[发明专利]负载测试装置和系统

说明书

本发明提供了负载测试装置和系统，其中，负载测试装置包括：待测产品、控制器模块、负载模块、开关模块及数据监测模块；负载模块包括冲击电阻模块、稳态电阻模块、电感模块；待测产品、电感模块、冲击电阻模块和稳态电阻模块依次连接；控制器模块与开关模块连接；稳态电阻模块和冲击电阻模块均包括多个电阻，电感模块包括多个电感，开关模块包括多个继电器或电子开关，每个电阻和与继电器或电子开关并联；每个电感与继电器或电子开关并联。本申请通过控制器模块控制开关模块的开启或关闭，利用继电器或电子开关使能或失能的不同组合，控制相应的电阻和电感器的工作状态，得到不同电抗值，为测试提供优质负载。

技术领域

本发明涉及产品测试技术领域，尤其是涉及负载测试装置和系统。

背景技术

目前，市面上的常用的负载有直流电子负载、交流电子负载、固定电阻、滑动电阻这几种。其中，电子负载是通过控制内部Mosfet或晶体管等功率元件的导通量，依靠功率管的耗散功率消耗电能的设备。工作过程中要不断的检测回路的各种电信号，并进行相应的控制信号，存在一定的迟滞时间，做不到电压/电流信号的完全同步。此外，高频开关电子负载在放电产生的谐波和尖峰，对电子开关的功率器件Mosfet或晶体管产生一定的影响，严重的甚至将其击穿烧毁。

在使用过程中，发现负载存在以下问题：

一.直流电子负载：1.公司部分电动工具待测产品接上直流电子负载，使用示波器检测波形，待测产品不能正常工作，而改用普通电阻负载或马达，则可以正常工作。2.用直流电子负载测试待测产品的调速功能，观察开关输出占空比可调的PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)波形，发现波形在上升/下降边沿存在畸变。3.用直流电子负载测试待测产品的调速功能，监控开关输出占空比可调的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)波形，发现波形在上升/下降边沿存在畸变。负载电流越大，波形的畸变越严重。这种情况使待测产品内部的场效应管或晶体管等功率元件在边沿部分工作在线性放大区，使元件的发热，导致待测产品温升加速，严重的会导致温升过高，不能通过电动工具的安规要求。4.部分待测产品需要通过大电流窄脉冲(如10uS@410A)冲击测试，电子负载不能及时响应这个要求，电压、电流在上升/下降边沿做不到特别陡。在上升/下降边沿畸变特别严重，原来是方波的负载波形已经变成类似或接近锯齿波，电流在10uS内仅300A，上升不到410A的测试要求。将电子负载改成普通的大功率电阻，问题解决，满足测试要求。

二.交流电子负载：1.交流电子负载串接一个待测产品接入市电，用示波器测量交流电子负载两端的电压/电流波形，可以发现波形在过零点附近存在不同程度的失真。2.在测试交流电动工具的控制板，其中的可控硅需要在电压过零点后得到触发信号而导通。过零点后的触发信号延迟时间长短，与控制电路输出导通角存在密切关系。延迟时间越短，导通角就越大，即输出电压越大。当过零点后触发信号极少延时---即可控硅导通角波形接近正弦波。由于交流电子负载是通过整流后，给内部耗能器件消耗电能的。整流器件的导通需要一定的电压(单一元件硅管压降0.7v/锗管压降0.2v)，加上控制电路的迟滞，这个参数就变得更大。那就存在这样的情况：如果电动工具待测产品的可控硅比交流电子负载的控制器件先导通，就变成测试交流电子负载的功率器件，而非测试待测产品的可控硅电路，这背离了测试要求，不能将待测产品的开关性能体现出来。因此，导通角接近全通的开关，不能使用交流电子负载测试其开关的功能。

三.固定电阻，阻值固定不可调，存在温度漂移，温度越高，阻值漂移越严重，影响产品的功能测试。

四.滑动电阻，在滑动时，滑动部分跟电阻本体接触不紧密，阻值跳变，精度低。带工作时，移动滑动部件，触点出现打火现象，电流越大打火现象越明显。使用过程中，不能依照设定条件自动调节阻值。此外，温漂情况跟固定电阻情况相同。