[发明专利]一种用于耐电弧测量与控制的电子系统及方法

说明书

一种用于耐电弧测量与控制的电子系统及方法，属于耐电弧测量技术领域。以FPGA为核心控制电路，FPGA的外部连接了一个指令串口；同时FPGA的外部还连接了5个输出口，其中作为输出口1的引脚出来依次连接了三极管、续流二极管、机械继电器、交流接触器、可变电阻R1，可变电阻R1与固态继电器连接；输出口2、3、4与输出口1并联，且除了可变电阻不同之外其他连接完全相同，输出口5的引脚其后面依次连接一个三极管、固态继电器，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。通过利用FPGA对4路机械继电器进行控制，同时对一个固态继电器进行控制，实现双向串口通信。从而实现耐电弧性测量与控制。

技术领域

本发明属于耐电弧测量技术领域，具体涉及一种用于耐电弧测量与控制的电子系统及方法。

背景技术

随着人们对高电压的需求不断增长和高速高效变压器技术的日益成熟，人们对绝缘材料的绝缘性要求也越来越高。而材料的绝缘性在某些环境下如污湿，会产生电弧，而电弧的存在会引起热裂解或者氧化反应，使材料的表面被碳化，其绝缘特性受到影响，不再能满足生产生活的需要。而测试材料的耐电弧性又通常面临高压的危险，同时在高压工作下，很容易产生电磁的干扰，造成一般控制器无法正常工作，使得电弧时间难以精确控制等问题。然而利用FPGA控制高压电子设备，由于FPGA在控制方面，能实现多个IO口并行输出，同时能够达到精准的同步时序控制，具有较强的抗干扰能力。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的问题提供一种用于耐电弧测量与控制的电子系统及方法，本发明设计了以FPGA为核心控制电路，通过利用FPGA对4路机械继电器进行控制，同时对一个固态继电器进行控制，实现双向串口通信。从而实现串口控制5路继电器的分时频繁动作。

为实现上述目的，帮忙采用了如下技术方案。

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R1，一般电阻能够调节为500Ω左右，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。

可变电阻R1、R2、R3、R4的电阻逐渐减小；可变电阻R1，一般电阻能够调节为500Ω左右；可变电阻R2，电阻一般能够调节到150Ω左右；可变电阻R3，电阻一般能够调节到100Ω左右；可变电阻R4，电阻一般能够调节为50Ω左右。

上述用于耐电弧测量与控制的电子系统的测试方法，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：