專利名稱：電源屏模塊的檢測方法及檢測設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源屏模塊的檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種電源屏 模塊的檢測方法及檢測設(shè)備。
背景技術(shù)：
由于各鐵路路局智能電源屏的模塊種類很多，尤其是在鐵道部運
基458號文之前，各電源屏廠家生產(chǎn)的模塊從外形尺寸到工作原理、 容量、對外接口端子等都不一樣，給模塊備品備件的維護、檢驗、存 儲等帶來了很大的不便。為了實現(xiàn)電源模塊備品備件功能、性能的檢 測并加以自動分析、記錄的功能，達到定期檢驗的目的，確保備品備 件的良好性，可以通過對電壓電流的采樣來實現(xiàn)。
目前對于電壓電流的采樣主要采用基于A/D轉(zhuǎn)換芯片的模擬電 壓采樣，通過霍爾傳感器對電流進行采樣。
基于A/D轉(zhuǎn)換芯片的模擬電壓采樣，主要應(yīng)用在對電網(wǎng)電壓進 行采樣。交流信號經(jīng)變壓器隔離變換成小信號，經(jīng)跟隨器，再加上直 流偏置電壓，送A/D采樣，在采樣時減去直流偏置電壓的大小就是 當前的交流采樣瞬時值。電流采樣則通過霍爾傳感器進行采樣。
目前使用A/D轉(zhuǎn)換芯片進行模擬電壓采樣，不但成本高，電路 設(shè)計也相對復(fù)雜，同時也主要針對電網(wǎng)電壓進行采樣，對精度的要求也不是很高。另外單片機AD對信號的輸入也有一定的要求
1. 其模擬輸入信號的幅度范圍與邏輯電平幅度范圍相同，即0~5
V;
2. 其模擬輸入信號一般要求單極性輸入，即輸入信號只能是非負 信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一種方便檢測電源模塊備品備件功能、性能 的電源屏模塊的檢測方法。
實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案如下 電源屏模塊的檢測方法，包括如下步驟
a. 對模塊的輸入輸出的電壓和電流進行采樣，采樣電壓有三路 一路采樣模塊的輸入電壓，兩路采樣模塊的輸出電壓，輸出電壓的采 樣分為高壓和低壓兩路分別進行采樣；采樣電流有五路 一路采樣模 塊的輸入電流，四路采樣模塊的輸出電流；
其中，電壓采用光耦和隔離運放進行采樣，電流用霍爾互感器進 行采樣。
b. 將采樣到的電壓、電流值及波形送入工控機，通過計算分析就
得到模塊的參數(shù)，如電壓、電流、功率、失真度、諧波、頻率、相位、紋波。
本發(fā)明的另一 目的為提供一種結(jié)構(gòu)簡單，便于檢測電源模塊備品 備件功能、性能的電源屏模塊的檢測設(shè)備。
實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案如下電源屏模塊的檢測設(shè)備，包括
外部供電設(shè)備凈化檢測設(shè)備輸入端電源，并調(diào)壓、穩(wěn)壓，實現(xiàn) 模塊輸入高壓、低壓、斷電、穩(wěn)壓凈化外電網(wǎng)，檢査模塊的輸入工作 范圍及模擬外電網(wǎng)瞬時掉電對模塊的影響；
系統(tǒng)制成板，包括交直流電壓電流采樣板、輔助電源板和驅(qū)動控 制板，交直流電壓電流采樣板對模塊的電壓電流進行采樣，其輸入端 分別與模塊輸入輸出端通過對應(yīng)的連接關(guān)系及插座相連，輸出端通過 與工控機相連的采集板卡接口將采樣到的電壓電流及波形通過采集 板卡送入工控機處理，經(jīng)顯示設(shè)備實時顯示；輔助電源板則用于提供 交直流電壓電流采樣板、驅(qū)動控制板工作的電壓；市電經(jīng)穩(wěn)壓模塊輸 出220VAC電壓至變壓器輸入端，經(jīng)變壓器輸出后的電壓分別為 7VAC/7VAC/7VAC/7VAC/1A、 12VAC/2A、 20VAC/20VAC-1A，作為 輔助電源板的輸入電壓，經(jīng)輔助電源板中整流穩(wěn)壓電路分別輸出 +5VDC/+5VDC/+5VDC/+5VDC、十12VDC、 +15VDC/-15VDC電壓， 用于提供交直流電壓電流采樣板、驅(qū)動控制板工作的電壓。驅(qū)動控制 板通過采集板卡與工控機相連，將工控機發(fā)出的控制信號通過驅(qū)動 后，控制各交流接觸器的動作，實現(xiàn)控制模塊輸入輸出通斷的功能；
工控機，具有采集板卡接口、 232通訊口和電源接口，采集板卡 接口分別與電壓電流采樣板、驅(qū)動控制板相連，將采樣到的電壓電流 值及波形送入工控機處理；232通訊口與外部供電設(shè)備(程控電源) 連接，通過工控機控制，設(shè)置輸入電壓；
顯示及操作設(shè)備，配置與工控機相連的觸摸屏(配置鼠標、鍵盤)。主要功能為操作界面、信息顯示、數(shù)據(jù)輸入、功能查詢即實 時顯示模塊參數(shù)并對工控機進行操作；
模塊負載，包括220V/19A、 110V/19A、 24V/109A三種負載，通 過選擇不同容量，滿足各種模塊試驗；
電子兆歐表，與驅(qū)動控制板相連，通過驅(qū)動控制板發(fā)出的驅(qū)動信 號對模塊進行絕緣測試；
模塊插框，用來檢測1/2、 1/4、 1/8三種尺寸的標準模i央，每種2 個共有6個模塊插框，每種插框里邊都有對應(yīng)的電源屏模塊輸入輸出 插座，插座的輸入輸出端分別與電壓電流采樣板中檢測模塊輸入輸出 特性的對應(yīng)端口相連接，同一種插框左右放置的兩個模塊輸入?yún)?shù)需 一致；對于非標準模塊的檢測，非標準模塊通過已制作好的轉(zhuǎn)接頭將 待測模塊和測試柜上DL37座相連。
本發(fā)明采用光耦隔離的辦法采樣電壓，交直流霍爾互感器采樣電 流，電路簡單易實現(xiàn)，穩(wěn)定性好，測量精度高。可以準確明了地反映 模塊現(xiàn)有的工作狀態(tài)，同時也可以提高模塊檢測的效率，減少模塊入 庫檢修的工作量。


圖1為本發(fā)明中電壓電流采樣電路的原理框圖 圖2為本發(fā)明的檢測設(shè)備的原理框圖； 圖3為本發(fā)明中模塊檢測流程框圖； 圖4為本發(fā)明中測試模塊分類說明框5為本發(fā)明中模塊測試過程中參數(shù)設(shè)置流程框圖； 圖6直流模塊均流測試流程圖
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。 如圖1所示，電源屏模塊的檢測方法，包括如下步驟
a. 對模塊的輸入輸出的電壓和電流進行采樣，采樣電壓有三路-
一路采樣模塊的輸入電壓，兩路采樣模塊的輸出電壓，輸出電壓的采
樣分為高壓和低壓兩路分別進行采樣；采樣電流有五路 一路采樣模 塊的輸入電流，四路采樣模塊的輸出電流；
其中，電壓采用光耦和隔離運放進行采樣，電流用霍爾互感器進 行采樣。
b. 將采樣到的電壓、電流值及波形送入工控機，通過計算分析就 得到模塊的參數(shù)，如電壓、電流、功率、失真度、諧波、頻率、相位、 紋波。
如圖2所示，電源屏模塊的檢測設(shè)備，包括-
外部供電設(shè)備采用程控電源，凈化檢測設(shè)備輸入端電源，并調(diào) 壓、穩(wěn)壓，實現(xiàn)模塊輸入高壓、低壓、斷電、穩(wěn)壓凈化外電網(wǎng)，檢査 模塊的輸入工作范圍及模擬外電網(wǎng)瞬時掉電對模塊的影響；
系統(tǒng)制成板，包括交直流電壓電流采樣板、輔助電源板和驅(qū)動控 制板，交直流電壓電流采樣板對模塊的電壓電流進行采樣，其輸入端 分別與模塊輸入輸出端通過對應(yīng)的連接關(guān)系及插座相連，輸出端通過與工控機相連的采集板卡接口將采樣到的電壓電流及波形通過采集板卡送入工控機處理，經(jīng)顯示設(shè)備實時顯示；輔助電源板則用于提供交直流電壓電流采樣板、驅(qū)動控制板工作的電壓；市電經(jīng)穩(wěn)壓模塊輸出220VAC電壓至變壓器輸入端，經(jīng)變壓器輸出后的電壓分別為7VAC/7VAC/7VAC/7VAC/1A、 12VAC/2A、 20VAC/20VAC國1A，作為輔助電源板的輸入電壓，經(jīng)輔助電源板中整流穩(wěn)壓電路分別輸出+5VDC/+5VDC/+5VDC/+5VDC、十12VDC、 +15VDC/-15VDC電壓，用于提供交直流電壓電流采樣板、驅(qū)動控制板工作的電壓，驅(qū)動控制板通過采集板卡與工控機相連，將工控機發(fā)出的控制信號通過驅(qū)動后，控制各交流接觸器的動作，實現(xiàn)控制模塊輸入輸出通斷的功能；
工控機，具有采集板卡接口、 232通訊口和電源接口，采集板卡接口分別與電壓電流采樣板、驅(qū)動控制板相連，將采樣到的電壓電流值及波形送入工控機處理；232通訊口與外部供電設(shè)備(程控電源)連接，通過工控機控制，設(shè)置輸入電壓；
顯示及操作設(shè)備，配置與工控機相連的觸摸屏，觸摸屏還可配置鼠標、鍵盤，主要功能為操作界面、信息顯示、數(shù)據(jù)輸入、功能査詢即實時顯示模塊參數(shù)并對工控機進行操作；
模塊負載，包括220V/19A、 110V/19A、 24V/109A三種負載，通過選擇不同容量，滿足各種模塊試驗；
電子兆歐表，與驅(qū)動控制板相連，通過驅(qū)動控制板發(fā)出的驅(qū)動信號對模塊進行絕緣測試。如果模塊需要做絕緣測試，待測試完畢后，點擊面板上"絕緣測試"按鈕，選擇絕緣測試類型輸入對地絕緣測試、輸出對地絕緣測試或輸入輸出對地絕緣測試，選擇好后，待接觸器動作完成后，用手持兆歐表打絕緣；(注意做絕緣測試前，必須確保程控電源無輸出電壓，模塊已掉電)
模塊插框，用來檢測1/2、 1/4、 1/8三種尺寸的標準模塊，每種2個共有6個模塊插框，每種插框里邊都有對應(yīng)的電源屏模塊輸入輸出插座，即DL37座，DL37座的輸入輸出端分別與電壓電流采樣板中檢測模塊輸入輸出特性的對應(yīng)端口相連接，同一種插框左右放置的兩個模塊輸入?yún)?shù)需一致；對于非標準模塊的檢測，非標準模塊通過已制作好的轉(zhuǎn)接頭將待測模塊和測試柜上DL37座相連(注意輸
入輸出需連接正確)。
檢測流程將需要檢測的標準模塊(符合458號文)插入對應(yīng)尺寸的插框內(nèi)，或?qū)⑿枰獧z測的非標準模塊(不符合458號文)依據(jù)模塊輸入輸出特性用專用轉(zhuǎn)接頭連接好，結(jié)合模塊測試儀應(yīng)用軟件(Labview)即可按照如圖3至圖6的軟件測試流程實現(xiàn)測試功能。
權(quán)利要求
1. 電源屏模塊的檢測方法，包括如下步驟a. 對模塊的輸入輸出的電壓和電流進行采樣，采樣電壓有三路一路采樣模塊的輸入電壓，兩路采樣模塊的輸出電壓，輸出電壓的采樣分為高壓和低壓兩路分別進行采樣；采樣電流有五路一路采樣模塊的輸入電流，四路采樣模塊的輸出電流；其中，電壓采用光耦和隔離運放進行采樣，電流用霍爾互感器進行采樣；b. 將采樣到的電壓、電流值及波形送入工控機，利用Labview軟件計算分析就得到模塊的參數(shù)，如電壓、電流、功率、失真度、諧波、頻率、相位、紋波。
2. 電源屏模塊的檢測設(shè)備，包括外部供電設(shè)備凈化檢測設(shè)備輸入端電源，并調(diào)壓、穩(wěn)壓，實現(xiàn) 模塊輸入高壓、低壓、斷電、穩(wěn)壓凈化外電網(wǎng)，檢査模塊的輸入工作 范圍及模擬外電網(wǎng)瞬時掉電對模塊的影響；系統(tǒng)制成板，包括交直流電壓電流采樣板、輔助電源板和驅(qū)動控 制板，交直流電壓電流采樣板對模塊的電壓電流進行采樣，其輸入端 分別與模塊輸入輸出端通過對應(yīng)的連接關(guān)系及插座相連，輸出端通過 與工控機相連的采集板卡接口將采樣到的電壓電流及波形通過采集 板卡送入工控機處理，經(jīng)顯示設(shè)備實時顯示；輔助電源板則用于提供 交直流電壓電流采樣板、驅(qū)動控制板工作的電壓；市電經(jīng)穩(wěn)壓模塊輸 出220VAC電壓至變壓器輸入端，經(jīng)變壓器輸出后的電壓分別為7VAC/7VAC/7VAC/7VAC/1A、 12VAC/2A、 20VAC/20VAC國1A，作為輔助電源板的輸入電壓，經(jīng)輔助電源板中整流穩(wěn)壓電路分別輸出 +5VDC/+5VDC/+5VDC/+5VDC、十12VDC、 +15VDC/-15VDC電壓， 用于提供交直流電壓電流采樣板、驅(qū)動控制板工作的電壓，驅(qū)動控制 板通過采集板卡與工控機相連，將工控機發(fā)出的控制信號通過驅(qū)動 后，控制各交流接觸器的動作，實現(xiàn)控制模塊輸入輸出通斷的功能；工控機，具有采集板卡接口、 232通訊口和電源接口，采集板卡 接口分別與電壓電流采樣板、驅(qū)動控制板相連，將采樣到的電壓電流 值及波形送入工控機處理；232通訊口與外部供電設(shè)備(程控電源) 連接，通過工控機控制，設(shè)置輸入電壓；顯示及操作設(shè)備，與工控機相連接，作為操作界面、信息顯示、 數(shù)據(jù)輸入、功能査詢即實時顯示模塊參數(shù)并對工控機進行操作；模塊負載，包括220V/19A、 110V/19A、 24V/109A三種負載，通 過選擇不同容量，滿足各種模塊試驗；電子兆歐表，與驅(qū)動控制板相連，通過驅(qū)動控制板發(fā)出的驅(qū)動信 號對模塊進行絕緣測試；模塊插框，用來檢測1/2、 1/4、 1/8三種尺寸的標準模塊，每種2 個共有6個模塊插框，每種插框里邊都有對應(yīng)的電源屏模塊輸入輸出 插座，插座的輸入輸出端分別與電壓電流采樣板中檢測模塊輸入輸出 特性的對應(yīng)端口相連接，同一種插框左右放置的兩個模塊輸入?yún)?shù)需 一致；對于非標準模塊的檢測，非標準模塊通過已制作好的轉(zhuǎn)接頭將 待測模塊和測試柜上DL37座相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及電源屏模塊的檢測方法，包括如下步驟a.對模塊的輸入輸出的電壓和電流進行采樣，采樣電壓有三路一路采樣模塊的輸入電壓，兩路采樣模塊的輸出電壓，輸出電壓的采樣分為高壓和低壓兩路分別進行采樣；采樣電流有五路一路采樣模塊的輸入電流，四路采樣模塊的輸出電流；其中，電壓采用光耦和隔離運放進行采樣；電流用霍爾互感器進行采樣，采樣到的電流值經(jīng)電流/電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓形式；b.將采樣到的電壓、電流值及波形送入工控機，通過計算分析就得到模塊的參數(shù)，如電壓、電流、功率、失真度、諧波、頻率、相位、紋波。
文檔編號G01R31/00GK101482588SQ20091007852
公開日2009年7月15日 申請日期2009年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日
發(fā)明者周俊青, 李光華 申請人:北京鼎漢技術(shù)股份有限公司