[发明专利]一种用于耐电弧测量与控制的电子系统及方法

权利要求书

1.一种用于耐电弧测量与控制的电子系统，其特征在于，包括FPGA、三极管、续流二极管、机械继电器、交流接触器、可变电阻、固态继电器，以FPGA为核心控制电路，FPGA的外部连接了一个指令串口，用来接收上位机的指令，与FPGA进行通信；同时FPGA的外部还连接了5个输出口，对4路机械继电器和一个固态继电器进行控制，分别来控制继电器的工作情况，从而控制对不同阶段耐电弧的测量；

其中作为输出口1的引脚出来连接了一个三极管，用来增大其后连接的继电器驱动电流，三极管后面连接了一个续流二极管，是用来在突发情况下，防止突变电压损坏FPGA，续流二极管后面连接为机械继电器，用来控制时间通断，机械继电器后面连接了一个交流接触器，以小电流控制大电流，交流接触器的后面连接了一个可变电阻R1，可变电阻R1与固态继电器连接，固态继电器的作用为可频繁通断；

其中输出口2、3、4与输出口1并联，且除了可变电阻R1不同之外其他连接完全相同，输出口2处为可变电阻R2，输出口3处为可变电阻R3，输出口4处为可变电阻R4，输出口5的引脚其后面连接一个三极管，三极管后面连接一个固态继电器，上述的可变电阻R1、R2、R3、R4即与此固态继电器连接，固态继电器连接其他外围设备和测试材料，使得主控板对耐电弧材料进行测试。

2.按照权利要求1所述的一种用于耐电弧测量与控制的电子系统，其特征在于，可变电阻R1、R2、R3、R4的电阻逐渐减小。

3.按照权利要求1所述的一种用于耐电弧测量与控制的电子系统，其特征在于，可变电阻R1，电阻能够调节为500Ω；可变电阻R2，电阻能够调节到150Ω；可变电阻R3，电阻能够调节到100Ω；可变电阻R4，电阻能够调节为50Ω。

4.采用权利要求1-3任一项所述的电子系统进行耐电弧测量与控制的方法，其特征在于，测试的前三个阶段中，电弧是不连续的，其电流强度为10mA，电弧持续时间逐渐增加，占空比从1/8到1/4到1/2；后四个阶段，电弧变为连续的，但电流从10mA逐渐增加为20mA、30mA、40mA；共七个阶段，每个阶段持续60秒；

包括以下步骤：

(1)首先，上位机发送给FPGA开始指令，与FPGA进行握手操作，将FPGA各引脚进行复位；然后，发送第1阶段的操作指令给FPGA，FPGA对其指令进行解析，将输出口1的机械继电器闭合,同时将固态继电器以每秒钟前1/8通、后7/8断进行操作，此阶段进行的时间周期为60s；电流为10mA；如果在此过程进行期间，符合材料失效的条件，记录开始测试时间直至材料失效的总时间，此次测试结束，不进行下面6个阶段；如果此阶段进行完毕后，材料还没有失效，则继续进行第2阶段，发送第二阶段的操作指令给FPGA，依然是将输出口的机械继电器闭合，同时将固态继电器以每秒钟前1/4通、后3/4断进行操作，此阶段的进行时间周期为60s、电流为10mA，再次观察材料情况，如果材料在此期间，符合材料失效的条件，则记录开始测试时间直至材料失效的总时间，结束此次测试，不进行下面的操作；如果第二阶段过后，仍然没有失效，继续进行第3阶段，与1，2阶段不同的是固态继电器前1/2通、后1/2断，其他条件是相同的；如果第3阶段材料依然没有失效，则按顺序依次执行第4、5、6、7阶段；

(2)在依次进行第4、5、6、7阶段时，分别依次对应将输出口1、输出口2、输出口3、输出口4的机械继电器闭合，固态继电器以每秒钟全通进行操作，每个阶段都是以60s为时间周期，则电流强度依次分别10mA、20mA、30mA、40mA；

若在第4、5、6、7阶段中的某个阶段，材料失效，则记录开始测试时间直至材料失效的时间，此次测试结束，不进行它后面的操作步骤。