用于电磁兼容测试的测试系统的制作方法

本实用新型涉及电磁兼容测试领域，具体地说，涉及一种用于电磁兼容测试的测试系统。

背景技术：

电磁兼容测试领域，在电源线上进行的测试包括射频场感应的传导骚扰抗扰度、电源端骚扰电压、浪涌冲击抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、阻尼振荡波抗扰度、电压暂降短时中断和电压变化抗扰度等项目。目前测试过程都是完成一个测试项目后关闭被测设备，更换试验设备，连接线缆，重新启动被测设备，再进行下一个测试项目，其中设备更换、重新接线和启动被测设备占用了大量的时间，不利于提升工作效率和实现自动化测试。现有的矩阵开关装置，只适用于控制电路或者射频电路，工作电压低、电流小、抗干扰能力差，不适用于电磁兼容测试过程中多样的供电条件和复杂的干扰环境。

有鉴于此，本实用新型提供一种用于电磁兼容测试的测试系统，能够解决目前电磁兼容测试过程中需要频繁停机换线、现有矩阵开关不适用于电磁兼容自动化测试的缺陷，提升工作效率。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供了一种用于电磁兼容测试的测试系统，所述测试系统连接在被测设备电源以及被测设备之间，所述系统包含：

测试仪器，其与所述被测设备电源连接，用于向所述被测设备传输电磁兼容测试信息，并接收所述被测设备针对所述电磁兼容测试信息的反馈信息；

上位机，其与所述测试仪器通信，用于向所述测试仪器发送测试指令，以使所述测试仪器依据所述测试指令输出所述电磁兼容测试信息，并接收所述测试仪器传送的所述反馈信息；

控制模块，其与所述上位机通信，用于接收所述上位机发送的切换指令，以根据所述切换指令产生驱动信号；

矩阵开关，其与所述控制模块通信，用于接收所述驱动信号，并根据所述驱动信号选定矩阵开关的类型，以通过选定的矩阵开关导通或中断所述测试仪器向所述被测设备输出所述电磁兼容测试信息的通路。

根据本实用新型的一个实施例，所述矩阵开关至少包含两个类型的矩阵开关，不同类型的矩阵开关之间连接并通信，适用于不同的电压以及电流环境，用于根据所述驱动信号导通或中断所述测试仪器向所述被测设备输出所述电磁兼容测试信息。

根据本实用新型的一个实施例，所述测试仪器至少被划分为两组，每组测试仪器与某一类型的矩阵开关连接，用于在所述某一类型的矩阵开关的控制下向所述被测设备输出所述电磁兼容测试信息。

根据本实用新型的一个实施例，所述系统还包含：

驱动模块，其用于放大所述驱动信号，以通过放大后的驱动信号驱动所述矩阵开关完成导通与中断的状态切换。

根据本实用新型的一个实施例，所述系统还包含：

滤波模块，其连接在不同类型的矩阵开关之间，用于消除所述矩阵开关工作时产生的干扰信号。

根据本实用新型的一个实施例，所述系统还包含：

接口模块，其连接在所述上位机与所述控制模块之间，用于传输所述切换指令。

根据本实用新型的一个实施例，所述系统还包含：

电源模块，其用于向所述接口模块、所述控制模块以及所述驱动模块供电。

根据本实用新型的一个实施例，所述矩阵开关包含继电器矩阵以及接触器矩阵。

根据本实用新型的一个实施例，所述测试仪器包含浪涌发生器、脉冲群发生器、阻尼振荡波发生器、电压故障模拟器、传导抗扰度耦合去耦合网络以及人工电源网络中的任一项或任意组合。

根据本实用新型的一个实施例，所述接口模块通过USB接口、RS485以及以太网中的任一项传输所述切换指令。

本实用新型提供的用于电磁兼容测试的测试系统配置了多种不同类型的矩阵开关，例如继电器矩阵和接触器矩阵，能够同时满足低压小电流和高压大电流样品多样化的电磁兼容测试需求，在矩阵开关之间配置滤波模块，提高了系统可靠性。通过本实用新型，可大幅减少电磁兼容测试过程中的试验准备时间，与上位机软件配合，可实现电磁兼容自动化测试，降低试验人员劳动强度、提高工作效率。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例共同用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1显示了根据本实用新型的一个实施例的用于电磁兼容测试的测试系统结构框图；

图2显示了根据本实用新型的另一个实施例的用于电磁兼容测试的测试系统结构框图；

图3显示了根据本实用新型的一个实施例的用于电磁兼容测试的测试系统中上位机控制软件流程图；

图4显示了根据本实用新型的一个实施例的用于电磁兼容测试的测试系统中驱动模块电路图；

图5显示了根据本实用新型的一个实施例的用于电磁兼容测试的测试系统中继电器矩阵结构图；

图6显示了根据本实用新型的一个实施例的用于电磁兼容测试的测试系统中滤波模块电路图；

图7显示了根据本实用新型的另一个实施例的用于电磁兼容测试的测试系统中滤波模块电路图；以及

图8显示了根据本实用新型的一个实施例的用于电磁兼容测试的测试系统中接触器矩阵结构图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本实用新型实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本实用新型可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

图1显示了根据本实用新型的一个实施例的用于电磁兼容测试的测试系统结构框图。如图1所示，系统连接在被测设备电源A与被测设备B之间，系统包含测试仪器101、上位机102、控制模块103以及矩阵开关104。

在本实用新型中，测试仪器101与被测设备电源A连接，用于向被测设备B传输电磁兼容测试信息，并接收被测设备B针对电磁兼容测试信息的反馈信息。

上位机102与测试仪器101通信，用于向测试仪器101发送测试指令，以使测试仪器101依据测试指令输出电磁兼容测试信息，并接收测试仪器101传送的反馈信息。

控制模块103与上位机102通信，用于接收上位机102发送的切换指令，以根据切换指令产生驱动信号。

矩阵开关104与控制模块103通信，用于接收驱动信号，并根据驱动信号选定矩阵开关的类型，以通过选定的矩阵开关导通或中断测试仪器101向被测设备B输出电磁兼容测试信息的通路。

图2显示了根据本实用新型的另一个实施例的用于电磁兼容测试的测试系统结构框图。如图2所示，系统包含测试仪器101、上位机102、控制模块103、矩阵开关104、驱动模块201、滤波模块202、接口模块203以及电源模块204。其中，测试仪器101包含测试仪器101A、测试仪器101B、测试仪器101C以及测试仪器101D。矩阵开关104包含继电器矩阵1041以及接触器矩阵1042。

一般来说，被测设备电源A并联输出多路，每一路均与测试仪器的输入端相连，如图2所示，被测设备电源A并联输多路，分别与测试仪器101A、测试仪器101B、测试仪器101C以及测试仪器101D连接。具体来说，被测设备电源A用于为被测设备B提供工作电源。被测设备电源A根据被测设备B的实际需求配置，且同时满足测试仪器101以及矩阵开关104的容量要求，可以是单相交流电源也可以是直流电源。测试仪器101的个数可以根据实际情况进行调整，本实用新型不对此作出限制。

如图2所示，测试仪器101之间串联在被测设备供电线路中，用于向被测设备B传输电磁兼容测试信息，并接收被测设备B针对电磁兼容测试信息的反馈信息。在实际应用中，测试仪器101用于产生标准规定的干扰波形，同时测试仪器101还接收被测设备B的反馈信息。测试仪器101可以包含浪涌发生器、脉冲群发生器、阻尼振荡波发生器、电压故障模拟器、传导抗扰度耦合去耦合网络以及人工电源网络中的任一项或任意组合。

在实际应用中，上位机102可以是个人电脑，用于接收操作人员的指令，传递给控制模块103以及测试仪器101。上位机102中运行电磁兼容测试系统相关的控制软件，按照如图3所示的流程控制。

图3显示了根据本实用新型的一个实施例的用于电磁兼容测试的测试系统中上位机控制软件流程图。如图3所示，在步骤S301中等待中断。接着，在步骤S302中选择测试项目，在步骤S303中输入测试参数。然后，在步骤S304中判断输入的测试参数是否正确。如果错误，则返回步骤S303继续输入测试参数。如果正确，则进入步骤S305，根据选择的项目读取预设继电器通道。在步骤S306中生成继电器控制指令，在步骤S307中发送继电器控制指令。

接着，上位机控制软件在步骤S308中延时等待通道切换完成。在步骤S309中向测试仪器发送测试指令，并在本步骤S310中等待读取测试仪器的反馈信息。最后在步骤S311中生成测试报告。

另外，如图2所示的系统中还包含接口模块203，接口模块203连接在上位机102与控制模块103之间，用于传输切换指令。实际中，接口模块203通过USB接口、RS485以及以太网中的任一项传输切换指令。

如图2所示，控制模块103与上位机102连接，用于接收上位机102发送的切换指令，以根据切换指令产生驱动信号。实际中，控制模块103可以采用FPGA芯片，根据切换指令改变对应IO接口上的电平，此处的电平信号即驱动信号。

另外，如图2所示，测试系统还包含电源模块204。电源模块204用于向接口模块203、控制模块103以及驱动模块201供电。实际中电源模块204可以为低压直流电源。

根据本实用新型的一个实施例，矩阵开关104包含继电器矩阵1041以及接触器矩阵1042。为了驱动继电器矩阵1041可以配置驱动模块201。驱动模块201用于接收电平信号，并将电平信号放大，以驱动继电器矩阵1041矩阵完成导通或中断的状态切换。图4显示了根据本实用新型的一个实施例的用于电磁兼容测试的测试系统中驱动模块电路图。如图4所示，驱动模块201电路利用三极管的开关特性，用控制模块103输出的低压信号控制继电器KA线圈电源的导通和中断，从而控制继电器KA的吸合。

如图4所示，电路包括三极管T1(起开关作用)、电阻R1(用于限流，降低三极管T1功耗)、电阻R2(使三极管T1可靠截止)以及二极管D1(反向续流，抑制浪涌)。电路工作过程为：控制模块103输出信号为高电平时，三极管饱和导通，继电器线圈得电，触点吸合，测试仪器101输出与被测设备B输入之间或者测试系统电源火线与接触器线圈之间的通道导通，反之控制模块103输出信号为低电平时则通道断开。

在一个实施例中，继电器矩阵1041作为测试通道切换命令的执行机构，由多个交直流继电器构成，在驱动模块201的控制下可导通或中断被测设备B供电，以及导通或者中断接触器矩阵1042中线圈的供电。图5显示了根据本实用新型的一个实施例的用于电磁兼容测试的测试系统中继电器矩阵结构图。

继电器矩阵如图5所示，继电器(KA1-9)作为矩阵行和列之间的节点，控制行和列之间的导通和中断，实例中九个继电器构成了三个1×3的矩阵开关。下面对继电器矩阵的工作过程进行举例说明：测试过程中需要用测试仪器E对被测设备进行测试，只需要通过上位机102发出闭合KA1、KA4的指令，即可导通测试仪器E与被测设备B之间的通道。如果测试过程中需要用到接触器1控制的通道，只需上位机102发出闭合KA7的指令，即可导通接触器1的线圈电源，使得接触器1闭合。其他接触器线圈的控制方式与接触器1线圈的控制方式类似，本实用新型不再赘述。

在一个实施例中，继电器矩阵1041以及接触器矩阵1042之间还包含滤波模块202。滤波模块202用于消除矩阵开关工作时产生的干扰信号，实际中，滤波模块202连接在继电器触点和接触器线圈之间，可滤除接触器动作时线圈产生的反电动势以及触点产生的火花干扰，避免控制模块103误动作或者重启，提高测试系统的可靠性。图6以及图7显示了两种滤波模块的电路图。

图6显示了根据本实用新型的一个实施例的用于电磁兼容测试的测试系统中滤波模块电路图。

滤波模块202电路如图6所示，采用RC低通滤波器，保证接触器线圈需要的50Hz交流电源以低损耗通过，滤除接触器动作时接触器线圈产生的反电动势以及触点产生的火花干扰，避免以上干扰影响系统供电。

如图6所示的滤波模块202工作过程为：继电器矩阵1041中的继电器触点吸合后，电流通过电阻R3给接触器KM线圈供电，同时为电容C1充电(R3的阻值可调整C1的充放电速度)，接触器线圈得电后触点闭合，所控制的通道导通，触点动作过程中线圈中产生的干扰被电容短路，能量在电容与线圈组成的闭合回路中被消耗，避免了对系统供电的影响。

图7显示了根据本实用新型的另一个实施例的用于电磁兼容测试的测试系统中滤波模块电路图。如图7所示，滤波模块202还可以采用带通滤波器，通过合理选择截止频率，达到只允许50Hz交流通过并滤除接触器线圈干扰的目的。

在实际应用中为节约成本，可以采用电阻、电容组成如图7所示的带通滤波器。图中电阻R5和电容C3组成低通滤波器，电阻R4和电容C2组成高通滤波器，高通滤波器截止频率低于低通滤波器，两种滤波器组合后即可组成带通滤波器，通过合理选择器件参数，即可达到只允许50Hz附近电流通过的目的。

如图2所示，接触器矩阵1042连接于滤波模块202之后，在继电器驱动下控制被测设备B供电电路的通断。由于电磁兼容某些项目测试过程中会产生高电压、大电流干扰，例如浪涌抗扰度测试、阻尼振荡波抗扰度测试，可能损坏继电器，作为继电器矩阵的补充，继电器矩阵1041外配置了接触器矩阵1042，在控制软件的控制下可根据测试项目自动选择接触器通路，避免高压大电流损坏继电器。

图8显示了根据本实用新型的一个实施例的用于电磁兼容测试的测试系统中接触器矩阵结构图。如图8所示，接触器(KM1、KM2以及KM3)作为矩阵行和列之间的节点，控制行和列之间的导通和中断，可以采用三极接触器，一个接触器即可控制测试仪器与被测设备之间一条通道的导通和中断。

如图8所示，如果需要利用测试仪器101H对被测设备B进行测试，只需控制上位机102发出闭合KM1的指令，经过控制软件解析后，控制模块103改变对应IO接口的电平，驱动对应继电器动作，继电器再控制KM1接触器的线圈闭合，即可实现通道的导通。

本实用新型提供的用于电磁兼容测试的测试系统配置了多种不同类型的矩阵开关，例如继电器矩阵和接触器矩阵，能够同时满足低压小电流和高压大电流样品多样化的电磁兼容测试需求，在矩阵开关之间配置滤波模块，提高了系统可靠性。通过本实用新型，可大幅减少电磁兼容测试过程中的试验准备时间，与上位机软件配合，可实现电磁兼容自动化测试，降低试验人员劳动强度、提高工作效率。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然上述示例用于说明本实用新型在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本实用新型由所附的权利要求书来限定。