一种锂电池供电的高压断路器测试设备
技术领域
本发明涉及检测仪器
技术领域
，尤其涉及一种锂电池供电的高压断路器测试设备。背景技术
高压断路器(High voltage circuit breaker)是在正常或故障情况下接通或断开高压电路的专用电器,在高压电路中起控制作用，是高压电路中的重要电器元件之一。
高压断路器其中一个重要的性能指标就是其关断速度。现有的技术中采用传感器获取高压断路器的转速，来确定关断速度。
但是现有的高压断路器测试设备大多数体积较大，电路较为复杂，安装调试及维护造成极大地不便，在日常维护过程中经常发现故障，可靠性也得不到保障。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种锂电池供电的高压断路器测试设备，能够解决上述技术问题。
为了达到上述目的，本发明解决技术问题的技术方案是提供一种锂电池供电的高压断路器测试设备，包括：
主控制电路、直流电压采样电路、分合闸时间采样电路、传感器行程采样电路以及供电电路，所述供电电路与所述主控制电路、所述直流电压采样电路电连接，所述直流电压采样电路、所述分合闸时间采样电路、所述传感器行程采样电路具有与待测断路器连接的检测端，所述直流电压采样电路、所述分合闸时间采样电路、所述传感器行程采样电路与所述主控制电路电连接，所述直流电压采样电路获取待测断路器的电压信号，所述分合闸时间采样电路获取待测断路器的分合闸信号，所述传感器行程采样电路获取传感器的行程并产生行程信号，所述主控制电路接收所述电压信号、所述分合闸信号及所述行程信号，并确定待测断路器的关断速度。
进一步，所述主控制电路包括主控制芯片U16、数模转换芯片U9、晶振Y2、晶振Y3、电阻R29、电阻R68、电容C20、电容C22，所述晶振Y3的一端与所述主控制芯片U16的P0引脚、所述电容C20的一端电连接，所述晶振Y3的另一端与所述主控制芯片U16的P1引脚、所述电容C22的一端电连接，所述电容C20的另一端、所述电容C22的另一端接地，所述电阻R68一端与所述主控制芯片U16的VDDA引脚电连接，所述电阻R68另一端接VCC电平；所述数模转换芯片U8的SDI引脚、CS引脚分别与所述主控制芯片U16的PB7引脚、BOOT0引脚电连接，所述晶振Y2的两端分别与所述数模转换芯片U8的CIN引脚、XOUT引脚电连接，所述电阻R29一端与所述数模转换芯片U9的VD+引脚电连接，所述电阻R29另一端接VCC电平，所述数模转换芯片U9的AIN2+引脚、AIN5+引脚分别与所述直流电压采样电路、所述传感器行程采样电路电连接，所述主控制芯片U16的PA0引脚、PA1引脚与所述分合闸时间采样电路电连接。
进一步，所述主控制芯片U16的具体型号为STM32F103RE。
进一步，所述直流电压采样电路包括电流信号传感器H1、电阻R40、放大器U12B、电阻R37，所述电流信号传感器H1的输出端、所述电阻R40一端与所述放大器U12B的正相输入端电连接，所述电阻R40另一端接地，所述电阻R37一端与所述放大器U12B的负相输入端电连接，所述电阻R37另一端与所述放大器U12B的输出端电连接，所述放大器U12B的输出端与所述数模转换芯片U9的AIN5+引脚电连接。
进一步，所述电流信号传感器H1的具体型号为DHB，所述放大器U12B的具体型号为TL082。
进一步，所述分合闸时间采样电路包括驱动器U13、DC/DC芯片DCM1、场效应管Q1、场效应管Q2，所述驱动器U13的1C引脚与所述场效应管Q1的栅极电连接，所述驱动器U13的2C引脚与所述场效应管Q2的栅极电连接，所述驱动器U13的1B引脚、2B引脚与所述主控制芯片U16电连接；所述DC/DC芯片DCM1的VOUT引脚与所述场效应管Q1的漏极、所述场效应管Q2的漏极电连接。
进一步，所述驱动器U13具体型号为ULN2003，所述场效应管Q1、所述场效应管Q2的具体型号为FGA25N120。
进一步，所述传感器行程采样电路4包括电阻R31、电阻R33、电阻R35、二极管D6、二极管D7、放大器U12A，所述电阻R31一端、所述电阻R33一端、所述二极管D6的阳极及所述二极管D7的阴极形成连接传感器的输入端，所述电阻R31另一端与所述放大器U12A的第三引脚电连接，所述二极管D6的阴极与12V电压电连接，所述二极管D7的阳极、所述电阻R33另一端与所述放大器U12A的第四引脚电连接，所述电阻R35一端与所述放大器U12A的第二引脚电连接，所述电阻R35另一端、所述放大器U12A的第一引脚与所述数模转换芯片U9的AIN2+引脚电连接。
进一步，所述供电电路包括锂电池组、电源芯片WQ2、电感L2、极性电容E2、极性电容E4、二极管D33，所述锂电池组的正极与所述电源芯片WQ2的VI引脚、所述极性电容E2的阳极电连接，所述电源芯片WQ2的VO引脚与所述电感L2的一端、所述二极管D33的阴极电连接，所述二极管D33的阳极与所述极性电容E2的阴极、所述极性电容E4的阴极电连接，所述极性电容E4的阳极、所述电源芯片WQ2的FB引脚、所述电感L2另一端形成VCC输出端，所述电源芯片WQ2的GND引脚接地。
进一步，所述电源芯片WQ2的具体型号为LM2576HV。
与现有技术相比，本发明所提供的锂电池供电的高压断路器测试设备具有以下有益效果：
本发明的锂电池供电的高压断路器测试设备通过分别采集断路器的电压信号、分合闸信号及传感器的行程信号，就能得到断路器的关断速度，本发明具有硬件模块设计，结构简单紧凑等特点，适用于各种断路器的检测。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的一种锂电池供电的高压断路器测试设备的结构示意图；
图2A、图2B为图1中主控制电路的电路图；
图3所示为图2中直流电压采样电路的电路图；
图4所示为图2中分合闸时间采样电路的电路图；
图5所示为图2中传感器行程采样电路的电路图；
图6所示为图2中供电电路的电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1-图6，本发明第一实施例提供的一种锂电池供电的高压断路器测试设备，其包括：主控制电路1、直流电压采样电路2、分合闸时间采样电路3、传感器行程采样电路4以及供电电路5，所述供电电路5与所述主控制电路1、所述直流电压采样电路2电连接，为所述主控制电路1、所述直流电压采样电路2供电，所述直流电压采样电路2、所述分合闸时间采样电路3、所述传感器行程采样电路4具有与待测断路器连接的检测端，所述直流电压采样电路2、所述分合闸时间采样电路3、所述传感器行程采样电路4与所述主控制电路1电连接，所述直流电压采样电路2获取待测断路器的电压信号，所述分合闸时间采样电路3获取待测断路器的分合闸信号，所述传感器行程采样电路4获取传感器的行程并产生行程信号，所述主控制电路1接收所述电压信号、所述分合闸信号及所述行程信号，并确定待测断路器的关断速度。
具体的，所述主控制电路1包括主控制芯片U16、数模转换芯片U9、晶振Y2、晶振Y3、电阻R29、电阻R68、电容C20、电容C22，所述晶振Y3的一端与所述主控制芯片U16的P0引脚、所述电容C20的一端电连接，所述晶振Y3的另一端与所述主控制芯片U16的P1引脚、所述电容C22的一端电连接，所述电容C20的另一端、所述电容C22的另一端接地，所述电阻R68一端与所述主控制芯片U16的VDDA引脚电连接，所述电阻R68另一端接VCC电平；所述数模转换芯片U8的SDI引脚、CS引脚分别与所述主控制芯片U16的PB7引脚、BOOT0引脚电连接，所述晶振Y2的两端分别与所述数模转换芯片U8的CIN引脚、XOUT引脚电连接，所述电阻R29一端与所述数模转换芯片U9的VD+引脚电连接，所述电阻R29另一端接VCC电平，所述数模转换芯片U9的AIN2+引脚、AIN5+引脚分别与所述直流电压采样电路2、所述传感器行程采样电路4电连接，所述主控制芯片U16的PA0引脚、PA1引脚与所述分合闸时间采样电路3电连接。
晶振Y3和电容C20、C21组成震荡电路，给单片机U16提供工作时钟脉冲。另外还提供了单片机启动的方式选择BOOT0和BOOT1分别连接到单片机的60脚和28脚。
所述主控制芯片U16的具体型号为STM32F103RE。
所述直流电压采样电路2包括电流信号传感器H1、电阻R40、放大器U12B、电阻R37，所述电流信号传感器H1的输出端、所述电阻R40一端与所述放大器U12B的正相输入端电连接，所述电阻R40另一端接地，所述电阻R37一端与所述放大器U12B的负相输入端电连接，所述电阻R37另一端与所述放大器U12B的输出端电连接，所述放大器U12B的输出端与所述数模转换芯片U9的AIN5+引脚电连接。
电流信号传感器的输出信号并接电阻R40后连接至跟随器U12的5脚，然后由7脚输出连接至模数转换器U9的5脚(IN5+)。
所述电流信号传感器H1的具体型号为DHB，所述放大器U12B的具体型号为TL082。
具体的，所述分合闸时间采样电路3包括驱动器U13、DC/DC芯片DCM1、场效应管Q1、场效应管Q2，所述驱动器U13的1C引脚与所述场效应管Q1的栅极电连接，所述驱动器U13的2C引脚与所述场效应管Q2的栅极电连接，所述驱动器U13的1B引脚、2B引脚与所述主控制芯片U16电连接；所述DC/DC芯片DCM1的VOUT引脚与所述场效应管Q1的漏极、所述场效应管Q2的漏极电连接。
分合闸的驱动电源由锂电池组输出48V通过DC/DC模块转换所得，DC/DC转换模块的输出调整则有单片机自身的D/A输出控制，连接到单片机U16的20脚。
所述驱动器U13具体型号为ULN2003，所述场效应管Q1、所述场效应管Q2的具体型号为FGA25N120。
所述传感器行程采样电路4包括电阻R31、电阻R33、电阻R35、二极管D6、二极管D7、放大器U12A，所述电阻R31一端、所述电阻R33一端、所述二极管D6的阳极及所述二极管D7的阴极形成连接传感器的输入端，所述电阻R31另一端与所述放大器U12A的第三引脚电连接，所述二极管D6的阴极与12V电压电连接，所述二极管D7的阳极、所述电阻R33另一端与所述放大器U12A的第四引脚电连接，所述电阻R35一端与所述放大器U12A的第二引脚电连接，所述电阻R35另一端、所述放大器U12A的第一引脚与所述数模转换芯片U9的AIN2+引脚电连接。
量程传感器信号通过电阻R31连接到跟随器U12的3脚，后由U12的1脚输出到模数转换器U9的4脚(IN2+)。
直流驱动电源由分压电阻R48、R50、R55采样后，经过电阻R54接入放大器U14的2脚。放大后的信号通过电阻R49连接到模数转换器U9的6脚(IN6+)。
ADC数模转换器U5由单片机U16控制，其14、10、17、11脚分别为串行数据输出、输入、时钟脉冲和片选，它们分别接到单片机U16的10、11、59和61脚。
所述放大器U12A的具体型号为TL082。
所述供电电路5包括锂电池组、电源芯片WQ2、电感L2、极性电容E2、极性电容E4、二极管D33，所述锂电池组的正极与所述电源芯片WQ2的VI引脚、所述极性电容E2的阳极电连接，所述电源芯片WQ2的VO引脚与所述电感L2的一端、所述二极管D33的阴极电连接，所述二极管D33的阳极与所述极性电容E2的阴极、所述极性电容E4的阴极电连接，所述极性电容E4的阳极、所述电源芯片WQ2的FB引脚、所述电感L2另一端形成VCC输出端，所述电源芯片WQ2的GND引脚接地。
所述电源芯片WQ2的具体型号为LM2576HV。
所述供电电路5与为所述主控制电路1、所述直流电压采样电路2供电，所述直流电压采样电路2获取待测断路器的电压信号，所述分合闸时间采样电路3获取待测断路器的分合闸信号，所述传感器行程采样电路4获取传感器的行程并产生行程信号，所述主控制电路1接收所述电压信号、所述分合闸信号及所述行程信号，根据所述电压信号、所述分合闸信号确定待测断路器的关断时间，再结合所述行程信号，得到断路器的关断速度。
本发明的锂电池供电的高压断路器测试设备通过分别采集断路器的电压信号、分合闸信号及传感器的行程信号，就能得到断路器的关断速度，本发明具有硬件模块设计，结构简单紧凑等特点，适用于各种断路器的检测。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明的保护范围内。
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