[发明专利]模块化多电平柔性直流换流阀子模块的测试装置及方法

权利要求书

1.一种模块化多电平柔性直流换流阀子模块的测试装置，其特征在于，所述装置包括主控制器、直流电源和后台显示设备；所述主控制器与子模块装置EUT连接，所述直流电源与子模块装置连接；所述后台显示设备通过WIFI或USB方式与主控制器的核心控制系统进行数据传输；

所述主控制器包括通过以太网和USB接口通信的人机操作界面和核心控制系统；所述人机操作界面包括触摸屏，用于设定试验的参数、工作模式和测试装置的启停；

所述核心控制系统包括核心控制板、接口板、电源板和前面板显示板卡；所述核心控制板通过背板LVDS串行总线与接口板星型连接；所述核心控制板通过串口将状态信息上传给前面板显示板卡，实时显示对应的状态量；所述核心控制板、接口板和电源板与背板之间均采用插接式硬连接；

所述接口板的数量为10，每个接口板均包含一片FPGA和一片CPU，且每个接口板包含一路以太网和一路串口；其中FPGA用于完成和背板间两路LVDS串行总线通讯编解码以及控制对外接口；所述CPU用于进行控制算法运算以及与触摸屏的通信；

根据对外接口的不同，接口板分为：光通讯接口板、数字量输出输入接口板和模拟量采集接口板；所述10块接口板中，包含2块光通讯接口板、4块数字量输出输入接口板和4块模拟量采集接口板，组成12个子模块功能测试装置的双冗余系统。

2.如权利要求1所述的子模块的测试装置，其特征在于，所述核心控制板的数量为2，两块核心控制板互为冗余；每块核心控制板均包含两片CPU和FPGA，所述两片CPU均与FPGA连接；其中一片CPU用于通讯，并通过以太网和USB接口与外部连接；另一片CPU用于控制算法运算，通过WIFI模块对控制算法进行升级，并通过USB接口与外部连接；

所述FPGA通过LVDS串行总线和接口板连接，用于实现数据交互和汇总，利用LVDS串线总线与前面板显示板卡进行数据传输，将测试状态信息打印在前面板显示板卡显示，所述FPGA预留3对光纤接口以使测试装置机箱之间的通讯扩展。

3.如权利要求1所述的子模块的测试装置，其特征在于，所述电源板为核心控制板、接口板提供220V交流输入或24V直流输入电源。

4.如权利要求1所述的子模块的测试装置，其特征在于，所述背板为用于与核心控制板、接口板和电源板之间的连接，所述背板上各板卡之间采用电气线连接，并采用LVDS通讯；所述背板能够连接多个接口板。

5.如权利要求1所述的子模块的测试装置，其特征在于，所述直流电源用于为待测的子模块装置EUT供电；所述直流电源的输出电压范围为0～3000V，且连续可调；所述直流电源具有抗电磁干扰、稳定输出电压、输出过压保护和输出短路保护能力。

6.如权利要求1-5中任一项所述的一种模块化多电平柔性直流换流阀子模块的测试装置的测试方法，其特征在于，所述方法包括：测试模块化多电平柔性直流换流阀中子模块以及子模块中的旁路开关、中央逻辑控制器CLC、IGBT驱动器、取能电源和保护晶闸管的电气性能。

7.如权利要求6所述的测试方法，其特征在于，测试子模块的电气性能包括：测试子模块组装元器件的配合性能；测试子模块整体电气功能；测试子模块长期稳态运行能力和测试子模块暂态过负荷能力。

8.如权利要求6所述的测试方法，其特征在于，测试旁路开关的电气性能包括：测试旁路开关闭合时间、弹跳时间和故障回报时间；测试旁路开关储能电容器充电时间和测试旁路开关主触点的通流能力。

9.如权利要求6所述的测试方法，其特征在于，测试中央逻辑控制器CLC的电气性能包括：测试中央逻辑控制器CLC与VBC通信误码率；测试中央逻辑控制器CLC正常工作下的功耗；测试旁路开关触发脉冲波形；测试中央逻辑控制器CLC与IGBT驱动器的控制信号波形；测试BOD硬保护触发功能；测试保护晶闸管触发脉冲波形；测试电容电压模拟量采集分压回路的偏差度；测试中央逻辑控制器CLC对取能电源故障汇报的响应功能和测试测试中央逻辑控制器CLC输入过压和欠压保护功能。