系統(tǒng)

測(cè)試系統(tǒng)有三大模塊:程控電源模塊、信號(hào)采集調(diào)理模塊和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

程控電源模塊

由輸出位0V~140V的程控電源和壓變壓器構(gòu)成，在單片機(jī)ADCm842控制下程控電源輸出電壓經(jīng)變壓器升壓可以得到設(shè)定的輸出電壓值。

模塊

由于在實(shí)際的耐壓測(cè)試中，對(duì)不同產(chǎn)品可能要求施加不同的測(cè)試電壓，這就要求耐壓測(cè)試系統(tǒng)輸出測(cè)試電壓是可調(diào)的。PWM(Pulse Width Modulation)是控制逆變電源以實(shí)現(xiàn)可調(diào)電壓的輸出的主要方法之。PWM控制的理論基礎(chǔ)建立在采樣控制理論的個(gè)重要結(jié)論上，即:沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。SPWM波形就是把正弦波用等幅不等寬的脈沖代替，脈沖中點(diǎn)與正弦等分中點(diǎn)重合，且與相對(duì)應(yīng)的正弦面積相等，各脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化。SPWM波的產(chǎn)生有很多方法，可以由用集成芯片或通用電路組合產(chǎn)生，也可以由單片機(jī)產(chǎn)生。本系統(tǒng)采用單片機(jī)ATMEGA16L產(chǎn)生SPWM波，利用單片機(jī)ATMEGA16L的內(nèi)的累加器和器通調(diào)節(jié)占空比在PC4口輸出SPWM波。

程控電壓源采用單向220V頻交電經(jīng)過橋式整獲得直電壓，經(jīng)過濾波后為逆變電路提供穩(wěn)定的直電。同時(shí)由單片機(jī)產(chǎn)生的單相SPWM波經(jīng)過非門產(chǎn)生路和單片機(jī)輸出相位互補(bǔ)的SPWM波，這兩路互補(bǔ)的SPWM波分別經(jīng)過單穩(wěn)電路和隔離驅(qū)動(dòng)電路后就可以產(chǎn)生兩路相位互補(bǔ)的門觸發(fā)脈沖序列可以控制的通斷。zui終由IGBT構(gòu)成的逆變橋輸出經(jīng)低通濾波可得到標(biāo)準(zhǔn)正弦波，正弦電壓幅值0V~140V可調(diào)。

信號(hào)采集調(diào)理模塊

包括傳感器、信號(hào)調(diào)理電路和過電保護(hù)電路，測(cè)試回路漏電通過傳感器入信號(hào)采集和調(diào)理電路，在信號(hào)采集和調(diào)理電路中對(duì)漏電信號(hào)行I/V轉(zhuǎn)換變成滿足A/D輸入范圍的電壓信號(hào)。過保護(hù)電路在試品或電路故障時(shí)啟動(dòng)。

模塊

耐壓測(cè)試需要監(jiān)測(cè)的參數(shù)是:變壓器輸出電壓的值和測(cè)試回路的漏電值(如圖2)。測(cè)試系統(tǒng)中所使用的升壓變壓器二次繞組有0~5000V和0~5V兩路電壓輸出，當(dāng)變壓器二次繞組壓輸出從0V到5000V變化時(shí)，變壓器二次繞組低壓輸出從0V到5V之間變化，兩路輸出之間具有良好的線性關(guān)系。測(cè)試開始在設(shè)定的升壓時(shí)間間隔內(nèi)，變壓器二次繞組低壓側(cè)輸出的電壓經(jīng)隔離變壓器和信號(hào)調(diào)理電路后入單片機(jī)ADCm842，單片機(jī)ADCm842中的12位ADC以每秒42次轉(zhuǎn)換速度行速A/D轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量傳送給計(jì)算機(jī)并與計(jì)算機(jī)設(shè)定值相，直到輸出電壓符合設(shè)定電壓值，我們就認(rèn)為實(shí)際輸出測(cè)試電壓滿足了我們?cè)O(shè)定值的要求。

耐壓測(cè)試系統(tǒng)漏電的測(cè)試范圍是0mA ~20mA，測(cè)試開始時(shí)，被測(cè)設(shè)備漏電通過電互感器，然后經(jīng)I/V轉(zhuǎn)換電路將采樣電轉(zhuǎn)換成電壓在單片機(jī)內(nèi)行相應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換和計(jì)算，zui終得到被測(cè)設(shè)備在設(shè)定電壓條件下的泄漏電值，通過和安標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的泄漏電值相，就可以檢驗(yàn)設(shè)備耐壓測(cè)試是否合格。實(shí)際測(cè)試時(shí)，在電互感器二次側(cè)了過保護(hù)電路，當(dāng)有過情況出現(xiàn)時(shí)，例如被測(cè)設(shè)備被擊穿或者被測(cè)設(shè)備緣缺陷，電源迅速被切斷，測(cè)試被終止以保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)不被損壞。

常規(guī)的信號(hào)調(diào)理分采用真有效值的模擬運(yùn)算，泄漏電信號(hào)的有效值和峰值運(yùn)算都是由硬件電路成后輸入單片機(jī)或計(jì)算機(jī)的。這種信號(hào)調(diào)理方式zui終只能獲得泄漏電信號(hào)的峰值或有效值。這種方法不僅度不而且損失了頻率信息，不能真實(shí)的復(fù)現(xiàn)泄漏電的實(shí)際波形。本系統(tǒng)采用了速的A/D轉(zhuǎn)換將交電壓值直接采集計(jì)算機(jī)，按照用戶要求計(jì)算出峰值和有效值，并且畫出實(shí)時(shí)的漏電波形使用戶能直觀的監(jiān)測(cè)漏電情況。計(jì)算機(jī)還可以行軟件校正，去除漂移、失調(diào)成的誤差。按照實(shí)際情況還可以采用數(shù)字濾波的方式去除頻干擾，這種信號(hào)調(diào)理方式簡(jiǎn)化了硬件電路，成本較低，測(cè)試度，測(cè)試穩(wěn)定性好。由于耐壓測(cè)試的試驗(yàn)電壓較，為了保證試驗(yàn)的安性，在測(cè)試過程中要保證測(cè)試系統(tǒng)機(jī)箱外殼良好的接地。