一种多通道脉冲放电测试夹具及测试仪

技术领域

本申请涉及脉冲放电测试技术领域，具体而言，涉及一种多通道脉冲放电测试夹具及仪器。

背景技术

目前，对高压脉冲放电进行测试的主要方案为对高压脉冲电容器进行充电，再通过回路放电，这种方式直接用模拟运行代替电介质特性的变化，直接检测模拟运行后高压脉冲电容器的放电电流密度和充电电容器的电容值，避免了介质性能层面的试验。然而，这种方式需要焊接被测电容，容易损耗器件触点，导致获得的数据一致性差；并且无法做多路测试，测试效率低，以及绝缘性和屏蔽性差，导致安全性差。

发明内容

本申请的目的在于提供一种多通道脉冲放电测试夹具及仪器，用以有效的改善现有技术中存在的数据一致性差和测试效率低的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种多通道脉冲放电测试夹具，包括若干路脉冲放电测试夹具，脉冲放电测试夹具包括：放电管夹具、电容夹具板和电容放电板，放电管夹具和电容夹具板分别设置于电容放电板上；放电管夹具包括：螺帽和底座，螺帽设置于底座上，螺帽内部具有空腔结构，用于安装放电管；电容夹具板具有相对的两侧，两侧平行设置有若干个凹槽，用于安装待测电容；电容放电板上设置有供电线路，用于为放电管夹具和电容夹具板供电，电容放电板包括：电容放电电路，电容放电板具有第一输入端和第二输入端，第一输入端与高压电源连接，第二输入端与触发信号源连接。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，电容放电电路包括：驱动放大电路、第一变压器、第二变压器、第一电感和调试通路，第一变压器包括第一线圈和第二线圈，第二变压器包括第三线圈和第四线圈，第一线圈和第三线圈位于同一侧，第二线圈和第四线圈位于同一侧；驱动放大电路的第一输入端与触发信号源连接，驱动放大电路的第二输入端接地，驱动放大电路的第一输出端分别与第一线圈的正极和第三线圈的正极连接，第一线圈的负极和第一线圈的负极接地，第二线圈的正极与第四线圈的负极连接，第二线圈的正极通过第一电阻与放电管夹具内的放电管的第三引脚连接，第四线圈的正极与放电管的第二引脚连接；第一电感具有相对的第一端和第二端，第一端与高压电源的正极连接，第二端与电容夹具板夹持的待测电容的一端连接，待测电容的另一端与高压电源的负极连接，第二端与放电管的第一引脚连接；调试通路的一端与放电管的第二引脚连接，调试通路的另一端与高压电源的负极连接。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，调试通路包括：若干组调试集，每一组调试集包括：两个调试点，调试点与调试点平行设置在左右两侧，调试集沿着竖直方向平行设置，调试通路用于改变回路长度以改变放电电流的大小。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，在触发信号源触发之后，电容夹具板夹持的待测电容与放电管夹具内的放电管以及调试通路构成待测电容的放电回路，调节调试通路中调试集接入放电回路中的长度以改变放电电流的大小。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，驱动放大电路包括：第三变压器、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第二二极管、场效应管和电容并联支路；第三变压器包括第五线圈和第六线圈，第五线圈的正极与触发信号源连接，第五线圈的负极与第一二极管的正极连接，第一二极管的负极接地，第二电阻的一端与触发信号源连接，第二电阻的另一端与电容并联支路的一端连接，电容并联支路的另一端与第一线圈的正极连接，第三电阻的一端与第六线圈的负极连接且与第二电阻的另一端连接，第三电阻的另一端与第六线圈的正极连接，第六线圈的正极与场效应管的栅极连接，场效应管的源极与第二电阻的另一端连接，场效应管的漏极接地，第二二极管的正极与场效应管的源极连接，第二二极管的负极接地。

结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，电容放电板设置凹槽，用于安装电容夹具板。

结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，电容放电板开设通孔，用于安装放电管夹具。

第二方面，本申请实施例提供了一种多通道脉冲放电测试仪，包括：箱体和设置于箱体内的第一方面及结合第一方面任一种可能的实现方式中的多通道脉冲放电测试夹具，箱体为金属外壳。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：一方面，通过本发明中设置的电容夹具板，可以只需将待测电容插入该电容夹具板中夹持测试，更换时拆下并插入夹持新的待测电容即可，从而不会损耗器件触点，不会影响数据的一致性。另一方面，本申请提供的多通道脉冲放电测试夹具包括了若干路脉冲放电测试夹具，可以同时进行多路待测电容的充放电测试，提高了测试效率，且多路通道放电回路一致，获得的多通道测试参数一致。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种电容放电板的电路原理图；

图2为本申请实施例提供的一种多通道脉冲放电测试仪的结构图。

图标：10-多通道脉冲放电测试仪；100-箱体，110-放电管夹具，120-电容夹具板，130-电容放电板。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1，本申请实施例提供了一种多通道脉冲放电测试夹具，包括若干路脉冲放电测试夹具，脉冲放电测试夹具包括：放电管夹具、电容夹具板和电容放电板，放电管夹具和电容夹具板分别设置于电容放电板上；放电管夹具包括：螺帽和底座，螺帽设置于底座上，螺帽内部具有空腔结构，用于安装放电管U1；电容夹具板具有相对的两侧，两侧平行设置有若干个凹槽，用于安装待测电容CX；电容放电板上设置有供电线路，用于为放电管夹具和电容夹具板供电，电容放电板包括：电容放电电路，电容放电板具有第一输入端和第二输入端，第一输入端与高压电源连接，第二输入端与触发信号源连接。

多通道脉冲放电测试夹具包括若干路脉冲放电测试夹具，其中，每路脉冲放电测试夹具的结构相同。通过这样的设置，可以实现同时进行多路待测电容CX的充放电测试，多个通道放电回路一致，获得的多通道测试参数一致。多通道脉冲放电测试夹具中包括的脉冲放电测试夹具的个数可以根据实际需要做详细的设置，可选地，在本申请实施例中，多通道脉冲放电测试夹具包括四路脉冲放电测试夹具。需要说明的是，本申请中的四路脉冲放电测试夹具仅作示例性的参考，不做具体的限定。

详细地，放电管夹具内具有空腔结构，放电管U1放置在放电管夹具内，一个放电管夹具放置一个放电管U1，放电管夹具需要绝缘材质，可选地，选择的绝缘材质可以为聚四氟乙烯，也可以为有机玻璃，放电管U1具有多种类型，如VE4110B，在本实施例中并不做具体的限定。

电容夹具板实质上是一块PCB电路板，该PCB电路板上焊接了若干组弹簧片，每组弹簧片左右安装，左右安装的两个弹簧片组成一个凹槽，用于夹持待测电容CX，可以方便快速拆装待测电容CX。每个凹槽安装一个待测电容CX，一块电容夹具板可以设置多个凹槽，安装多个待测电容CX。通过这样的设置方式，只需将待测电容CX插入电容夹具板中夹持测试，不会损耗器件触点，不会影响数据的一致性，更换时拆下并插入夹持新的被测件即可，更便捷，耗时更少。

作为一种可能的实施方式，电容夹具板夹持待测电容CX的方式有多种，如直插、焊接、螺钉稳固、螺旋紧固等。可选地，在本申请实施例中，采用设置左右对称的弹簧片形成凹槽以夹持待测电容CX。

作为一种可能的实施方式，电容放电板集成形成PCB板，该电容放电板包括电容放电电路，可选地，电容放电电路包括：驱动放大电路、第一变压器、第二变压器、第一电感L1和调试通路，第一变压器包括第一线圈和第二线圈，第二变压器包括第三线圈和第四线圈，第一线圈和第三线圈位于同一侧，第二线圈和第四线圈位于同一侧；驱动放大电路的第一输入端与触发信号源连接，驱动放大电路的第二输入端接地，驱动放大电路的第一输出端分别与第一线圈的正极和第三线圈的正极连接，第一线圈的负极和第一线圈的负极接地，第二线圈的正极与第四线圈的负极连接，第二线圈的正极通过第一电阻与放电管夹具内的放电管U1的第三引脚连接，第四线圈的正极与放电管U1的第二引脚连接；第一电感L1具有相对的第一端和第二端，第一端与高压电源的正极连接，第二端与电容夹具板夹持的待测电容CX的一端连接，待测电容CX的另一端与高压电源的负极连接，第二端与放电管U1的第一引脚连接；调试通路的一端与放电管U1的第二引脚连接，调试通路的另一端与高压电源的负极连接。

高压电源具有正负极，通过高压电源的正极与第一电感L1的第一端，第一电感L1的第二端与电容夹具板夹持的待测电容CX的一端连接，待测电容CX的另一端与高压电源的负极连接这样的连接方式，实现高压电源对待测电容CX进行充电。在本申请实施例中，电路中设置有第一电感L1,可以使得泄放电容夹具板中的能量时冲击更小，安全性更高，第一电感L1的具体数值可以根据具体的元器件的数值进行适应性的选择。

高压电源持续对待测电容CX充电，需要接收到触发信号源发送的触发信号后，待测电容CX放电产生高压脉冲，再检测产生的放电信号。待测电容CX放电产生的高压脉冲经过放电管夹具中的放电管U1以及调试通路形成放电回路，待测电容CX上充的电，通过放电管U1瞬间释放。

作为一种可能的实施方式，调试通路包括：若干组调试集，每一组调试集包括：两个调试点，调试点与调试点平行设置在左右两侧，调试集沿着竖直方向平行设置，调试通路用于改变回路长度以改变放电电流的大小。在本申请实施例中，该调试通路包括十二组调试集，每组调试集包括左右平行对称设置的两个调试点。需要说明的是，本申请实施例中的十二组调试集只是示例性的，并不做具体的限定，调试通路具体包括的调试集的个数可以根据实际需要进行设置。

在触发信号源触发之后，电容夹具板夹持的待测电容CX与放电管夹具内的放电管U1以及调试通路构成待测电容CX的放电回路，调节调试通路中调试集接入放电回路中的长度以改变放电电流的大小。具体地，距离待测电容CX最近的一组调试集组成的放电回路最短，对应的放电回路中的放电电流值最大；距离待测电容CX最远的一组调试集组成的放电回路最长，对应的放电回路中的放电电流值最小。

作为一种可能的实施方式，驱动放大电路包括：第三变压器、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第二二极管、场效应管和电容并联支路；第三变压器包括第五线圈和第六线圈，第五线圈的正极与触发信号源连接，第五线圈的负极与第一二极管的正极连接，第一二极管的负极接地，第二电阻的一端与触发信号源连接，第二电阻的另一端与电容并联支路的一端连接，电容并联支路的另一端与第一线圈的正极连接，第三电阻的一端与第六线圈的负极连接且与第二电阻的另一端连接，第三电阻的另一端与第六线圈的正极连接，第六线圈的正极与场效应管的栅极连接，场效应管的源极与第二电阻的另一端连接，场效应管的漏极接地，第二二极管的正极与场效应管的源极连接，第二二极管的负极接地。

触发信号源发出的触发信号是低压信号，通过上述驱动放大电路进行信号放大。通过第三变压器对输入的触发信号进行初级放大，再通过场效应管对触发信号进行二次放大，经过驱动放大电路放大后的低压脉冲驱动信号再输入第一变压器和第二变压器中进行再次放大。放大后的触发信号与放电管U1的第二引脚和第三引脚连接，进入放电管U1，实现触发信号的有效触发。在本申请实施例中，触发信号源发出的触发信号为低压触发，即为低压输入，避免了脉冲干扰；放电管夹具可做到高压的输入安全测试，低压触发可通过电容放电电路和放电管夹具转换为高压，并且无漏电现象，绝缘性好，安全性能高。在本申请实施例中，低压触发的电压值可以为±5V，放电管夹具可以做到高压为6000V的输入安全测试，需要说明的是，低压值±5V和高压值6000V只是示例性的数值，低压值和高压值可以根据实际电路中的元器件的工作电压范围和电路设计进行调整，并不做具体的限定。

作为一种可能的实施方式，电容放电板设置凹槽，用于安装电容夹具板。电容放电板设置凹槽方便焊接或插入电容夹具板。

作为另一种可能的实施方式，电容放电板开设通孔，用于安装放电管夹具。基于放电管夹具的形状构造，在电容放电板上设置一个通孔以方便安装放电管夹具。

上述实施例中，通过对多通道脉冲放电测试夹具中的放电管夹具、电容夹具板和电容放电板结构分别进行模块化设计，便于提高集成化程度。

请参阅图2，本申请实施例提供了一种多通道脉冲放电测试仪，包括：箱体和设置于箱体内的多通道脉冲放电测试夹具，箱体为金属外壳。将多通道脉冲放电测试夹具设置与箱体内，便于携带，在本申请实施例中，机箱采用铁质外壳，尺寸为410mm*219mm*189mm，重量≤5kg，箱体外部的顶部装有把手，可手提携带，可进行环境试验。机箱上部贴有聚四氟乙烯，绝缘性好，多通道脉冲放电测试夹具含有机盖可封闭测试，安全系数高。

综上所述，本申请实施例提供一种多通道脉冲放电测试夹具，包括若干路脉冲放电测试夹具，脉冲放电测试夹具包括：放电管夹具、电容夹具板和电容放电板，放电管夹具和电容夹具板分别设置于电容放电板上；放电管夹具包括：螺帽和底座，螺帽设置于底座上，螺帽内部具有空腔结构，用于安装放电管；电容夹具板具有相对的两侧，两侧平行设置有若干个凹槽，用于安装待测电容；电容放电板上设置有供电线路，用于为放电管夹具和电容夹具板供电，电容放电板包括：电容放电电路，电容放电板具有第一输入端和第二输入端，第一输入端与高压电源连接，第二输入端与触发信号源连接。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。