一种铝电解电容的可靠性测试仪的制作方法

本发明涉及铝电解电容技术领域，尤其涉及电解电容测试领域有，具体的是指一种铝电解电容的可靠性测试仪。

背景技术：

铝电解电容是一种非常常用的电子元器件，铝电解电容都有一定的工作寿命，且时间较长，在电容研发过程中，一项非常重要的参数是确定新品种的寿命，为了检验新样品的寿命，需要一套专门的设备来进行测试，为实验过程中的电容提供电源，模拟电容的工作过程。现有技术中没有为电容实验提供能量的电源。基于此，本发明提供一种解决上述问题的测试仪。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提出一种铝电解电容的可靠性测试仪，本发明能够提供一种电压和电流可以调节的直流电源和一种充放电电压和时间可以脉冲工作的脉冲电源，上述两种电源在实验时相互叠加用以模拟待测电解电容的工作时情形，从而检测出待测电解电容的使用的可靠性。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

本发明提出一种铝电解电容的可靠性测试仪，包括依次连接的工频交流源、工频整流滤波模块、逆变模块、高频整流滤波模块、脉冲变换模块，所述脉冲变换模块连接有待测电解电容，还包括直流电压电流检测模块及脉冲电压电流检测模块，所述直流电压电流检测模块连接于高频整流滤波模块，所述脉冲电压电流检测模块连接于待测电解电容，所述工频交流源、逆变模块、直流电压电流检测模块、脉冲变换模块及脉冲电压电流检测模块均连接于控制板，所述控制板连接有操作面板。

优选的，所述控制板采用工业用数字信号处理器。

优选的，所述工业用数字信号处理器选用dspic30f2023芯片。

优选的，采用高速光耦a4504实现工业数字信号处理器的驱动信号与ipm的隔离，其反馈信号采用光耦tlp521完成保护信号的反馈。

优选的，所述逆变模块与直流电压电流检测模块共用一个六单元的ipm模块，所述ipm模块含有六个igbt单元，所述六个tgbt单元构成三个桥臂。

优选的，所述ipm模块为pm150cla120。

优选的，所述直流电压电流检测模块采用电阻分压式检测其电压，采用霍尔电流传感器检测其电流。

优选的，所述脉冲电压电流检测模块采用电阻分压式检测其电压，采用霍尔电流传感器检测其电流。

本发明的有益效果：

1.本发明通过在待测电解电容的两端施加脉冲电源和直流电源，模拟出电容器的工作，并通过改变施加在待测电解电容两端的脉冲电源与直流电源的大小，模拟出电容器工作时遇到的冲击，实现了检测电容器可靠性的目的，为电容器的设计与评估提供依据；

2.本发明所述的寿命测试仪采用数字信号处理器控制，稳定可靠，精度高。

附图说明

图1为本发明一种铝电解电容的可靠性测试仪的结构示意图；

图2为本发明一种铝电解电容寿命测试仪的控制板的示意图；

图3为本发明一种铝电解电容寿命测试仪的逆变模块和直流电压电流检测模块的电路图；

图4为本发明一种铝电解电容寿命测试仪的控制板的驱动信号与ipm的隔离电路图；

图5为本发明一种铝电解电容寿命测试仪的控制板的脉冲变换模块的电路图；

图6为本发明一种铝电解电容寿命测试仪的直流电压的检测电路图；

图7为本发明一种铝电解电容寿命测试仪的直流电流的检测电路图；

图8为本发明一种铝电解电容寿命测试仪的脉冲电压的检测电路图；

图9为本发明一种铝电解电容寿命测试仪的脉冲电流的检测电路图。

其中，1-工频交流源，2-工频整流滤波模块，3-逆变模块，4-高频整流滤波模块，5-脉冲变换模块，6-待测电解电容，7-直流电压电流检测模块，8-脉冲电压电流检测模块，9-控制板，10-操作面板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做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。

如图1所示，本发明提出一种铝电解电容的可靠性测试仪，包括依次连接的工频交流源1、工频整流滤波模块2、逆变模块3、高频整流滤波模块4、脉冲变换模块5，所述脉冲变换模块5连接有待测电解电容6，还包括直流电压电流检测模块7及脉冲电压电流检测模块8，所述直流电压电流检测模块7连接于高频整流滤波模块4，所述脉冲电压电流检测模块8连接于待测电解电容6。

其中，上述工频交流源1、工频整流滤波模块2、逆变模块3及高频整流滤波模块4用以提供高频直流电施加在待测电解电容6的两端，脉冲变换模块提5供施加在待测电解电容6两端的脉冲电，通过以上两种电源的综合作用模拟出电容器的工作，用以检测待测电解电容6在不同工作电压下的工作情形，实现检测电容器可靠性的目的。

工频交流源1、逆变模块3、直流电压电流检测模块7、脉冲变换模块5及脉冲电压电流检测模块8均连接于控制板9，经过控制板9的综合控制、判断，实现对待测电解电容6的检测。

具体而言，工频整流滤波模块2把从工频交流源出来的功率交流电变为稳定的直流电，本发明所述的寿命测试仪以控制板9为控制核心，在本发明一具体实施方式中，控制板9采用数字信号处理器dspic30f2023芯片进行控制。控制板9一方面控制板控制逆变模块3，把经过整流的直流电变为频率变成高频交流电，高频交流电通过高频整流滤波模块4转化为高频直流电，并控制直流电压电流检测模块7对高频直流电进行检测，另一方面控制板9同时逆变环节3来实现对直流电压的升压和降压，经过控制后的直流电施加到待测电解电容的两端，继而进行检测。与此同时，上述高频直流电经过脉冲变换模块5后转换成脉冲电输出给待测电解电容6，此时，脉冲电压电流检测模块8再对待测电解电容6的两端的脉冲电进行检测，然后将检测结果送入控制板9中，经过运算后，调整脉冲变换模块5与控制板9的控制作用来改变施加在待测电解电容6两端的直流电与脉冲电的大小，从而完成待测电解电容6的模拟工作。本脉冲测试仪工作过程中，对待测电解电容6两端的的电压和电流进行检测，实现闭环控制从而模拟电容器的工作，达到可靠性检测的目的。

其中，上述控制板9采用工业用数字信号处理器进行控制，这种芯片工作速度高，能够完成定时，中断，模数转换，pwm波形产生，对外通信等的功能，并且io引脚具有较强的驱动能力，耐温能力和抗干扰能力强，很适合工业用电源的控制。如图2所示，在本实施例中，选用采用数字信号处理器dspic30f2023芯片进行控制，本控制芯片功能强大，运算速度快，能够进行高速的信号采样，提供六路高分辨率的pwm波形，可以达到同时控制逆变环节和直流升降压的需求。

工频整流滤波模块2把工频交流电转换为直流电，整流过程由二极管构成的桥堆完成，简单可靠，整流完成后由大容量电解电容进行滤波，获得稳定的直流电。

逆变模块3和直流电压电流检测模块7共用一个六单元的ipm模块pm150cla120，这个模块含有六个igbt单元，构成三个桥臂，自带多种保护功能，能够提供工作时候的可靠性。三个桥臂中的两个实现直流到直流的转变。组推挽pwm脉冲施加在g1，g2上，另外一组推挽pwm脉冲施加在g3，g4上，桥臂的中间点s1，s3经过高频隔离变压器，输出整流管以及输出电容变为稳定的直流电，电路如图3所示。

在上述过程中，需要实现数字信号处理器驱动信号与ipm的隔离，设计中采用高速光耦a4504进行实现，同时ipm也需要反馈保护信号给数字信号处理器，反馈信号用光耦tlp521完成，电路如图4所示。

在本实施例中，脉冲变换模块5把稳定的直流电转变为电压可调的脉冲电压，本实施例中采用开关调压的方式实现，本方法需要两个igbt构成一个桥臂，在pwm脉冲的作用下，产生脉宽变压的矩形波，通过电阻限流然后对待测电解电容通过充放电，达到电压脉冲的目的。采用一个封装两个igbt的模块进行脉冲控制，驱动控制信号由g5，s5，g6，s6进行控制，桥臂的中间点s5和电阻r17一起对测试电容进行充放电，以模拟实际电路运行过程中对电容的充放电，电路如图5所示。

在本实施例中需要检测直流电源的电压和电流以及脉冲电源的电压和电流。由于直流电压变化范围大，检测精度要求较高，本实施例中中采用电阻分压的方式实现，电阻分压精度高，反应快，受元件自身因素影响较小，电路如图6所示。直流电流的检测采用霍尔电流传感器实现，霍尔电流传感器能够实现被检测电流与检测信号的隔离，且随温度变化小，检测稳定的特点。上述霍尔电流传感器采用单电源供电，需要采用运放对输出信号进行偏移处理，电路如图7所示。

脉冲电压的检测采用电阻分压的方式实现，电阻分压精度高，反应快，受元件自身因素影响较小。实现电路原理如图8所示；本实施例中脉冲电流的检测采用霍尔电流传感器，霍尔电流传感器能够实现被检测电流与检测信号的隔离，且随温度变化小，检测稳定的特点，电路如图9所示，本实施例中的霍尔电流传感器采用单电源供电，需要采用运放对输出信号进行偏移处理。

除以上所述外，为了便于对本发明的直流电压与脉冲电压进行调节，本发明的控制板还连接有操作面板，通过在操作面板上进行控制即可实现调节施加在待测电解电容两端的直流电压与脉冲电压。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。