试电路6、组合波发生器5连接，主控制器8还与LED显示电路3连接，主控制器8还与控制面板9连接，主控制器8还与USB数据通信7连接，直流高压电源I与直流检测电路2、组合波发生器5连接，低压电源4与直流高压电源I连接，组合波发生器5与冲击测试电路6连接。
[0024]参见图2所示，为本实用新型中直流高压电源I原理图，直流高压电源I为sro检测装置提供工作基础，其性能的好坏至关重要。本实用新型选用DW-P602-10C1A作为直流高压电源I的核心，模块内部采用DC-DC转换升压技术，表面用金属材料外壳加独特的硅胶树脂配方封装，具有体积小，重量轻，绝缘性高，性能稳定可靠，抗电磁干扰等优点，能在各种恶劣环境中正常工作，其高压电源原理图如图2所示，其中MCP42010是一种具有256个抽头的双10ΚΩ的数字电位器，有标准的SPI 口，单片机对其操作十分方便。用户通过相应指令，其内部数据寄存器写16bit控制字，从而实现256档位电阻值的输出，MAX4602是一款导通电阻仅为2.5 Ω的CMOS模拟开关，内部有4个常开开关，具有功耗低、尺寸小、可靠性尚等优点。
[0025]高压模块的各端作用如下:DC Vin, +24V直流电源输入；HV，DC O?6000V输出，典型输出电流为1mA ;GND，输入/输出公共地；Vref、AD、RW，GND，外接1K Ω可调电阻，依次为可调电阻高端、中心抽头、接地端。
[0026]MCP42010 的 SPI 口 SO、S1、SCK、CS 端依次接 JM60 的 PTE4 ?PTE7 端，MAX4602 的开关控制信号来自JM60的PTD5端，测量直流参数时，JM60设置RWO输出7.5K Ω固定阻值，同时，电子开关闭合，使RWl与3.3ΚΩ电阻并联，电阻值在O?25ΚΩ范围内可调，高压模块输出O?1500V，电压调节步长约为5.88V，冲击性能检测时，单片机设定RWO为O Ω，同时，MAX4602断开，RWl为10 Ω可调电阻，接在高压模块上，高压输出O?6000V，电压调节步长约为23.53Vo
[0027]参见图3为本实用新型中检测系统主回路原理图，虚线框内为依据相关标准设计的组合波发生器5电路原理图。在理论计算与仿真基础上，输出阻抗2Ω电路参数如下:充电电阻R11= 39kQ，脉冲电容C11= 10yF，阻抗匹配电阻R12= 1.8 Ω，波尾电阻R13= 7 Ω，负载电阻R14= 20 Ω，波前电感L11= 8 μ H，由图3可知，CWG由充电回路和脉冲形成回路两部分构成。电路工作时，高压直流电源通过R11向储能电容C11充电至电源电压；当需要中击检测时，在单片机的控制下开关Sll闭合，C11通过脉冲形成网络放电，产生符合国家标准的1.2/50 μ s电压波
[0028]图4为本实用新型中冲击信号处理框图，将sro置于图3中的直流参数测试端，开启相关参数测量控制，便可实现参数测量，图3中，R21和R22为高压直流电源的分压电阻，实现电压采样，R23是10Ω的小电阻，实现电流采样。电压、电流采样信号经各自的调理电路处理后送JM60进行A/D转换，转换结果除送LED显示外，单片机将对结果进行处理，为下一步执行提供依据。
[0029]冲击测试时，将SPD置于图3中冲击特性测试端，闭合开关S11，1.2/50 μ s电压波对试品发生作用，冲击电压的检测由电容器C31和C 32分压取样，冲击电流的测量则通过CWG回路中的Rogowski线圈实现，冲击电压、电流信号的测试处理如图4所示。
[0030]本实用新型通过输出直流高电压和冲击组合波形，对sro进行UIMA、Iie和冲击特性的测量，再以单片机为主控制器8，发挥CPLD在高速数据采集的优势，采用高压模块，辅以数字电位器精密调节，形成直流高电压，利用Rogowski线圈和电容分压器，对冲击信号采样，不仅使检测装置的体积减小，重量变轻，便于现场检测，而且测量精度高、稳定性好、操作简便，试验结果表明，该现场检测装置能方便，有效地检测出现场使用的sro性能，确保低电压系统和弱电系统的可靠运行。
【主权项】
1.一种基于单片机的电涌保护器检测装置，其特征在于:其包括直流高压电源、直流检测电路、LED显示电路、低压电源、组合波发生器、冲击测试电路、USB数据通信接口、主控制器、控制面板，所述主控制器分别与直流检测电路、直流高压电源、冲击测试电路、组合波发生器连接，所述直流高压电源与直流检测电路、组合波发生器连接，所述低压电源与直流高压电源连接，所述组合波发生器与冲击测试电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的电涌保护器检测装置，其特征在于:所述主控制器还与LED显示电路连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的电涌保护器检测装置，其特征在于:所述主控制器还与控制面板连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于单片机的电涌保护器检测装置，其特征在于:所述主控制器还与USB数据通信接口连接。
【专利摘要】本实用新型涉及电涌保护器检测设备技术领域，具体的说是一种基于单片机的电涌保护器检测装置，主控制器分别与直流检测电路、直流高压电源、冲击测试电路、组合波发生器连接，本实用新型通过输出直流高电压和冲击组合波形，对SPD进行UIMA、IIE和冲击特性的测量，再以单片机为主控制器，发挥CPLD在高速数据采集的优势，采用高压模块，辅以数字电位器精密调节，形成直流高电压，利用Rogowski线圈和电容分压器，对冲击信号采样，不仅使检测装置的体积减小，重量变轻，便于现场检测，而且测量精度高、稳定性好、操作简便，试验结果表明，该现场检测装置能方便，有效地检测出现场使用的SPD性能，确保低电压系统和弱电系统的可靠运行。
【IPC分类】G01R31-00
【公开号】CN204389608
【申请号】CN201420873074
【发明人】王文洋
【申请人】陕西理工学院
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年12月29日