:在测试开始首先下发被测件测试所需的测试电压和测试电流及被测件测试一个循环所需的电流持续时间和断开时间,上位机才能通过集成的TL-SF1008与高精度双向直流电源1和直流阻性负载4实现信息交互;或是在点击运行后,控制系统柜2相应的IGBT动作,使测试回路中产生测试所需的电流;上位机界面内部集成了系统内部所有仪器设备的控制及数据反馈,测试人员可以通过手动下发参数,系统自动循环测试方式,完成相应测试;需要说明的是,下发参数以及控制过程并不是本实用新型的改进和保护点,本实用新型只保护硬件电路。
通过以上技术方案,本实用新型通过设置控制测试回路通断的IGBT模块实现自动测试,不需要手动测试,提高测试效率,设置多个并联的待测接触器,从而兼容不同型号的接触器,兼容性好,电源模块包括多个电压等级的电压单元,通过不同电压单元给待测接触器供电,实现不同电压等级的供电,测试电流范围宽。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解: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;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种低压接触器测试装置,其特征在于,包括双向直流电源、用于控制测试回路通断的IGBT模块、电源模块及阻性负载,所述双向直流电源包括ADC和DCDC,所述ADC的三个输入端与三相电网连接,所述DCDC与IGBT模块连接,IGBT模块通过多个并联的待测接触器与阻性负载连接,所述电源模块包括多个电压等级的电压单元,各个电压单元分别通过开关以及固态继电器与待测接触器连接。
2.根据权利要求1所述的一种低压接触器测试装置,其特征在于,所述IGBT模块包括并联的晶体管IGBT1-1和晶体管IGBT1-2,晶体管IGBT1-1和晶体管IGBT1-2分别并联一个薄膜电容,晶体管IGBT1-1和晶体管IGBT1-2的集电极与双向直流电源的DCDC的输出正端连接,晶体管IGBT1-1和晶体管IGBT1-2的发射极与多个并联的待测接触器连接且连接线路上设置电流传感器SC1。
3.根据权利要求2所述的一种低压接触器测试装置,其特征在于,所述IGBT模块还包括电阻R3、电感L1、二极管D1、晶体管IGBT2以及电流传感器SC2,所述电阻R3的一端与双向直流电源的DCDC的输出正端连接,电阻R3的另一端通过电感L1与二极管D1的阳极连接,二极管D1的阴极与晶体管IGBT2的集电极连接,晶体管IGBT2的两端并联一个薄膜电容,晶体管IGBT2的发射极与待测接触器连接且连接线路上设置电流传感器SC2。
4.根据权利要求3所述的一种低压接触器测试装置,其特征在于,所述IGBT模块还包括低压可编程电源DS2、二极管D2、晶体管IGBT3,所述低压可编程电源DS2的两个输入端分别通过变压器T1、空气开关QF1与电网的A相和B相连接,低压可编程电源DS2的输出正端与二极管D2的阳极连接,二极管D2的阴极与晶体管IGBT3的集电极连接,晶体管IGBT3的发射极与IGBT2的集电极连接,低压可编程电源DS2的输出负端与阻性负载连接。
5.根据权利要求4所述的一种低压接触器测试装置,其特征在于,还包括系统柜,所述IGBT模块设置于系统柜里。
6.根据权利要求4所述的一种低压接触器测试装置,其特征在于,还包括制具柜,所述制具柜包括制具柜Ⅰ仓、制具柜Ⅱ仓及制具柜Ⅲ仓,所述待测接触器包括第一待测件ETU1、第二待测件ETU2以及第三待测件ETU3,制具柜Ⅰ仓内分别设置一个第一待测件ETU1、一个第二待测件ETU2以及一个第三待测件ETU3,制具柜Ⅱ仓内设置另一个第一待测件ETU1,制具柜Ⅲ仓内设置又一个第一待测件ETU1。
7.根据权利要求6所述的一种低压接触器测试装置,其特征在于,所述阻性负载包括串联的电阻R1和电阻R2,所述制具柜Ⅰ仓内的第一待测件ETU1、第二待测件ETU2以及第三待测件ETU3并联连接,且并联的一端与晶体管IGBT1-2的发射极连接,并联的另一端与电阻R1和电阻R2的一个非串联端连接,电阻R1和电阻R2的另一端非串联端与双向直流电源的DCDC的输出负端连接。
8.根据权利要求7所述的一种低压接触器测试装置,其特征在于,所述制具柜Ⅱ仓内的第一待测件ETU1的一端与双向直流电源的DCDC的输出正端连接,制具柜Ⅱ仓内的第一待测件ETU1的另一端与双向直流电源的DCDC的输出负端连接。
9.根据权利要求8所述的一种低压接触器测试装置,其特征在于,所述制具柜Ⅲ仓内的第一待测件ETU1的一端与晶体管IGBT2的发射极连接,所述阻性负载还包括电阻R4,制具柜Ⅲ仓内的第一待测件ETU1的另一端与双向直流电源的DCDC的输出负端以及电阻R4的一端连接,电阻R4的另一端与低压可编程电源DS2的输出负端连接。
10.根据权利要求4所述的一种低压接触器测试装置,其特征在于,所述低压可编程电源DS2的型号为PA6020,双向直流电源的型号为EVD-S-90-60。
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