本安電源性能動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供的一種本安電源性能動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，電源模塊，其輸入端與市電連接，用于將市電轉(zhuǎn)換為直流電并輸出；電壓加載模塊，其輸入端與電源模塊的輸出端連接，用于將電源模塊輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為被測(cè)本安電源測(cè)試所需電壓并加載于被測(cè)本安電源；電流加載模塊，其輸入端與電源模塊的輸出端連接，用于將電源模塊輸出的電源轉(zhuǎn)換為被測(cè)本安電源測(cè)試所需電流并加載于被測(cè)本安電源；控制模塊，用于根據(jù)被測(cè)本安電源的輸出電壓或者輸出電流向電壓加載模塊或電流加載模塊輸出控制信號(hào)，以改變電壓加載模塊輸出的加載電壓或者改變電流加載模塊輸出的加載電流，能夠準(zhǔn)確分析本安電源的性能狀態(tài)，有效剔除存在安全隱患的本安電源繼續(xù)工作在煤礦等礦井下，有效確保安全生產(chǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
本安電源性能動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種測(cè)試系統(tǒng)，尤其涉及一種本安電源性能動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]本質(zhì)安全輸出電源簡(jiǎn)稱(chēng)本安電源，廣泛應(yīng)用于煤礦等礦井下作業(yè)，由于煤礦的特殊工作環(huán)境(具有易爆性氣體等危險(xiǎn)因素)，因此，對(duì)于本安電源的性能要求極高，因此，對(duì)于本安電源的性能測(cè)試并通過(guò)測(cè)試了解本安電源的運(yùn)行狀況是保證礦井安全生產(chǎn)的重中之重，現(xiàn)有測(cè)試方法以及測(cè)試設(shè)備均存在測(cè)試不準(zhǔn)確，測(cè)得參數(shù)難以準(zhǔn)確分析本安電源的性能狀態(tài)，從而使本安電源存在嚴(yán)重的安全隱患。
[0003]因此，需要提出一種本安電源性能動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，能夠?qū)Ρ景搽娫吹膮?shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，從而能夠根據(jù)測(cè)得結(jié)果準(zhǔn)確分析本安電源的性能狀態(tài)，有效剔除存在安全隱患的本安電源繼續(xù)工作在煤礦等礦井下，有效確保安全生產(chǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種本安電源性能動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，能夠?qū)Ρ景搽娫吹膮?shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，從而能夠根據(jù)測(cè)得結(jié)果準(zhǔn)確分析本安電源的性能狀態(tài)，有效剔除存在安全隱患的本安電源繼續(xù)工作在煤礦等礦井下，有效確保安全生產(chǎn)。
[0005]本發(fā)明提供的一種本安電源性能動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，包括:
[0006]電源模塊，其輸入端與市電連接，用于將市電轉(zhuǎn)換為直流電并輸出；[〇〇〇7]電壓加載模塊，其輸入端與電源模塊的輸出端連接，用于將電源模塊輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為被測(cè)本安電源測(cè)試所需電壓并加載于被測(cè)本安電源；
[0008]電流加載模塊，其輸入端與電源模塊的輸出端連接，用于將電源模塊輸出的電源轉(zhuǎn)換為被測(cè)本安電源測(cè)試所需電流并加載于被測(cè)本安電源；
[0009]控制模塊，用于根據(jù)被測(cè)本安電源的輸出電壓或者輸出電流向電壓加載模塊或電流加載模塊輸出控制信號(hào)，以改變電壓加載模塊輸出的加載電壓或者改變電流加載模塊輸出的加載電流。
[0010]進(jìn)一步，所述電壓加載模塊包括芯片U1、電容C1、電容C2、電容C3、電阻R1、電阻R2、 電阻R3、電阻R4、穩(wěn)壓管D1、穩(wěn)壓管D2以及電感L1;[〇〇11]所述芯片U1的1引腳和6引腳均與電源模塊的輸出端連接，芯片U1的1引腳通過(guò)電容C1接地，芯片U1的1引腳與穩(wěn)壓管D1的負(fù)極連接，穩(wěn)壓管D1的正極接地，芯片U1的3引腳和 2引腳接地，芯片U1的5引腳通過(guò)電阻R1和電容C2串聯(lián)后接地；
[0012]所述芯片U1的7引腳與電感L1的一端連接，電感L1的另一端作為電壓加載模塊的輸出端，芯片U1的7引腳和8引腳均與穩(wěn)壓管D2的負(fù)極連接，穩(wěn)壓管D2的正極接地，電壓加載模塊的輸出端通過(guò)電容C3接地，電感L1與電容C3的公共連接點(diǎn)通過(guò)電阻R2和電阻R3串聯(lián)后接地，所述芯片U1的4引腳連接于電阻R2和電阻R3之間的公共連接點(diǎn)，電阻R4的一端連接于電阻R2和電阻R3之間的公共連接點(diǎn)，另一端作為電壓加載模塊的控制端Vch與控制模塊的控制端連接；
[0013]其中，芯片U1為MP1593芯片。
[0014]進(jìn)一步，所述電壓加載模塊還包括輸出保護(hù)電路，所述輸出保護(hù)電路包括可控硅 Q1、穩(wěn)壓管D3以及電阻R5;[〇〇15]所述可控硅Q1的陽(yáng)極與電感L1與電容C3的公共連接點(diǎn)連接，可控硅Q1的負(fù)極接地，穩(wěn)壓管D3的負(fù)極與可控硅Q1的陽(yáng)極連接，穩(wěn)壓管D3的正極通過(guò)電阻R5接地，穩(wěn)壓管D3與電阻R5的公共連接點(diǎn)與可控硅Q1的控制極連接。
[0016]進(jìn)一步，所述電流加載模塊包括芯片U2、控制輸入電路、檢測(cè)電路以及輸出電路， 所述控制輸入電路的第一輸入端與控制模塊的輸出端連接，控制輸入電路的第二輸入端與輸出電路連接，所述控制輸入電路的第一輸出端與芯片U2的5引腳連接，控制輸入電路的第二輸出端與芯片U2的6引腳連接，檢測(cè)電路的第一輸出端與控制模塊的電流采樣端連接，檢測(cè)電路的第二輸入端與輸出電路連接，檢測(cè)電路的第一輸入端與芯片U2的1引腳連接，檢測(cè)電路的第二輸出端與芯片U2的3引腳連接，所述輸出電路的輸入端與芯片U2的7引腳連接， 輸出電路的輸出端與被測(cè)本安電源的輸入端連接；
[0017]其中，芯片U2為L(zhǎng)M258芯片。[〇〇18] 進(jìn)一步，所述輸出電路包括電阻R15、電阻R17、電阻R18、電容C10以及M0S管Q2; [〇〇19]所述電阻R15的一端作為輸出電路的輸入端與芯片U2的7引腳連接，電阻R15的另一端與M0S管的柵極連接，電容C10的兩端分別與電阻R15的兩端連接形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，電阻 R17的一端作為輸出電路的輸出端，電阻R17的另一端與M0S管Q2的漏極連接，M0S管Q2的源極通過(guò)電阻R18接地。
[0020] 進(jìn)一步，所述控制輸入電路包括電阻R14、電阻R13、電阻R12、電阻R16、電容C8、穩(wěn)壓管U3以及電位器RW3;[〇〇21]電阻R12的一端作為控制輸入電路的第一輸出端與芯片U2的5引腳連接，電阻R12 的另一端通過(guò)電阻R13與電阻R14的一端連接，電阻R14的另一端作為控制輸入電路的第一輸入端I ch，電阻R13和電阻R14的公共連接點(diǎn)通過(guò)電容C8接地，電阻R13和電阻R14的公共連接點(diǎn)與穩(wěn)壓管U3的負(fù)極連接，穩(wěn)壓管U3的正極接地，電阻R12和電阻R13的公共連接點(diǎn)與電位器RW3的動(dòng)觸點(diǎn)連接，電位器RW3的一端接地，另一端懸空，電阻R16的一端作為控制輸入電路的第二輸出端與芯片U2的6引腳連接，電阻R16的另一端作為控制輸入電路的第二輸入端與M0S管Q2和電阻R18的公共連接點(diǎn)連接。[〇〇22] 進(jìn)一步，所述檢測(cè)電路包括電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電容C5、電容C6、電容C9、電位器RW1以及電位器RW2;[〇〇23]電阻R8的一端作為檢測(cè)電路的第一輸出端與控制模塊的電流采樣端連接，電阻R8 的另一端作為檢測(cè)電路的第一輸入端與芯片U2的1引腳連接，電容C5的一端連接于電阻R8 和被測(cè)本安電源之間的公共連接點(diǎn)，電容C5的另一端接地，電阻R8和芯片U2的1引腳之間的公共連接點(diǎn)通過(guò)電阻R9與電位器RW1的動(dòng)觸點(diǎn)連接，電阻R8與電阻R9之間的公共連接點(diǎn)通過(guò)電容C6與芯片U2的2引腳連接，電容C6和芯片U2的2引腳之間的公共連接點(diǎn)與電位器RW1 的一端連接，電位器RW1的另一端接地，芯片U2的2引腳通過(guò)電阻R10接地，芯片U2的2引腳與電位器RW2的動(dòng)觸點(diǎn)連接，電位器RW2的一端接地，電位RW2的另一端懸空；電阻R11的一端作為檢測(cè)電路的第二輸入端連接于M0S管Q2和電阻R18之間的公共連接點(diǎn)，電阻Rl 1的另一端作為檢測(cè)電路的第二輸出端與芯片U2的3引腳連接，電容C9的一端連接于電阻R11與電阻 R18之間的公共連接點(diǎn)，電容C9的另一端接地。
[0024]進(jìn)一步，所述控制模塊包括用于采集電壓加載模塊輸出電壓的采集電路、與采集電路輸出端連接的中央處理電路、第一輸出控制電路和第二輸出控制電路，所述中央處理電路通過(guò)第一輸出控制電路向電壓加載電路輸出控制信號(hào)，中央處理電路通過(guò)第二輸出控制電路向電流加載電路輸出控制信號(hào)；[〇〇25] 所述第一輸出控制電路包括電阻R6、電阻R7和電容C4，所述電阻R6的一端與中央處理電路的輸出端連接，電阻R6的另一端作為輸出控制電路的輸出端Vch out與電壓加載模塊的控制端Vch連接，電阻R7與電容C4并聯(lián)后一端與電阻R6和電壓加載模塊之間的公共連接點(diǎn)連接，另一端接地；[〇〇26] 所述第二輸出控制電路包括電阻R19、電阻R20以及電容C11，電阻R19的一端與中央處理電路的輸出端連接，電阻R19的另一端作為第二輸出控制電路的輸出端Ich out并與控制輸入電路的第一輸入端Ich連接，輸出端Ich out通過(guò)電阻R19和電阻R20并聯(lián)后接地。
[0027]進(jìn)一步，還包括切換模塊，所述切換模塊的輸入端與電壓加載模塊的輸出端連接， 切換模塊的輸出端與被測(cè)本安電源的輸入端連接，切換模塊的控制端與中央處理電路連接。
[0028]進(jìn)一步，還包括上位主機(jī)以及輸入輸出模塊，所述上位主機(jī)與控制模塊通信連接， 所述輸入輸出模塊與上位主機(jī)連接。
[0029]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的本安電源性能動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，能夠?qū)Ρ景搽娫吹膮?shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，從而能夠根據(jù)測(cè)得結(jié)果準(zhǔn)確分析本安電源的性能狀態(tài)，有效剔除存在安全隱患的本安電源繼續(xù)工作在煤礦等礦井下，有效確保安全生產(chǎn)?！靖綀D說(shuō)明】
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0031]圖1為本發(fā)明的原理框圖。
[0032]圖2為本發(fā)明的電壓加載模塊的電路原理圖。[0033 ]圖3為本發(fā)明的電流加載模塊的電路原理圖。[〇〇34]圖4為本發(fā)明的第一輸出控制電路的電路原理圖。[〇〇35]圖5為本發(fā)明的第二輸出控制電路的電路原理圖。
[0036]圖6為本發(fā)明的電壓加載流程圖。
[0037]圖7為本發(fā)明的電流加載流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】[〇〇38]以下以具體實(shí)施內(nèi)容對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0039]本發(fā)明提供的一種本安電源性能動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，電源模塊，其輸入端與市電連接， 用于將市電轉(zhuǎn)換為直流電并輸出，其中電源模塊為現(xiàn)有技術(shù)，包括開(kāi)關(guān)電源以及與開(kāi)關(guān)電源輸出端連接的過(guò)流過(guò)載保護(hù)電路，其中，開(kāi)關(guān)電源用于將市電轉(zhuǎn)換為直流電，過(guò)流過(guò)載保護(hù)電路為電壓加載模塊和電流加載模塊進(jìn)行有效的保護(hù)；
[0040]電壓加載模塊，其輸入端與電源模塊的輸出端連接，用于將電源模塊輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為被測(cè)本安電源測(cè)試所需電壓并加載于被測(cè)本安電源；[0041 ]電流加載模塊，其輸入端與電源模塊的輸出端連接，用于將電源模塊輸出的電源轉(zhuǎn)換為被測(cè)本安電源測(cè)試所需電流并加載于被測(cè)本安電源；
[0042]控制模塊，用于根據(jù)被測(cè)本安電源的輸出電壓或者輸出電流向電壓加載模塊或電流加載模塊輸出控制信號(hào)，以改變電壓加載模塊輸出的加載電壓或者改變電流加載模塊輸出的加載電流，通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，能夠?qū)Ρ景搽娫吹膮?shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，并且在測(cè)試過(guò)程中電壓或者電流的加載均為一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，從而能夠根據(jù)測(cè)得結(jié)果準(zhǔn)確分析本安電源的性能狀態(tài)，有效剔除存在安全隱患的本安電源繼續(xù)工作在煤礦等礦井下，有效確保安全生產(chǎn)。 [〇〇43] 本實(shí)施例中，所述電壓加載模塊包括芯片U1、電容C1、電容C2、電容C3、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、穩(wěn)壓管D1、穩(wěn)壓管D2以及電感L1;[〇〇44]所述芯片U1的1引腳和6引腳均與電源模塊的輸出端連接，芯片U1的1引腳通過(guò)電容C1接地，芯片U1的1引腳與穩(wěn)壓管D1的負(fù)極連接，穩(wěn)壓管D1的正極接地，芯片U1的3引腳和 2引腳接地，芯片U1的5引腳通過(guò)電阻R1和電容C2串聯(lián)后接地；
[0045]所述芯片U1的7引腳與電感L1的一端連接，電感L1的另一端作為電壓加載模塊的輸出端，芯片U1的7引腳和8引腳均與穩(wěn)壓管D2的負(fù)極連接，穩(wěn)壓管D2的正極接地，電壓加載模塊的輸出端通過(guò)電容C3接地，電感L1與電容C3的公共連接點(diǎn)通過(guò)電阻R2和電阻R3串聯(lián)后接地，所述芯片U1的4引腳連接于電阻R2和電阻R3之間的公共連接點(diǎn)，電阻R4的一端連接于電阻R2和電阻R3之間的公共連接點(diǎn)，另一端作為電壓加載模塊的控制端Vch與控制模塊的控制端連接；[〇〇46] 其中，芯片U1為MP1593芯片，通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，能夠在本安電源的動(dòng)態(tài)測(cè)試過(guò)程中連續(xù)以不同的電壓對(duì)被測(cè)本安電源進(jìn)行電壓加載，從而能夠準(zhǔn)確測(cè)試本安電源的性能，其中， 通過(guò)控制端Vch的輸入控制電壓與電阻R3上所采集的電源加載模塊的輸出電壓疊加后輸入到芯片U1中，然后芯片U1根據(jù)輸入的疊加電壓調(diào)節(jié)電壓加載模塊的輸出電壓，通過(guò)這種方式，能夠獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，從而利于被測(cè)本安電源的性能測(cè)試。
[0047]本實(shí)施例中，所述電壓加載模塊還包括輸出保護(hù)電路，所述輸出保護(hù)電路包括可控硅Q1、穩(wěn)壓管D3以及電阻R5;[〇〇48]所述可控硅Q1的陽(yáng)極與電感L1與電容C3的公共連接點(diǎn)連接，可控硅Q1的負(fù)極接地，穩(wěn)壓管D3的負(fù)極與可控硅Q1的陽(yáng)極連接，穩(wěn)壓管D3的正極通過(guò)電阻R5接地，穩(wěn)壓管D3與電阻R5的公共連接點(diǎn)與可控硅Q1的控制極連接，通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)電壓加載模塊輸出電壓過(guò)大，則穩(wěn)壓管D3導(dǎo)通，電阻R5上此時(shí)具有電壓并使可控硅Q1導(dǎo)通，從而關(guān)斷電壓加載模塊的輸出，對(duì)被測(cè)本安電源形成有效保護(hù)。
[0049]本實(shí)施例中，所述電流加載模塊包括芯片U2、控制輸入電路、檢測(cè)電路以及輸出電路，所述控制輸入電路的第一輸入端與控制模塊的輸出端連接，控制輸入電路的第二輸入端與輸出電路連接，所述控制輸入電路的第一輸出端與芯片U2的5引腳連接，控制輸入電路的第二輸出端與芯片U2的6引腳連接，檢測(cè)電路的第一輸入端與被測(cè)本安電源的輸出端連接，檢測(cè)電路的第二輸入端與輸出電路連接，檢測(cè)電路的第一輸出端與芯片U 2的1引腳連接，檢測(cè)電路的第二輸出端與芯片U2的3引腳連接，所述輸出電路的輸入端與芯片U2的7引腳連接，輸出電路的輸出端與被測(cè)本安電源的輸入端連接。
[0050]其中，所述輸出電路包括電阻R15、電阻R17、電阻R18、電容C10以及M0S管Q2;[0051 ]所述電阻R15的一端作為輸出電路的輸入端與芯片U2的7引腳連接，電阻R15的另一端與M0S管的柵極連接，電容C10的兩端分別與電阻R15的兩端連接形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，電阻 R17的一端作為輸出電路的輸出端，電阻R17的另一端與M0S管Q2的漏極連接，M0S管Q2的源極通過(guò)電阻R18接地。[〇〇52] 所述控制輸入電路包括電阻R14、電阻R13、電阻R12、電阻R16、電容C8、穩(wěn)壓管U3以及電位器RW3;[〇〇53]電阻R12的一端作為控制輸入電路的第一輸出端與芯片U2的5引腳連接，電阻R12 的另一端通過(guò)電阻R13與電阻R14的一端連接，電阻R14的另一端作為控制輸入電路的第一輸入端I ch，電阻R13和電阻R14的公共連接點(diǎn)通過(guò)電容C8接地，電阻R13和電阻R14的公共連接點(diǎn)與穩(wěn)壓管U3的負(fù)極連接，穩(wěn)壓管U3的正極接地，電阻R12和電阻R13的公共連接點(diǎn)與電位器RW3的動(dòng)觸點(diǎn)連接，電位器RW3的一端接地，另一端懸空，電阻R16的一端作為控制輸入電路的第二輸出端與芯片U2的6引腳連接，電阻R16的另一端作為控制輸入電路的第二輸入端與M0S管Q2和電阻R18的公共連接點(diǎn)連接。[〇〇54] 所述檢測(cè)電路包括電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電容C5、電容C6、電容C9、電位器RW1以及電位器RW2;[〇〇55]電阻R8的一端作為檢測(cè)電路的第一輸出端與控制模塊的電流采樣端連接，電阻R8 的另一端作為檢測(cè)電路的第一輸入端與芯片U2的1引腳連接，電容C5的一端連接于電阻R8 和被測(cè)本安電源之間的公共連接點(diǎn)，電容C5的另一端接地，電阻R8和芯片U2的1引腳之間的公共連接點(diǎn)通過(guò)電阻R9與電位器RW1的動(dòng)觸點(diǎn)連接，電阻R8與電阻R9之間的公共連接點(diǎn)通過(guò)電容C6與芯片U2的2引腳連接，電容C6和芯片U2的2引腳之間的公共連接點(diǎn)與電位器RW1 的一端連接，電位器RW1的另一端接地，芯片U2的2引腳通過(guò)電阻R10接地，芯片U2的2引腳與電位器RW2的動(dòng)觸點(diǎn)連接，電位器RW2的一端接地，電位RW2的另一端懸空；電阻R11的一端作為檢測(cè)電路的第二輸入端連接于M0S管Q2和電阻R18之間的公共連接點(diǎn)，電阻Rl 1的另一端作為檢測(cè)電路的第二輸出端與芯片U2的3引腳連接，電容C9的一端連接于電阻Rl 1與電阻 R18之間的公共連接點(diǎn)，電容C9的另一端接地。[〇〇56] 上述結(jié)構(gòu)中，芯片U2為L(zhǎng)M258芯片，控制輸入電路中，電阻R14、電阻R13、電阻R12、 電容C8、穩(wěn)壓管U3以及電位器RW3形成正向比較輸入電路，該電路獲取控制模塊輸出的控制信號(hào)，而R16為反向比較輸入電路，該電路用于獲取輸出電路的輸出電流信號(hào)，通過(guò)這兩個(gè)電路輸出的信號(hào)到芯片U2后，芯片U2處理后控制M0S管Q2工作在線(xiàn)性放大狀態(tài)，進(jìn)而控制控制電流加載電路的輸出電流;檢測(cè)電路通過(guò)第二輸入端獲取的輸出電路輸出的電流值，芯片U2獲得該電流值后經(jīng)過(guò)線(xiàn)性放大等處理后，通過(guò)電阻R8、電阻R9、電阻R10、電容C5、電容 C6、電位器RW1以及電位器RW2組成的反饋網(wǎng)絡(luò)輸入到中央處理電路中，中央處理電路根據(jù)反饋的信號(hào)調(diào)整用于控制電流加載電路輸出電流的PWM波的占空比，因此，能夠準(zhǔn)確控制輸出電路的輸出電流大小，進(jìn)而確保被測(cè)本安電源的測(cè)試準(zhǔn)確性。[〇〇57]本實(shí)施例中，所述控制模塊包括用于采集電壓加載模塊輸出電壓的采集電路、與采集電路輸出端連接的中央處理電路、第一輸出控制電路和第二輸出控制電路，所述中央處理電路通過(guò)第一輸出控制電路向電壓加載電路輸出控制信號(hào)，中央處理電路通過(guò)第二輸出控制電路向電流加載電路輸出控制信號(hào);其中，采集電路包括現(xiàn)有的電壓采集電路，也可以采用現(xiàn)有的電壓傳感器，中央處理電路為現(xiàn)有的單片機(jī)，采集電路采集到電壓加載模塊輸出的電壓后輸入到中央處理電路中，中央處理電路根據(jù)反饋的電壓信號(hào)調(diào)整用于控制電壓加載模塊輸出電壓的PWM波的占空比，從而準(zhǔn)確控制電壓加載模塊輸出穩(wěn)定的測(cè)試電壓； [〇〇58] 所述第一輸出控制電路包括電阻R6、電阻R7和電容C4，所述電阻R6的一端與中央處理電路的輸出端連接，電阻R6的另一端作為輸出控制電路的輸出端Vch out與電壓加載模塊的控制端Vch連接，電阻R7與電容C4并聯(lián)后一端與電阻R6和電壓加載模塊之間的公共連接點(diǎn)連接，另一端接地；[〇〇59] 所述第二輸出控制電路包括電阻R19、電阻R20以及電容C11，電阻R19的一端與中央處理電路的輸出端連接，電阻R19的另一端作為第二輸出控制電路的輸出端Ich out并與控制輸入電路的第一輸入端Ich連接，輸出端Ich out通過(guò)電阻R19和電阻R20并聯(lián)后接地， 中央處理電路分別向第一輸出控制電路和第二輸出控制電路輸出PWM控制信號(hào)，并通過(guò)調(diào)整PWM波的占空比來(lái)改變電壓加載模塊的輸出電壓和電流加載模塊的輸出電流。
[0060]本實(shí)施例中，還包括切換模塊，所述切換模塊的輸入端與電壓加載模塊的輸出端連接，切換模塊的輸出端與被測(cè)本安電源的輸入端連接，切換模塊的控制端與中央處理電路連接，其中，切換模塊為多個(gè)并聯(lián)的開(kāi)關(guān)電路，比如繼電器，由于被測(cè)本安電源具有不同的電壓等級(jí)和保護(hù)等級(jí)，因此，本安電源在不同的電壓等級(jí)以及保護(hù)等級(jí)下，所加載的電壓或者電流參數(shù)是不相同的，在測(cè)試過(guò)程中需要通過(guò)不同的通道來(lái)進(jìn)行本安電源的測(cè)試，一方面確保被測(cè)本安電源的安全性，另一方面能夠確保最終測(cè)試的準(zhǔn)確性，本安電源的電壓等級(jí)一般包括12V、15V、18V以及24V四個(gè)級(jí)別，本安電源的保護(hù)等級(jí)分為三個(gè)，分別為1級(jí)保護(hù)等級(jí)、2級(jí)保護(hù)等級(jí)以及3級(jí)保護(hù)等級(jí)，切換模塊由中央處理電路控制。
[0061]本實(shí)施例中，還包括上位主機(jī)以及輸入輸出模塊，所述上位主機(jī)與控制模塊通信連接，所述輸入輸出模塊與上位主機(jī)連接，通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，工作人員能夠準(zhǔn)確及時(shí)獲知當(dāng)前被測(cè)本安電源的性能狀態(tài)，并及時(shí)進(jìn)行分析以及分析結(jié)果，輸入輸出模塊可以采用顯示器和鍵盤(pán)組合形成，也可以采用更為先進(jìn)的現(xiàn)有的觸控屏來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，上位主機(jī)與中央處理電路進(jìn)行通信連接，通信連接采用通信接口連接，比如RS485接口、RS232接口等，不同的接口采用不同的通信協(xié)議。
[0062]以下對(duì)本發(fā)明的測(cè)試方法進(jìn)行說(shuō)明:
[0063]a.獲取被測(cè)本安電源的相應(yīng)參數(shù)，當(dāng)然，被測(cè)本安電源的參數(shù)設(shè)置在中央處理電路中，至少包括本安電源的電壓等級(jí)、保護(hù)等級(jí)，當(dāng)然，還應(yīng)參考附加因素等影響，比如本安電源的運(yùn)行時(shí)間，運(yùn)行環(huán)境參數(shù)(環(huán)境參數(shù)包括溫度和濕度)，如果運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，且運(yùn)行的環(huán)境溫度和濕度均較高，則可以降低電壓或者電流的最高加載值，如果運(yùn)行時(shí)間較短且環(huán)境和濕度均在設(shè)定值范圍內(nèi)，則可將電壓或者電流的最高加載值保持在最高值(該最高值不高于出廠(chǎng)設(shè)定的最高加載值)，從而能夠準(zhǔn)確測(cè)試本安電源的性能；
[0064]b.根據(jù)被測(cè)本安電源的相應(yīng)參數(shù)設(shè)定被測(cè)本安電源的電流和/或電壓的加載參數(shù)；
[0065]c.對(duì)被測(cè)本安電源進(jìn)行電流加載或電壓加載，測(cè)定被測(cè)本安電源的輸出電壓和/ 或電流，當(dāng)然，在加載過(guò)程中，由設(shè)定的起始點(diǎn)逐漸增加加載電流或者電壓到設(shè)定的加載上限閾值；
[0066]d.根據(jù)被測(cè)本安電源的輸出電壓和電流判定被測(cè)本安電源的性能狀態(tài)；
[0067]在步驟d中，被測(cè)本安電源的輸出電流與設(shè)定的電流范圍比較，且不同的電壓等級(jí)對(duì)應(yīng)不同的電流范圍:
[0068]當(dāng)輸出電流小于電流范圍的下限閾值，則判定被測(cè)本安電源的過(guò)流保護(hù)值偏低， 記錄實(shí)際輸出電流值，終止測(cè)試；
[0069]當(dāng)輸出電流大于電流范圍的上限閾值，則判定被測(cè)本安電源的過(guò)流保護(hù)值偏高， 記錄實(shí)際輸出電流值，終止測(cè)試；
[0070]當(dāng)輸出電流位于電流范圍內(nèi)，則判定被測(cè)本安電源在本電壓等級(jí)的過(guò)流保護(hù)值正常，記錄實(shí)際輸出電流值，并返回步驟c中；
[0071]被測(cè)本安電源的輸出電流與上次測(cè)試輸出電流比較;例如:上次測(cè)試輸出電流是指:在同一保護(hù)等級(jí)以及電壓等級(jí)范圍之下，比如12V電壓等級(jí)，在此等級(jí)下進(jìn)行電流加載時(shí)，加載電流為電流a，本安電源輸出電流為x，當(dāng)加載電流逐漸增加為b時(shí)，輸出電流為y，那么比較對(duì)象為y與x之間的比較；電流范圍在0-2A之間進(jìn)行設(shè)定;若7大于等于X，或者y小于x 且兩者的差值小于20mA，或者在1秒內(nèi)電流上升超過(guò)3mA，則返回步驟c中，繼續(xù)進(jìn)行電流加載，但加載的電流值升高至c;測(cè)試被測(cè)本安電源的輸出電流z，經(jīng)過(guò)多次重復(fù)返回操作，假設(shè)為3次，貝lj直到y(tǒng)大于z超過(guò)20mA，或者在1秒內(nèi)電流上升不超過(guò)3mA，記錄電流值y，若返回步驟c次數(shù)超過(guò)設(shè)定次數(shù)，記錄在此期間測(cè)得的最大輸出電流值，若返回步驟c電流值超過(guò)設(shè)定最大輸出電流值，判定被測(cè)本安電源異常。通過(guò)這個(gè)步驟，可以能夠準(zhǔn)確反映出本安電源的輸出變化狀況，是本安電源性能分析中較為重要的步驟，為后續(xù)過(guò)流保護(hù)值準(zhǔn)確判定的基礎(chǔ)，這是由于如果上述變化超過(guò)設(shè)定的范圍，可能最終過(guò)流保護(hù)值也會(huì)在正常的范圍之內(nèi)，從而不能準(zhǔn)確反映出本安電源的性能狀態(tài)；
[0072]其中，電壓加載的性能判斷與根據(jù)電流判斷本安電源的原理及加載過(guò)程完全一致，在此不加以贅述，在電壓加載過(guò)程中，其比較的設(shè)定值為上次測(cè)試值比本次測(cè)試值高超過(guò)20mV，或者在1秒內(nèi)電壓上升不超過(guò)3mV，并電壓范圍的變化為0-30V，從上述方法可以看出，在測(cè)試過(guò)程中，電流或者電壓加載的連續(xù)性以及動(dòng)態(tài)反饋是保證準(zhǔn)確判斷的基礎(chǔ)，如果在加載過(guò)程中不能動(dòng)態(tài)反饋以及加載中斷，由于本安電源的自身溫度漂移等特性以及環(huán)境因素的改變，均導(dǎo)致最終測(cè)試的結(jié)果不準(zhǔn)確。
[0073]最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種本安電源性能動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:包括:電源模塊，其輸入端與市電連接，用于將市電轉(zhuǎn)換為直流電并輸出；電壓加載模塊，其輸入端與電源模塊的輸出端連接，用于將電源模塊輸出的直流電壓 轉(zhuǎn)換為被測(cè)本安電源測(cè)試所需電壓并加載于被測(cè)本安電源；電流加載模塊，其輸入端與電源模塊的輸出端連接，用于將電源模塊輸出的電源轉(zhuǎn)換 為被測(cè)本安電源測(cè)試所需電流并加載于被測(cè)本安電源；控制模塊，用于根據(jù)被測(cè)本安電源的輸出電壓或者輸出電流向電壓加載模塊或電流加 載模塊輸出控制信號(hào)，以改變電壓加載模塊輸出的加載電壓或者改變電流加載模塊輸出的 加載電流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述本安電源性能動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述電壓加載模塊包 括芯片U1、電容C1、電容C2、電容C3、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、穩(wěn)壓管D1、穩(wěn)壓管D2以 及電感L1;所述芯片U1的1引腳和6引腳均與電源模塊的輸出端連接，芯片U1的1引腳通過(guò)電容C1 接地，芯片U1的1引腳與穩(wěn)壓管D1的負(fù)極連接，穩(wěn)壓管D1的正極接地，芯片U1的3引腳和2引 腳接地，芯片U1的5引腳通過(guò)電阻R1和電容C2串聯(lián)后接地；所述芯片U1的7引腳與電感L1的一端連接，電感L1的另一端作為電壓加載模塊的輸出 端，芯片U1的7引腳和8引腳均與穩(wěn)壓管D2的負(fù)極連接，穩(wěn)壓管D2的正極接地，電壓加載模塊 的輸出端通過(guò)電容C3接地，電感L1與電容C3的公共連接點(diǎn)通過(guò)電阻R2和電阻R3串聯(lián)后接 地，所述芯片U1的4引腳連接于電阻R2和電阻R3之間的公共連接點(diǎn)，電阻R4的一端連接于電 阻R2和電阻R3之間的公共連接點(diǎn)，另一端作為電壓加載模塊的控制端Vch與控制模塊的控 制端連接；其中，芯片U1為MP1593芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述本安電源性能動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述電壓加載模塊還 包括輸出保護(hù)電路，所述輸出保護(hù)電路包括可控硅Q1、穩(wěn)壓管D3以及電阻R5;所述可控硅Q1的陽(yáng)極與電感L1與電容C3的公共連接點(diǎn)連接，可控硅Q1的負(fù)極接地，穩(wěn) 壓管D3的負(fù)極與可控硅Q1的陽(yáng)極連接，穩(wěn)壓管D3的正極通過(guò)電阻R5接地，穩(wěn)壓管D3與電阻 R5的公共連接點(diǎn)與可控硅Q1的控制極連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述本安電源性能動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述電流加載模塊包 括芯片U2、控制輸入電路、檢測(cè)電路以及輸出電路，所述控制輸入電路的第一輸入端與控制 模塊的輸出端連接，控制輸入電路的第二輸入端與輸出電路連接，所述控制輸入電路的第 一輸出端與芯片U2的5引腳連接，控制輸入電路的第二輸出端與芯片U2的6引腳連接，檢測(cè) 電路的第一輸出端與控制模塊的電流采樣端連接，檢測(cè)電路的第二輸入端與輸出電路連 接，檢測(cè)電路的第一輸入端與芯片U2的1引腳連接，檢測(cè)電路的第二輸出端與芯片U2的3引 腳連接，所述輸出電路的輸入端與芯片U2的7引腳連接，輸出電路的輸出端與被測(cè)本安電源 的輸入端連接；其中，芯片U2為L(zhǎng)M258芯片。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述本安電源性能動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述輸出電路包括電 阻R15、電阻R17、電阻R18、電容C1以及MOS管Q2;所述電阻R15的一端作為輸出電路的輸入端與芯片U2的7引腳連接，電阻R15的另一端與MOS管的柵極連接，電容C1的兩端分別與電阻R15的兩端連接形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，電阻R17的 一端作為輸出電路的輸出端，電阻R17的另一端與M0S管Q2的漏極連接，M0S管Q2的源極通過(guò) 電阻R18接地。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述本安電源性能動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述控制輸入電路包 括電阻R14、電阻R13、電阻R12、電阻R16、電容C8、穩(wěn)壓管U3以及電位器RW3;電阻R12的一端作為控制輸入電路的第一輸出端與芯片U2的5引腳連接，電阻R12的另 一端通過(guò)電阻R13與電阻R14的一端連接，電阻R14的另一端作為控制輸入電路的第一輸入 端Ich，電阻R13和電阻R14的公共連接點(diǎn)通過(guò)電容C8接地，電阻R13和電阻R14的公共連接點(diǎn) 與穩(wěn)壓管U3的負(fù)極連接，穩(wěn)壓管U3的正極接地，電阻R12和電阻R13的公共連接點(diǎn)與電位器 RW3的動(dòng)觸點(diǎn)連接，電位器RW3的一端接地，另一端懸空，電阻R16的一端作為控制輸入電路 的第二輸出端與芯片U2的6引腳連接，電阻R16的另一端作為控制輸入電路的第二輸入端與 M0S管Q2和電阻R18的公共連接點(diǎn)連接。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述本安電源性能動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述檢測(cè)電路包括電 阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電容C5、電容C6、電容C9、電位器RW1以及電位器RW2;電阻R8的一端作為檢測(cè)電路的第一輸出端與控制模塊的電流采樣端連接，電阻R8的另 一端作為檢測(cè)電路的第一輸入端與芯片U2的1引腳連接，電容C5的一端連接于電阻R8和被 測(cè)本安電源之間的公共連接點(diǎn)，電容C5的另一端接地，電阻R8和芯片U2的1引腳之間的公共 連接點(diǎn)通過(guò)電阻R9與電位器RW1的動(dòng)觸點(diǎn)連接，電阻R8與電阻R9之間的公共連接點(diǎn)通過(guò)電 容C6與芯片U2的2引腳連接，電容C6和芯片U2的2引腳之間的公共連接點(diǎn)與電位器RW1的一 端連接，電位器RW1的另一端接地，芯片U2的2引腳通過(guò)電阻R10接地，芯片U2的2引腳與電位 器RW2的動(dòng)觸點(diǎn)連接，電位器RW2的一端接地，電位RW2的另一端懸空；電阻Rl 1的一端作為檢 測(cè)電路的第二輸入端連接于M0S管Q2和電阻R18之間的公共連接點(diǎn)，電阻Rl 1的另一端作為 檢測(cè)電路的第二輸出端與芯片U2的3引腳連接，電容C9的一端連接于電阻R11與電阻R18之 間的公共連接點(diǎn)，電容C9的另一端接地。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述本安電源性能動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述控制模塊包括用 于采集電壓加載模塊輸出電壓的采集電路、與采集電路輸出端連接的中央處理電路、第一 輸出控制電路和第二輸出控制電路，所述中央處理電路通過(guò)第一輸出控制電路向電壓加載 電路輸出控制信號(hào)，中央處理電路通過(guò)第二輸出控制電路向電流加載電路輸出控制信號(hào)；所述第一輸出控制電路包括電阻R6、電阻R7和電容C4,所述電阻R6的一端與中央處理 電路的輸出端連接，電阻R6的另一端作為輸出控制電路的輸出端Vch out與電壓加載模塊 的控制端Vch連接，電阻R7與電容C4并聯(lián)后一端與電阻R6和電壓加載模塊之間的公共連接 點(diǎn)連接，另一端接地；所述第二輸出控制電路包括電阻R19、電阻R20以及電容C11，電阻R19的一端與中央處 理電路的輸出端連接，電阻R19的另一端作為第二輸出控制電路的輸出端Ich out并與控制 輸入電路的第一輸入端Ich連接，輸出端Ich out通過(guò)電阻R19和電阻R20并聯(lián)后接地。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述本安電源性能動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:還包括切換模塊，所 述切換模塊的輸入端與電壓加載模塊的輸出端連接，切換模塊的輸出端與被測(cè)本安電源的 輸入端連接，切換模塊的控制端與中央處理電路連接。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述本安電源性能動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:還包括上位主機(jī)以及輸入輸出模塊，所述上位主機(jī)與控制模塊通信連接，所述輸入輸出模塊與上位主機(jī)連接。
【文檔編號(hào)】G01R31/40GK105974332SQ201610266392
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】游青山, 孟小紅, 譚凱, 劉亞輝, 饒興鑫, 鄭芳菲, 常利銘, 薛宗杰
【申請(qǐng)人】中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司