专利名称：一种伏秒乘积测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种伏秒乘积测试仪，适用于对变压器伏秒乘积的测量。
背景技术：
伏秒乘积(电压-时间)是变压器的重要指标，是脉冲电压幅度与脉冲持续时间 的乘积。目前市场上暂无专业的测试仪器，也未见有类似专利文献，仅在试验室中存在类似 简易测试工具。GB/T 8554-1998 (电子和通信设备用变压器和电感器测量方法及试验程序)给出 了单脉冲电压-时间乘积测量的原理电路。试验室中存在的简易测试工具就是依据这一原 理制作的，但这种简易工具存在上电大电流、触发脉冲易抖动、安全性不高、操作不方便、生 产效率低下等不足，限制了其仅能应用于试验室的产品研发阶段，不能作为专业产品用于 变压器批量生产的检验和测试。
实用新型内容本实用新型的技术解决问题是克服现有简易测试工具的不足，提供了一种伏秒 乘积测试仪。采用本测试仪实现了对变压器伏秒乘积简单可靠、便捷安全的测试。本实用新型的技术解决方案是一种伏秒乘积测试仪，其特征在于包括电路部分和放置电路的盒体，其中电路部 分包括脉冲触发器、多档调节开关、功率开关、浪涌电流抑制电路；脉冲触发器包括触发电路、控制芯片和定时电容组，触发电路的输入端与测试仪 的测试开关相连；触发电路的输出端与控制芯片的触发端相连；控制芯片的充放电端与定 时电容组相连；控制芯片的输出端作为脉冲触发器的输出端与功率开关的控制端相连；定 时电容组可通过多档调节开关进行调节；功率开关的输出与外接示波器相连；功率开关的 输入端通过被测变压器、浪涌电流抑制电路以及防接反电路和外接直流电源相连。所述触发电路由泄放电阻R3、微分电容Cl、RC滤波、三极管Vl、上拉电阻R2组成；微分电容Cl的一端为触发电路的输入端；微分电容Cl的另一端与RC滤波的输入 端相连；RC滤波的输出端与三极管Vl的基极相连；三极管Vl的集电极与控制芯片的触发 端相连，并同时通过上拉电阻与控制芯片电源端相连。所述定时电容组由4个不同容值的电容组成，可通过多档调节开关单独与控制芯 片的充放电端相连。 所述控制芯片的电源端通过防接反电路与外接直流电源相连；所述防接反电路由 整流桥组成。与所述功率开关的输入端相连的被测变压器还与储能电容C9的一端相连；储能 电容C9的另一端与功率开关的输出端相连，所述储能电容C9还可并联电压表。所述浪涌电流抑制电路包括电容C7、电阻R5、电阻R6和开关V2 ；开关V2的源极 为浪涌电流抑制电路的输入端；开关V2的漏极为浪涌电流抑制电路输出端，电容C7、电阻R5并联在开关V2的栅极和源极；电阻R6与开关V2的栅极相连。本实用新型与现有技术相比有益效果为(1)本实用新型脉冲触发器中采用的处罚电路实现了可靠消抖，避免了机械式按 钮开关引起的抖动。(2)多档调节开关和定时电容组的采用实现了脉冲幅度的连续可调，四个可调档 位分别为lOOus、lms、10ms、100ms，从而可灵活应用于各类变压器的测试。(3)利用浪涌电流抑制电路可将大容量储能元件引发的上电浪涌电流限制到2A 以内，避免了电源极性接反所引发的仪器故障，大大提高伏秒乘积测试操作的安全性。(4)本实用新型便携结构和清晰直观操作面板可提高变压器批量生产时检验、测 试的生产效率，每人每分钟可至少完成10只变压器的测量。
图1为本实用新型结构示意图；图2为本实用新型电路原理图；图3为本实用新型结构简图。
具体实施方式
下面就结合附图对本实用新型具体实施方式
作进一步介绍。如图1所示为本实用新型功能框图，可实现对伏秒乘积的测试。伏秒乘积测试需 要测量被测变压器初级绕组的电压和流过的电流，在本实用新型中主要功能部件为脉冲触 发器和功率开关。脉冲触发器进一步包括触发电路、控制芯片以及定时电容组，可针对不同频率的 变压器产生不同宽度的脉冲信号。脉冲信号的宽度可由定时电容组多档调节开关的控制 下进行调节。功率开关可将脉冲信号转换成功率脉冲，作为伏秒乘积测试的激励脉冲。待测变 压器的电压可通过并联于大容量储能电容两端的电压表获得，电流信号可利用外接的示波 器进行显示，通过观察示波器的曲线从0到斜率突变的持续时间，可获得相应的时间值。利 用时间值与电压表上的电压值(脉冲电压幅值)相乘便得到被测变压器的伏秒乘积。如图2所示，为本实用新型电路示意图。脉冲触发器由触发电路、控制芯片和定时 电容组组成。触发电路的输入端与测试仪的测试开关相连，触发电路的输出与控制芯片的 触发端相连，控制芯片的充放电端与定时电容组相连，定时电容组可通过多档调节开关进 行调节。功率开关的输入端通过被测变压器、浪涌电流抑制电路以及防接反电路和外接直 流电源相连。在测试时，测试开关的两端分别连接于电路的1端和2端；示波器连接于电路的9 端与10端；被测变压器连接于电路的11端和12端；多档调节开关的可调端为13 17端。 外接直流电源分别连接于电路的3端、4端以及7端、8端，其中，3端、4端为脉冲触发器的 电源输入端；7端、8端为功率开关的电源输入端。脉冲触发器的控制芯片由一片555组成。555的充放电端DISCHG与定时电阻R4、 定时电容组的固定端17相连；555的触发端TRIG与触发电路的输出端相连；555的输出端OUT通过电阻RlO与功率开关的控制端相连。此外，555的CVLOT端通过电容ClO接地，555 的RESET端与电源端VCC相连。控制芯片的电源端VCC通过防接反电路与外接直流电源正极3端和测试开关2端 相连，控制芯片的接地端GND通过防接反电路与外接直流电源负极4端相连。所述的防接 反电路由整流桥组成。其中上述，RlO= 10 Ω ；ClO = 0. OluF0触发电路由泄放电阻R3、微分电容Cl、RC滤波、三极管VI、上拉电阻R2组成。微 分电容Cl的一端为触发电路的输入端，并与测试开关的1端相连；微分电容Cl的另一端与 RC滤波(包括电阻Rl和电容C8)的输入端相连；RC滤波的输出端与三极管Vl的基极相 连；三极管Vl的集电极与控制芯片的触发端TRIG相连，并同时通过上拉电阻R2与555的 电源端VCC相连。其中上述，Rl= IOkQ ；R2 = 20k Ω ；R3 = 51k Ω ；Cl = 0. OOluF ；C8 = 0. IuF ；三 极管Vl采用2N2222A。定时电容组由4个电容组成，4个电容(C2、C3、C4、C5)均有一端分别与多档调节 开关的一个档位13，14、15、16相连，4个电容的另一端接地。多档开关的固定端为17。其中上述，C2= 0. OOluF ;C3 = 0. OluF ;C4 = 0. IuF ;C5 = IuF。四个电容 C2、C3、 C4、C5通过与定时电阻R4 (IOk Ω )组合可分别产生lOOus、1ms、10ms、IOOms宽度脉冲信号。功率开关由VMOS管组成，功率开关的控制端、输入端和输出端分别为VMOS管的栅 极、漏极和源极。VMOS管的漏极与被测变压器的一端相连，并且在被测变压器两端并联有二 极管D3以保护VMOS管；VMOS管的源极外接示波器并通过电阻Rll接地；VMOS管的栅极与 源极间串联电阻R9。其中，电阻Rll作为电流采样无感电阻，用于采集被测变压器初级绕 组的电流。其中上述，R9 = k Ω ;R11 = kQ。补充数值浪涌电流抑制电路包括电容C7、电阻R5、电阻R6和开关V2。开关V2由VMOS管 实现，VMOS管的源极为浪涌电流抑制电路的输入端；VMOS管的漏极为浪涌电流抑制电路输 出端，电容C7、电阻R5并联在开关V2的栅极和源极；电阻R6与VMOS管的栅极相连。电阻 R6以及VMOS管的源极分别通过防接反电路与外接电流的正极7端和负极8端相连。其中上述，R5= kQ ；R6 = kQ ；C7 = uF ；补充数值图2、图3、图4，本实用新型伏秒乘积测试仪包括底座4、顶盖1、支架15、操作面板 5、电路板16、线缆盒2、线缆盒12、工具盒14、锁10、合页17、提手7 ；底座4与顶盖1通过 锁10、合页17连接；支架15通过螺钉固定在底座4，并把底座分割成线缆盒2、线缆盒12、 工具盒14，线缆盒2内放置与插头3连接的电源线，线缆盒12内放置与插头11连接的被测 变压器测试线和与插头13连接的示波器测试线，工具盒14内放置笔、测试记录表格等辅助 用品；操作面板5、电路板16分别安装在支架15的上、下两个安装面，并通过线缆实现电气 连接；操作面板5包括施加在被测变压器初级的电压显示屏8、脉冲时间多档调节开关9、测 试按钮6、电源线连接插头3、被测变压器连接插头11、示波器表笔线连接插头13。如图3所示，为本使用新型结构简图。伏秒乘积测试仪置于整个盒体内，电路图中 的测试开关11与电路图中的6端相连，从而可通过测试开关11启动测试；直流电源的接入 端12分别于电路图中的3、4、7、8端相连；电压表13连接于电路的5、6端；被测变压器通过盒体面板上的接头14与电路图中的11、12端相连；示波器通过过盒体面板上的接头15与 电路图中的9、10端相连；多档可调开关16与电路图中的定时电容组相连。此外，整个盒体还具有可放置仪器的储藏格、用于携带的把手以及盒锁等部件，实 现了伏秒乘积测试仪整体的便携移动。本实用新型未公开技术属本领域技术人员公知常识。
权利要求1.一种伏秒乘积测试仪，其特征在于包括电路部分和放置电路的盒体，其中电路部 分包括脉冲触发器、多档调节开关、功率开关、浪涌电流抑制电路；脉冲触发器包括触发电路、控制芯片和定时电容组，触发电路的输入端与测试仪的测 试开关相连；触发电路的输出端与控制芯片的触发端相连；控制芯片的充放电端与定时电 容组相连；控制芯片的输出端作为脉冲触发器的输出端与功率开关的控制端相连；定时电 容组可通过多档调节开关进行调节；功率开关的输出与外接示波器相连；功率开关的输入 端通过被测变压器、浪涌电流抑制电路以及防接反电路和外接直流电源相连。
2.根据权利要求1所述的一种伏秒乘积测试仪，其特征在于所述触发电路由泄放电 阻R3、微分电容Cl、RC滤波、三极管Vl、上拉电阻R2组成；微分电容Cl的一端为触发电路的输入端；微分电容Cl的另一端与RC滤波的输入端相 连；RC滤波的输出端与三极管Vl的基极相连；三极管Vl的集电极与控制芯片的触发端相 连，并同时通过上拉电阻与控制芯片电源端相连。
3.根据权利要求1所述的一种伏秒乘积测试仪，其特征在于所述定时电容组由4个 不同容值的电容组成，可通过多档调节开关单独与控制芯片的充放电端相连。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种伏秒乘积测试仪，其特征在于，所述控制芯片的 电源端通过防接反电路与外接直流电源相连；所述防接反电路由整流桥组成。
5.根据权利要求1所述的一种伏秒乘积测试仪，其特征在于，与所述功率开关的输入 端相连的被测变压器还与储能电容C9的一端相连；储能电容C9的另一端与功率开关的输 出端相连，所述储能电容C9还可并联电压表。
6.根据权利要求1所述的一种伏秒乘积测试仪，其特征在于，所述浪涌电流抑制电路 包括电容C7、电阻R5、电阻R6和开关V2 ；开关V2的源极为浪涌电流抑制电路的输入端；开 关V2的漏极为浪涌电流抑制电路输出端，电容C7、电阻R5并联在开关V2的栅极和源极； 电阻R6与开关V2的栅极相连。
专利摘要一种伏秒乘积测试仪，包括电路部分和放置电路的盒体，其中电路部分包括脉冲触发器、多档调节开关、功率开关、浪涌电流抑制电路。脉冲触发器包括触发电路、控制芯片和定时电容组，触发电路的输入端与测试仪的测试开关相连；触发电路的输出端与控制芯片的触发端相连；控制芯片的充放电端与定时电容组相连；控制芯片的输出端作为脉冲触发器的输出端与功率开关的控制端相连；定时电容组可通过多档调节开关进行调节；功率开关的输出与外接示波器相连；功率开关的输入端通过被测变压器、浪涌电流抑制电路以及防接反电路和外接直流电源相连。本实用新型便携结构和清晰直观操作面板可提高变压器批量生产时检验、测试的生产效率，每人每分钟可至少完成10只变压器的测量。
文档编号G01R31/00GK201935971SQ20102068675
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者叶东东, 彭政, 李山, 杜建华, 王立伟, 赵兰 申请人:北京控制工程研究所
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