CN101382569A - 一种断电测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种断电测试装置，用来控制被测试电器设备的交流电源的通断，所述的装置包括依次串联的脉冲形成电路、放大整形电路和驱动输出电路，其中：所述的脉冲形成电路用来提供控制所述的被测试电器设备交流电源通断的原始脉冲信号；所述的放大整形电路用于对所述的原始脉冲信号进行放大整形处理；所述的驱动输出电路用于根据所述脉冲信号控制所述的被测试电路交流电源的通断。本发明提供的断电测试设备构造简单，成本低廉，具有极高的性价比，而且产生的脉冲精度高，在所需范围内脉宽连续可调，操作简单。

Description

一种断电测试装置
技术领域
本发明属于电器设备测试技术领域，具体说来，涉及到电器设备抗断电性能测试的技术。
背景技术
电器设备，尤其是家用电器设备，在短暂断电状态下不应该发生不良现象，例如对电视机而言，不能出现异常响声、花屏、死机等。这个要求是产品设计必须要面对的一个重要课题，也是产品质量检测的一个关键项目，为此，需要有相应的断电检测装置，以便检测和分析电器设备瞬间断电后对机器性能的影响，确保产品符合用户要求。
目前，市场上没有专门用于电器设备快速断电测试的国产设备，电器设备生产厂家或者高价购买进口的检测设备，如瑞士夏弗纳SCHAFFNERTUM2003检测设备等，或者干脆手动开关机检测。
针对设备快速断电的检测，SCHAFFNER TUM2003给出的时间范围是2ms-99s，然而实际应用中，多数电器设备尤其是家用电器设备只需要在20ms-400ms范围内检测已经足够。因为断电时间再小电源已经不受影响，再大完全可以人工模拟，因此对于家用电器的断电检测，没有必要使用进口仪器。
由于进口设备存在成本过高，并且资源浪费的问题，不少家用电器的生产商都靠人工扳动电源开关来模拟电源快速断电，这样的测法其时间间隔不易控制，精度无法保证，而且100ms以内的电源快速断电人工模拟很难做到，无法满足精确测试、精细设计的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种断电测试装置，旨在提供一种构造简单、成本较低的家用电器抗断电性能测试设备。
本发明是这样实现的，一种断电测试装置，用来控制被测试电器设备的交流电源的通断，所述的装置包括依次串联的脉冲形成电路、放大整形电路和驱动输出电路，其中:
所述的脉冲形成电路用来提供控制所述的被测试电器设备交流电源通断的原始脉冲信号；
所述的放大整形电路用于对所述的原始脉冲信号进行放大整形处理；
所述的驱动输出电路用于根据所述脉冲信号控制所述的被测试电路交流电源的通断。
所述的脉冲形成电路具体包括电容充放电部分、脉冲宽度调节部分和充电电流放大部分，所述的电容冲放电部分通过电容充放电过程产生充电电流输出到所述的脉冲宽度调节部分，所述的脉冲宽度调节部分用来调节所述的原始脉冲信号的宽度，所述的充电电流放大部分用来将所述的充电电流放大并转换成电压后输出到所述的放大整形电路。
所述的脉冲形成电路具体包括电源(VCC)，换向开关(K1)，充放电电容(C1)和半导体三极管(Q1)，所述的换向开关被(K1)拨动时，所述的充放电电容(C1)反向，产生所述的充电电流输出到所述的半导体三极管(Q1)的基极，所述的半导体三极管(Q1)将所述的充放电电容(C1)充放电的电流放大后输出到所述的脉冲宽度调节部分。
所述的脉冲宽度调节部分为与所述的半导体三极管(Q1)的发射极串联的可调电位器(R4)和半导体三极管(Q5)组成，通过所述的可调电位器(R4)阻值的改变调整提供给所述的半导体三极管(Q5)的基极电流的大小，在同样充电能量的情况下，用来调整所述的半导体三极管(Q5)导通的时间，从而调整所述的原始脉冲信号的宽度，继而可以改变快速断电的时间。
所述的可调电位器(R4)的阻值范围可以为0至5K欧姆，也可以更宽。
所述的充电电流放大部分包括三极管(Q5)和集电极电阻(R1)和集电极电容(C2)，所述的三极管(Q5)接成共发射极电路形式，将0.7V以上的充电电压进行放大处理。
所述的放大整形电路为由三极管(Q3)和电阻(R2)组成的共发射极放大电路，用来对输入的电压信号进行放大整形。
所述的驱动输出电路采用继电器输出驱动，所述的继电器绕组由所述的放大整形电路的输出信号控制，所述的继电器的常开触点串联连接于被测试家用电器交流电源线的火线之中。
所述的继电器输出驱动包括半导体三极管(Q2)和继电器(J1)，在电源(VCC)和三极管(Q2)集电极之间并联连接有继电器(J1)的绕组。
所述的驱动输出电路为固体继电器SSR或者可控硅驱动输出电路。
本发明克服现有技术的不足，采用由依次串联的脉冲形成电路、放大整形电路和驱动输出电路组成断电测试设备，以其输出控制被测试设备交流电源的通断，进入完成对被测试设备的抗断电性能测试的技术方案，本发明提供的断电测试设备构造简单，成本低廉，具有极高的性价比，而且产生的脉冲精度高，在所需范围内脉宽连续可调，操作简单。
附图说明
图1是本发明实施例所述的断电测试装置的原理框图；
图2是本发明实施例所述的断电测试装置的电路图；
图3是本发明实施例所述三极管Q1发射极波形图；
图4是本发明实施例所述的三极管Q5集电极波形图；
图5是本发明实施例所述的Q3的集电极波形图；
图6是本发明实施例所述的Q4的集电极波形图；
图7是本发明实施例所述的继电器J1输出电路的驱动电流波形图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的断电测试装置的原理框图如图1所示，包括脉冲形成电路、放大整形电路和驱动输出电路三部分，它们依次串联，以其输出控制被测试设备交流电源的通断。
其中脉冲形成电路提供符合测试要求的原始脉冲信号；放大整形电路用于对原始脉冲信号进行放大整形处理以获得符合继电器控制要求的波形；驱动输出电路用于提供足够的功率驱动继电器的通断。
图2是本发明实施例提供的断电测试装置的电路图，其中，脉冲形成电路包括电容充放电部分、脉冲宽度调节部分以及充电电流放大部分。
电容充放电部分:这部分电路由电源VCC，换向开关K1(双刀双掷)，充放电电容C1，半导体三极管Q1组成。其中C1带星号标记，表示采用高精度电容。K1接成换向开关的形式，即K1的第1-6脚连接，第3-4脚连接，第4脚接VCC，第6脚接Q1的基极。这样连接之后，假定电路已经加电，即C1(若为0.1u，也可以根据实际情况作调整)上正下负充电已经完成，上端12V，下端如R4为3.24k，则下端为1.2V。当K1拨动到任一方时，则电容反向，充电平衡被打乱，随即很快会建立一个新的平衡，Q1接成电流放大的方式，将电容C1充放电的电流放大后给半导体三极管(Q5)提供基极偏置。另外，还可以实现在较小的充电电容的容量下，提供较宽范围内的脉冲宽度。充电过程中，Q1起电流放大的作用，即把几微安的电流，转换为几毫安的电流，用于给Q5提供偏置，如图3所示。
脉冲宽度(即断电时间)调节部分:这部分由R4来实现。通过可调电位器R4(如0-5kΩ)的调节变化，当然，若设备有需要，也可以选用更大或更小的电位器。调整R4，则改变了提供给Q5的电流的大小，在同样充电能量的情况下，也就是改变了提供给Q5能够导通的基极电流的时间长短，从而起到调节后级继电器断电时间的长短的作用。其中R4采用线性精密电位器。
假定可变电阻R4有八个刻度值，实测后级断电时间和刻度的对应关系如下表:
 
刻度 断电时间(ms) 电阻值(Ω)
1 18 0
2 50 235
3 100 690
4 150 1.24k
5 200 1.84k
6 250 2.5k
7 300 3.24k
8 400 4.85k
充电电流放大部分:由三极管Q5和集电极电阻R1、集电极电容C2组成。R1对充电时间影响较大，因为R1是Q5的负载电阻，负载电阻小则驱动电流也小，驱动电流小就意味着同样一个充电能量会持续较长的时间，为提高定时精度，应选用温度系数低的精密电阻，例如680欧+/-1％金属膜电阻。充放电电流是非线性的，三极管Q1发射极的波形如图4所示，三极管Q5集电极的波形如图5所示。说明一点，三极管Q5既是充电电流回路的组成部分，也是将充放电电流转换为电压输出的电压放大部分，电压放大电路是共发射极电路。当Q5的基极电压大于约0.7V时，Q5则由截止转为饱和状态(放大状态会很快结束)，充电电流由强逐渐变弱，等Q5基极电压逐渐到达0.7V时，Q5会逐渐发生由饱和到截止的翻转，这就形成了较为完整的脉冲信号，为后级进一步处理奠定了基础。
放大整形电路为由三极管Q3和电阻R2组成的共发射极放大电路，对前级电压信号进行放大整形，其波形如图5所示。为进一步改善输出波形，本实施例又增加了一级由三极管Q4、电阻R3和电容C3组成的反向放大电路，其波形如图6所示。
本发明实施例中驱动输出电路采用继电器输出驱动，由半导体三极管Q2、继电器J1、电容C4及二极管D1构成，三极管的发射极接地，基极连接放大整形电路的输出，在电源和三极管Q2集电极之间并联连接有继电器绕组、二极管D1和电容C4。继电器J1的常开触点串联连接于被测试家用电器交流电源线的火线之中，二极管D1的负极连接电源正极，它在这里可以泄放继电器断开时的反向电压，防止击穿三极管Q2和提高快速响应时间。电容C5对消除继电器触点接通或断开时的震颤有一定作用，可改善快速开关时的继电器性能，其驱动电流波形如图7所示。
当电位器R4的阻值改变时，则调整了被Q1放大了的充电电流的大小，在相同的充电能量的情况下，就决定了流过Q5基极的时间的长短，从而进一步决定Q5由截止-饱和-截止过程中饱和延续时间的长短，则此信号被后级电路经过放大整形后也就决定了继电器通断时间的长短。
输出电路还可以用固体继电器(SSR)实现，也可以用可控硅等其它电路来实现，转换速度还会更快一些。
使用本装置进行检测时，先将可变电阻(电位器)R4旋到最小(即电阻最低)，通电后，每拨动一次开关K1，则产生一次充放电动作，经放大、整形、驱动处理后，就由继电器J1控制被测电器设备产生一个最小的断电脉冲，旋转R4，逐渐增大脉冲时间间隔，反复拨动开关K1，由此观测被检测设备在所需范围内短暂断电后是否可以正常工作。
注意，若需要连续操作K1，则需要在断电脉冲结束后再拨动K1。断电脉冲的时间可以由电位器的刻度(由上述的对照关系表决定)读取。
如上所述，本发明的特点是具有极高的性价比，且实现所需范围内的连续可调，脉冲精度高，操作简单。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种断电测试装置，用来控制被测试电器设备的交流电源的通断，其特征在于，所述的装置包括依次串联的脉冲形成电路、放大整形电路和驱动输出电路，其中:
所述的脉冲形成电路用来提供控制所述的被测试电器设备交流电源通断的原始脉冲信号；
所述的放大整形电路用于对所述的原始脉冲信号进行放大整形处理；
所述的驱动输出电路用于根据所述脉冲信号控制所述的被测试电路交流电源的通断。
2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的脉冲形成电路具体包括电容充放电部分、脉冲宽度调节部分和充电电流放大部分，所述的电容充放电部分通过电容充放电过程产生充电电流输出到所述的脉冲宽度调节部分，所述的脉冲宽度调节部分用来调节所述的原始脉冲信号的宽度，所述的充电电流放大部分用来将所述的充电电流放大并转换成电压后输出到所述的放大整形电路。
3、根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的脉冲形成电路具体包括电源(VCC)，换向开关(K1)，充放电电容(C1)和半导体三极管(Q1)，所述的换向开关被(K1)拨动时，所述的充放电电容(C1)反向，产生所述的充电电流输出到所述的半导体三极管(Q1)的基极，所述的半导体三极管(Q1)用来根据所述的充放电电容(C1)的充放电电流产生所述的原始脉冲信号后输出到所述的脉冲宽度调节部分。
4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的脉冲宽度调节部分为与所述的半导体三极管(Q1)的发射极串联的可调电位器(R4)和半导体三极管(Q5)，通过所述的可调电位器(R4)阻值的改变调整提供给所述的半导体三极管(Q5)的基极电流的大小，在同样充电能量的下，用来调整所述的半导体三极管(Q5)导通的时间，从而调整所述的原始脉冲信号的宽度。
5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的可调电位器(R4)的阻值范围为0至5K欧姆。
6、根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的充电电流放大部分包括三极管(Q5)和集电极电阻(R1)和集电极电容(C2)，所述的三极管(Q5)接成共发射极电路形式，将0.7V以上的充电电压进行放大处理。
7、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的放大整形电路为由三极管(Q3)和电阻(R2)组成的共发射极放大电路，用来对输入的电压信号进行放大整形。
8、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的驱动输出电路采用继电器输出驱动，所述的继电器绕组由所述的放大整形电路的输出信号控制，所述的继电器的常开触点串联连接于被测试家用电器交流电源线的火线之中。
9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述的继电器输出驱动包括半导体三极管(Q2)和继电器(J1)，在电源(VCC)和三极管(Q2)集电极之间并联连接有继电器(J1)的绕组。
10、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的驱动输出电路为固体继电器SSR或者可控硅驱动输出电路。
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