大功率電源測試系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

北京衛(wèi)星制造廠有限公司 胡文婷

引言

大功率電源，生產(chǎn)數(shù)量多，自動化的測試系統(tǒng)是提高測試效率的保障。使用成套設(shè)計的自動化測試系統(tǒng)，能夠?qū)﹄娫吹男阅苓M行分析，提高電源測試效率和精度。本文提出的大功率電源測試系統(tǒng)，以傳統(tǒng)工控機及軟件為核心，控制大功率直流電源，電子負載，數(shù)據(jù)采集器，示波器，使被測產(chǎn)品的各項指標(biāo)按照要求進行測試、分析、記錄。測試系統(tǒng)具備測試效率高、測試覆蓋性強、自動化程度高的特點。

1.系統(tǒng)組成與工作原理

1.1 測試系統(tǒng)組成

大功率電源測試系統(tǒng)是基于現(xiàn)有的安捷倫儀器設(shè)備與VEE編程軟件開發(fā)，能夠自動完成待測產(chǎn)品的所有電性能指標(biāo)測試，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和波形的自動讀取和自動判讀。測試系統(tǒng)主要由“硬件配置部分”和“軟件設(shè)計系統(tǒng)”組成，測試系統(tǒng)具備高通用性、高繼承性、高可靠性的特點。

1.2 測試系統(tǒng)工作原理

大功率電源測試系統(tǒng)在軟件的統(tǒng)一控制下進行產(chǎn)品的測試，軟件采用模塊化設(shè)計，依據(jù)軟件工程進行開發(fā)，具備可擴展性和升級功能。

測試系統(tǒng)通過GPIB電纜等數(shù)字接口控制所有的測試儀器，自動顯示和存儲測試數(shù)據(jù)，對測試數(shù)據(jù)進行自動分析，形成測試報告。大功率電源測試系統(tǒng)是基于 HP VEE 的軟件編程，開發(fā)了儀器的高級功能，擴展了儀器設(shè)備的能力，實現(xiàn)產(chǎn)品全部電性能的自動化測試，提高工作效率。

測試系統(tǒng)的硬件配置部分主要包括：大功率直流電源、電子負載、示波器、數(shù)據(jù)采集器、工控機，GPIB電纜，GPIB轉(zhuǎn)USB電纜，電流探頭，轉(zhuǎn)接盒和機柜組成。大功率直流電源是系統(tǒng)的供電電源，電子負載模擬負載，數(shù)據(jù)采集器用于采集測試數(shù)據(jù)，示波器用于測試電源模塊的動態(tài)特性，工控機承擔(dān)著整個測試系統(tǒng)的管理、控制工作，GPIB電纜連接各個儀器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。

2.軟件系統(tǒng)

測試系統(tǒng)的軟件部分由HP VEE可視化編程語言來實現(xiàn)，軟件的主流程如圖1所示。

測試系統(tǒng)的軟件部分采用模塊化的編程思想，它主要分為四大模塊：測試儀器初始化模塊、電源參數(shù)設(shè)置模塊、一鍵測試功能模塊和數(shù)據(jù)和波形采集判讀模塊，如圖2所示。

2.1 模塊說明

儀器初始化模塊對測試儀器進行初始化設(shè)置，系統(tǒng)對每臺測試儀器分配唯一的GPIB地址，并對供電電源進行最大輸出電壓限制和最大輸出電流限制。

電源參數(shù)設(shè)置模塊用于設(shè)置待測試電源的各項測試參數(shù)。

一鍵測試功能模塊包括開關(guān)機指令發(fā)送單元、動態(tài)性能測試單元、穩(wěn)定度及效率測試單元、遙測性能測試單元、過流性能測試單元、慢速加斷電及拉偏性能測試單元、輸入反射紋波性能測試單元以及輸入浪涌性能測試單元。

開關(guān)機指令發(fā)送單元，提供開、關(guān)機指令、主備切換指令，控制電源的開機、關(guān)機以及主備切換。

動態(tài)性能測試單元，分別在額定負載和不同的供電電壓條件下，測試輸出電壓的啟動時間、上沖和下陷值。

圖1 軟件的主流程圖

圖2 軟件功能模塊框圖

穩(wěn)定度及效率測試單元測試輸出電壓的穩(wěn)定度和效率，記錄電源各路輸出電壓和輸出電流、供電電壓以及供電電流，并計算出電源的效率。

遙測性能測試單元，測試電源在輸出額定負載條件下的遙測信號。

過流保護性能測試單元，測試電源各路輸出從額定負載逐漸增大，當(dāng)各路輸出電壓有明顯下降（降幅約為0.5V）時的輸出電流值即為各路的過流保護值。

慢速加斷電及拉偏性能測試單元，測試電源各路在額定負載條件下，供電電源由70V下降至0v，再由0v上升至70V的過程中電源的輸出電壓值。

輸入反射紋波性能測試單元，測試電源各路在額定負載條件和不同的供電電壓條件下，電源的輸入反射紋波。

輸入浪涌性能測試單元，測試電源各路在額定負載條件和不同的供電電壓條件下，待測試電源的輸入浪涌電流值和恢復(fù)時間；

數(shù)據(jù)和波形采集判讀模塊，對一鍵測試功能模塊中的各個測試單元發(fā)送過來的測試數(shù)據(jù)和波形進行數(shù)據(jù)采集,并對各個測試數(shù)據(jù)進行判讀是否符合測試要求。

3.系統(tǒng)特點

大功率電源自動測試系統(tǒng)具備以下特點：

1）覆蓋性高

測試系統(tǒng)能夠完成產(chǎn)品的各項電性能指標(biāo)測試，滿足測試要求。

2）測試效率高

測試時間控制30分鐘以內(nèi)，提高了產(chǎn)品測試效率。

3）自動化程度高

測試過程完全由測試系統(tǒng)控制，且一鍵化測試，杜絕人為操作失誤帶來的風(fēng)險隱患。無需人為進行數(shù)據(jù)記錄判讀。

4.結(jié)束語

本文首先對大功率電源自動化測試的測試需求做了分析，明確了大功率電源自動測試系統(tǒng)的設(shè)計原則，提出了基于工業(yè)計算機的專用自動測試系統(tǒng)的測試設(shè)計方案，對測試系統(tǒng)從硬件配置和軟件系統(tǒng)兩部分進行了介紹，描述了大功率電源專用自動測試系統(tǒng)的特點和優(yōu)勢，具備測試效率高、測試覆蓋性強、自動化程度高以及數(shù)據(jù)有效性強的特點。已適用于多項產(chǎn)品的測試中。

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