电子调压器电路及其构成的电力仪表检测装置.pdf

本发明公开了一种电子调压器电路及其构成的电力仪表检测装置。电子调压器电路包括：电源保护电路与CPU信号控制模块连接，CPU信号控制模块经光耦信号隔离模块与可控硅执行模块连接，CPU信号控制模块经过零触发模块连接市电，电源保护电路连接市电。电力仪表检测装置包括变压器调压电路和上述电子调压器电路：电子调压器电路将转化电压为可控制的可调电压，输出到变压器调压电路和被测仪表的电压信号输入端；变压器调压电路将电子调压器输出的可调电压转化为低压电流信号。本发明能更可靠地检测电力仪表质量，被测仪表在老化时有输入信号，且可控制信号的大小；从而使仪表各部分电路充分工作，以提高被测仪表的可靠性和出厂品质。

权利要求书
1.   一种电子调压器电路，其特征在于：所述的电子调压器电路将输入的AC220V电压转化为可控制的AC30-220V可调电压，输出到变压器调压电路和被测仪表的电压信号输入端，具体包括电源保护模块、CPU信号控制模块、光耦信号隔离模块和可控硅过零触发模块，其中可控硅过零触发模块包括过零触发电路和可控硅执行模块：
电源保护模块，输入AC220V信号；
CPU信号控制模块，发出门限控制信号和触发脉冲信号调整可控硅过零触发模块的输出；
光耦信号隔离模块，隔离CPU控制信号模块与可控硅过零触发模块；
可控硅过零触发模块中，过零触发电路接收CPU信号控制模块的触发脉冲信号对可控硅进行触发，可控硅执行模块接收CPU信号控制模块的门限控制信号将AC220V电压转化为AC30-220V的可调电压。

2.   根据权利要求1所述的一种电子调压器电路，其特征在于：所述的电源保护模块与CPU信号控制模块连接，CPU信号控制模块经光耦信号隔离模块与可控硅执行模块连接，CPU信号控制模块经过零触发模块连接市电AC220V，电源保护模块连接市电AC220V。

3.   根据权利要求1所述的一种电子调压器电路，其特征在于：所述的可控硅执行模块包含有四路可控硅执行单元，光耦信号隔离模块包含有四个光电晶闸管开关耦合器，CPU信号控制模块包括单片机，单片机的四个输出端口分别经各自的光电晶闸管开关耦合器连接到四路可控硅执行单元；四路可控硅执行单元其中一路连接被测仪表，其余三路连接变压器调压电路。

4.   根据权利要求1所述的一种电子调压器电路，其特征在于：所述的可控硅执行模块连接有按键模块，按键模块包括有按键接口和各个按键，可控硅执行模块经按键接口与各个按键连接。

5.   根据权利要求3所述的一种电子调压器电路，其特征在于：所述的可控硅执行模块的每一个控硅执行单元均包括三个电阻、两个电容和一个双向晶闸管；其中第一电阻和第一电容串联后并联在双向晶闸管的两端，双向晶闸管的两端分别经第二电阻和第二电容连接到光耦信号隔离模块的光电晶闸管开关耦合器的两个输出端，双向晶闸管的触发端连接光电晶闸管开关耦合器的其中一个输出端，双向晶闸管的触发端连接有第三电阻，双向晶闸管输出端连接被测仪表或者变压器调压电路；光电晶闸管开关耦合器的两个输入端分别连接VCC电源和CPU。

6.   根据权利要求1所述的一种电子调压器电路，其特征在于：所述的过零触发电路包括两个电阻、一个电容、一个二极管和一个光电耦合器，电容和二极管均并联到光电耦合器的两个输入端，电容其中一端串联两个电阻后与电容的另一端连接输入AC220V市电。

7.   根据权利要求1所述的一种电子调压器电路，其特征在于：所述的电源保护模块包括瞬态抑制二极管、两个电容和一个电感，一个电感分别与瞬态抑制二极管、两个电容和VCC电源电压的一端连接，瞬态抑制二极管和两个电容的另一端接地。

8.   一种电力仪表检测装置，包括变压器调压电路，其特征在于：还包括权利要求1～7任一所述的电子调压器电路：
电子调压器电路，用于将输入的AC220V电压转化为可控制的AC30-220V可调电压，输出到变压器调压电路和被测仪表的电压信号输入端；
变压器调压电路，用于将电子调压器输出的AC30-220V可调电压转化为0.6-8A的低压电流信号，输出连接到待测试仪表电流信号输入端。

说明书电子调压器电路及其构成的电力仪表检测装置
技术领域
本发明涉及了一种电子电路及检测装置，特别是涉及了一种电子调压器电路及其构成的电力仪表检测装置。
背景技术
现有的电力仪表产品在生产过程老化环节中仅仅将表放置在高温环境中，仪表电源接通。但是没有给仪表输出电信号或者仅仅输入一个稳定的电压信号。
总结来说，主要缺陷在于：
（1）仪表在无输入信号的情况下老化，仅电源电路在工作，其他电路无信号的情况下未能老化。
（2）仪表在无输入信号的情况下老化，无法对产品零件进度老化，并且无法对零件质量和焊接组装的质量进行可靠性检测。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电子调压器电路及其构成的电力仪表检测装置，装置可对仪表质量可靠性进行检测，使被测仪表在老化时有输入信号，且可以控制信号的大小；从而使仪表各部分电路充分工作，以提高被测仪表的可靠性和出厂品质。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一 、一种电子调压器电路：
所述的电子调压器电路将输入的AC220V电压转化为可控制的AC30-220V可调电压，输出到变压器调压电路和被测仪表的电压信号输入端，具体包括电源保护模块、CPU信号控制模块、光耦信号隔离模块和可控硅过零触发模块，其中可控硅过零触发模块包括过零触发电路和可控硅执行模块：
电源保护模块，输入AC220V信号，防止电路短路等异常时损坏电路；
CPU信号控制模块，发出门限控制信号和触发脉冲信号调整可控硅过零触发模块的输出；
光耦信号隔离模块，隔离CPU控制信号模块与可控硅过零触发模块；
可控硅过零触发模块中，过零触发电路接收CPU信号控制模块的触发脉冲信号对可控硅进行触发，可控硅执行模块接收CPU信号控制模块的门限控制信号将AC220V电压转化为AC30-220V的可调电压。
所述的电源保护模块与CPU信号控制模块连接，CPU信号控制模块经光耦信号隔离模块与可控硅执行模块连接，CPU信号控制模块经过零触发模块连接市电AC220V，电源保护模块连接市电AC220V。
所述的可控硅执行模块包含有四路可控硅执行单元，光耦信号隔离模块包含有四个光电晶闸管开关耦合器，CPU信号控制模块包括单片机，单片机的四个输出端口分别经各自的光电晶闸管开关耦合器连接到四路可控硅执行单元；四路可控硅执行单元其中一路连接被测仪表，其余三路连接变压器调压电路。
所述的可控硅执行模块连接有按键模块，按键模块包括有按键接口和各个按键，可控硅执行模块经按键接口与各个按键连接。
所述的可控硅执行模块的每一个控硅执行单元均包括三个电阻、两个电容和一个双向晶闸管。其中第一电阻和第一电容串联后并联在双向晶闸管的两端，双向晶闸管的两端分别经第二电阻和第二电容连接到光耦信号隔离模块的光电晶闸管开关耦合器的两个输出端，双向晶闸管的触发端连接光电晶闸管开关耦合器的其中一个输出端，双向晶闸管的触发端连接有第三电阻，双向晶闸管输出端连接被测仪表或者变压器调压电路；光电晶闸管开关耦合器的两个输入端分别连接VCC电源和CPU。
所述的过零触发电路包括两个电阻、一个电容、一个二极管和一个光电耦合器，电容和二极管均并联到光电耦合器的两个输入端，电容其中一端串联两个电阻后与电容的另一端连接输入AC220V市电。
所述的电源保护模块包括瞬态抑制二极管、两个电容和一个电感，一个电感分别与瞬态抑制二极管、两个电容和VCC电源电压的一端连接，瞬态抑制二极管和两个电容的另一端接地。
二、一种电力仪表检测装置，包括变压器调压电路，还包括上述的电子调压器电路：
电子调压器电路，用于将输入的AC220V电压转化为可控制的AC30-220V可调电压，输出到变压器调压电路和被测仪表的电压信号输入端；
变压器调压电路，用于将电子调压器输出的AC30-220V可调电压转化为0.6-8A的低压电流信号，输出连接到待测试仪表电流信号输入端。
所述的电子调压器电路具体包括电源保护模块、CPU信号控制模块、光耦信号隔离模块和可控硅过零触发模块，其中可控硅过零触发模块包括过零触发电路和可控硅执行模块：
电源保护模块，输入AC220V信号，防止电路短路等异常时损坏电路；
CPU信号控制模块，发出门限控制信号和触发脉冲信号调整可控硅过零触发模块的输出；
光耦信号隔离模块，隔离CPU控制信号模块与可控硅过零触发模块；
可控硅过零触发模块中，过零触发电路接收CPU信号控制模块的触发脉冲信号对可控硅进行触发，可控硅执行模块接收CPU信号控制模块的门限控制信号将AC220V电压转化为AC30-220V的可调电压。
所述的电源保护模块与CPU信号控制模块连接，CPU信号控制模块经光耦信号隔离模块与可控硅执行模块连接，CPU信号控制模块经过零触发模块连接市电AC220V，电源保护模块连接市电AC220V。
所述的可控硅执行模块包含有四路可控硅执行单元，光耦信号隔离模块包含有四个光电晶闸管开关耦合器，CPU信号控制模块包括单片机，单片机的四个输出端口分别经各自的光电晶闸管开关耦合器连接到四路可控硅执行单元；四路可控硅执行单元其中一路连接被测仪表，其余三路连接变压器调压电路。
所述的可控硅执行模块连接有按键模块，按键模块包括有按键接口和各个按键，可控硅执行模块经按键接口与各个按键连接。
所述的可控硅执行模块的每一个控硅执行单元均包括三个电阻、两个电容和一个双向晶闸管。其中第一电阻和第一电容串联后并联在双向晶闸管的两端，双向晶闸管的两端分别经第二电阻和第二电容连接到光耦信号隔离模块的光电晶闸管开关耦合器的两个输出端，双向晶闸管的触发端连接光电晶闸管开关耦合器的其中一个输出端，双向晶闸管的触发端连接有第三电阻，双向晶闸管输出端连接被测仪表或者变压器调压电路；光电晶闸管开关耦合器的两个输入端分别连接VCC电源和CPU。
所述的过零触发电路包括两个电阻、一个电容、一个二极管和一个光电耦合器，电容和二极管均并联到光电耦合器的两个输入端，电容其中一端串联两个电阻后与电容的另一端连接输入AC220V市电。
所述的电源保护模块包括瞬态抑制二极管、两个电容和一个电感，一个电感分别与瞬态抑制二极管、两个电容和VCC电源电压的一端连接，瞬态抑制二极管和两个电容的另一端接地。
本发明具有的有益的效果是：
本发明能更可靠地检测电力仪表质量，检测中被测仪表在老化时有输入信号，且可以控制信号的大小；从而使仪表各部分电路充分工作，以提高被测仪表的可靠性和出厂品质。
（1）通过本发明装置可检测生产中变压器、电源模块、各种接线端子等大型器件的焊接组装品质，使被测仪表制造的合格率提高了30%。
（2）使用本发明检测装置后，初次使用异常率降低了50%，并可以大大降低返修率。
附图说明
图1是本发明连接结构示意图。
图2是本发明的电子调压器的电路图。
图3是实施例输入的过零触发波形图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明的电力仪表检测装置，包括变压器调压电路和电子调压器电路：
电子调压器电路，将输入的AC220V电压转化为可控制的AC30-220V可调电压，输出连接变压器调压电路和被测仪表的电压信号输入端；
变压器调压电路，将电子调压器输出的AC30-220V可调电压转化为0.6-8A的低压电流信号，输出端口中3路接入待测试仪表电流信号端口，1路接入待测试仪表电压端口。
如图1所示，本发明的电子调压器电路包含电源输入模块、CPU信号控制模块、光耦信号隔离模块和可控硅过零触发模块，可控硅过零触发模块包括过零触发电路和可控硅执行模块：
电源输入模块，接收AC220V信号，并防止电路短路等异常；
CPU信号控制模块，发出门限控制信号和触发脉冲信号调整可控硅过零触发模块的输出；
光耦信号隔离模块，隔离CPU控制信号模块与可控硅过零触发模块，防止可控硅电路异常后对CPU电路造成损坏；
可控硅过零触发模块中，过零触发电路接收CPU信号控制模块的触发脉冲信号对可控硅进行触发，可控硅执行模块接收CPU信号控制模块的门限控制信号将AC220V电压转化为AC30-220V的可调电压。
电源输入模块与CPU信号控制模块连接，CPU信号控制模块经光耦信号隔离模块与可控硅执行模块连接，CPU信号控制模块经过零触发模块连接市电AC220V，电源输入模块连接市电AC220V。
可控硅执行模块包含有四路可控硅执行单元，光耦信号隔离模块包含有四个光电晶闸管开关耦合器，CPU信号控制模块包括单片机，单片机的四个输出端口分别经各自的光电晶闸管开关耦合器连接到四路可控硅执行单元；四路可控硅执行单元其中一路连接被测仪表，其余三路连接变压器调压电路。
可控硅执行模块连接有按键模块，按键模块包括有按键接口CON10和各个按键，单片机的四个输出端口经按键接口CON10与各个按键连接。
可控硅执行模块的每路可控硅执行单元均包括包括三个电阻、两个电容和一个双向晶闸管，其中第一电阻和第一电容串联后并联在双向晶闸管的两端，双向晶闸管的两端分别经第二电阻和第二电容连接到光耦信号隔离模块的光电晶闸管开关耦合器的两个输出端，双向晶闸管的触发端连接光电晶闸管开关耦合器的其中一个输出端，双向晶闸管的触发端连接有第三电阻，双向晶闸管的两端连接被测仪表或者变压器调压电路；光电晶闸管开关耦合器的两个输入端分别连接VCC电源电压和单片机；第一电容与第二电阻一起连接到双向晶闸管的其中一端，第二电容与第一电阻一起连接到双向晶闸管的其中一端。
过零触发电路包括两个电阻、一个电容、一个二极管和一个光电耦合器，电容和二极管均并联到光电耦合器的两个输入端，电容其中一端串联两个电阻后与电容的另一端连接输入AC220V市电。
电源输入模块包括瞬态抑制二极管、两个电容和一个电感，一个电感分别与瞬态抑制二极管、两个电容和VCC电源电压的一端连接，瞬态抑制二极管和两个电容的另一端接地。
如图2所示，四路可控硅执行单元分别为第一可控硅执行单元、第二可控硅执行单元、第三可控硅执行单元和第四可控硅执行单元，所对应的四个光电晶闸管开关耦合器分别为光电晶闸管开关耦合器U2、光电晶闸管开关耦合器U3、光电晶闸管开关耦合器U4和光电晶闸管开关耦合器U5。
如图2所示，第一可控硅执行单元：包括电阻R4、电阻R8、电阻R16、电容C2、电容C7和双向晶闸管Q1，双向晶闸管Q1的两端之间串联有电阻R4和电容C7，双向晶闸管Q1的两端分别经电阻R8和电容C2连接到光电晶闸管开关耦合器U2的两个输出端，电容C2与电阻R16并联，双向晶闸管Q1的触发端与电容C2连接光电晶闸管开关耦合器U2的一端连接，电阻R4与电容C2一起连接到双向晶闸管Q1的一端，电阻R8与电容C7一起连接到双向晶闸管Q1的另一端；光电晶闸管开关耦合器U2的一个输出端经电阻R10接VCC电源电压，另一个输出端连接到单片机U13的13脚。
如图2所示，第二可控硅执行单元：包括电阻R5、电阻R9、电阻R17、电容C3、电容C8和双向晶闸管Q2，双向晶闸管Q2的两端之间串联有电阻R5和电容C8，双向晶闸管Q2的两端分别经电阻R9和电容C3连接到光电晶闸管开关耦合器U3的两个输出端，电容C3与电阻R17并联，双向晶闸管Q2的触发端与电容C3连接光电晶闸管开关耦合器U3的一端连接，电阻R5与电容C3一起连接到双向晶闸管Q2的一端，电阻R9与电容C8一起连接到双向晶闸管Q2的另一端；光电晶闸管开关耦合器U3的一个输出端经电阻R11接VCC电源电压，另一个输出端连接到单片机U13的12脚。
如图2所示，第三可控硅执行单元：包括电阻R6、电阻R12、电阻R18、电容C4、电容C9和双向晶闸管Q3，双向晶闸管Q3的两端之间串联有电阻R6和电容C9，双向晶闸管Q3的两端分别经电阻R12和电容C4连接到光电晶闸管开关耦合器U4的两个输出端，电容C4与电阻R18并联，双向晶闸管Q3的触发端与电容C4连接光电晶闸管开关耦合器U4的一端连接，电阻R6与电容C4一起连接到双向晶闸管Q3的一端，电阻R12与电容C9一起连接到双向晶闸管Q3的另一端；光电晶闸管开关耦合器U4的一个输出端经电阻R14接VCC电源电压，另一个输出端连接到单片机U13的11脚。
如图2所示，第四可控硅执行单元：包括电阻R7、电阻R13、电阻R19、电容C5、电容C10和双向晶闸管Q4，双向晶闸管Q4的两端之间串联有电阻R7和电容C10，双向晶闸管Q4的两端分别经电阻R13和电容C5连接到光电晶闸管开关耦合器U5的两个输出端，电容C5与电阻R19并联，双向晶闸管Q4的触发端与电容C5连接光电晶闸管开关耦合器U5的一端连接，电阻R7与电容C5一起连接到双向晶闸管Q4的一端，电阻R13与电容C10一起连接到双向晶闸管Q4的另一端；光电晶闸管开关耦合器U5的一个输出端经电阻R15接VCC电源电压，另一个输出端连接到单片机U13的10脚；
电容C10经保险丝F2连接到可控硅输出接口CON1的10脚，双向晶闸管Q1的两端分别连接到可控硅输出接口CON1的2脚和4脚，双向晶闸管Q2的两端分别连接到可控硅输出接口CON1的2脚和6脚，双向晶闸管Q3的两端分别连接到可控硅输出接口CON1的2脚和8脚，双向晶闸管Q4的两端分别连接到可控硅输出接口CON1的2脚和10脚。
如图2所示，可控硅输出接口CON1的1脚和3脚之间连接有保险丝F1，可控硅输出接口CON1的3、5、7、9脚串联，可控硅输出接口CON1的1脚和2脚连接AC220V市电，可控硅输出接口CON1的3脚~10脚以依次相邻的两个为一对分为四对引脚，其中任意一对引脚连接被测仪表，其余三对引脚连接变压器调压电路。
所述的过零触发电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、二极管D1和光电耦合器U1，电容C1和二极管均并联到光电耦合器U1的两个输入端，电容C1其中一端串联两个电阻后连接可控硅输出接口CON1的1脚，电容C1的另一端连接可控硅输出接口CON1的2脚的，光电耦合器U1的一个输出端经电阻R3接VCC电源电压，光电耦合器U1的一个输出端连接按键模块的按键接口CON10的2脚连接，另一个输出端接地。
所述的单片机U13的4脚~7脚分别经电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23后与按键模块的按键接口CON10的6脚、4脚、3脚和5脚连接，单片机U13的4脚~7脚分别经电容C11、电容C12、电容C13和电容C14后接地。
电源输入模块包括瞬态抑制二极管VD2、电容C18、电容C21和电感L3，电感L3的一端分别与瞬态抑制二极管VD2、电容C18、电容C21和VCC电源电压的一端连接，瞬态抑制二极管VD2、电容C18和电容C21的另一端接地，电感L3的另一端连接电源输入接口CON11的3脚，电源输入接口CON11接AC220V市电。
优选地，具体实施中的单片机U13可采用STC公司的ST11F48芯片，稳定性和可靠性能够充分保证。
本发明的工作原理如下：
如图1所示，本发明的电子式调压器采用双向可控硅过零触发调压原理，可控硅过零触发调压输出波形为完整的正弦波，可控硅从过零点开始导通，然后在过零点自生关断，可控硅承受的电流、电压冲击较小，输出电压的谐波分量少，不污染电网和造成干扰，具有良好的效果。
本发明具体实施例通过双向可控硅过零触发调压实现，具体过程为：
1）触发脉冲信号总是在电网过零点附近送出，使晶闸管在电网过零后即行输出，在整个电网周波内“完全开通”，电路输出为完整的正弦波形；
2）用门限控制信号来控制双向晶闸管Q1～Q4的导通时间，即控制流过晶闸管周波数的多少，当使控制信号高、低电平时间比T1：T2=1：1时，晶闸管一半时间处于关断，一半时间处于开通，电源中的完整周波有一半为晶闸管所输出，输出电压的有效值也为电源电压的一半。
3）过零电路的触发脉冲，是由同步脉冲，不经移相，即直接触发晶闸管的，但取得的同步脉冲往往较“窄”，需要展宽处理，才能可靠触发晶闸管。过零触发波形如图3所示。
本发明的电子式调压器具有四路信号输出单元，采用单片机作为主控单元，交流电过零信号通过过零触发电路输送到单片机里面，单片机根据按键输入设定值，通过隔离驱动电路在过零点控制可控硅输出，实现连续可调功率输出。由此，本发明的功率输出平滑性好，输出调节也方便，显示直观，具有显著的技术效果。