本發(fā)明涉及晶閘管測(cè)試裝置，具體涉及一種晶閘管維持電流測(cè)試裝置。

背景技術(shù)：

高壓直流輸電系統(tǒng)使用的晶閘管在使用一段時(shí)間后或更換備用晶閘管前都需對(duì)晶閘管的維持電流ih進(jìn)行測(cè)試，檢驗(yàn)其值是否滿足工程要求。晶閘管維持電流是使晶閘管維持通態(tài)所必須的最小主電流。

目前常用的測(cè)試電路如圖1所示，增加電壓發(fā)生器g1輸出電壓至晶閘管開通電壓規(guī)定值。閉合開關(guān)s，并增大門極電流使晶閘管觸發(fā)。調(diào)整r1使通態(tài)電流足夠大，以保證晶閘管安全開通。斷開開關(guān)s，增大r1逐漸減小通態(tài)電流直至晶閘管被關(guān)斷，緊接關(guān)斷前在電流表a上測(cè)得的通態(tài)電流值即為維持電流。維持電流的最小值是當(dāng)電流低于此值時(shí)，使給定型號(hào)的所有晶閘管都能轉(zhuǎn)入斷態(tài)的最大電流。

上述的測(cè)試方法需要手動(dòng)不斷調(diào)節(jié)可變電阻r1，耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，特別是在測(cè)試晶閘管數(shù)量較多的情況下，需要耗費(fèi)大量時(shí)間。手動(dòng)調(diào)節(jié)可變電阻由于人為因素存在，調(diào)節(jié)精度不高。此外，晶閘管關(guān)斷時(shí)間較快，測(cè)試人員難以快速讀取關(guān)斷瞬間電流值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠以較小的步長(zhǎng)改變測(cè)試電流，在達(dá)到晶閘管維持電流值時(shí)，能夠自動(dòng)停止調(diào)節(jié)電流并使該電流值保持在電流表上的晶閘管維持電流測(cè)試裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種晶閘管維持電流測(cè)試裝置，包括電壓源電路、cuk升降壓型直流電壓變換電路、測(cè)試電路以及控制電路；其中，所述電壓源電路的輸出端和cuk升降壓型直流電壓變換電路的輸入端相連接，cuk升降壓型直流電壓變換電路的輸出端和測(cè)試電路的輸入端相連接，由cuk升降壓型直流電壓變換電路為測(cè)試電路提供可自動(dòng)調(diào)節(jié)的直流電壓；

所述cuk升降壓型直流電壓變換電路包括第一電感、第二電感、第一電容、第二電容、二極管以及絕緣柵雙極型晶體管；其中，第一電感、第一電容以及第二電感依次串聯(lián)，絕緣柵雙極型晶體管的集電極連接至第一電感和第一電容之間的連接點(diǎn)，絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極分別和二極管的陰極以及第二電容的陰極相連接，二極管的陽(yáng)極連接至第一電容和第二電感之間的節(jié)點(diǎn)，第二電容的陽(yáng)極和第二電感的另一端相連接，絕緣柵雙極型晶體管的基極連接至控制電路的輸出端，由控制電路來調(diào)整cuk升降壓型直流電壓變換電路的輸出電壓范圍；

所述測(cè)試電路包括電壓發(fā)生器、電流繼電器、被測(cè)晶閘管、電流表、第一常開開關(guān)以及第一按鈕開關(guān)；所述電壓發(fā)生器并聯(lián)在被測(cè)晶閘管上，第一按鈕開關(guān)連接于被測(cè)晶閘管和電壓發(fā)生器之間；電流繼電器的一端連接至被測(cè)晶閘管和電壓發(fā)生器之間的節(jié)點(diǎn)，另一端和第二電容的陰極相連接；電流表的一端連接至第二電感和第二電容陽(yáng)極之間的節(jié)點(diǎn)，另一端和被測(cè)晶閘管的陽(yáng)極相連接；第一常開開關(guān)的一端連接至電流表和被測(cè)晶閘管陽(yáng)極之間，另一端連接至第二電容陰極和電流繼電器之間，第一常開開關(guān)的閉合由電流繼電器所控制；被測(cè)晶閘管的陰極和控制電路的輸出端相連接，由控制電路向被測(cè)晶閘管發(fā)送觸發(fā)脈沖信號(hào)與否。

所述控制電路包括控制器和驅(qū)動(dòng)模塊；其中，所述驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端和柵雙極型晶體管的基極相連接，輸入端和控制器的輸出端相連接，由控制器來調(diào)節(jié)絕緣柵雙極型晶體管在一個(gè)周期t內(nèi)的開通時(shí)間；控制器的另一輸出端和被測(cè)晶閘管的陰極相連接，由控制器向被測(cè)晶閘管發(fā)送觸發(fā)脈沖信號(hào)與否。

所述控制器的輸入端分別與保持占空比信號(hào)發(fā)出端、啟動(dòng)并發(fā)晶閘管觸發(fā)脈沖信號(hào)發(fā)出端以及復(fù)位信號(hào)發(fā)出端相連接，在控制器的輸入端和保持占空比信號(hào)發(fā)出端之間設(shè)置有第二常開開關(guān)，第二常開開關(guān)的閉合由電流繼電器所控制，在控制器的輸入端和啟動(dòng)并發(fā)晶閘管觸發(fā)脈沖信號(hào)發(fā)出端之間設(shè)置有第二按鈕開關(guān)，在控制器的輸入端和復(fù)位信號(hào)發(fā)出端之間設(shè)置有第三按鈕開關(guān)；其中，所述第一按鈕開關(guān)和第二按鈕開關(guān)為聯(lián)動(dòng)開關(guān)，初始狀態(tài)時(shí)，第一按鈕開關(guān)斷開，第二按鈕開關(guān)閉合，按下第一按鈕開關(guān)的同時(shí)，第二按鈕開關(guān)斷開。

上述的晶閘管維持電流測(cè)試裝置還包括晶閘管維持電流測(cè)試完畢提示回路，所述晶閘管維持電流測(cè)試完畢提示回路由依次連接直流電源、電阻、提示燈以及第三常開開關(guān)所組成，第三常開開關(guān)由電流繼電器所控制。

在所述電流表和第二電感與第二電容陽(yáng)極之間的節(jié)點(diǎn)之間連接有保護(hù)電阻。

所述電壓源電路為六脈動(dòng)整流橋電路。

所述控制器為可通過數(shù)字運(yùn)算的芯片。

所述可通過數(shù)字運(yùn)算的芯片為單片機(jī)或復(fù)雜可編程邏輯器。

所述第一按鈕開關(guān)和第二按鈕開關(guān)均為延時(shí)復(fù)位按鈕開關(guān)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于：

本發(fā)明的晶閘管維持電流測(cè)試裝置通過利用cuk升降壓型直流電壓變換電路作為可控電壓源，通過控制pwm調(diào)制波的占空比來實(shí)現(xiàn)輸出電壓vo調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)晶閘管維持電流值自動(dòng)且快速測(cè)試，測(cè)試精度可根據(jù)占空比增加值進(jìn)行調(diào)節(jié)，可準(zhǔn)確保持晶閘管關(guān)斷前電流值。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的晶閘管測(cè)試電路圖；

圖2為本發(fā)明晶閘管維持電流測(cè)試裝置的電路原理圖；

圖3為晶閘管維持電流測(cè)試完畢提示回路圖；

圖4為晶閘管維持電流及電流繼電器整定值關(guān)系圖；

圖中：41、控制器；42、驅(qū)動(dòng)模塊；43、保持占空比信號(hào)發(fā)出端；44、啟動(dòng)并發(fā)晶閘管觸發(fā)脈沖信號(hào)發(fā)出端；45、復(fù)位信號(hào)發(fā)出端；100、電壓源電路；200、cuk升降壓型直流電壓變換電路；300、測(cè)試電路；400、控制電路；500、晶閘管維持電流測(cè)試完畢提示回路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例：

參閱圖1所示，為本實(shí)施例的所提供的晶閘管維持電流測(cè)試裝置的電路原理圖，該測(cè)試裝置主要包括電壓源電路100、cuk升降壓型直流電壓變換電路200、測(cè)試電路300以及控制電路400；其中，該電壓源電路100的輸出端和cuk升降壓型直流電壓變換電路200的輸入端相連接，以提供直流電壓vin，具體地，在本實(shí)施例中，該電壓源電路100為六脈動(dòng)整流橋電路，接入三相交流電源可提供質(zhì)量較高的6脈動(dòng)直流電壓vin；cuk升降壓型直流電壓變換電路200的輸出端和測(cè)試電路300的輸入端相連接，由cuk升降壓型直流電壓變換電路200為測(cè)試電路300提供可自動(dòng)調(diào)節(jié)的直流電壓。

具體地，該cuk升降壓型直流電壓變換電路包括第一電感l(wèi)1、第二電感l(wèi)2、第一電容c1、第二電容c2、二極管d以及絕緣柵雙極型晶體管igbt；其中，第一電感l(wèi)1、第一電容c1以及第二電感l(wèi)2依次串聯(lián)，絕緣柵雙極型晶體管igbt的集電極連接至第一電感l(wèi)1和第一電容c1之間的連接點(diǎn)，絕緣柵雙極型晶體管igbt的發(fā)射極分別和二極管d的陰極以及第二電容c2的陰極相連接，二極管d的陽(yáng)極連接至第一電容c1和第二電感l(wèi)2之間的節(jié)點(diǎn)，第二電容c2的陽(yáng)極和第二電感l(wèi)2的另一端相連接，絕緣柵雙極型晶體管igbt的基極連接至控制電路400的輸出端，由控制電路400來調(diào)整cuk升降壓型直流電壓變換電路200的輸出電壓范圍；其中，cuk升降壓型直流電壓變換電路200的輸出電壓和輸入電壓的關(guān)系為：uo＝[α/(1-α)]uin。α為占空比，其范圍為0<α<1，當(dāng)0<α<1/2時(shí)為降壓，當(dāng)1/2<α<1時(shí)為升壓，也就是說，cuk升降壓型直流電壓變換電路200的輸出電壓既可以低于輸入電壓，也可以高于輸入電壓。占空比α＝ton/(ton+toff)＝ton/t，即為絕緣柵雙極型晶體管igbt開通時(shí)間ton與周期之比。通過調(diào)節(jié)柵雙極型晶體管igbt在一個(gè)周期t內(nèi)的開通時(shí)間，即可調(diào)節(jié)cuk升降壓型直流電壓變換電路200的輸出電壓范圍，也就是說，利用cuk升降壓型直流電壓變換電路200作為可控電壓源，通過控制絕緣制柵雙極型晶體管igbt輸出的pwm(pulsewidthmodulation-脈沖寬度調(diào)制)波的占空比來實(shí)現(xiàn)輸出電壓vo調(diào)節(jié)，從而無需人工手動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓vo

上述的測(cè)試電路300包括電壓發(fā)生器g1、電流繼電器ka、被測(cè)晶閘管t、電流表a、第一常開開關(guān)k1以及第一按鈕開關(guān)s1；其中，電壓發(fā)生器g1并聯(lián)在被測(cè)晶閘管t上，第一按鈕開關(guān)s1連接于被測(cè)晶閘管t和電壓發(fā)生器g1之間；電流繼電器ka的一端連接至被測(cè)晶閘管t和電壓發(fā)生器g1之間的節(jié)點(diǎn)，另一端和第二電容c2的陰極相連接，該電流繼電器ka為高精度的電流繼電器，其整定值iset遠(yuǎn)小于被測(cè)晶閘管維持電流ih，如圖4所示，一旦達(dá)到維持電流ih，被測(cè)晶閘管電流ith迅速降低，電流繼電器ka動(dòng)作；電流表a的一端連接至第二電感l(wèi)2和第二電容c2陽(yáng)極之間的節(jié)點(diǎn)，另一端和被測(cè)晶閘管t的陽(yáng)極相連接；第一常開開關(guān)k1的一端連接至電流表a和被測(cè)晶閘管t陽(yáng)極之間，另一端連接至第二電容c2陰極和電流繼電器ka之間，第一常開開關(guān)k1的閉合由電流繼電器ka所控制；被測(cè)晶閘管t的陰極和控制電路400的輸出端相連接，由控制電路400向被測(cè)晶閘管t發(fā)送觸發(fā)脈沖信號(hào)與否。另外，了保障測(cè)試電路300的安全性，電流表a和第二電感l(wèi)2與第二電容c2陽(yáng)極之間的節(jié)點(diǎn)之間連接有保護(hù)電阻r1。

本測(cè)試裝置進(jìn)行測(cè)試時(shí)，按下第一開關(guān)按鈕s1，電壓發(fā)生器g1給被測(cè)晶閘管t正向?qū)妷?，控制電?00向被測(cè)晶閘管t發(fā)送觸發(fā)脈沖信號(hào)，并通過絕緣柵雙極型晶體管igbt快速調(diào)節(jié)占空比，提高輸出電壓vo，以快速提高被測(cè)晶閘管t通態(tài)電流，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)按鈕s1斷開復(fù)位后，電壓發(fā)生器g1不再給予被測(cè)晶閘管t正向?qū)妷?，同時(shí)，控制電路400也不再向被測(cè)晶閘管t發(fā)觸發(fā)脈沖信號(hào)，接著控制電路400以較小的步長(zhǎng)△α減小占空比α，連續(xù)的減小輸出電壓vo，降低流過被測(cè)晶閘管t的電流ith，當(dāng)待測(cè)晶閘管電流ith達(dá)到維持電流ih，待測(cè)晶閘管t關(guān)斷，電流繼電器ka不再流過電流，電流繼電器ka動(dòng)作，第一常開開關(guān)k1閉合，與此同時(shí)，控制電路400控制絕緣柵雙極型晶體管igbt保持占空比，維持cuk升降壓型直流電壓變換電路200的輸出電壓恒定，第一常開開關(guān)k1閉合后與第二電容c2、電流表a形成回路，電流表a上的值即為被測(cè)晶閘管t關(guān)斷前的電流值，如此，由于輸出電壓保持恒定，即可準(zhǔn)確地保持被測(cè)晶閘管t關(guān)斷前的電流值，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量。

優(yōu)選地，上述的控制電路400包括控制器41和驅(qū)動(dòng)模塊42；其中，該驅(qū)動(dòng)模塊42的輸出端和絕緣柵雙極型晶體管igbt的基極相連接，輸入端和控制器41的輸出端相連接，由控制器41來調(diào)節(jié)絕緣柵雙極型晶體管igbt在一個(gè)周期t內(nèi)的開通時(shí)間，即占空比；控制器41的另一輸出端和被測(cè)晶閘管t的陰極相連接，由控制器41向被測(cè)晶閘管t發(fā)送觸發(fā)脈沖信號(hào)與否。其中，該控制器41可以采用可通過數(shù)字運(yùn)算的芯片，比如如單片機(jī)、cpld(complexprogrammablelogicdevice-復(fù)雜可編程邏輯器，)等來輸出pwm(pulsewidthmodulation-脈沖寬度調(diào)制)波。

另外，為了更進(jìn)一步地快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)測(cè)量，控制器41的輸入端分別與保持占空比信號(hào)發(fā)出端43、啟動(dòng)并發(fā)晶閘管觸發(fā)脈沖信號(hào)發(fā)出端44以及復(fù)位信號(hào)發(fā)出端45相連接，在控制器41的輸入端和保持占空比信號(hào)發(fā)出端43之間設(shè)置有第二常開開關(guān)k2，第二常開開關(guān)k2的閉合由電流繼電器ka所控制，也就是說，當(dāng)電流繼電器ka動(dòng)作時(shí)，第二常開開關(guān)k2閉合，給予控制器41一個(gè)保持占空比信號(hào)，以保持cuk升降壓型直流電壓變換電路200輸出電壓恒定；在控制器41的輸入端和啟動(dòng)并發(fā)晶閘管觸發(fā)脈沖信號(hào)發(fā)出端44之間設(shè)置有第二按鈕開關(guān)s2，在控制器41的輸入端和復(fù)位信號(hào)發(fā)出端45之間設(shè)置有第三按鈕開關(guān)s3；其中，該第一按鈕開關(guān)s1和第二按鈕開關(guān)s2為聯(lián)動(dòng)開關(guān)，初始狀態(tài)時(shí)，第一按鈕開關(guān)s1斷開，第二按鈕開關(guān)s2閉合，按下第一按鈕開關(guān)s1的同時(shí)，第二按鈕開關(guān)s2斷開。當(dāng)?shù)诙粹o開關(guān)s2閉合時(shí)，啟動(dòng)并發(fā)晶閘管觸發(fā)脈沖信號(hào)則輸送至控制器41，取反后，不向被測(cè)晶閘管t發(fā)送觸發(fā)脈沖信號(hào)，而當(dāng)?shù)诙粹os2斷開時(shí)，控制器41則向被測(cè)晶閘管t發(fā)送觸發(fā)脈沖信號(hào)。其中，第一按鈕開關(guān)s1以及第二按鈕開關(guān)s2均帶延時(shí)器，即延時(shí)復(fù)位，延時(shí)時(shí)間與控制器41快速將被測(cè)晶閘管電流ith升至通態(tài)電流一致。

優(yōu)選地，為了便于提示測(cè)試人及時(shí)地知道何時(shí)完成測(cè)試，上述的晶閘管維持電流測(cè)試裝置還包括晶閘管維持電流測(cè)試完畢提示回路500，如圖3所示，該晶閘管維持電流測(cè)試完畢提示回路500由依次連接的直流電源dc、電阻r2、提示燈lamp1以及第三常開開關(guān)k3所組成，第三常開開關(guān)k3由電流繼電器ka所控制，當(dāng)?shù)谌ｉ_開關(guān)k3閉合時(shí)，提示燈lamp1亮起，提示提示測(cè)試人員測(cè)試完畢。

更為具體地，上述優(yōu)選的晶閘管維持電流測(cè)試裝置的維持電流測(cè)試過程如下：

(1)測(cè)試開始時(shí)，按下第一按鈕開關(guān)s1,電壓發(fā)生器g1給予被測(cè)晶閘管t正向?qū)妷海坏诙粹os2斷開，控制器41向被測(cè)晶閘管t發(fā)送觸發(fā)脈沖信號(hào)，并通過柵雙極型晶體管igbt快速調(diào)節(jié)占空比，提高輸出電壓vo，以快速提高被測(cè)晶閘管t通態(tài)電流，此時(shí)第一常開開關(guān)k1、第二常開開關(guān)k2、第三常開開關(guān)k3為斷開狀態(tài)。

(2)第一按鈕s1、第二按鈕s2復(fù)位后，電壓發(fā)生器g1不再給予被測(cè)晶閘管t正向?qū)妷海刂破?1也不再向被測(cè)晶閘管t發(fā)送觸發(fā)脈沖信號(hào)，接著控制器41以較小的步長(zhǎng)△α減小占空比α，連續(xù)的減小輸出電壓vo，降低流過被測(cè)晶閘管的電流ith。

(3)當(dāng)被測(cè)晶閘管電流ith達(dá)到維持電流ih，被測(cè)晶閘管t關(guān)斷，電流繼電器ka不再流過電流，電流繼電器ka動(dòng)作，第二常開開關(guān)k2動(dòng)作閉合，控制器41控制絕緣柵雙極型晶體管igbt保持占空比，維持cuk升降壓型直流電壓變換電路200的輸出電壓恒定；第二常開開關(guān)k1閉合，維持被測(cè)晶閘管t關(guān)斷前電流；第三常開開關(guān)k3閉合，提示測(cè)試人員達(dá)到被測(cè)晶閘管維持電流。

(4)測(cè)試人員讀取電流表a的數(shù)據(jù)后，按下第三按鈕開關(guān)s3，控制器41復(fù)位，不向柵雙極型晶體管igbt發(fā)送信號(hào)，即占空比α為0，輸出電壓vo為0，完成測(cè)試。

上述實(shí)施例只是為了說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的是在于讓本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡是根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容的實(shí)質(zhì)所做出的等效的變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。