一种雷电流冲击强度测试电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种雷电流冲击强度测试电路，包括信号采集单元、信号整形单元、信号处理单元、显示单元、电源单元和通讯传输单元；所述信号采集单元用于将雷电冲击电流转换为可检测的小电流信号，所述信号整形单元用于对信号采集单元送来的电流信号进行整形并转换为电压信号，所述信号处理单元通过信号整形单元送来的电压信号得出雷击的强度和冲击波形，所述电源单元用于给各单元供电。本实用新型专利技术设置能够测试雷击的冲击强度和波形，便于获得电子设备或电子装置的接地线、接地分支线、接地汇总线上的冲击电流强度，可以更加准确合理地给出该地区的防雷预案和设计相应的防雷措施等，确保系统更加可靠的运行，结构简单，实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种雷电流冲击强度测试电路
本技术涉及防雷测试领域，特别涉及一种雷电流冲击强度测试电路。
技术介绍
随着计算机技术、自动控制技术、信息技术的发展、各种形式的电子系统的应用日渐增多，这些系统已广泛应用于各行各业及规模复杂性相当大的工厂，由于这些电子系统设备的工作电压低、电流小，自然界中常有的雷电现象及复杂的现场干扰信号很容易超过这些电子系统设备的工作电压，引起数据丢失、损坏电子系统设备，造成整个控制系统中断、工厂停产的严重事故。为了防止雷电的干扰，在电子系统中加上浪涌保护器已经成为共识。现今随着工厂数字化、信息化、智能化技术的推进，对线路电涌保护效率分析，对感应雷击和高电势反击发生概率与地闪密度关系分析，对感应雷击和高电势反击强度与地闪强度关系分析，对感应雷击和高电势反击与工艺设备布局、高度等关系分析等等，这些需求都需要对浪涌保护器接地线、接地分支线、接地汇总线上的浪涌冲击电流的强度进行实时测量，对雷电监测数据进行科学合理的分析，可以更加准确合理地给出该地区的防雷预案和设计相应的防雷措施等，确保系统更加可靠的运行。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供了一种能够获得电子设备或电子装置的接地线、接地分支线、接地汇总线上的冲击电流强度，以便于对雷电监测数据进行科学合理的分析的雷电流冲击强度测试电路。本技术的技术方案如下：一种雷电流冲击强度测试电路，包括信号采集单元、信号整形单元、信号处理单元、显示单元、电源单元和通讯传输单元；所述信号采集单元与信号整形单元电连接，所述信号整形单元、显示单元和通讯传输单元均与信号处理单元电连接；所述信号采集单元用于将雷电冲击电流转换为可检测的小电流信号，所述信号整形单元用于对信号采集单元送来的电流信号进行整形并转换为电压信号，所述信号处理单元通过信号整形单元送来的电压信号得出雷击的强度和冲击波形，所述电源单元用于给信号整形单元、信号处理单元、显示单元和通讯传输单元提供所需的直流电压；所述信号整形单元包括整流电路、雷电强度提取电路和雷电波形提取电路；所述雷电强度提取电路包括电阻R1、电阻R42、电阻R44、电阻R46、电阻R51、电容C3、电容C4、电容C7、运放U7A和运放U7B；所述运放U7A的正相输入端通过电阻R1与整流电路电连接，所述运放U7A的正相输入端还通过电容C3连接数字地G_A，所述运放U7A的负相输入端与其输出端电连接，所述运放U7A的输出端通过电阻R42与运放U7B的正相输入端电连接；所述运放U7B的正相输入端通过电容C4连接数字地G_A，所述运放U7B的正相输入端还依次通过电阻R44和电阻R46连接数字地G_A，所述运放U7B的负相输入端与其输出端电连接，所述运放U7B的输出端通过电阻R51与电容C7的第一端电连接，所述电容C7的第一端与信号处理单元电连接，第二端连接数字地G_A；所述雷电波形提取电路包括电阻R14、电阻R15、电阻R40、电阻R48、电阻R52、运放U8A和运放U8B；所述运放U8A的正相输入端通过电阻R14与整流电路电连接，所述运放U8A的负相输入端与其输出端电连接，所述运放U8A的输出端通过电阻R15与运放U8B的正相输入端电连接；所述运放U8B的正相输入端依次通过电阻R40和电阻R48连接数字地G_A，所述运放U8B的负相输入端与其输出端电连接，所述运放U8B的输出端通过电阻R52与信号处理单元电连接。进一步的，所述运放U7A和运放U7B集成在芯片U7中，所述芯片U7的电源端通过电阻R8连接5V电压，所述芯片U7的电源端还通过电容C6连接数字地G_A，所述芯片U7的接地端连接数字地G_A；所述运放U8A和运放U8B集成在芯片U8中，所述芯片U8的电源端通过电阻R12连接5V电压，所述芯片U8的电源端还通过电容C36连接数字地G_A，所述芯片U8的接地端连接数字地G_A。进一步的，所述整流电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R10、电阻R11、双向瞬变抑制二极管D3、双向瞬变抑制二极管D4和第一整流桥；所述电阻R3的两端分别通过接口A1和接口A2与信号采集单元电连接，所述电阻R4、电阻R5、电阻R6和双向瞬变抑制二极管D4均与电阻R3并联，双向瞬变抑制二极管D4的两端还分别与第一整流桥的两个输入端电连接，所述第一整流桥的正输出端通过电阻R10连接数字地G_A，所述电阻R11和双向瞬变抑制二极管D3均与电阻R10并联，所述第一整流桥的负输出端连接数字地G_A。进一步的，所述电源单元包括芯片U2、芯片P2、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R30、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电感L1、二极管D15和二极管D16；所述二极管D15的正端与接口A4电连接，电源地GG与接口A5电连接；所述二极管D15的负端与芯片U2的VIN管脚电连接，所述芯片U2的VIN管脚通过电容C18连接电源地GG，所述电容C19与电容C18并联，所述芯片U2的VIN管脚还通过电阻R22与其EN管脚电连接，所述芯片U2的EN管脚通过电阻R26连接电源地GG，所述芯片U2的SS/TR管脚通过电容C16连接电源地GG，所述芯片U2的RT管脚依次通过电阻R29和电阻R28连接电源地GG，所述芯片U2的GND管脚连接电源地GG，所述芯片U2的COMP管脚通过电容C17连接电源地GG，所述芯片U2的COMP管脚还依次通过电阻R25和电容C20连接电源地GG，所述芯片U2的BOOT管脚通过电容C11与其PH管脚电连接，所述芯片U2的PH管脚与二极管D16的负端电连接，所述二极管D16的正端连接电源地GG，所述二极管D16的负端与电感L1的第一端电连接，所述电感L1的第二端输出15V电压，所述电感L1的第二端还依次通过电阻R23和电阻R27与芯片U2的VSNS管脚电连接，所述芯片U2的VSNS管脚通过电阻R30连接电源地GG；所述电感L1的第二端通过电容C14连接电源地GG，所述电容C15与电容C14并联，所述电感L1的第二端还通过电阻R21与芯片P2的VDD管脚电连接，所述芯片P2的VDD管脚通过电容C12连接电源地GG，所述芯片P2的C管脚通过电容C13与其RCCOMMON管脚电连接，所述芯片P2的R管脚通过电容C13与其RCCOMMON管脚电连接，所述芯片P2的-ASTABLE管脚、+ASTABLE管脚、TRIGGER管脚、Vss管脚、+TRIGGER管脚、EXTReset管脚和RETRIGGER管脚均连接电源地GG；所述电源单元还包括芯片Q1、芯片U4、芯片U5、芯片U9、变压器T3、第二整流桥、第三整流桥、电阻R36、电阻R39、电阻R50、电容C25、电容C26、电容C27、电容C28、电容C29、电容C30、电容C31、电容C32、电容C34、电容C35、电容C40、电容C41和发光二极管D23；所述芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷电流冲击强度测试电路，其特征在于：包括信号采集单元(1)、信号整形单元(2)、信号处理单元(3)、显示单元(4)、电源单元(5)和通讯传输单元(6)；所述信号采集单元(1)与信号整形单元(2)电连接，所述信号整形单元(2)、显示单元(4)和通讯传输单元(6)均与信号处理单元(3)电连接；所述信号采集单元(1)用于将雷电冲击电流转换为可检测的小电流信号，所述信号整形单元(2)用于对信号采集单元(1)送来的电流信号进行整形并转换为电压信号，所述信号处理单元(3)通过信号整形单元(2)送来的电压信号得出雷击的强度和冲击波形，所述电源单元(5)用于给信号整形单元(2)、信号处理单元(3)、显示单元(4)和通讯传输单元(6)提供所需的直流电压；/n所述信号整形单元(2)包括整流电路(21)、雷电强度提取电路(22)和雷电波形提取电路(23)；所述雷电强度提取电路(22)包括电阻R1、电阻R42、电阻R44、电阻R46、电阻R51、电容C3、电容C4、电容C7、运放U7A和运放U7B；/n所述运放U7A的正相输入端通过电阻R1与整流电路(21)电连接，所述运放U7A的正相输入端还通过电容C3连接数字地G_A，所述运放U7A的负相输入端与其输出端电连接，所述运放U7A的输出端通过电阻R42与运放U7B的正相输入端电连接；所述运放U7B的正相输入端通过电容C4连接数字地G_A，所述运放U7B的正相输入端还依次通过电阻R44和电阻R46连接数字地G_A，所述运放U7B的负相输入端与其输出端电连接，所述运放U7B的输出端通过电阻R51与电容C7的第一端电连接，所述电容C7的第一端与信号处理单元(3)电连接，第二端连接数字地G_A；/n所述雷电波形提取电路(23)包括电阻R14、电阻R15、电阻R40、电阻R48、电阻R52、运放U8A和运放U8B；所述运放U8A的正相输入端通过电阻R14与整流电路(21)电连接，所述运放U8A的负相输入端与其输出端电连接，所述运放U8A的输出端通过电阻R15与运放U8B的正相输入端电连接；所述运放U8B的正相输入端依次通过电阻R40和电阻R48连接数字地G_A，所述运放U8B的负相输入端与其输出端电连接，所述运放U8B的输出端通过电阻R52与信号处理单元(3)电连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种雷电流冲击强度测试电路，其特征在于：包括信号采集单元(1)、信号整形单元(2)、信号处理单元(3)、显示单元(4)、电源单元(5)和通讯传输单元(6)；所述信号采集单元(1)与信号整形单元(2)电连接，所述信号整形单元(2)、显示单元(4)和通讯传输单元(6)均与信号处理单元(3)电连接；所述信号采集单元(1)用于将雷电冲击电流转换为可检测的小电流信号，所述信号整形单元(2)用于对信号采集单元(1)送来的电流信号进行整形并转换为电压信号，所述信号处理单元(3)通过信号整形单元(2)送来的电压信号得出雷击的强度和冲击波形，所述电源单元(5)用于给信号整形单元(2)、信号处理单元(3)、显示单元(4)和通讯传输单元(6)提供所需的直流电压；
所述信号整形单元(2)包括整流电路(21)、雷电强度提取电路(22)和雷电波形提取电路(23)；所述雷电强度提取电路(22)包括电阻R1、电阻R42、电阻R44、电阻R46、电阻R51、电容C3、电容C4、电容C7、运放U7A和运放U7B；
所述运放U7A的正相输入端通过电阻R1与整流电路(21)电连接，所述运放U7A的正相输入端还通过电容C3连接数字地G_A，所述运放U7A的负相输入端与其输出端电连接，所述运放U7A的输出端通过电阻R42与运放U7B的正相输入端电连接；所述运放U7B的正相输入端通过电容C4连接数字地G_A，所述运放U7B的正相输入端还依次通过电阻R44和电阻R46连接数字地G_A，所述运放U7B的负相输入端与其输出端电连接，所述运放U7B的输出端通过电阻R51与电容C7的第一端电连接，所述电容C7的第一端与信号处理单元(3)电连接，第二端连接数字地G_A；
所述雷电波形提取电路(23)包括电阻R14、电阻R15、电阻R40、电阻R48、电阻R52、运放U8A和运放U8B；所述运放U8A的正相输入端通过电阻R14与整流电路(21)电连接，所述运放U8A的负相输入端与其输出端电连接，所述运放U8A的输出端通过电阻R15与运放U8B的正相输入端电连接；所述运放U8B的正相输入端依次通过电阻R40和电阻R48连接数字地G_A，所述运放U8B的负相输入端与其输出端电连接，所述运放U8B的输出端通过电阻R52与信号处理单元(3)电连接。


2.根据权利要求1所述的一种雷电流冲击强度测试电路，其特征在于：所述运放U7A和运放U7B集成在芯片U7中，所述芯片U7的电源端通过电阻R8连接5V电压，所述芯片U7的电源端还通过电容C6连接数字地G_A，所述芯片U7的接地端连接数字地G_A；所述运放U8A和运放U8B集成在芯片U8中，所述芯片U8的电源端通过电阻R12连接5V电压，所述芯片U8的电源端还通过电容C36连接数字地G_A，所述芯片U8的接地端连接数字地G_A。


3.根据权利要求1所述的一种雷电流冲击强度测试电路，其特征在于：所述整流电路(21)包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R10、电阻R11、双向瞬变抑制二极管D3、双向瞬变抑制二极管D4和第一整流桥(211)；所述电阻R3的两端分别通过接口A1和接口A2与信号采集单元(1)电连接，所述电阻R4、电阻R5、电阻R6和双向瞬变抑制二极管D4均与电阻R3并联，双向瞬变抑制二极管D4的两端还分别与第一整流桥(211)的两个输入端电连接，所述第一整流桥(211)的正输出端通过电阻R10连接数字地G_A，所述电阻R11和双向瞬变抑制二极管D3均与电阻R10并联，所述第一整流桥(211)的负输出端连接数字地G_A。


4.根据权利要求1所述的一种雷电流冲击强度测试电路，其特征在于：所述电源单元(5)包括芯片U2、芯片P2、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R30、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电感L1、二极管D15和二极管D16；
所述二极管D15的正端与接口A4电连接，电源地GG与接口A5电连接；所述二极管D15的负端与芯片U2的VIN管脚电连接，所述芯片U2的VIN管脚通过电容C18连接电源地GG，所述电容C19与电容C18并联，所述芯片U2的VIN管脚还通过电阻R22与其EN管脚电连接，所述芯片U2的EN管脚通过电阻R26连接电源地GG，所述芯片U2的SS/TR管脚通过电容C16连接电源地GG，所述芯片U2的RT管脚依次通过电阻R29和电阻R28连接电源地GG，所述芯片U2的GND管脚连接电源地GG，所述芯片U2的COMP管脚通过电容C17连接电源地GG，所述芯片U2的COMP管脚还依次通过电阻R25和电容C20连接电源地GG，所述芯片U2的BOOT管脚通过电容C11与其PH管脚电连接，所述芯片U2的PH管脚与二极管D16的负端电连接，所述二极管D16的正端连接电源地GG，所述二极管D16的负端与电感L1的第一端电连接，所述电感L1的第二端输出15V电压，所述电感L1的第二端还依次通过电阻R23和电阻R27与芯片U2的VSNS管脚电连接，所述芯片U2的VSNS管脚通过电阻R30连接电源地GG；
所述电感L1的第二端通过电容C14连接电源地GG，所述电容C15与电容C14并联，所述电感L1的第二端还通过电阻R21与芯片P2的VDD管脚电连接，所述芯片P2的VDD管脚通过电容C12连接电源地GG，所述芯片P2的C管脚通过电容C13与其RCCOMMON管脚电连接，所述芯片P2的R管脚通过电容C13与其RCCOMMON管脚电连接，所述芯片P2的-ASTABLE管脚、+ASTABLE管脚、TRIGGER管脚、Vss管脚、+TRIGGER管脚、EXTReset管脚和RETRIGGER管脚均连接电源地GG；
所述电源单元(5)还包括芯片Q1、芯片U4、芯片U5、芯片U9、变压器T3、第二整流桥(51)、第三整流桥(52)、电阻R36、电阻R39、电阻R50、电容C25、电容C26、电容C27、电容C28、电容C29、电容C30、电容C31、电容C32、电容C34、电容C35、电容C40、电容C41和发光二极管D23；
所述芯片P2的OSCOUT管脚通过电容C25与芯片Q1中P沟道场效应管的栅极G1电连接，所述芯片Q1中P沟道场效应管的栅极G1通过电阻R36...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻杭斌，
申请(专利权)人：重庆正博仪器工业有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50