Projekt systemu testera Hipot

System testowy składa się z trzech modułów: modułu programowalnego zasilacza, modułu akwizycji i przetwarzania sygnałów oraz komputerowego systemu sterowania.

Programowalny moduł zasilania
Składa się z programowalnego zasilacza o mocy wyjściowej 0V~140V i transformatora wysokiego napięcia. Pod kontrolą jednoprocesorowego ADCm842 napięcie wyjściowe programowalnego zasilacza może być podbijane przez transformator w celu uzyskania ustawionej wartości napięcia wyjściowego.

Projekt modułu
Ze względu na fakt, że różne napięcia testowe mogą być wymagane dla różnych produktów w rzeczywistym teście napięcia wytrzymywanego, napięcie testowe wyjściowe systemu testu napięcia wytrzymywanego musi być regulowane. PWM (modulacja szerokości impulsu) jest jedną z głównych metod sterowania zasilaniem falownika w celu uzyskania regulowanego napięcia wyjściowego. Teoretyczna podstawa sterowania PWM opiera się na ważnym wniosku teorii sterowania próbkowaniem, tj. gdy wąskie impulsy o równych impulsach, ale o różnych kształtach są dodawane do łącza bezwładnościowego, efekt jest zasadniczo taki sam. Forma fali SPWM zastępuje falę sinusoidalną impulsami o równej amplitudzie i nierównej szerokości. Punkt środkowy impulsu pokrywa się ze środkiem podziału sinusoidalnego i jest równy odpowiadającemu obszarowi sinusoidalnemu. Szerokość każdego impulsu zmienia się zgodnie z prawem sinusoidalnym. Istnieje wiele sposobów generowania fal SPWM. Mogą być one generowane przez dedykowane układy scalone lub ogólne kombinacje obwodów lub przez mikrokomputery jednoprocesorowe. W tym systemie do generowania fal SPWM używany jest jednoprocesorowy mikrokomputer ATMEGA16L, a do regulowania współczynnika wypełnienia w celu generowania fal SPWM na porcie PC4 służy wewnętrzny akumulator i komparator jednoprocesorowego mikrokomputera ATMEGA16L.
Programowalne źródło napięcia wykorzystuje jednokierunkowy prąd przemienny o częstotliwości przemysłowej 220V do uzyskania napięcia stałego poprzez prostowanie mostkowe, a po filtrowaniu zapewnia stabilne zasilanie prądem stałym dla obwodu inwertera. Jednocześnie jednofazowa fala SPWM generowana przez mikrokomputer jednoprocesorowy przechodzi przez niebramkę, aby wygenerować falę SPWM z fazą komplementarną do wyjścia mikrokomputera jednoprocesorowego. Te dwie komplementarne fale SPWM mogą generować dwie komplementarne fazowo sekwencje impulsów wyzwalających na poziomie bramki, które można kontrolować, aby włączać i wyłączać po przejściu przez obwód monostabilny i obwód sterowania izolacyjnego. Na koniec wyjście mostka inwertera złożone z IGBT może uzyskać standardową falę sinusoidalną po filtrowaniu dolnoprzepustowym, a amplituda napięcia sinusoidalnego jest regulowana od 0 V do 140 V.
Moduł akwizycji i kondycjonowania sygnału
Obejmuje czujniki, obwody kondycjonowania sygnału i obwody zabezpieczenia nadprądowego. Prąd upływu pętli testowej wchodzi do obwodu akwizycji i kondycjonowania sygnału przez czujnik. W obwodzie akwizycji i kondycjonowania sygnału sygnał prądu upływu jest konwertowany na sygnał napięcia, który spełnia zakres wejściowy A/D poprzez konwersję I/V. Obwód zabezpieczenia nadprądowego jest aktywowany, gdy testowany produkt lub obwód ulegnie awarii.