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

1.系統(tǒng)組成與工作原理

1.1 測(cè)試系統(tǒng)組成

大功率電源測(cè)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(kāi)發(fā)，能夠自動(dòng)完成待測(cè)產(chǎn)品的所有電性能指標(biāo)測(cè)試，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和波形的自動(dòng)讀取和自動(dòng)判讀。測(cè)試系統(tǒng)主要由“硬件配置部分”和“軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)”組成，測(cè)試系統(tǒng)具備高通用性、高繼承性、高可靠性的特點(diǎn)。

1.2 測(cè)試系統(tǒng)工作原理

大功率電源測(cè)試系統(tǒng)在軟件的統(tǒng)一控制下進(jìn)行產(chǎn)品的測(cè)試，軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，依據(jù)軟件工程進(jìn)行開(kāi)發(fā)，具備可擴(kuò)展性和升級(jí)功能。

測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)GPIB電纜等數(shù)字接口控制所有的測(cè)試儀器，自動(dòng)顯示和存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析，形成測(cè)試報(bào)告。大功率電源測(cè)試系統(tǒng)是基于 HP VEE 的軟件編程，開(kāi)發(fā)了儀器的高級(jí)功能，擴(kuò)展了儀器設(shè)備的能力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全部電性能的自動(dòng)化測(cè)試，提高工作效率。

測(cè)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(fù)載、示波器、數(shù)據(jù)采集器、工控機(jī)，GPIB電纜，GPIB轉(zhuǎn)USB電纜，電流探頭，轉(zhuǎn)接盒和機(jī)柜組成。大功率直流電源是系統(tǒng)的供電電源，電子負(fù)載模擬負(fù)載，數(shù)據(jù)采集器用于采集測(cè)試數(shù)據(jù)，示波器用于測(cè)試電源模塊的動(dòng)態(tài)特性，工控機(jī)承擔(dān)著整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的管理、控制工作，GPIB電纜連接各個(gè)儀器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。

2.軟件系統(tǒng)

測(cè)試系統(tǒng)的軟件部分由HP VEE可視化編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，軟件的主流程如圖1所示。

測(cè)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(cè)試儀器初始化模塊、電源參數(shù)設(shè)置模塊、一鍵測(cè)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(shuō)明

儀器初始化模塊對(duì)測(cè)試儀器進(jìn)行初始化設(shè)置，系統(tǒng)對(duì)每臺(tái)測(cè)試儀器分配唯一的GPIB地址，并對(duì)供電電源進(jìn)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(cè)試電源的各項(xiàng)測(cè)試參數(shù)。

一鍵測(cè)試功能模塊包括開(kāi)關(guān)機(jī)指令發(fā)送單元、動(dòng)態(tài)性能測(cè)試單元、穩(wěn)定度及效率測(cè)試單元、遙測(cè)性能測(cè)試單元、過(guò)流性能測(cè)試單元、慢速加斷電及拉偏性能測(cè)試單元、輸入反射紋波性能測(cè)試單元以及輸入浪涌性能測(cè)試單元。

開(kāi)關(guān)機(jī)指令發(fā)送單元，提供開(kāi)、關(guān)機(jī)指令、主備切換指令，控制電源的開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)以及主備切換。

動(dòng)態(tài)性能測(cè)試單元，分別在額定負(fù)載和不同的供電電壓條件下，測(cè)試輸出電壓的啟動(dòng)時(shí)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(cè)試單元測(cè)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(jì)算出電源的效率。

遙測(cè)性能測(cè)試單元，測(cè)試電源在輸出額定負(fù)載條件下的遙測(cè)信號(hào)。

過(guò)流保護(hù)性能測(cè)試單元，測(cè)試電源各路輸出從額定負(fù)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(shí)的輸出電流值即為各路的過(guò)流保護(hù)值。

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

輸入反射紋波性能測(cè)試單元，測(cè)試電源各路在額定負(fù)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(cè)試單元，測(cè)試電源各路在額定負(fù)載條件和不同的供電電壓條件下，待測(cè)試電源的輸入浪涌電流值和恢復(fù)時(shí)間；

數(shù)據(jù)和波形采集判讀模塊，對(duì)一鍵測(cè)試功能模塊中的各個(gè)測(cè)試單元發(fā)送過(guò)來(lái)的測(cè)試數(shù)據(jù)和波形進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,并對(duì)各個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行判讀是否符合測(cè)試要求。

3.系統(tǒng)特點(diǎn)

大功率電源自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)具備以下特點(diǎn)：

1）覆蓋性高

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

2）測(cè)試效率高

測(cè)試時(shí)間控制30分鐘以內(nèi)，提高了產(chǎn)品測(cè)試效率。

3）自動(dòng)化程度高

測(cè)試過(guò)程完全由測(cè)試系統(tǒng)控制，且一鍵化測(cè)試，杜絕人為操作失誤帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)隱患。無(wú)需人為進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄判讀。

4.結(jié)束語(yǔ)

本文首先對(duì)大功率電源自動(dòng)化測(cè)試的測(cè)試需求做了分析，明確了大功率電源自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，提出了基于工業(yè)計(jì)算機(jī)的專用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試設(shè)計(jì)方案，對(duì)測(cè)試系統(tǒng)從硬件配置和軟件系統(tǒng)兩部分進(jìn)行了介紹，描述了大功率電源專用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，具備測(cè)試效率高、測(cè)試覆蓋性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高以及數(shù)據(jù)有效性強(qiáng)的特點(diǎn)。已適用于多項(xiàng)產(chǎn)品的測(cè)試中。

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