專利名稱：交流電源干擾模擬器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種交流電源干擾模擬器，是一種用來檢查電子設備抗交流電源干擾能力的試驗設備。
交流電源廣泛的應用于各個領域之中，一般交流電源都是正弦波電壓，但是由于工業上用電設備太多，不斷有用電設備投入電網和切離電網，以及各種天電感應干擾，致使交流正弦波上不斷疊加干擾，這些干擾對使用公共電網作電源的電子設備影響很大，常因電源干擾使得電子設備不能正常工作，有的工業控制系統受干擾后產生誤動作，致使造成重大經濟損失，有的則因干擾嚴重影響產品質量，因此，抗各種電磁干擾已被廣泛重視，國際上有許多國家和地區制定了各種規定和標準，一方面要求提高電源的質量，另一方面則要求電子設備要具有一定的抗電源干擾的能力。例如，國際電工委員會標準IEC204-1(1981)“工業機器電氣設備通用技術條件”的4.2.1條，IEC654-2“用于工業過程測量和控制設備的工作條件”的4.2條，都對電子設備的抗電源干擾能力作了明確的規定和要求，為了提高電子設備的抗電源干擾能力，各國科學工作者作了很多工作，其中，研制電源干擾模擬器亦是這些工作的一部分，據檢索結果表明，目前已有下列電源干擾模擬器出售瑞士莎夫納公司NSG203A型交流電源電壓變動與斷電模擬器，NSG505振蕩式突波電壓產生器，日本菊水工業株式會社可編程交流電源PCR系統，日本噪聲研究所的VS-830A瞬間壓降產生器，美國3H工業公司的系統3000，臺灣固儀股份有限公司的電壓瞬斷模擬器等，這些電源干擾模擬器由于工作原理不同，都是單一功能，一種模擬器只能模擬一兩種干擾，電源沖擊脈沖干擾則都不能模擬，另需專門儀器。
本發明的目的在于研制一種交流電源干擾模擬器，可以分別模擬交流電源的間斷，降壓和脈沖沖擊。
本發明交流電源干擾模擬器是采用以下方式實現的交流電源干擾模擬器主要結構有交流電源干擾模擬器外殼、電源干擾模擬器前面板、電源干擾模擬器后面板，模擬器外殼內裝有交流電源干擾模擬器模擬控制線路板、線路元器件。模擬器前面板裝有電壓調整旋鈕、工作電源開關、主開關、工作方式選擇開關、間斷調節旋鈕、降壓調節旋鈕、脈沖調節旋鈕、上限調節旋鈕、下限調節旋鈕、中線接線柱、示波器觸發信號接線柱、示波輸出信號接線柱、反饋直流信號OV接線柱、反饋直流信號電壓端接線柱、“復位”按鈕、“啟動”按鈕、“清0”按鈕、受干擾次數計數器、試驗次數預置開關、試驗次數計數器、重復試驗周期預置開關、干擾間寬計數器、指示電壓表、測量選擇開關，模擬器外殼頂部有干擾疊加位置調整孔，電源干擾模擬器后面板裝有輸出插座、三相擴展箱控制插座、保險絲、工作電源插座、試驗電源轉換開關、接線柱。交流電源干擾模擬器模擬控制線路由一個調壓器(T1)、一個控制電路(2)、兩個光電耦合器(G01，G02)、兩個直流電源(E1，E2)、一個觸發電路(3)、八個整流器(SCR1，SCR2，D1，D2，SCR3，SCR4，D3，D4)及兩個電阻(R1，R2)組成。其中四個整流器(SCR1，SCR2，D1，D2)接成橋式整流電路，橋式整流電路的正輸出端D接主開關管(BG1)的集電極，橋式整流電路的負輸入端(E)接主開關管(BG1)的發射極，橋式整流電路的一個交流端接交流電源的A點，另一個交流端接C點，構成交流電子開關，另四個整流器(SCR3，SCR4，D3，D4)與主開關管(BG2)的接法與上述接法相同。橋式整流電路的一個交流端接(C)點，而另一個交流端接調壓器(T1)的滑動觸頭(B)，構成另一交流電子開關，兩電子開關由一個控制電路(2)通過光電耦合器(G01，G02)控制主開關管(BG1，BG2)使其開關，交流電源干擾模擬器兩個橋式整流電路的整流器(SCR1，SCR2，SCR3，SCR4)使用可控硅整流器，分別由交流電源極性控制，當交流電源為正半周時，整流器(SCR2，SCR4)觸發導通，整流器(SCR1，SCR3)不通，當交流電源極性為負半周時，整流器(SCR1，SCR3)觸發導通，整流器(SCR2，SCR4)不通。
為了保證兩個電子開關工作時一個導通，另一個截止，則本交流電源干擾模擬器采用同一控制信號，由控制電路(2)產生，經光電耦合器(G01，G02)發光二極管部分串聯控制，當有控制信號時光電耦合器的二極管發光，光電三極管部分在受光照后導通，使得主開關管BG1截止，主開關管BG2導通，當控制信號消失后，光電耦合器的二極管不發光，光電三極管截止，使得主開關管BG1導通，主開關管BG2截止。保證兩電子開關不會同時導通和同時截止。
控制電路(2)的功能按試驗需要在交流電源電壓適當的相位處(約80°～90°處)輸出一直流電流，使光電耦合器(G01，G02)的發光二極管發光，電流的持續時間由試驗人員給定。
觸發電路(3)的功能在交流電源電壓的正半周時，觸發電路輸出一正電位觸發可控硅整流器(SCR2，SCR4)使其導通。在電源電壓為負半周時，觸發電路輸出一正電位觸發可控硅整流器(SCR1，SCR3)使其導通。
本發明交流電源干擾模擬器與現有的各種電源干擾模擬器相比主要優點為用同一電路模擬中斷、降壓、脈沖三種電源干擾，使得電源干擾模擬器成本降低、重量輕、一機多用、使用方便。
以下將結合附圖對本發明作進一步說明。
圖1是交流電源干擾模擬器電路原理圖。
圖2是本發明電源中斷波形圖。
圖3是本發明電源降壓波形圖。
圖4是本發明電源脈沖沖擊波形圖。
圖5是交流電源干擾模擬器主視圖。
圖6是交流電源干擾模擬器后視圖。
參照附圖1，圖中(T1)為調壓器，B是調壓器的滑動觸頭，B點的電壓隨著B點的位置而改變，(2).為控制電路，控制光電耦合器(G01、G02)使得主開關管(BG1、BG2)在交流電壓適當的相位上開始導通、截止，并控制其通斷的時間，(3).為觸發電路，用來觸發可控硅整流器(SCR1、SCR2、SCR3、SCR4)，觸發信號為正電位，當交流電源電壓為正半周時，可控硅整流器(SCR1、SCR2)被觸發導通。(D1、D2、D3、D4)為整流器，(SCR1、SCR2、SCR3、SCR4)為可控硅整流器，(GO1、GO2)為光電耦合器，(R1、R2)為電阻，(E1、E2)為直流電源，(BG1、BG2)為主開關管，A點為交流電源，C點是干擾模擬器的輸出端。
參照附圖5、6交流電源干擾模擬器具有摸擬器外殼，外殼上裝有前后面板，外殼內裝有交流電源干擾模擬器模擬控制線路板，線路元器件。摸擬器前面板上裝有電壓調整旋鈕(1)、工作電源開關(2)、主開關(3)、工作方式選擇開關(4)間斷調節旋鈕(5)、降壓調節旋鈕(6)、脈沖調節旋鈕(7)、上限調節旋鈕(8)、下限調節旋鈕(9)、中線接線柱(10)、示波器觸發信號接線柱(11)、示波輸出信號接線柱(12)、反饋直流信號OV接線柱(13)、反饋直流信號電壓端接線柱(14)、“復位”按鈕(15)、“啟動”按鈕(16)、“清O”按鈕(17)、受干擾次數計數器(18)、試驗次數預置開關(19)、試驗次數計數器(20)、重復試驗周期預置開關(21)、干擾間寬計數器(22)、指示電壓表(23)、測量選擇開關(24)、摸擬器外殼頂部裝有干擾疊加位置調整孔，電源干擾摸擬器后面板裝有輸出插座(26)、三相擴展箱控制插座(27)、保險絲座(28)、工作電源插座(29)、試驗電源轉換開關(30)、接線柱(31)。
本交流電源干擾模擬器模擬斷電、降壓、沖擊脈沖三種干擾使用同一電路，當改變調壓器(T1)的的滑動觸頭(B)的位置，使其對公共點電壓為OV時，控制電路(2)發出控制信號，使光電耦合器(GO1、GO2)的發光二極管發光，控制電子開關的通斷，該信號持續時間的長短，可控制本交流電源干擾模擬器輸出斷電時間的長短，當控制信號消失后，光電耦合器(GO1、GO2)的發光二極管不發光。交流電源干擾模擬器輸出恢復正常。當調壓器(T1)的滑動觸頭(B)的電壓低于A點電壓時，控制電路(2)發出控制信號，該信號持續時間的長短控制本交流電源干擾模擬器輸出電壓降壓時間的長短。當控制信號消失后，交流電源干擾模擬器輸出恢復正常。當調壓器T1的滑動觸頭(B)的電壓高于A點電壓時，并在交流電壓的波峰值處時，控制電路(2)發出控制信號，此信號持續時間一般很短，大約0.1至2ms，此時交流電源干擾模擬器輸出為正弦波峰處疊加一0.1-2ms的沖擊脈沖，脈沖的寬度由控制信號決定，脈沖的幅度由B點的電壓決定。
由于光電耦合器(GO1、GO2)是串聯控制，在控制電路有控制信號時主開關管BG1截止，主開關管BG2導通，使得電路中B，C兩點相通，當控制電路無控制信號時主開關管BG1導通，主開關管BG2截止，使得電路中A、C兩點相通，理論上兩主開關管BG1、BG2不能同時導通，或同時截止，但實際上在每次導通截止轉換過程中，由于光電耦合器及主開關管性能的差異可能產生短暫的同時導通，因整流器SCR1、SCR2、SCR3、SCR4采用了可控硅，可防止A點和B點短路，保證了工作可靠性。
市電網的交流經A點至整流器(SCR1、SCR2)為本交流電源干擾模擬器的主回路電源，若控制電路(2)無控制信號輸出，光電耦合器GO1的光電三極管截止，主開關管(BG1)導通，當電源為正半周時，整流器(SCR2、SCR4)觸發導通，電流由A至D點，再經主開關管(BG1)，電流至E點經整流器(D2)至C點流經負載至電源0線流回電網。當電源為負半周時，電流由0線經負載至C點，再流過整流器(D1)經主開關管(BG1)。整流器(SCR1、SCR3)觸發導通，電流至A點流回電網。由于控制電路無控制信號，光電耦合器(GO2)的光電三極管截止，主開關管(BG2)不通，故B點至C點電路不通。即在無控信號時，無論電源是正半周還是負半周，A點與C點都是相通的。
在控制電路(2)有控制信號輸出時，光電耦合器(GO1，GO2)的發光二極管亮，光電三極管導通，使得主開關管(BG1)截止。主開關管(BG2)導通，因此A與C不通，B與C相通，即實現負載由A點供電轉為B點供電，當控制電路(2)的控制信號消失后，負載又轉回由A點供電，例如A點電壓有效值為220V，B點接0線，在控制電路(2)有信號時即實現220V電源中斷，在控制信號消失后，又恢復220V。這就實現了中斷干擾。中斷時間由控制信號的時間決定。
又如A點電壓有效值為220V，B點電壓有效值為187V，當控制電路(2)有信號時，C點電壓由220降為187V在控制信號消失后電壓又恢復220V即實現了降壓干擾，如圖3。降壓時間由控制信號的時間決定。
當A點電壓為220V，B點電壓調至312V時，峰值電壓為312V×
＝440V，由控制電路控制在波峰時輸出1.5ms的控制信號，則在C點輸出電壓上出現峰值為440V的脈沖，脈沖寬度為1.5ms，在控制信號消失后，C點電壓又恢復正常。電壓脈沖寬度由控制電路決定，見圖4。
實施例交流輸入為220V，可控硅整流流器(SCR1、SCR2、SCR3、SCR4)為耐壓800V，3A，整流器(D1、D2、D3、D4)為耐壓800V、3A，主開關管(BG1、BG2)耐壓800V，光電耦合器(GO1、GO2)為TIL117，直流電源(E1、E2)為8V，電阻(R1、R2、)為1W100Ω，調壓器(T1)為O-320V，控制電路無信號輸出時，A、C兩點相通，B、C兩點不通，負載由A點電源供電，為正常情況，要想模擬斷電，只要將調壓器(T1)的滑動觸頭(B)調至最下端，控制電路(2)只要發出一信號，使光電耦合器(GO1、GO2)發光二極導通發光，電流約20mA使得光電耦合器的三極管部分也導通，致使主開關管(BG1)截止，主開關管(BG2)導通。此時A、C兩點不通，B、C兩點相通，負載上斷電。當控制信號消失后，又恢復A、C兩點相通，B、C不通，負載上恢復供電。要想模擬降壓15%只要使B點電壓調到187V，控制電路(2)只要發出信號，即可實現降壓15%。降壓時間決定于控制信號的持續時間，如圖3所示。要想模擬有效電壓值200%的沖擊脈沖，只把B點調到312V。在A點交流電壓至峰值時，控制電路(2)發出控制信號，使B、C相通，因A、B兩點電壓相位相同。在電壓峰值時，B點電壓峰值為312V×
＝440V，如控制信號持續時間很短，即產生了沖擊脈沖，如圖4所示。
權利要求
1.一種具有模擬器外殼，外殼上裝有前后面板，面板上裝有調節旋鈕開關、接線柱、插座，模擬器外殼內裝有交流電源干擾模擬器模擬控制線路板，線路元器件的交流電源干擾模擬器，其特征是模擬器前面板裝有電壓調整旋鈕、工作電源開關、主開關、工作方式選擇開關、間斷調節旋鈕、下限調節旋鈕、中線接線柱、示波器觸發信號接線柱、示波輸出信號接線柱、反饋直流信號OV接線柱、反饋直流信號電壓端接線柱、“復位”按鈕、“啟動”按鈕、“清O”按鈕、受干擾次數計數器、試驗次數預置開關、試驗次數計數器、重復試驗周期預置開關、干擾間寬計數器、指示電壓表、測量選擇開關、模擬器外殼頂部有干擾疊加位置調整孔，電源干擾模擬器后面板裝有輸出插座、三相擴展箱控制插座、保險絲、工作電源插座、試驗電源轉換開關、接線柱；交流電源干擾模擬器模擬控制線路主要由一個調壓器(T1)、一個控制電路(2)兩個光電耦合器(GO1、GO2)，兩個直流電源(E1、E2)，一個觸發電路(3)，八個整流器(SCR1、SCR2、D1、D2、SCR3、SCR4、D3、D4)及兩個電阻(R1、R2)組成，其中四個整流器(SCR1、SCR2、D1、D2)接成橋式整流電路，橋式整流電路的正輸出端D接主開關管BG1的集電極，負輸入端E接主開關管BG1的發射極，橋式整流電路的一個交流端，接交流電源的A點，另一個交流端接C點，構成交流電子開關，另四個整流器(SCR3、SCR4、D3、D4)接成橋式整流電路，而輸出端接主開關管(BG2)的集電極，負輸入端G接主開關管BG2的發射極，一個交流端接C點，另一個交流端接調壓器T1的滑動觸頭B，構成另一交流電子開關，兩電子開關由一個控制電路(2)通過光電耦合器(GO1、GO2)控制主開關管(BG1、BG2)使其開關。
2.根據權利要求1所述的交流電源干擾模擬器，其特征是兩個橋式整流電路的整流器SCR1、SCR2、SCR3、SCR4使用可控硅整流器，分別由交流電源極性控制，當交流電源為正半周時整流器SCR2，SCR4觸發導通，整流器SCR1、SCR3不通，當交流電源極性為負半周時，整流器SCR1、SCR3觸發導通，整流器SCR2、SCR4不通。
3.一種交流電源干擾模擬器，其特征是交流電源干擾模擬器使用同一電路模擬斷電、降壓、沖擊脈沖三種干擾模擬斷電當改變調壓器T1的滑動觸頭(B)的位置，使其對公共點電壓為OV時，控制電路(2)發出控制信號，使光電耦合器GO1、GO2的發光二極管發光、控制電子開關的通斷，該信號持續時間的長短，可控制本交流電源干擾模擬器輸出斷電時間的長短，當控制信號消失后，光電耦合器(GO1、GO2)的發光二極管不發光，交流電源干擾模擬器輸出恢復正常;模擬降壓當調壓器T1的滑動觸頭(B)的電壓低于A點電壓時，控制電路(2)發出控制信號，該信號持續時間的長短控制本交流電源干擾摸擬器輸出電壓降壓時間的長短，當控制信號消失后，交流電源干擾模擬器輸出恢復正常;模擬沖擊脈沖當調壓器T1的滑動觸頭(B)的電壓高于A點電壓時，并在交流電壓的波峰處時，控制電路(2)發出控制信號，此信號持續時間一般很短，大約0.1至2ms，此時交流電源干擾模擬器輸出為正弦波峰處疊加一0.1-2ms的沖擊脈沖，脈沖的寬度由控制信號決定，脈沖的幅度由B點的電壓決定。
全文摘要
本發明公開了一種交流電源干擾模擬器，是一種用來檢查電子設備抗交流電源干擾能力的試驗設備。模擬器主要具有模擬器外殼、前后面板、外殼內裝有模擬器控制線器板、線路元器件，控制線路主要由調壓器、控制電路、光電耦合器、直流電源、觸發電路、整流器、電阻組成。本發明與現有的各種電源干擾模擬器相比主要優點為用同一電路模擬中斷、降壓、脈沖三種電源干擾，使得電源干擾模擬器成本降低、重量輕，一機多用、使用方便。
文檔編號G01R31/00GK1056934SQ90105668
公開日1991年12月11日 申請日期1990年5月30日 優先權日1990年5月30日
發明者聞一行 申請人:江蘇省科學技術情報研究所