一種鋁電解電容壽命測試儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電解電容技術領域，具體的是指一種鋁電解電容的壽命測試儀。
【背景技術】
[0002]鋁電解電容是一種非常常用的電子元器件，鋁電解電容都有一定的工作壽命，且時間較長，在電容研發過程中，一項非常重要的參數是確定新品種的壽命，為了檢驗新樣品的壽命，需要一套專門的設備來進行測試，為實驗過程中的電容提供電源，模擬電容的工作過程。現有技術中沒有為電容實驗提供能量的電源。基于此，本發明提供一種解決上述問題的測試儀。
【發明內容】
[0003]針對現有技術的不足，本發明提出一種鋁電解電容壽命測試儀，本發明能夠提供一種電壓和電流可以調節的直流電源和一種電壓和電流可以調節的交流電源，上述兩種電源在實驗時相互疊加用以模擬測試電容工作時情形，從而檢測出測試電容的壽命。
[0004]為了實現上述目的，本發明采取的技術方案如下:
本發明提出一種鋁電解電容壽命測試儀，包括依次連接的工頻交流源、整流環節、逆變環節、隔離變壓器及測試電容，還包括直流升降壓環節、控制板及直流交流檢測環節，所述直流升降壓環節連接于逆變環節，所述控制板分別連接于整流環節、直流升降壓環節及直流交流檢測環節，所述直流交流檢測環節連接于測試電容。
[0005]進一步的，所述逆變環節和直流升降壓環節共用一個六單元的IPM模塊，所述TPM模塊含有六IGBT單元并構成三個橋臂，其中兩個橋臂實現逆變過程，另一個橋臂實現直流的升壓與降壓。
[0006]進一步的，所述控制板采用工業用數字信號處理器。
[0007]進一步的，所述直流交流檢測環節包括直流電流檢測環節、直流電壓檢測環節、交流電流檢測環節及交流電壓檢測環節。
[0008]進一步的，所述直流電流檢測環節采用霍爾電流傳感器，直流電壓檢測環節采用電阻分壓，交流電流檢測環節采用電流互感器作為傳感器，交流電壓檢測環節采用電壓互感器作為傳感器。
[0009]本發明的有益效果:
1.本發明通過在測試電容兩端施加交流電源和直流電源，模擬出電容器的工作，實現了檢測電容器工作壽命的目的，為電容器的設計與評估提供依據；
2.本發明所述的壽命測試儀采用數字信號處理器控制，穩定可靠，精度高。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明一種鋁電解電容壽命測試儀的結構示意圖；
圖2為本發明一種鋁電解電容壽命測試儀的控制板的示意圖； 圖3為本發明一種鋁電解電容壽命測試儀的整流環節的電路圖；
圖4為本發明一種鋁電解電容壽命測試儀的逆變環節的電路圖；
圖5為本發明一種鋁電解電容壽命測試儀的直流升降壓環節的電路圖；
圖6為本發明一種鋁電解電容壽命測試儀的直流電源檢測環節電路圖；
圖7為本發明一種鋁電解電容壽命測試儀的直流電壓檢測環節電路圖；
圖8為本發明一種鋁電解電容壽命測試儀的交流電流檢測環節電路圖；
圖9為本發明一種鋁電解電容壽命測試儀的交流電壓檢測環節電路圖；
圖10為測試電容連接原理圖。
[0011 ] 其中，1-工頻交流源，2-整流環節，3-逆變環節，4-隔離變壓器，5-測試電容，6-直流升降壓環節，7-控制板，8-直流交流檢測環節。
【具體實施方式】
[0012]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0013]如圖1所示，本發明提出一種鋁電解電容壽命測試儀，包括依次連接的工頻交流源
1、整流環節2、逆變環節3、隔離變壓器4及測試電容5，還包括直流升降壓環節6、控制板7及直流交流檢測環節8，所述直流升降壓環節6連接于逆變環節3，所述控制板7分別連接于整流環節2、直流升降壓環節6及直流交流檢測環節8，所述直流交流檢測環節8連接于測試電容5。
[0014]整流環節2把從工頻交流源出來的功率交流電變為穩定的直流電，本發明所述的壽命測試儀以控制板7為控制核心，一方面控制板控制逆變環節3，把經過整流的直流電變為頻率為設定值的交流電，交流電通過隔離變壓器4進行隔離降壓，另一方面控制板7同時控制直流升降壓環節6實現對直流電壓的升壓和降壓。經過控制后的交流電源和直流電源疊加后施加到測試電容5兩端，從而模擬電容器的工作，達到壽命測試的目的。本壽命測試儀工作過程中，通過直流交流檢測環節對電容端的電壓和電流進行檢測，實現閉環控制。
[0015]其中，上述控制板7采用工業用數字信號處理器進行控制，這種芯片工作速度高，能夠完成定時，中斷，模數轉換，PWM波形產生，對外通信等的功能，并且1引腳具有較強的驅動能力，耐溫能力和抗干擾能力強，很適合工業用電源的控制。如圖2所示，在本實施例中，選用采用數字信號處理器DSPIC30F2023芯片進行控制，本控制芯片功能強大，運算速度快，能夠進行高速的信號采樣，提供六路高分辨率的PWM波形，可以達到同時控制逆變環節和直流升降壓的需求。
[0016]如圖3所示，整流環節2把工頻交流電轉換為直流電，整流過程由二極管構成的橋堆完成，簡單可靠，整流完成后由大容量電解電容進行濾波，獲得穩定的直流電。
[0017]如圖4所示，逆變環節3把穩定的直流電轉變為頻率可變，電壓可調的交流電，采用SP麗方式實現，本方法需要四個IGBT構成兩個橋臂，在P麗脈沖的作用下，產生脈寬變壓的矩形波，通過電感和電容構成LC濾波電路進行濾波處理后，活動平滑的交流電。
[0018]如圖5所示，直流升降壓環節6把穩定的直流電轉變為電壓可調的直流電，本設計采用開關調壓的方式實現，本方法需要兩個IGBT構成一個橋臂，在PWM脈沖的作用下，產生脈寬變壓的矩形波，通過變壓器Tl的隔離和電容及二極管構成的倍壓電路，活動穩定的直流電。
[0019]在本實施例中，逆變環節3和直流升降壓環節6共用一個六單元的IPM模塊PM150CLA120，這個模塊含有六個IGBT單元，構成三個橋臂，自帶多種保護功能，能夠提供工作時候的可靠性。三個橋臂中的兩個實現直流到交流的逆變。實現方式如圖4所示。圖中一組互補SPffM脈沖施加在Gl，G2上，另外一組互補SPffM脈沖施加在G3，G4上，橋臂的中間點SI，S3經過電感L2，L3和電容C14濾波后變為平滑的交流電。另外一個橋臂通過半橋電路實現對直流升壓和降壓的變換。變換電路如圖5所示，圖中使用了 IPM模塊的第三個橋臂，第三組推挽驅動脈沖施加在G5，G6上，橋臂的中間點S5和兩個分壓電容的中間分別施加到高頻變壓器的初級，次級經過倍壓電路升壓后獲得直流電壓。
[0020]此外，本設計中需要實現數字信號處理器驅動信號與IPM的隔離，設計中采用高速光耦A4504進行實現，同時IPM也需要反饋保護信號給數字信號處理器，反饋信號用光耦TLP521完成，電路如圖4所示。
[0021]本發明的直流交流檢測環節8是要完成對施加在測試電容兩端的直流電源以及交流電源的檢測。本發明需要檢測直流電源的電壓和電流以及交流電源的電壓和電流。如圖6所示，直流電流檢測環節采用霍爾電流傳感器實現，霍爾電流傳感器能夠實現被檢測電流與檢測信號的隔離，且隨溫度變化小，檢測穩定的特點。本設計中的霍爾電流傳感器采用單電源供電，需要采用運放對輸出信號進行偏移處理;如圖7所示，由于直流電壓變化范圍大，檢測精度要求較高，所以直流電壓檢測環節采用電阻分壓的方式實現，電阻分壓精度高，反應快，受元件自身因素影響較小。
[0022]如圖8所示，交流電流檢測環節采用電流互感器作為傳感器，交流電流傳感器輸出的為電流信號，通過采樣電阻變為電壓信號，為了能夠被數字信號處理器識別和接收，通過標準的1.65V基準電壓進行偏置;交流電壓檢測環節采用電壓互感器作為傳感器，交流電壓傳感器輸出的為交流電壓信號，為了能夠被單片機識別和接收，通過標準的1.65V基準電壓進行偏置，電路如圖9所示。
[0023]測試電容5主要實現交流電源和直流電源的疊加及與電容器的連接，連接原理如圖10所示，圖中交流電源接隔離變壓器的初級，隔離變壓器的次級為帶中間抽頭的兩個繞組線圈，兩個繞組線圈的中間點相連，直流電源的正輸出接變壓器次級的中間抽頭處，兩個繞組的另外一端分別于兩組電解電容的正極相連，兩組電解電容的負極接到直流電壓的負極。
[0024]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種鋁電解電容壽命測試儀，其特征在于，包括依次連接的工頻交流源(I)、整流環節(2)、逆變環節(3)、隔離變壓器(4)及測試電容(5)，還包括直流升降壓環節(6)、控制板(7)及直流交流檢測環節(8)，所述直流升降壓環節(6)連接于逆變環節(3)，所述控制板(7)分別連接于整流環節(2)、直流升降壓環節(6)及直流交流檢測環節(8)，所述直流交流檢測環節(8)連接于測試電容(5)。2.根據權利要求1所述的一種鋁電解電容壽命測試儀，其特征在于，所述逆變環節(3)和直流升降壓環節(6)共用一個六單元的IPM模塊，所述TPM模塊含有六個IGBT單元并構成三個橋臂，其中兩個橋臂實現逆變過程，另一個橋臂實現直流的升壓與降壓。3.根據權利要求1所述的一種鋁電解電容壽命測試儀，其特征在于，所述控制板(7)采用工業用數字信號處理器。4.根據權利要求1所述的一種鋁電解電容壽命測試儀，其特征在于，所述直流交流檢測環節(8)包括直流電流檢測環節、直流電壓檢測環節、交流電流檢測環節及交流電壓檢測環-K-T O5.根據權利要求3所述的一種鋁電解電容壽命測試儀，其特征在于，所述直流電流檢測環節采用霍爾電流傳感器，直流電壓檢測環節采用電阻分壓，交流電流檢測環節采用電流互感器作為傳感器，交流電壓檢測環節采用電壓互感器作為傳感器。
【專利摘要】本發明提出一種鋁電解電容壽命測試儀，涉及電解電容技術領域。本發明包括依次連接的工頻交流源、整流環節、逆變環節、隔離變壓器及測試電容，還包括直流升降壓環節、控制板及直流交流檢測環節，所述直流升降壓環節連接于逆變環節，所述控制板分別連接于整流環節、直流升降壓環節及直流交流檢測環節，所述直流交流檢測環節連接于測試電容。本發明能夠提供一種電壓和電流可以調節的直流電源和一種電壓和電流可以調節的交流電源，上述兩種電源在實驗時相互疊加用以模擬測試電容工作時情形，從而檢測出測試電容的壽命。
【IPC分類】G01R31/00, H02M7/5395, H02M7/5387, H02M3/335
【公開號】CN105527518
【申請號】CN201510982233
【發明人】林金村
【申請人】豐賓電子（深圳）有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2016年3月9日