CN102129046A - 一种不间断电源的自动测试装置 - Google Patents

一种不间断电源的自动测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种不间断电源的自动测试装置,所述装置包括:发令机构执行测试程序,发送相应的测试指令至可调交流源和可变直流负载;接收输出采集机构返回的被测UPS的输入、输出信号并存储;可调交流源根据接收自发令机构的测试指令,输出相应的交流电压及频率至所述被测UPS;整流电路将被测UPS输出的交流信号整流为直流信号,供给可变直流负载;可变直流负载根据接收自发令机构的测试指令改变所需负载值;输出采集机构采集被测UPS输入、输出信号的各种参数,同时显示并返回至发令机构。采用本发明实施例,能够自动完成对UPS的性能逻辑、性能指标以及各种功能的测试,使得测试周期缩短且测试效率大大提高。

Description

一种不间断电源的自动测试装置
技术领域
本发明涉及电源控制技术领域,特别是涉及一种不间断电源的自动测试装置。
背景技术
不间断电源(UPS:Uninterruptible Power Supply)可以保障计算机***在停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘,避免用户因停电而影响工作或丢失数据。UPS在计算机***和网络应用中,主要起到两个作用“一是应急使用,防止突然断电而影响正常工作,给计算机造成损失;二是消除市电上的电涌、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”,改善电源质量,为计算机***提供高质量的电源。
为确保每台UPS在上市后都能够稳定运行,且运行指标能够满足IEC(International Electrotechnical Commission,国际电工委员会)标准和国标的要求,需要在上市前对每台UPS的性能进行严格的测试验证。
通常,UPS的性能测试包括:白盒极限测试和性能逻辑测试。其中,UPS性能逻辑测试的数据可以包括:输入电压范围、输入电流范围、输出电压的精度及范围、输出电流的精度及范围、THDI(总谐波电流失真度)、THDU(总谐波电压失真度)、***频率、电池效率、功率因数、输出动态响应等等。现有技术中,对UPS的性能逻辑的测试一般是采用人工测试的方式完成的。
发明人通过对现有技术的研究发现,采用人工测试的方式具有测试周期长、重复性工作量大、测试效率低下等缺点,
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种不间断电源的自动测试装置,能够自动完成对UPS的性能逻辑的测试,使得测试周期短且测试效率高。
本发明实施例提供一种不间断电源的自动测试装置,所述装置包括:发令机构、可调交流源、整流电路、可变直流负载、输出采集机构;
所述发令机构,用于执行测试程序,发送相应的测试指令至可调交流源和可变直流负载;接收所述输出采集机构返回的被测UPS的输入、输出信号并存储;
所述可调交流源,用于根据接收自发令机构的测试指令,输出相应的交流电压及频率至所述被测UPS;
所述整流电路,用于将所述被测UPS输出的交流信号整流为直流信号,供给可变直流负载;
所述可变直流负载,用于根据接收自发令机构的测试指令,改变所需负载的值;
所述输出采集机构,用于采集所述被测UPS输入、输出信号的各种参数,同时显示所述输入、输出信号的各项数值和波形、并返回至发令机构。
优选地,所述输出采集机构包括:交\直流切换模块和显示模块;
所述交\直流切换模块一端接所述被测UPS的输出端,另一端接所述显示模块;所述显示模块的另一端接所述发令机构;
所述交\直流切换模块,用于采集得到所述被测UPS输出的交、直流信号,输出至显示模块;
所述显示模块,用于显示被测UPS的输入、输出信号的数值及波形、并返回至所述发令机构。
优选地,所述显示模块包括功率计和示波器,分别用于显示所述被测UPS的输入、输出信号的各项数值和波形。
优选地,所述显示模块与所述发令机构之间通过GPIB实现通讯。
优选地,所述整流电路包括:第一PLC控制模块、IGBT驱动模块、IGBT整流模块;
所述第一PLC控制模块与所述IGBT驱动模块的输入端相连,所述IGBT驱动模块的输出端与所述IGBT整流模块的驱动信号输入端相连;所述IGBT整流模块的交流信号输入端与所述被测UPS的输出端相连,所述IGBT整流模块的直流信号输出端与所述可变直流负载相连;
所述第一PLC控制模块用于发送控制指令至IGBT驱动模块;
所述IGBT驱动模块根据接收到的控制指令输出相应的驱动信号至所述IGBT整流模块,控制所述IGBT整流模块中各IGBT器件的通断;
所述IGBT整流模块根据接收到的所述驱动信号,完成各IGBT器件的通断,实现对接收到的交流信号的整流输出。
优选地,所述整流电路还包括滤波器;
所述滤波器接在所述IGBT整流模块的直流信号输出端与所述可变直流负载之间,用于对所述IGBT整流模块输出的直流信号进行滤波后同时供给可变直流负载及输出采集机构。
优选地,所述可变直流负载包括:第二PLC控制模块、继电器阵列、电阻器阵列、电容器阵列;
所述第二PLC控制模块的通讯端与发令机构相连接,动作端接所述继电器阵列,所述继电器阵列的输出端同时接所述电阻器阵列和电容器阵列;
所述第二PLC控制模块根据接收自发令机构的测试指令,发送相应的控制指令至继电器阵列,控制所述继电器阵列中各继电器器件的通断;
所述继电器阵列根据接收到的控制指令,完成各继电器器件的通或断,控制电阻器阵列和电容器阵列中各负载支路的通断;
所述电阻器阵列,具有多路电阻负载支路,通过各负载支路的通断实现线路中电阻负载值的变化;
所述电容器阵列,具有多路电容负载支路,通过各负载支路的通断实现线路中电容负载值的变化。
优选地,所述第二PLC控制模块的通讯端与发令机构通过RS232相连接
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明实施例所述不间断电源的自动测试装置,能够自动执行测试程序,对UPS的各种性能指标进行自动测试,与现有人工测试方法相比,该测试装置能够缩短测试周期短,提高测试效率,尤其适用于大批量的UPS的测试要求。
本发明实施例所述测试装置包括可调交流源和可变直流负载,所述发令机构10能够根据不同性能指标的测试程序相应的对被测UPS的输入电压值和线路的阻抗值进行调节,从而满足各性能指标的测试要求。
附图说明
图1为本发明实施例的不间断电源的自动测试装置结构图;
图2为本发明实施例的整流电路结构图;
图3为本发明实施例的可变直流负载的结构图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种不间断电源的自动测试装置,能够自动完成对UPS的性能逻辑的测试,使得测试周期短且测试效率高。
参照图1,为本发明实施例的不间断电源的自动测试装置结构图。该装置包括:发令机构10、可调交流源20、整流电路30、可变直流负载40、输出采集机构50。
所述发令机构10,用于执行测试程序,发送相应的测试指令至可调交流源20和可变直流负载40;接收所述输出采集机构50返回的被测UPS 60的输入、输出信号并存储。
需要说明的是,本发明实施例所述测试装置能够对UPS的各种性能指标、逻辑进行测试。可测试的性能指标可以但不限于包括:输入电压范围、输入电流范围、输出电压精度及范围、输出电流精度及范围、THDI(总谐波电流失真度)、THDU(总谐波电压失真度)、***效率、电池效率、功率因数、输出动态响应、输出频率、输入频率本振点等。
对于某一性能指标,对应有一套测试程序。本发明所述发令机构10中,存储有对应于UPS各性能指标的测试程序。当需要对被测UPS 60的某一性能指标进行测试时,只需执行与该性能指标对应的测试程序,发送相应的测试指令至可调交流源20和可变直流负载40。通过所述测试指令调节所述可调电流源20的输出交流电压,为被测UPS 60提供测试该性能指标所需的输入电压值;同时,通过所述测试指令调节所述可变直流负载40,以提供测试该性能指标所需的线路阻抗值。
优选地,本发明实施例中,所述发令机构10还可以将接收到的所述输出采集机构50返回的所述被测UPS 60的输入、输出信号,与该测试程序预先设定的理想输出值进行比较,判断是否达到测试要求。
对UPS的性能指标进行测试时,即为测试该UPS对于给定的输入信号或给定的线路阻抗值,其输出信号是否能够达到规定值。当对UPS的某一性能指标进行测试时,在该性能指标的测试程序中,预先设定并保存有针对各输入信号的理想输出值,该发令机构10通过接收输出采集机构50返回的被测UPS60的输出信号,将所述输出信号与当前输入交流信号对应的理想输出值进行比较,即可判断该被测UPS 60的该项性能指标是否满足测试的要求。
所述可调交流源20,其输出端接所述被测UPS 60的交流电压输入端,用于根据接收自发令机构10的测试指令,输出相应的交流电压及频率至被测UPS 60。
所述可调交流源20能够根据接收到的测试指令,调节自身输出的交流电压值,为被测UPS 60提供与所述测试指令对应的输入电压值。
所述整流电路30,一端接所述被测UPS 60的输出端,另一端接可变直流负载40,用于将被测UPS 60输出的交流信号整流为直流信号,供给可变直流负载40。
所述整流电路30接收被测UPS 60输出的交流信号,整流为直流信号,输出至可变直流负载40,为负载支路供电。
所述可变直流负载40根据接收自发令机构10的测试指令,改变线路所需的负载阻抗值。
所述输出采集机构50,一端接所述被测UPS 60的输出端,另一端接发令机构10,用于采集被测UPS 60的输入、输出信号,显示该输入、输出信号的数值和波形,并返回至发令机构10。
本发明实施例所述不间断电源的自动测试装置,能够自动执行测试程序,对UPS的各种性能指标进行自动测试,与现有人工测试方法相比,该测试装置能够缩短测试周期短,提高测试效率,尤其适用于大批量的UPS的测试要求。
本发明实施例所述测试装置包括可调交流源20和可变直流负载40,所述发令机构10能够根据不同性能指标的测试程序相应的对被测UPS 60的输入电压值和线路的阻抗值进行调节,从而实现各性能指标的测试要求。
例如,该测试装置可以在被测UPS 60的输入电压值一定的情况下,通过调节所述可变直流负载40,改变线路的阻抗值,从而改变被测UPS 60的输出交流电压值;该装置还可以在线路阻抗值一定的情况下,通过调节所述可调电流源20,改变被测UPS 60的输入电压值,从而改变被测UPS 60的输出交流电压值。
以输入电压值一定为例进行说明。调节所述可调电流源20,确定被测UPS60的输入电压值,然后保持该输入电压值不变,通过所述自动负载40,不断改变线路阻抗值,则该被测UPS 60的输出交流信号也将随线路阻抗值的变化发生变化。此时,输出采集机构50采集得到被测UPS 60的输出信号,并将所述输出信号返回至发令机构10。发令机构10将所述输出信号与测试程序预先设定的理想输出值进行比较,即可判断该被测UPS 60的是否满足测试的要求。
所述输出采集机构50用于采集被测UPS 60的输出信号,显示该输出信号的数值和波形,并返回至发令机构10。
由图1可知,本发明实施例所述输出采集机构50可以包括:交\直流切换模块501和显示模块502。
所述交\直流切换模块501一端接所述被测UPS 60的输出端,另一端接所述显示模块502;所述显示模块502的另一端接所述发令机构10。
所述交\直流切换模块501用于采集得到被测UPS 60输出的交、直流信号,输出至显示模块502。
所述显示模块502用于显示被测UPS 60的输入、输出信号的数值及波形,同时将所述被测UPS 60的输出信号回传至发令机构10存储。
具体的,所述显示模块502可以包括功率计和示波器,分别用于显示所述被测UPS 60的输入、输出信号的各项数值及波形。
所述显示模块502与所述发令机构10之间通过GPIB(General-PurposeInterface Bus,通用接口总线)实现通讯。
所述整流电路30,用于将接收到的交流信号整流为直流信号。本领域常用的整流电路30比较多。本发明实施例中,仅以IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor,绝缘栅双极型晶体管)整流电路为例进行说明。
参照图2,为本发明实施例的整流电路结构图。如图2所示,所述整流电路30可以包括:第一PLC(Programmable logic Controller,可编程逻辑控制器)控制模块301、IGBT驱动模块302、IGBT整流模块303。
所述第一PLC控制模块301与所述IGBT驱动模块302的输入端相连,所述IGBT驱动模块302的输出端与所述IGBT整流模块303的驱动信号输入端相连;所述IGBT整流模块303的交流信号输入端与所述被测UPS 60的输出端相连,所述IGBT整流模块303的直流信号输出端与所述可变直流负载40相连。
所述第一PLC控制模块301用于发送控制指令至IGBT驱动模块302。
所述IGBT驱动模块302根据接收到的控制指令输出相应的驱动信号至IGBT整流模块303,控制IGBT整流模块303中各IGBT器件的通断。
所述IGBT整流模块303根据接收到的所述驱动信号,完成各IGBT器件的通断,实现对接收到的交流信号的整流输出。
进一步的,被测UPS 60输出的交流信号经过所述整流电路30整流后,输出的并不是完全的直流电压信号,而是含有直流电压和交流电压的混合电压,习惯上称为单向脉动性直流电压。
优选地,为了滤除该单向脉动性直流电压中的交流成分,所述整流电路30可以进一步包括滤波器304,所述滤波器304接在所述IGBT整流模块303的直流信号输出端与所述可变直流负载40之间,用于对所述IGBT整流模块303输出的直流信号进行滤波后供给可变直流负载40及输出采集机构50的显示模块502。
所述可变直流负载40能够根据接收自发令机构10的测试指令,改变线路阻抗值。一般所述可变直流负载40可以由电阻器阵列和/或电容器阵列组成,该电阻器阵列和电容器阵列一般都可以具有多个档位,不同档位对应着不同的电阻值和电容值,通过调节该电阻器阵列和电容器阵列的档位,可以改变该可变直流负载40的阻抗值,进而改变线路的阻抗值。
参照图3,为本发明实施例的可变直流负载的结构图。图3给出的仅是可变直流负载的一种具体的实现方式。当然,在本发明其他实施例中,所述可变直流负载还可以采用其他的实施方式实现。
如图3所示,所述可变直流负载40包括:第二PLC控制模块401、继电器阵列402、电阻器阵列403、电容器阵列404。
所述第二PLC控制模块401的通讯端通过RS232接发令机构10,动作端接所述继电器阵列402,所述继电器阵列402的输出端同时接所述电阻器阵列403和电容器阵列404。
所述第二PLC控制模块401用于根据接收自发令机构10的测试指令,发送相应的控制指令至继电器阵列402,控制所述继电器阵列402中各继电器器件的通断。
所述继电器阵列402根据接收到的控制指令,完成各继电器器件的通或断,控制电阻器阵列403和电容器阵列404中各负载支路的通断,以实现电容负载和电阻负载的加载或卸载。
所述电阻器阵列403,具有多路电阻负载支路,通过各负载支路的通断实现线路中电阻负载值的变化。
具体的,所述电阻器阵列403的各路负载支路通断分别受到所述继电器阵列402中一继电器器件的控制。对于某一负载支路,当与之对应的继电器阵列402中的继电器器件导通时,该负载支路开通,该支路对应的电阻负载接入线路;当与之对应的继电器器件关断时,该负载支路断开,该支路对应的电阻负载不接入线路。
通过控制继电器阵列402中各继电器器件的通断,能够控制该电阻器阵列403中接入线路的电阻负载的数量和大小,从而改变线路的阻抗值。
所述电容器阵列404具有多路电容负载支路,通过各负载支路的通断实现线路中电容负载值的变化。
具体的,所述电容器阵列404的各路负载支路通断分别受到所述继电器阵列402中一继电器器件的控制。对于某一负载支路,当与之对应的继电器阵列402中的继电器器件导通时,该负载支路闭合,该支路对应的电容负载接入线路;当与之对应的继电器器件关断时,该负载支路断开,该支路对应的电容负载不接入线路。
通过控制继电器阵列402中各继电器器件的通断,能够控制该电容器阵列404中接入线路的电容负载的数量和大小,从而改变线路的阻抗值。
因此,可以通过控制继电器阵列402中各继电器器件的通断,同时控制接入线路的电阻负载和电容负载的数量和大小,从而改变线路的阻抗值。
当线路仅需要阻性负载时,可以通过所述继电器阵列402控制所述电容器阵列404中所有的负载支路均断开来实现;当线路仅需要容性负载时,可以通过所述继电器阵列402控制所述电阻器阵列中所有的负载支路均断开来实现。
需要说明的是,对本发明实施例,所述可变直流负载40的第二PLC控制模块401可以在接收自发令机构10的测试指令的控制下,通过所述继电器阵列402,控制所述电阻器阵列403和电容器阵列404的各负载支路依次闭合,使得线路的电阻值和电容值从小到大依次自动改变,线路阻抗值逐步增大。
下面对本发明实施例所述自动测试装置的工作过程进行描述。
当采用本发明实施例所述测试装置时,首先将被测UPS 60接入所述自动测试装置(所述装置具有连接所述被测UPS的专用接口)。当所述被测UPS 60正常接入后,开启所述自动测试装置的所有控制电源,启动所述发令机构10中的测试软件,该测试装置能够按照测试软件中各测试程序设置的要求对该被测UPS 60的各项性能指标逐项进行测试,并将测试数据和波形通过输出采集机构50的显示模块502显示、同时在发令机构10中以文档形式记录和存储。测试完毕后,所述自动测试装置能够自动将被测UPS 60的输入侧切换至市电侧,将其线路的负载全部卸除,以避免在电池侧供电时耗费电池的能量和负载的额外耗电。
以测试被测UPS 60的输入电压范围为例对本发明实施例所述测试装置的测试原理进行说明。在测试输入电压范围,首先通过发令机构10调节所述可变直流负载40,确定线路的阻抗值。在给定的线路阻抗值的情况下,调节所述可调电流源20,改变被测UPS 60的输入电压值,同时,通过所述输出采集机构50持续记录被测UPS 60的输入功率和输出功率,如果输入功率大于输出功率,说明是由可调电流源20在供电;如果输入功率小于输出功率,则说明是由被测UPS 60的电池在供电,此时检测得到的输入电压值,即为该被测UPS60的输入电压最小值。同理,可以得到其输入电压最大值。
其他性能指标的测试原理与上述基本相似,在此不再赘述。
以上对本发明所提供的一种不间断电源的自动测试装置,进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种不间断电源的自动测试装置,其特征在于,所述装置包括:发令机构、可调交流源、整流电路、可变直流负载、输出采集机构;
所述发令机构,用于执行测试程序,发送相应的测试指令至可调交流源和可变直流负载;接收所述输出采集机构返回的被测UPS的输入、输出信号并存储;
所述可调交流源,用于根据接收自发令机构的测试指令,输出相应的交流电压及频率至所述被测UPS;
所述整流电路,用于将所述被测UPS输出的交流信号整流为直流信号,供给可变直流负载;
所述可变直流负载,用于根据接收自发令机构的测试指令,改变所需负载的值;
所述输出采集机构,用于采集所述被测UPS输入、输出信号的各种参数,同时显示所述输入、输出信号的各项数值和波形、并返回至发令机构。
2.根据权利要求1所述的不间断电源的自动测试装置,其特征在于,所述输出采集机构包括:交\直流切换模块和显示模块;
所述交\直流切换模块一端接所述被测UPS的输出端,另一端接所述显示模块;所述显示模块的另一端接所述发令机构;
所述交\直流切换模块,用于采集得到所述被测UPS输出的交、直流信号,输出至显示模块;
所述显示模块,用于显示被测UPS的输入、输出信号的数值及波形、并返回至所述发令机构。
3.根据权利要求2所述的不间断电源的自动测试装置,其特征在于,所述显示模块包括功率计和示波器,分别用于显示所述被测UPS的输入、输出信号的各项数值和波形。
4.根据权利要求2所述的不间断电源的自动测试装置,其特征在于,所述显示模块与所述发令机构之间通过GPIB实现通讯。
5.根据权利要求1所述的不间断电源的自动测试装置,其特征在于,所述整流电路包括:第一PLC控制模块、IGBT驱动模块、IGBT整流模块;
所述第一PLC控制模块与所述IGBT驱动模块的输入端相连,所述IGBT驱动模块的输出端与所述IGBT整流模块的驱动信号输入端相连;所述IGBT整流模块的交流信号输入端与所述被测UPS的输出端相连,所述IGBT整流模块的直流信号输出端与所述可变直流负载相连;
所述第一PLC控制模块用于发送控制指令至IGBT驱动模块;
所述IGBT驱动模块根据接收到的控制指令输出相应的驱动信号至所述IGBT整流模块,控制所述IGBT整流模块中各IGBT器件的通断;
所述IGBT整流模块根据接收到的所述驱动信号,完成各IGBT器件的通断,实现对接收到的交流信号的整流输出。
6.根据权利要求5所述的不间断电源的自动测试装置,其特征在于,所述整流电路还包括滤波器;
所述滤波器接在所述IGBT整流模块的直流信号输出端与所述可变直流负载之间,用于对所述IGBT整流模块输出的直流信号进行滤波后同时供给可变直流负载及输出采集机构。
7.根据权利要求1所述的不间断电源的自动测试装置,其特征在于,所述可变直流负载包括:第二PLC控制模块、继电器阵列、电阻器阵列、电容器阵列;
所述第二PLC控制模块的通讯端与发令机构相连接,动作端接所述继电器阵列,所述继电器阵列的输出端同时接所述电阻器阵列和电容器阵列;
所述第二PLC控制模块根据接收自发令机构的测试指令,发送相应的控制指令至继电器阵列,控制所述继电器阵列中各继电器器件的通断;
所述继电器阵列根据接收到的控制指令,完成各继电器器件的通或断,控制电阻器阵列和电容器阵列中各负载支路的通断;
所述电阻器阵列,具有多路电阻负载支路,通过各负载支路的通断实现线路中电阻负载值的变化;
所述电容器阵列,具有多路电容负载支路,通过各负载支路的通断实现线路中电容负载值的变化。
8.根据权利要求7所述的不问断电源的自动测试装置,其特征在于,所述第二PLC控制模块的通讯端与发令机构通过RS232相连接。
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