一种集装箱码头专用绝缘栅双极晶体管检查设备的制作方法

1.本技术涉及检测电路技术领域，尤其是涉及一种集装箱码头专用绝缘栅双极晶体管检查设备。


背景技术：

2.龙门吊、振华桥吊以及轨道吊是码头上常见的吊装设备，这些自动化设备里拥有大量的各种品牌规格绝缘栅双极晶体管。
3.随着设备使用年限以及使用频率的增长，龙门吊中的双极晶体管易出现老化。而绝缘栅双极晶体管发生的故障往往呈短路性、开路性损坏，或器件绝缘性能降低等原因造成器件隐蔽性故障。而现有的检测手段在设备断电的时候，用电阻表测量绝缘栅双极晶体管源极以及漏极之间的阻值，判断其是否损坏。
4.上针对上述中的相关技术，由于绝缘栅双极晶体管关闭的过程中相当于断路，现有的用电表检测的方法，只能检测出绝缘栅双极晶体管的源极以及漏极之间是否短路，更无法对断路与绝缘性能降低的情况进行判断。


技术实现要素：

5.为了能够更加准确地对驱动器内部的绝缘栅双极晶体管的故障进行检查，本技术提供一种集装箱码头专用绝缘栅双极晶体管检查设备。
6.本技术提供的一种集装箱码头专用绝缘栅双极晶体管检查设备采用如下的技术方案。
7.一种集装箱码头专用绝缘栅双极晶体管检查设备，包括：
8.电源转换模块，其输入端用于接市电，以输出直流驱动电源；
9.直流电压供给模块，耦接于所述电源转换模块，其正相输出端、反相输出端之间具有额定电压检测端，以供待测绝缘栅双极晶体管耦接；
10.升压模块，耦接于所述直流电压供给模块，用于逐步提升直流电压供给模块的输出电压；
11.自动关断模块，耦接于所述直流电压供给模块与升压模块，以在待测绝缘栅双极晶体管击穿后，将所述升压模块关断重置以使直流电压供给模块停止输出电压；
12.以及电压检测展示模块，耦接于所述直流电压供给模块，以将待测绝缘栅双极晶体管的击穿电压展示给人员。
13.通过采用上述技术方案，通过升压模块使直流电压供给模块的电压持续上升直至到达待测绝缘栅双极晶体管的额定电压将待测绝缘栅双极晶体管击穿，人员通过检测该击穿的电压，便可以的到待测绝缘栅双极晶体管的额定电压值，知晓待测绝缘栅双极晶体管的绝缘度，并且通过额定电压的数值与出厂参数比较，可以判断是否有断路或短路故障，能够精确对绝缘栅双极晶体管进行检测。
14.优选的，还包括：
15.触发运行模块，耦接于所述电源转换模块，其输出端具有供待测绝缘栅双极晶体管接入的触发运行检测端口，以将待测绝缘栅双极晶体管触发导通；
16.以及触发电流展示模块，耦接于触发运行模块，用于向人员展示待测绝缘栅双极晶体管触发导通时的栅极电流。
17.通过采用上述技术方案，触发电流展示模块、触发运行模块的设置，可对待测绝缘栅双极晶体管的触发电流进行检测，以判断待测绝缘栅双极晶体管触发之后的性能。
18.优选的，还包括：
19.触发电压展示模块，耦接于所述触发运行模块，检测待测绝缘栅双极晶体管的栅源极电压并向人员进行展示。
20.通过采用上述技术方案，通过检测待测绝缘栅双极晶体管的栅源极电压，通过计算可了解待测绝缘栅双极晶体触发导通后的阻值，了解待测绝缘栅双极晶体管的性能。
21.优选的，所述触发运行模块耦接有声音提醒模块，所述声音提醒模块用于在待测绝缘栅双极晶体管触发接通后开启。
22.通过采用上述技术方案，声音提醒模块的设置，在待测绝缘栅双极晶体管触发导通后，可对人员进行提醒。
23.优选的，所述电源转换模块包括：
24.直流主电源模块，耦接于所述升压模块，用于给升压模块供给电压；
25.以及直流辅电源模块，耦接于所述触发运行模块，并与直流主电源模块并联，用于给触发运行模块供给电压。
26.通过采用上述技术方案，主流主电源模块与直流辅电源模块分别对升压模块以及触发运行模块进行供压，这样使电源相互独立，防止因电源共地等原因引起触发电流展示模块、触发电压展示模块、电压检测展示模块之间相互干扰，避免数显表所显示的数据出现较大的误差或数据显示不稳定。
27.优选的，所述直流主电源模块耦接有稳压模块，所述稳压模块用于使直流主电源模块的输出电压保持稳定。
28.通过采用上述技术方案，稳压模块的设置使直流主电源模块输出的电压更加稳定。
29.优选的，所述直流主电源模块耦接的输出端耦接有可控精密稳压源tl431，以使自身的输出电压保持稳定。
30.通过采用上述技术方案，当输出电压增大时，输出电压增大导致tl431输出采样的电压也增大，这时内部电路会通过调整，使输出电压减小，实现稳压，该稳压调节适用2.5v~36v，与本设备内的电路电压相适配。
31.优选的，所述升压模块耦接有启动指示模块，所述启动指示模块用于在升压模块启动后对人员做出灯光指示。
32.通过采用上述技术方案，启动指示模块的设置，可发出灯光指示提醒人员，便于人员了解升压模块已启动。
33.优选的，所述电压检测展示模块包括：
34.电压采集单元，耦接于所述直流电压供给模块，用于采集直流电压供给模块两端的电压，输出额定电压信号；
35.以及额定电压展示器，耦接于电压采集单元，具有电子显示屏，接收额定电压信号，做出将额定电压数值在电子显示屏显示的响应。
36.通过采用上述技术方案，当待测绝缘栅双极晶体管的被额定电压击穿后，通过电压采集单元采集直流电压供给模块的电压，以获取额定电压信号，再通过额定电压展示器转换，将额定电压信号转换为数字信息，在电子显示屏上显示，以便人员观看。
37.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
38.通过设置升压模块、直流电压供给模以及自动关断模块，使本设备能够更加准确地对驱动器内部的绝缘栅双极晶体管内的故障进行检查；
39.通过设置触发运行模块、触发电流展示模块以及触发电压展示模块，使人员可在断电的情况下对绝缘栅双极晶体管触发后的电压及电流进行检测，进一步判断绝缘栅双极晶体管的性能。
40.通过设置直流辅电源模块、直流主电源模块，使得绝缘栅双极晶体管的触发检测与额定电压的检测不易相互干扰。
附图说明
41.图1是本技术实施例的电源转换模块的电路图。
42.图2是本技术实施例的升压模块、直流电压供给模的电路图。
43.图3是本技术实施例的触发运行模块的电路图。
44.附图标记说明：1、电源转换模块；11、直流主电源模块；12、直流辅电源模块；121、电源供压电路；13、变压模块一；14、变压模块二；15、稳压模块；2、升压模块；21、启动指示模块；3、直流电压供给模块；4、自动关断模块；5、启动模块；6、电压检测展示模块；61、电压采集单元；62、额定电压展示器；7、触发运行模块；8、触发电流展示模块；9、触发电压展示模块；10、声音提醒模块。
具体实施方式
45.以下结合附图1
‑
3对本技术作进一步详细说明。
46.本技术实施例公开一种集装箱码头专用绝缘栅双极晶体管检查设备。
47.参照图1，一种集装箱码头专用绝缘栅双极晶体管检查设备，包括电源转换模块1、升压模块2、直流电压供给模块3、自动关断模块4、启动模块5、电压检测展示模块6、触发运行模块7、触发电流展示模块8以及触发电压展示模块9。
48.电源转换模块1包括直流主电源模块11以及直流辅电源模块12，其输入端用于接市电，以输出直流驱动电源；
49.直流主电源模块11，包括全桥整流器、变压器ct，变压器ct为三绕组线圈变压器，全桥整流器的第一引脚耦接有电感l1，电感l1的另一端耦接有电阻r0，电阻r0的另一端接火线，电阻r0与火线之间串联有开关s1，全桥整流器的第三引脚耦接有电感l2，电感l2的另一端接零线，电感l1与电阻r0之间的连接点耦接有电容c1，电容c1的另一端与零线耦接。
50.全桥整流器的第二引脚耦接有热敏电阻rt，热敏电阻rt的另一端接变压器ct的一次绕组线圈，热敏电阻rt与变压器ct的一次绕组线圈之间的连接点耦接有极性电容c2，极性电容c2的负极与全桥整流器的第四引脚耦接，敏电阻rt与变压器ct的一次绕组线圈之间
的另一连接点耦接有二极管d1，二极管d1的阳极与敏电阻rt耦接，二极管d1耦接有二极管d2，二极管d2的阴极与二极管d1的阴极耦接，二极管d2的阳极与变压器ct的一次绕组线圈的另一端耦接，二极管d2的阳极还耦接有稳压模块15。
51.稳压模块15包括top223y集成电路、电容c3、二极管d3以及光电耦合器ic1，二极管d2的阳极与top223y集成电路的漏极耦接，top223y集成电路的漏极还与电容c3耦接，电容c3的另一端与光电耦合器ic1的第三引脚耦接，光电耦合器ic1的第四引脚耦接有电阻r1，电阻r1与光电耦合器ic1的中间电连接点与top223y集成电路的控制端耦接，电阻r1的另一端耦接有极性电容c4，极性电容c4的阴极与极性电容c2的阴极耦接，光电耦合器ic1的第二引脚接地，光电耦合器ic1的第一引脚耦接有电阻r2，电阻r2的另一端耦接有肖特基势垒整流二极管d4，肖特基势垒整流二极管d4的阳极与变压器ct的二次绕组线圈耦接、阴极与电阻r2耦接，肖特基势垒整流二极管d4的阴极还耦接有电感l3，电感l3的另一端为输出端，输出12v的直流电源，电感l3的输出端耦接有电阻r3，电阻r3的另一端耦接有可控精密稳压源tl431，可控精密稳压源tl431的控制端与电阻r3耦接、阳极耦接有极性电容c4、阴极接地，极性电容c4的阳极耦接于电感l3与肖特基势垒整流二极管d4之间的连接点上，极性电容c4的阴极与可控精密稳压源tl431的阳极之间的电连接点与压器ct的二次绕组线圈的另一端耦接，极性电容c4并联有电容c5，可控精密稳压源tl431的控制端的电阻r3之间的连接点耦接有电阻r4以及电容c6，电阻r4的另一端与电容c5耦接,电容c6的另一端接地。
52.电感l3的输出端还耦接有电阻r5，电阻r5的另一端接地，电阻r5并联有极性电容c7、极性电容c8、极性电容c9以及电容c10，电感l3的输出端为直流主电源模块11的正极输出端。
53.稳压模块15以top223y集成电路三端离线式脉宽调制开关器件为核心元件，top223y集成电路具有过载限流、欠压锁定等多方面保护功能，较为适用。次级部分电源经启动、振荡、激励后，由开关变压器次级输出，通过二极管整流及电容滤波输出稳定的+12v直流电压，作为自动电压调整电路的电源。
54.直流主电源模块11工作后，随着负载大小的改变，系统直流电源输出电压同时也在改变。当负载变轻时，直流主电源模块11输出电压、电流变大，反馈到变压器ct的三次绕组线圈上，经过整流、滤波、限流后，送至top223y集成电路控制端，使控制端的电流增大，在振荡电路的控制下，top223y集成电路内部进行闭环调整，经由pwm控制mosfet的输出占空比，使其占空比线性减小，从而使输出电压下降，最后达到动态平衡，保持稳定输出+12v的直流电压。反之，当负载变大时，也同理。另外在变压器ct二级线圈的输出端，经由肖特基势垒整流二极管d4对高频变压器次级的高频方波电压进行整流，再经电解电容滤波及可控精密稳压源tl431反馈控制稳压，使输出电压能够更加稳定。
55.直流主电源模块11的正极输出端耦接有变压模块一13，变压模块一13包括ic2芯片，ic2芯片采用l7805cv，直流主电源模块11的正极输出端与ic2芯片的输入端耦接，ic2芯片的接地端接地，ic2芯片的输出端输出5v直流电压，ic2芯片的输入端耦接有电容c11，电容c11的另一端接地，ic2芯片的输出端耦接有电容c12，电容c12的另一端接地，ic2芯片的输出端还耦接有极性电容c13，极性电容c13的正极与ic2芯片的输出端耦接，极性电容c13的负极接地。
56.直流主电源模块11的正极输出端耦接有变压模块二14，变压模块二14包括ic3芯
片，ic3芯片采用l7809cv，直流主电源模块11的正极输出端与ic3芯片的输入端耦接，ic3芯片的接地端接地，ic3芯片的输出端输出9v直流电压，ic3芯片的输入端耦接有电容c14，电容c14的另一端接地，ic3芯片的输出端耦接有电容c15，电容c15的另一端接地，ic3芯片的输出端还耦接有极性电容c16，极性电容c16的正极与ic3芯片的输出端耦接，极性电容c16的负极接地。
57.直流辅电源模块12包括两个并联的5v的电源供压电路121，两个电源供压电路121的结构相同，电源供压电路121包括变压器t1、二极管d5以及ic4芯片，ic4芯片采用l7805cv芯片，变压器t1的初级线圈一端耦接于电感l1与全桥正整流器之间的连接点上、另一端耦接于电感l2与全桥正整流器之间的连接点上，变压器t1的次级线圈的一端与二极管d5的阳极耦接、另一端接地，二极管d5的阴极与ic4芯片的输入端耦接，ic4芯片的接地端接地，ic4芯片的输入端耦接有电容c18，电容c18的另一端接地，ic4芯片的输入端还耦接有极性电容c17，极性电容c17的正极与ic4芯片的输出端耦接，极性电容c17的负极接地ic4芯片的输出端还耦接有极性电容c19，极性电容c19的正极与ic4芯片的输出端耦接，极性电容c19的负极接地，ic4芯片的输出端用于输出5v直流电。
58.参照图2，升压模块2包括ic6芯片、mosfet管q1，ic6芯片采用uc3845集成芯片，直流主电源模块11的输出端与ic6芯片的第七引脚耦接，ic6芯片的第五引脚接地，其第八引脚接电容c28，电容c28的另一端接地，ic6芯片的第四引脚耦接有电容c27，电容c27的另一端接地，电容c28与ic6芯片第八引脚之间的连接点耦接有电阻r22，电阻r22的另一端耦接于电容c27与ic6芯片第四引脚之间的连接点。
59.ic6芯片的第六引脚耦接有电阻r25，电阻r25的另一端与mosfet管q1的栅极耦接，电阻r2与mosfet管q1的栅极之间的连接点上耦接有电阻r26，电阻r26的另一端接地，mosfet管q1的漏极耦接于直流电压供给模3上。mosfet管q1的源极耦接有阻值极小的电阻r27以及二极管d10，电阻r27的另一端接地，二极管d10的阳极接地、阴极与mosfet管q1的源极耦接，电阻r27与mosfet管q1源极之间的连接点耦接有电阻r23，电阻r23的另一端耦接于ic6芯片的第三引脚耦接上，ic6芯片的第三引脚与地线之间串联有电容c26。ic6芯片的第三引脚耦接有二极管d9，二极管d9阴极与ic6芯片的第三引脚相接、阳极耦接有电阻r24，电阻r24的另一端与ic6芯片的第七引脚耦接。
60.直流电压供给模块3包括二极管d6、变压器t3，变压器t3的初级线圈的一端耦接于电阻r24与ic6芯片的第七引脚之间的连接点上、另一端耦接于mosfet管q1的漏极上，变压器t3的次级线圈的一端与二极管d6的阳极耦接、另一端接地，二极管d6的阴极耦接有电阻r15，电阻r15的另一端为额定电压检测端，额定电压检测端用于耦接待测绝缘栅双极晶体管的漏极，待测绝缘栅双极晶体管的栅极与源极短接，两者之间的连接点耦接有串联电阻r21，电阻r21的另一端接地，电阻r21还并联有电容c25。
61.二极管d6的阴极还耦接有电阻r16，电阻r16并联有电容c20,电容c20的另一端耦接于电容c21，电容c21的另一端接地，电阻r16的另一端与ic6芯片的第一引脚耦接，电阻r16的另一端还耦接有电阻r18，电阻r18的另一端耦接于ic6芯片的第二引脚，电阻r18并联有电阻r17、电容c23，ic6芯片的第二引脚耦接有电容c22，电容c22的另一端接地，其中电阻r16以及电阻r17均为阻值为10m的大电阻。
62.自动关断模块4包括二极管d8、稳压二极管d7，二极管d8的阳极与待测绝缘栅双极
晶体管的栅极耦接，二极管d8的阴极耦接于稳压二极管d7的阴极，稳压二极管d7的阳极接地。二极管d8与稳压二极管d7之间的连接点耦接于ic6芯片的第二引脚上，二极管d8与稳压二极管d7之间的连接点还耦接有可调电阻r19，可调电阻r19的另一端串联电阻r20后接地。
63.uc3845是高性能固定频率电流模式控制器，专为离线和直流至直流变换器应用和设计，其内部具有振荡器、能进行精确的占空比控制。升压模块2在得电启动后，自动调整电压，电路经ic6芯片输出脚（第六引脚）直接驱动mosfet管q1的栅极，高达1.oa的峰值电流经此管脚拉和灌,输出开关频率为振荡器频率的一半。激励振荡放大后变压器初级线圈以及次级线圈上的电压连续上升，最高可产生约为1500v直流电压，以击穿待测绝缘栅双极晶体管。
64.由于自动关断模块4的设置，在待测绝缘栅双极晶体管源极与漏极之间的电压上升至额定电压将待测绝缘栅双极晶体管击穿后，稳压二极管d7与二极管d6之间的电压上升至高于2.5v的状态，ic6芯片停止输出电压，直流电压供给模块3失去升压模块2输出的电压供给停止运行，待测绝缘栅双极晶体管不再导通，于是升压模块2重新启动，如此重复循环，由于每次循环执行，每次都升到待测绝缘栅双极晶体管源极的击穿电压（额定电压）就停了，这样的动态平衡就给人看到的现象就是输出固定的电压。此处顺带一提每个绝缘栅双极晶体管的型号有多中，其额定电压不相同，通过使绝缘栅双极晶体管端部的电压连续上升，达到待测绝缘栅双极晶体管的实际击穿电压，达到通过检测击穿电压的具体数值，便可得到每个待测绝缘栅双极晶体管的实际额定电压。
65.电压检测展示模块6包括电压采集单元61以及额定电压展示器62。
66.具体的电压采集单元61，包括电阻r11、电阻r12、可调电阻r13以及电阻r14，电阻r12耦接于待测绝缘栅双极晶体管的漏接上，电阻r12的另一端与电阻r11耦接，电阻r11的另一端与可调电阻r13耦接，可调电阻r13的另一端与电阻r14耦接，电阻r14接地，可调电阻r13的调节端耦接有电容c24，电容c24的另一端接地，其中电阻r12以及电阻r11均为阻值为10m的大电阻；
67.额定电压展示器62采用智能处理器，内其具有cpu，额定电压展示器62具有显示屏，额定电压展示器62由变压模块一13供电，额定电压展示器62的信号输入端耦接于可调电阻r13的调节端，以接收检测到的额定电压信号，之后通过模数转换，以及计算得到待测绝缘栅双极晶体管的额定电压，并展示在显示屏上。
68.启动模块5耦接于升压模块2，用于控制升压模块2的开闭，具体的启动模块5包括光电耦合器ic5、双掷开关s2、三级管q1，双掷开关s2具有输入端、第一输出端以及第二输出端，双掷开关s2的输入端与直流主电源模块11的输出端耦接，其第一输出端耦接有电阻r6，电阻r6的另一端光电耦合器ic5的第一引脚耦接，光电耦合器ic5的第二引脚接地，光电耦合器ic5的第三引脚耦接于电阻r24与二极管d9之间的连接点上，光电耦合器ic5的第四引脚接地，双掷开关s2的第二输出端耦接有电阻r7，电阻r7的另一端耦接有电阻r9，电阻r9的另一端接地，电阻r7与电阻r9之间的连接点与三级管q1的基极耦接，三级管q1的集电极耦接有电阻r10，电阻r10的另一端与待测绝缘栅双极晶体管的漏极耦接，三级管q1的发射极接地。
69.当双掷开关s2偏置到第一输出端时，光电耦合器ic5导通，将ic6芯片的第三引脚接地，使将ic6芯片的第三引脚电压置零，使ic6芯片可以正常工作，当双掷开关s2偏置到第
二输出端时，光电耦合器ic5处于高阻状态，使将ic6芯片的第三引脚电压大于1v将ic6芯片的输出关闭，mosfet管q1关断，从而使直流电压供给模块3关断，且三极管q2导通，将电压采集单元61短路，使电阻r13中无电流，额定电压展示器62的显示屏上无数字，人员可通过按压双掷开关s2启动或关闭升压模块2。
70.指示启动模块5包括电阻r8以及led1，电阻r8的一端耦接于双掷开关s2的第一输出端与电阻r6之间的连接点上，电阻r8的另一端与led1的阳极耦接，led1的阴极接地。当led1亮起时，说明双掷开关s2偏置到第一输出端，此时直流电压供给模块3处于正常工作状态。
71.参照图3，触发运行模块7，包括电阻r28、电容c29以及电阻r29，变压模块二14的输出端耦接有开关s3，开关s3的另一端与待测绝缘栅双极晶体管的漏极耦接，电待测绝缘栅双极晶体管的源极接地，阻r28也与变压模块二14的输出端耦接，电阻r28的另一端耦接有开关s4，开关s3与开关s4为联动机械开关，开关s4的另一端与待测绝缘栅双极晶体管的栅极耦接，电阻r29耦接于待测绝缘栅双极晶体管的栅极与电阻r28之间的连接点上，电阻r29的另一端接地，电容c29与电阻r29并联。开关s4与待测绝缘栅双极晶体管的栅极之间的连接点耦接有电阻r30，电阻r30的另一端耦接有led2，led2的阴极接地。当开关s4闭合时，led2会亮起，指示以开始对待测绝缘栅双极晶体管进行检测。
72.触发运行模块7耦接有声音提醒模块10，声音提醒模块10包括电铃，电铃的一端耦接于待测绝缘栅双极晶体管的源极、另一端接地。当待测绝缘栅双极晶体管导通后，电铃会发出声音提醒以指示人员，待测绝缘栅双极晶体管以导通。
73.触发电流展示模块8，采用电流数显表，由电源供压电路121供电，串联在开关s3与待测绝缘栅双极晶体管之间以对通过待测绝缘栅双极晶体管的电流进行检测，触发电压展示模块9具有数字显示屏，以将触发电流数字化展示给人员观看。
74.触发电压展示模块9，采用电压数显表，由电源供压电路121供电，其第一输入端耦接于待测绝缘栅双极晶体管的漏极、第二输入端耦接于待测绝缘栅双极晶体管的源极，以用于检测待测绝缘栅双极晶体管源极、漏极之间的电压，触发电压展示模块9具有数字显示屏，以将触发电压展示给人员观看。
75.人员可根据检测到的检测待测绝缘栅双极晶体管导通后的电流与电压，对绝缘栅双极晶体管的性能进行评估，一般情况下，绝缘栅双极晶体管的管压降值和电流值越小则性能越优。
76.本技术实施例一种集装箱码头专用绝缘栅双极晶体管检查设备的实施原理为：利用uc3845组成的电路产生自动调整电压，电路经uc3845输出脚直接驱动mosfet管q1的栅极，高达1.oa的峰值电流经此管脚拉和灌,输出开关频率为振荡器频率的一半。激励振荡放大后产生，最高可自动上升到约为1500v直流电压。把该电压正极接到绝缘栅双极晶体管的漏极，负极接到绝缘栅双极晶体管源极，按下双掷开关s2，使uc3845工作，进行绝缘栅双极晶体管额定电压检查，并根据每个绝缘栅双极晶体管实际额定电压的不同，反馈电压进行自动调整，同时将其转换为电压信号，显示在电压数显表上。然后根据检查所得数据与绝缘栅双极晶体管出厂参数对比，可直观的区分绝缘栅双极晶体管是否合格，一般情况下，所承受的最高额定电压高于出厂参数为合格，低于出厂参数为不合格，从而对绝缘栅双极晶体管的绝缘性进行判断。
77.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。