线圈匝间电晕测试仪技术领域
本发明属于耐电晕测试技术领域，具体涉及一种线圈匝间电晕测试仪。
背景技术
电晕的产生是因为不平滑的导体产生不均匀的电场，在不均匀的电场周围曲率半
径小的电极附近当电压升高到一定值时，由于空气游离就会发生放电，形成电晕。线圈匝间
电晕测试仪用于检测线圈匝间电晕，采用高压脉冲放电对被测线圈产品进行耐压绝缘测
试，检测线圈间电晕，打火放电线性，解决产品生产过程中质量问题。
目前，电晕测试仪在国内还处于萌芽阶段，掌握该技术的人少、成本高，产品精度
低，可靠性差。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种线圈匝间电晕测试仪，成本低，测量精度
高，获得国际检测机构对产品的检测认可。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种线圈匝间电晕测试仪，其特征在
于：包括中央处理器、高压脉冲放电驱动电路、线圈检测切换电路、高频信号检测电路、模数
转换电路、总线电压检测电路、线性电源电路，
-所述高压脉冲放电驱动电路，其与中央处理器连接，其用于对待检测线圈进行高
频、高压放电以施加电晕电压；
-所述高频信号检测电路，其与中央处理器连接，其用于检测线圈电晕触发电压、
以及监测线圈绝缘击穿电压临界点；
-所述线圈检测切换电路，其与中央处理器连接，其用于切换线圈是否接入测试回
路；
-所述总线电压检测电路，其与中央处理器连接，其用于监测施加在线圈上的测试
电压；
-所述模数转换电路，其与中央处理器连接，其用于将采集到的模拟信号转成成数
字信号；
-所述线性电源电路，其与中央处理器、高压脉冲放电驱动电路、线圈检测切换电
路、高频信号检测电路、模数转换电路、总线电压检测电路连接，其用于输出线性直流电源
给各模块电路供电。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述高压脉冲放电驱动电路包括串联高
压晶体管、晶体管驱动芯片、隔离控制器，所述隔离控制器控制连接晶体管驱动芯片，所述
晶体管驱动芯片驱动连接串联高压晶体管，所述隔离控制器控制晶体管驱动芯片驱动所述
串联高压晶体管输出-5000V～+5000V的电晕电压，所述中央处理器控制连接隔离控制器。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述高频信号检测电路包括整流二极管
D、第一开关S1、阻容滤波器、高频选频器，整流二极管D半波整流电晕电压，其阴极连接第一
开关S1，第一开关S1连接阻容滤波器，第一开关S1还串联检测线圈L后连接高频选频器，所
述阻容滤波器的输出端连接中央处理器用于检测线圈电晕触发电压，所述高频选频器的输
出端连接中央处理器用于监测线圈绝缘击穿电压临界点。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述线圈检测切换电路包括继电器一
J1、继电器二J2、三极管一Q1、三极管二Q2、光电耦合器V，继电器一J1、继电器二J2和检测线
圈L三者串联后接入测试回路，三极管一Q1的基极连接中央处理器、其发射极接地、其集电
极连接光电耦合器V，光电耦合器V输出端连接三极管二Q2的基极、其发射极接地、其集电极
连接继电器一J1和继电器二J2，继电器一J1和继电器二J2的通断切换检测线圈L是否接入
测试回路。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述总线电压检测电路采样电阻R1、R2、
R3、R4、运算放大器、和型号为AD680的电压基准源，中央处理器连接采样电阻，采样电阻对
高压进行测试电压的采样，其连接运算放大器，运算放大器对采样电压进行放大，电压基准
源为运算放大器提供基准电压。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述线性电源电路输出精度为千分之一
的直流线性电源。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述中央处理器为16位单片机。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括其还包括上位机，所述上位机与中央处
理器之间基于RS232半双工通信。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括其还包括键盘显示I/O电路。
本发明的有益效果是:
其一、本发明的线圈匝间电晕测试仪，通过高压脉冲放电驱动电路进行高频、高压
放电给线圈施加电晕电压，配合信号检测电路、模数转换电路和中央处理器的协调配合实
现线圈匝间电晕的测试，成本低，测量精度高，获得国际检测机构对产品的检测认可；
其二、优化电路设计及器件选型的高压脉冲放电驱动电路，通过隔离控制串联高
压晶体管对线圈进行放电，精准控制晶体管导通的一致性、利用高频吸收减少干扰信号以
此来确保电晕测试仪的测量精度；
其三、优化电路设计及器件选型的高频信号检测电路，根据系统产生匝间浪涌波
形特点设计阻容滤波器进行波形数据采集，实时在线监测线圈绝缘击穿电压临界点；设计
高频选频器进行线圈电晕触发电压检测，能够最优的保证线圈类产品的测试可靠性；
其四、优化电路设计及器件选型的线圈检测切换电路，自动切换测试实现对线圈
进行无死角测试；
其五、优化电路设计及器件选型的模数转换电路，转换输出的数字信号频率可以
达到20MHz，最大程度的保证采样数据的不失真，以此进一步提高检测数据的精度和准确
性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中
所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实
施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图
获得其他的附图。
图1是本发明优选实施例的结构框图；
图2是本发明优选实施例高频信号检测电路的电路原理图；
图3是本发明优选实施例高压脉冲放电驱动电路的电路原理图；
图4是本发明优选实施例线圈检测切换电路的电路原理图；
图5是本发明优选实施例模数转换电路的电路原理图；
图6是本发明优选实施例总线检测电路的电路原理图。
其中：10-中央处理器，20-高压脉冲放电驱动电路，30-线圈检测切换电路，40-高
频信号检测电路，50-模数转换电路，60-总线电压检测电路，70-线性电源电路，80-键盘显
示I/O电路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示，本实施例中公开了一种线圈匝间电晕测试仪，包括中央处理器10、高
压脉冲放电驱动电路20、线圈检测切换电路30、高频信号检测电路40、模数转换电路50、总
线电压检测电路60、线性电源电路70和键盘显示I/O电路80、上位机，上位机与中央处理器
10之间基于RS232半双工通信。
所述高压脉冲放电驱动电路20与中央处理器10连接，其用于对待检测线圈进行高
频、高压放电以施加电晕电压；
所述高频信号检测电路40与中央处理器10连接，其用于检测线圈电晕触发电压、
以及监测线圈绝缘击穿电压临界点；
所述线圈检测切换电路30与中央处理器10连接，其用于切换线圈是否接入测试回
路；
所述总线电压检测电路60与中央处理器10连接，其用于监测施加在线圈上的测试
电压；
所述模数转换电路50与中央处理器10连接，其用于将采集到的模拟信号转成成数
字信号；
所述线性电源电路70与中央处理器10、高压脉冲放电驱动电路20、线圈检测切换
电路30、高频信号检测电路20、模数转换电路50、总线电压检测电路60连接，其用于输出线
性直流电源给各模块电路供电。
所述键盘显示I/O电路80与中央处理器10连接，其用于实时监测测试仪的功能操
作并通过液晶显示实时测试数据。
各电路模块的具体电路结构如下：
(1)中央处理器10选用16位单片机。
(2)如图3所示，所述高压脉冲放电驱动电路20对待检测线圈进行高频、高压放电
以施加电晕电压，其包括串联高压晶体管、晶体管驱动芯片、隔离控制器，所述隔离控制器
控制连接晶体管驱动芯片，所述晶体管驱动芯片驱动连接串联高压晶体管，所述隔离控制
器控制晶体管驱动芯片驱动所述串联高压晶体管输出-5000V～+5000V的电晕电压，所述中
央处理器控制连接隔离控制器。高压脉冲放电驱动电路设计达到5000V脉冲高压输出，晶体
管驱动芯片优选型号为IXDF504，串联高压晶体管耐压1700V，采用四个IGBT管串联，隔离控
制器选用型号为PC817的光电耦合器，光电耦合器的前端由型号为LM317的恒流源控制，恒
流源由中央处理器10控制，如图3所示的电阻R2、电容C1组成IGBT高频吸收，电阻R7形成
IGBT管断回路的放电电阻，二极管D1、D2组成驱动电压钳位二极管，电阻R6驱动电阻控制开
通上升沿时间。
(3)如图2所示，所述高频信号检测电路40包括整流二极管D、第一开关S1、阻容滤
波器、高频选频器，整流二极管D半波整流电晕电压，其阴极连接第一开关S1，第一开关S1连
接阻容滤波器，第一开关S1还串联检测线圈L后连接高频选频器，所述阻容滤波器的输出端
连接中央处理器用于检测线圈电晕触发电压，所述高频选频器的输出端连接中央处理器用
于监测线圈绝缘击穿电压临界点。如图2所示，电阻R5、电容C2形成阻容滤波器，电感L1、L2、
电容C5形成高频选频器，高压通过整流二极管D半波整流，将电容C4充电，第一开关S1通过
单片机控制，对线圈L施加测试电压，通过电阻R5、电容C2检测线圈上波形变化情况，检测线
圈电晕触发电压，通过电感L1、L2、电容C5检测线圈在高压情况下的电晕信号，监测线圈绝
缘击穿电压临界点。
(4)如图4所示，所述线圈检测切换电路30包括继电器一J1、继电器二J2、三极管一
Q1、三极管二Q2、光电耦合器V，继电器一J1、继电器二J2和检测线圈L三者串联后接入测试
回路，三极管一Q1的基极连接中央处理器、其发射极接地、其集电极连接光电耦合器V，光电
耦合器V输出端连接三极管二Q2的基极、其发射极接地、其集电极连接继电器一J1和继电器
二J2，继电器一J1和继电器二J2的通断切换检测线圈L是否接入测试回路。单片机给出控制
信号到电阻R64前端，通过三极管一Q1驱动光电耦合器V来控制继电器一J1、继电器J2输入
端，三极管二Q2控制继电器一J1、继电器J2接通K10、K9将线圈L连接到测试回路。
(5)如图6所示，所述总线电压检测电路60包括采样电阻R1、R2、R3、R4、型号为
LM324的运算放大器、和型号为AD680的电压基准源，中央处理器10连接采样电阻，采样电阻
对高压进行测试电压的采样，其连接运算放大器，运算放大器对采样电压进行放大，电压基
准源为运算放大器提供基准电压。DCBUS高压经过电阻R1、R2、R3、R4分压，得到采样电压，利
用运算放大器进行放大，输出给单片机检测，电压基准源的基准电压为2.5V。
(6)如图5所示，所述模数转换电路50包括选型为74AC14的转换芯片，将采集到的
模拟高频信号通过转换芯片74AC14转换成数字信号，输送给中央处理器，数字信号频率可
以达到20MHz，最大程度的保证采样数据的不失真。本发明的一个较佳实施例中，进一步包
括所述线性电源电路输出精度为千分之一的直流线性电源。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。
对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的
一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明
将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一
致的最宽的范围。