一种用于剩余电流保护断路器测试装置的多输出电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于剩余电流保护断路器测试装置的多输出电源，该电源能够输出国标GB22794-2008中各种测试条件所要求的电压电流形式，使用该电源并辅以简单的外围逻辑控制电路，就可以构成完整的剩余电流保护断路器测试装置。
【背景技术】
[0002]目前市场上的剩余电流断路器测试装置多为A型或AC型，尚没有一种能涵盖B型剩余电流断路器产品分断时间以及脱扣电流检测的测试装置。B型漏电保护器测试装置主要用于额定剩余电流500mA及以下的B型漏电产品的试验，符合GB22794-2008《家用和类似用途的不带和带过电流保护的B型剩余电流动作断路器(B型RCCB和B型RCBO)》标准。一台通用的、全功能剩余电流保护断路器测试装置可以涵盖A型、AC型和B型漏电产品的测试，其核心是如何提供国标中测试条件所要求的各种输出，也就是测试装置中的输出电源，而满足这些测试要求的电源并未见到相关报道。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种可以涵盖A型、AC型和B型漏电产品测试要求的电源。
[0004]为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种用于剩余电流保护断路器测试装置的多输出电源，其特征在于，包括带有整流模块的接口及整流模块板，接口及整流模块板扩展有电流发生模块接口、稳压模块接口、变频电流发生模块接口、变频模块接口、温度传感器接口、PLC控制采集接口、叠加小直流接口、变压器接口、电流采集模块接口及电流输出接口，电子负载、稳压模块、变频电流发生模块、变频模块、散热器、外接的PLC控制系统、叠加小直流模块、变压器、电流采集模块及外接的试品分别与电流发生模块接口、稳压模块接口、变频电流发生模块接口、变频模块接口、温度传感器接口、PLC控制采集接口、叠加小直流接口、变压器接口、电流采集模块接口及电流输出接口相连；
[0005]变压器接口连接接口及整流模块板自带的整流模块，由整流模块通过电流发生模块接口、稳压模块接口、变频电流发生模块接口、变频模块接口、温度传感器接口、叠加小直流接口及电流采集模块接口分别向电子负载、稳压模块、变频电流发生模块、变频模块、散热器、叠加小直流模块及电流采集模块提供工作电压；
[0006]电流发生模块接口、稳压模块接口、变频电流发生模块接口、变频模块接口、叠加小直流接口及电流采集模块接口均与PLC控制采集接口相连；
[0007]电流输出接口与电流发生模块接口及变频电流发生模块接口相连；稳压模块接口与电流发生模块接口相连；变频电流发生模块接口与变频模块接口相连；电流采集模块接口还分别连接电流发生模块接口、变频模块接口及叠加小直流接口，其中:
[0008]电子负载，用于通过采用稳压模块形成电压源输出时调节电流大小；
[0009]稳压模块，用于产生平滑直流电压；
[0010]变频电流发生模块，用于产生变频电流源的电流输出；
[0011]变频模块，至少用于产生变频电流源的各种频率、档位选择、信号调理、PID控制；
[0012]散热器，用于对主功率管进行散热；
[0013]叠加小直流模块，用于产生O?50mA可调的直流电流源，叠加在相应的波形上；
[0014]电流采集模块，用于对输出至外接的试品的各类直流、交流电流信号进行采样。
[0015]优选地，所述电子负载包括跨导型运放一，跨导型运放一的偏置电流输入端与调理电路一相连后连接光耦隔离电路，光耦隔离电路连接所述外接的PLC控制系统的O?20mA输出信号，跨导型运放一的反相输入端连接调理电路二，调理电路二与电压源输出信号相连，跨导型运放一的输出端连接PID控制电路一的输入端，PID控制电路一的反馈端连接所述电流采集模块的输出，PID控制电路一的输出端依次与驱动电路一及功率输出电路一相连，功率输出电路一与外接的试品电路相通。
[0016]优选地，由所述变频模块及所述变频电流发生模块共同构成变频电源电路，该变频电源电路包括频率发生电路，所述外接的PLC控制系统通过波形选择电路控制频率发生电路产生150Hz正弦波、400Hz正弦波、1000Hz正弦波、或复合波，频率发生电路的输出端连接有信号调理电路三，调理电路三连接跨导型运放二的同相输入端，跨导型运放二的偏置电流输入端连接积分比较电路的输出端，积分比较电路的一个输入端接入所述外接的PLC控制系统的O?20mA输出信号，积分比较电路的另一个输入端依次经过绝对值滤波电路及采样调理电路后连接所述电流采集模块的输出，跨导型运放二的输出端经由调理电路四连接PID控制电路二的输入端，PID控制电路二的反馈端经由采样调理电路后连接所述电流采集模块的输出，PID控制电路二的输出端依次经由驱动电路二及功率输出电路二与外接的试品电路相通。
[0017]优选地，所述叠加小直流模块包括运放Ul，外接的PLC控制系统的O?20mA输出信号经由调理电路五输入运放Ul的同相输入，运放Ul的反相输入端接地，运放Ul的输出端连接晶体管的基极，晶体管的发射极串联负载后再串联外接的试品后连接工作电压的负极，工作电压的正极加载在晶体管的集电极上，在负载上采样后，采样信号通过运放U2以及场效应管，再通过调理电路六，送入到外接的PLC控制系统中。
[0018]优选地，所述电流采集模块包括用于将电流范围划分为3个区间的霍尔传感器一、霍尔传感器二、霍尔传感器三，外接的PLC控制系统(17)通过量程选择电路选择霍尔传感器一、霍尔传感器二、霍尔传感器三之一投入工作，霍尔传感器一、霍尔传感器二、霍尔传感器三的输出端分别连接调理电路六、调理电路七及调理电路九，调理电路六、调理电路七及调理电路九分别连接告警电路、外接的波形测量显示电路及外接的PLC控制系统。
[0019]发明公开了一种用于剩余电流保护断路器测试装置的多输出电源，包括电源及电子负载的各个组成部分及其各类输出的工作原理和调节方式，符合GB22794-2008标准的B型漏电产品分断时间以及脱扣电流测试的所有试验要求，同时也适用于A型和AC型漏电产品测试。
【附图说明】
[0020]图1为本发明提供的一种用于剩余电流保护断路器测试装置的多输出电源的系统框图；
[0021]图2A至图2L为电源的输出波形形式；
[0022]图3A为复合波形示意图，由1Hz、50Hz、lkHz构成；
[0023]图3B为复合波形放大包络线为50Hz示意图；
[0024]图3C为复合波形放大显示IkHz波形成分示意图；
[0025]图4为叠加小直流的实现原理图；
[0026]图5为变频电源的原理图；
[0027]图6为电子负载的原理框图。
【具体实施方式】
[0028]为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0029]本发明公开的电源系统的输出涵盖了 A型、AC型和B型漏电产品的测试要求，电源的不同输出通过以下技术或具体电路来实现:
[0030](I)电源系统工作原理
[0031]电源系统的框图如附图1所示。
[0032]本发明公开的多输出电源是一个完整的系统，可以提供各种输出，对外接电路(如PLC控制)和试品而言，电源可以看作一个独立的模块，只需要将外接PLC控制系统17接到电源的PLC控制采集接口 7，将试品21接到电流输出接口 11，然后通过选择不同输出形式和设定电流大小，即可完成测试。
[0033]对电源而言，由于有多种输出，功能复杂，因而进行了模块化设计，根据功能和输出波形的不同，进行分块、分类。附图1中，接口及整流模块板I是整个电源系统的接口，不同功能的各个电路板12?16，18，20、变压器19及电源系统外接的PLC控制17和试品21都连接到接口板1，并通过接口板I传递信号和功率；同时接口及整流模块板I还包括整流模块，将变压器19提供的多路交流电整流成各种直流电压，作为辅助电源给各个电路模块的芯片供电，还作为叠加小直流源、变频电源主电路的供电电源。不同功能的各个电路板12?16，18，20功能如下:
[0034]电子负载12用于采用电压源形式的输出时调节电流大小。稳压模块13用于产生平滑直流。变频电流发生模块14用于产生变频电流源的电流输出。变频模块15用于产生变频电流源的各种频率、档位选择、信号调理、PID控制等。