多工位电源模块绝缘测试工装的设计
摘要：绝缘电阻测试是电源模块生产过程中不可或缺的一项指标。检测绝缘电阻才能保证线路送电后不会出现漏电和短路事故,所以对质量的要求更加严格。传统的绝缘测试方法对于大部分军品已不适用，为解决此问题进行了多工位电源模块绝缘测试工装的设计。
关键字：电源模块、绝缘电阻测试、绝缘测试工装
引言
电源模块应用在电力、工控、医疗、军工等几大方面。电源模块的薄型化、模块化、标准化并以积木的体例进行组合的电路拓扑结构得到了日益广泛的应用。电源模块利用先进的工艺和封装技术制造，形成一个结构紧凑、体积小、高可靠性的电子稳压电源，是可以直接安装在印刷电路板上的电源变换器。在电源模块生产过程中，电性能测试不可或缺的一项指标为绝缘电阻测试。绝缘防止电子从导体发生泄露，其作用的大小是用绝缘电阻表示的。绝缘测试仪会在绝缘系统上加直流电压，并测量由此产生的电流，这样就能够计算并显示绝缘的电阻值。绝缘电阻是电气设备和电气线路最基本的绝缘指标。
1.传统绝缘测试方法缺陷
传统的绝缘测试方法是用手持绝缘测试表笔对待测试的模块引腿或引腿与外壳之间绝缘测试。其主要有以下缺点：1.安全性较低。绝缘测试电压较高时，操作人手持两只表笔，稍不留意容易对操作者自身造成伤害；2.易出现人为失误，对产品造成损害。有的模块引出腿间距很小，绝缘测试中表笔容易误操作碰到其它引腿，造成产品本身的损害；3.模块数量大且引出端多时，操作者长时间操作有可能遗漏某些引腿，产生隐患。4.国军标中对绝缘测试时间有规定，采用人工计时不但麻烦、浪费人力且误差较大。
2.多工位电源模块绝缘测试工装的设计
为保障公司生产成本和用户交付时间，克服传统绝缘测试方法缺陷，我们开始进行多工位电源模块绝缘测试工装设计。该工装是新型模块化产品绝缘测试解决方案，具有通用性、经济性、效率性等优点，使用方便，操作简单。
具体组装工艺方面，该绝缘测试工装采用箱体结构，保证时间继电器的空间，同时提高测试数量，外壳采用现有配电箱结构，节约成本并保证测试操作人员人身安全。箱体包括PCB板，
整体尺寸大小为500mm×400mm×150mm³。绝缘测试表笔接线柱采用Φ6插孔与辅助电源接线柱大小不一样，防止误操作；辅助电源接线柱采用Φ4插孔，供电回路中设计防反接二极管，防止误操作将辅助24V电源的正、负之间接反，保护数字时间继电器。两组接线柱都用红和黑两个颜为一组，用于区分正负极。主控开关是带有指示灯的联动开关，同时控制时间继电器和电压。
多工位电源模块绝缘测试工装设计了辅助定位的行总控制开关及单个插座控制开关，方便寻损坏产品，提升了实用性，同时避免了测试台结构过于复杂，简单易懂，便于上手。联动开关带有指示灯，接通时指示灯亮。行总控制开关和单个插座控制开关也保持闭合状态，夹具为防误差设计的锁紧插座，并联接在测试回路中。设计时将锁紧插座焊接在PCB板上，PCB板内设计有连接需要的走线，最后再将PCB板固定在箱体面板的内部。
为减小误差，提高自动化水平，使用带定时功能的数显、数字时间继电器。时间继电器的一个长闭触点接入直流电压正测试回路，另一个长闭触点接入直流电压负测试回路；多工位电源模块绝缘测试工装采用的时间继电器的工作电压是直流24±2V，其工作原理是：提前预设好工作时间，当接通工作电源后，时间继电器计时开始，当达到预定设置时间时，其触点状
态切换，即长闭触点断开，长开触点闭合，利用时间继电器的特点，将时间继电器的长闭触点接入直流500V正测试回路，另一端接入直流500V负测试回路，当闭合联动开关、行总控制开关及单个插座控制开关时，时间继电器计时开始，同时500V测试电压加在产品两端，直到达到预定设置时间时，时间继电器触头切换，长闭触点由闭合变为断开，即产品两端的500V测试电压断开。测试时先使用产品对外壳测试台测试一次，后更换地对地测试台再次测试，保证按照规范要求测试整个过程。
3.实施方法
模块化电源为了操作安全，在产品每次绝缘测试结束时设计放电功能，将产品内部和外壳的残留电荷通过回路泻放掉。时间继电器长开触点，正常绝缘测试过程中回路断开，不影响测试。当到达时间继电器预定设置时间时，时间继电器触点切换，通过电阻泻放产品上残留的电荷。
提前加好产品并使所有开关保持接通状态后，预置好时间继电器（60秒），确认无误后按下联动开关，行总开关与单个插座控制开关同时闭合接通，直流500V电压加到了产品两端，同时时间继电器数显从零开始计时，当60秒计时到达时，数显保持此刻数字“60.00”不再变化，此时时间继电器内部开关状态将自动切换，产品两端的直流500V电压切断并通过电阻和防反
接二极管对产品放电。再次按动联动开关，绝缘测试工装上所加的直流500V和辅助24V电源切断，时间继电器归零，绝缘测试完成。
若出现产品绝缘未通过的情况，绝缘表会发出警报，因同时测试产品数量较大，每行左侧设有行总控制开关按钮，每个工位都设有单个插座控制开关。此时逐个断开行总控制开关，直至警报消失，从而定位损坏产品所处行位置。确定行位置后，断开所有该行的单个插座控制开关，再次闭合行总控制开关，依次对单个插座控制开关进行闭合后再次断开的操作，以确定单个产品损坏位置及单行不合格个数，最终确定本批次不合格产品。
箱体内部的连线采用高温高压绝缘线连接，电阻和防反接二极管焊接后，整体用热缩绝缘套管固定，防止出现短路，更加安全可靠。
4.有益效果
1、绝缘测试时，按动联动开关，主回路绝缘测试与辅助回路计时同步开始，当到达时间继电器预设时间时，产品通过电阻放电，绝缘测试结束。当出现不合格品时，通过控制行总控制开关及单个插座控制开关，可简便的寻到不合格品的位置。
2、多工位电源模块绝缘测试工装的电路设计巧妙，用一个联动开关和时间继电器的配合，控制了模块产品绝缘测试及测试时间和测试后的电荷泻放。用辅助定位行总开关及单个插座控制开关，在大量产品测试的同时准确定位不合格品，大量节省了测试时间及重复性。
3、多工位电源模块绝缘测试工装具有很好安全性、通用性好、测试时间精确、节省时间及人力、操作简单、低成本等优点，同时又可以实现高效绝缘测试，提高了模块化产品绝缘测试工序效率。
5.结语
通过使用多工位电源模块绝缘测试工装解决了绝缘电阻测试效率低的问题。
实现了电源模块产品目前产能的最大化，同时多工位电源模块绝缘测试工装亦适用于其他模块化产品绝缘电阻测试，解决了国内军工单位的急需，为国防事业做出了贡献。同时也为企业创造了良好的经济效益，具有良好的应用前景。
参考文献
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