[发明专利]一种电容老化测试系统及其电流检测模块

权利要求书

1.一种电流检测模块，其特征在于，包括：用于采集待测电容的电流信号的传感器电路、用于将电流信号转换为电压信号并放大的信号放大电路、用于将放大后的电压信号转换为数字信号的AD转换电路、用于连接外部网络的通讯电路、用于切换电流采集功能的拨码开关电路、供电电路及控制器；所述传感器电路连接所述信号放大电路；所述信号放大电路连接所述AD转换电路；所述AD转换电路、供电电路、通讯电路和拨码开关电路均连接所述控制器；

先通过传感器电路采集待测电容的电流信号，电流信号经过信号放大电路转变为电压信号并放大，随后放大的电压信号经过AD转换电路进行模数转换得到数字信号，将数字信号传递给控制器，控制器根据数字信号判断此时待测电容的状态，并通过通讯电路发出，其中供电电路对控制器供电，拨码开关电路可针对电流采集不同功能进行设置；

所述电流检测模块置于一个电容老化测试系统中，所述电容老化测试系统包括：机箱、环境箱、用于对环境箱内加热的加热组件、用于对环境箱内加湿的加湿组件及所述电流检测模块；所述加热组件和加湿组件均安装在所述环境箱内；所述电流检测模块安装在所述机箱内；

在所述环境箱内设置有用于装夹多个待测电容的电容夹具，所述电流检测模块与电容夹具电连接；每个所述电容夹具上具有320个通道，每个所述通道上可以安装32片待测电容进行并联；电流检测模块中的每个所述传感器电路分别连接一个通道；所述加热组件和加湿组件均与所述电流检测模块电连接；加湿组件和加热组件能够对环境箱内模拟恶劣环境；通过矩阵实现将同一个电源的供电分配到320路电容夹具上，并且实现在使用高阻仪测试电容的绝缘电阻的时候断开被测电容夹具的供电；电流检测模块实现对所有的通道电流的实时检测，在电容失效的时候及时切断当前电路的供电避免短路，同时在上位机记录电容失效时间；并能够同时对多个电容进行老化测试，提高测试效率；

所述通讯电路包括：485通讯组件、CAN通讯组件和USB通讯组件；所述485通讯组件、CAN通讯组件和USB通讯组件均连接所述控制器；

所述拨码开关电路包括：第五芯片、第五开关、第六开关、第一电位器、第二电位器、第三电位器、第四电位器、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻和第五电容；所述第五芯片的第1端通过第十四电阻连接输入电压；所述第五芯片的第1端依次通过第十四电阻和第五电容接地；所述第五芯片的第2端通过第十五电阻接地；所述第五芯片的第2端通过第十六电阻连接输入电压；所述第五芯片的第3端通过第十七电阻接地；所述第五芯片的第3端通过第十八电阻连接输入电压；所述第五芯片的第21端通过第十九电阻接地；所述第五芯片的第21端通过第二十电阻连接输入电压；所述第五芯片的第23端通过第二十一电阻连接输入电压；所述第五芯片的第23端依次通过第二十一电阻和第五电容接地；所述第五芯片的第22端通过第二十二电阻连接输入电压；所述第五芯片的第22端依次通过第二十二电阻和第五电容接地；所述第五芯片的第24端连接输入电压；所述第五芯片的第24端通过第五电容接地；所述第五芯片的第4端连接所述第一电位器的第4端；所述第五芯片的第4端连接所述第五开关的第1端；所述第五芯片的第5端连接所述第一电位器的第3端；所述第五芯片的第5端连接所述第五开关的第2端；所述第五芯片的第6端连接所述第一电位器的第2端；所述第五芯片的第6端连接所述第五开关的第3端；所述第五芯片的第7端连接所述第一电位器的第1端；所述第五芯片的第7端连接所述第五开关的第4端；所述第五芯片的第8端连接所述第二电位器的第4端；所述第五芯片的第8端连接所述第五开关的第5端；所述第五芯片的第9端连接所述第二电位器的第3端；所述第五芯片的第9端连接所述第五开关的第6端；所述第五芯片的第10端连接所述第二电位器的第2端；所述第五芯片的第10端连接所述第五开关的第7端；所述第五芯片的第11端连接所述第二电位器的第1端；所述第五芯片的第11端连接所述第五开关的第8端；所述第五芯片的第12端接地；所述第五芯片的第13端连接所述第三电位器的第4端；所述第五芯片的第13端连接所述第六开关的第1端；所述第五芯片的第14端连接所述第三电位器的第3端；所述第五芯片的第14端连接所述第六开关的第2端；所述第五芯片的第15端连接所述第三电位器的第2端；所述第五芯片的第15端连接所述第六开关的第3端；所述第五芯片的第16端连接所述第三电位器的第1端；所述第五芯片的第16端连接所述第六开关的第4端；所述第五芯片的第17端连接所述第四电位器的第4端；所述第五芯片的第17端连接所述第六开关的第5端；所述第五芯片的第18端连接所述第四电位器的第3端；所述第五芯片的第18端连接所述第六开关的第6端；所述第五芯片的第19端连接所述第四电位器的第2端；所述第五芯片的第19端连接所述第六开关的第7端；所述第五芯片的第20端连接所述第四电位器的第1端；所述第五芯片的第20端连接所述第六开关的第8端；所述第一电位器的第5端、第一电位器的第6端、第一电位器的第7端和第一电位器的第8端均接地；所述第二电位器的第5端、第二电位器的第6端、第二电位器的第7端和第二电位器的第8端均接地；所述第三电位器的第5端、第三电位器的第6端、第三电位器的第7端和第三电位器的第8端均接地；所述第四电位器的第5端、第四电位器的第6端、第四电位器的第7端和第四电位器的第8端均接地；所述第五开关的第9端、第五开关的第10端、第五开关的第11端、第五开关的第12端、第五开关的第13端、第五开关的第14端、第五开关的第15端和第五开关的第16端均连接输入电压；所述第六开关的第9端、第六开关的第10端、第六开关的第11端、第六开关的第12端、第六开关的第13端、第六开关的第14端、第六开关的第15端和第六开关的第16端均连接输入电压；

所述AD转换电路包括：第六芯片、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第三十一电阻、第三十二电阻、第三十三电阻、第三十四电阻、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容和第十三电容；所述第六芯片的第1端通过第六电容接地；所述第六芯片的第2端接地；所述第六芯片的第3端通过第二十三电阻连接所述第六芯片的第23端；所述第六芯片的第3端通过第二十四电阻接地；所述第六芯片的第4端通过所述第二十五电阻连接所述第六芯片的第23端；所述第六芯片的第4端通过第二十六电阻接地；所述第六芯片的第5端通过第二十七电阻连接所述第六芯片的第23端；所述第六芯片的第5端通过第二十八电阻接地；所述第六芯片的第6端通过第二十九电阻连接所述第六芯片的第23端；所述第六芯片的第7端通过第二十九电阻连接所述第六芯片的第23端；所述第六芯片的第8端通过第三十电阻连接所述第六芯片的第23端；所述第六芯片的第8端通过第三十一电阻接地；所述第六芯片的第9端连接控制器；所述第六芯片的第10端连接控制器；所述第六芯片的第11端连接控制器；所述第六芯片的第11端通过第三十二电阻接地；所述第六芯片的第12端连接所述控制器；所述第六芯片的第13端连接所述控制器；所述第六芯片的第14端连接所述控制器；所述第六芯片的第16端、第六芯片的第17端、第六芯片的第18端、第六芯片的第19端、第六芯片的第20端、第六芯片的第21端、第六芯片的第22端、第六芯片的第26端、第六芯片的第35端、第六芯片的第40端、第六芯片的第41端、第六芯片的第43端、第六芯片的第46端、第六芯片的第47端、第六芯片的第50端、第六芯片的第52端、第六芯片的第54端、第六芯片的第56端、第六芯片的第58端、第六芯片的第60端、第六芯片的第62端和第六芯片的第64端均接地；所述第六芯片的第42端通过第七电容接地；所述第六芯片的第42端连接所述控制器；所述第六芯片的第24端连接所述控制器；所述第六芯片的第27端、第六芯片的第28端、第六芯片的第29端、第六芯片的第30端、第六芯片的第31端、第六芯片的第32端和第六芯片的第33端均连接所述控制器；所述第六芯片的第34端通过所述第三十三电阻接地；所述第六芯片的第34端通过第三十四电阻连接所述第六芯片的第23端；所述第六芯片的第36端通过第八电容接地；所述第六芯片的第37端通过第九电容接地；所述第六芯片的第38端通过第十电容接地；所述第六芯片的第39端通过第十一电容接地；所述第六芯片的第48端通过第十二电容接地；所述第六芯片的第44端通过第十三电容接地；所述第六芯片的第45端通过第十三电容接地；所述第六芯片的第49端、第六芯片的第51端、第六芯片的第53端、第六芯片的第55端、第六芯片的第57端、第六芯片的第59端、第六芯片的第61端和第六芯片的第63端均连接所述信号放大电路；

所述信号放大电路包括：第七芯片和第十四电容；所述第七芯片的第1端接地；所述第七芯片的第2端接地；所述第七芯片的第3端连接输入电压；所述第七芯片的第3端通过第十四电容接地；所述第七芯片的第4端连接所述传感器电路；所述第七芯片的第5端连接所述传感器电路；所述第七芯片的第6端连接所述AD转换电路；

所述485通讯组件包括第一芯片、第二芯片、第一继电器、第一开关、第二开关、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻；所述第一芯片的第1端连接输入电压；所述第一芯片的第1端连接所述第一继电器的第1端；所述第一芯片的第1端通过所述第一电容连接所述第一继电器的第3端；所述第一芯片的第1端通过所述第一电容接地；所述第一芯片的第2端连接所述控制器；所述第一芯片的第3端连接所述控制器；所述第一芯片的第4端连接所述第一继电器的第3端；所述第一芯片的第5端连接所述第一继电器的第4端；所述第一芯片的第5端连接所述第二芯片的第5端；所述第一芯片的第6端连接所述第二芯片的第4端；所述第一芯片的第7端连接所述第一芯片的第1端；所述第一芯片的第8端通过所述第二电容连接所述第一继电器的第4端；所述第一芯片的第8端连接所述第一继电器的第2端；所述第一芯片的第8端连接所述第二芯片的第8端；所述第一芯片的第8端通过第三电容连接所述第二芯片的第5端；所述第一开关的第1端连接所述第二开关的第1端；所述第一开关的第2端通过所述第一电阻连接所述第二开关的第2端；所述第一开关的第2端通过所述第二电阻连接所述第一芯片的第5端；所述第一开关的第2端连接所述第二芯片的第7端；所述第一开关的依次通过第二电阻和第三电阻连接所述第二芯片的第3端；所述第一开关的第2端依次通过第二电阻和第四电阻连接所述第二芯片的第2端；所述第二开关的第1端依次通过第五电阻和第六电阻连接所述第二芯片的第3端；所述第二开关的第1端依次通过第五电阻和第七电阻连接所述第二芯片的第2端；所述第二开关的第1端连接所述第二芯片的第6端；所述第二开关的第2端通过所述第一电阻连接所述第二芯片的第7端；

所述CAN通讯组件包括：第三芯片、第四电容、第三开关、第四开关、第八电阻和第九电阻；所述第三芯片的第1端连接所述控制器；所述第三芯片的第2端接地；所述第三芯片的第3端连接输入电压；所述第三芯片的第3端通过第四电容接地；所述第三芯片的第4端连接控制器；所述第三芯片的第6端连接控制器；所述第三芯片的第6端连接所述第三开关的第2端；所述第三芯片的第6端通过第八电阻连接所述第四开关的第2端；所述第三芯片的第7端连接所述第三开关的第1端；所述第三芯片的第7端连接所述第四开关的第1端；所述第三芯片的第7端连接所述控制器；所述第三芯片的第8端连接所述控制器；所述第三芯片的第8端通过所述第九电阻接地；

所述USB通讯组件包括：第四芯片、第一二极管、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和第十三电阻；所述第四芯片的第1端连接所述控制器；所述第四芯片的第1端通过第一二极管连接输入电压；所述第四芯片的第1端通过第十电阻连接控制器；所述第四芯片的第2端通过第十一电阻连接控制器；所述第四芯片的第3端通过第十二电阻连接控制器；所述第四芯片的第4端通过第十三电阻连接控制器；所述第四芯片的第5端、第四芯片的第6端、第四芯片的第7端、第四芯片的第8端、第四芯片的第9端、第四芯片的第10端和第四芯片的第11端均接地；

所述供电电路包括：第八芯片、第十五电容、第十六电容、第十七电容、第三十五电阻和第三十六电阻；所述第八芯片的第1端通过所述第十五电容接地；所述第八芯片的第1端依次通过第十五电容和第十六电容连接输入电压；所述第八芯片的第2端通过第三十五电阻接地；所述第八芯片的第2端通过第三十六电阻连接输入电压；所述第八芯片的4端连接输入电压；所述第八芯片的第4端通过第十七电容接地；所述第八芯片的第5端接地；所述第八芯片的第5端通过第十六电容连接输入电压；所述第八芯片的第6端连接输入电压；所述第八芯片的第7端连接输入电压；所述第八芯片的第8端连接输入电压；所述第八芯片的第9端接地；所述第八芯片的第10端接地。

2.一种电容老化测试系统，其特征在于，包括：机箱、环境箱、用于对环境箱内加热的加热组件、用于对环境箱内加湿的加湿组件及如权利要求1所述的电流检测模块；所述加热组件和加湿组件均安装在所述环境箱内；所述电流检测模块安装在所述机箱内；

在所述环境箱内设置有用于装夹多个待测电容的电容夹具，所述电流检测模块与电容夹具电连接；每个所述电容夹具上具有320个通道，每个所述通道上可以安装32片待测电容进行并联；电流检测模块中的每个所述传感器电路分别连接一个通道；所述加热组件和加湿组件均与所述电流检测模块电连接；加湿组件和加热组件能够对环境箱内模拟恶劣环境；通过矩阵实现将同一个电源的供电分配到320路电容夹具上，并且实现在使用高阻仪测试电容的绝缘电阻的时候断开被测电容夹具的供电；电流检测模块实现对所有的通道电流的实时检测，在电容失效的时候及时切断当前电路的供电避免短路，同时在上位机记录电容失效时间；并能够同时对多个电容进行老化测试，提高测试效率。