电源测试

电源测试（共10篇）

电源测试 篇1

1 输入电压影响输出电压的指标

相对稳压系数:相对稳压系数:是在负载不变的情况下, 稳压器输出直流电压的相对变化量与输出电网的相对变化量的比值。绝对稳压系数:是负载不变的情况下, 稳压电源输出直流变化量与输入电网变化量的比值。电压稳定度:是负载电流保持在规定的范围内的数值, 输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对的变化。电网调整率:是表示输入电网电压由额定值变化在10%左右的时候, 稳压电源输出电压的相对变化的数值。

电气安全要求

2 对电源变压器结构的安全要求

变压器的绝缘:变压器的绕组使用的铜线应该是漆包线, 其它的金属部分应该有绝缘物质, 在实验当中不能出现绝缘层破裂的现象。变压器的绝缘电阻:变压器绕组之间的绝缘电阻最小应该是10Ω, 而且应该施加500V的直流电压, 不能出现击穿的现象。变压器湿度电阻:放在潮湿的环境之后, 变压器要进行绝缘电阻的实验, 而且潮湿环境的要求是:相对湿度是92%, 温度稳定在20℃~30℃之间, 放置两天之后要立马进行实验。

3 电源结构的安全要求

在带点部分之间和带点部分与非带点金属部分之间的表面、空间的距离要求:极间的电压需要是比250VAC大的高压导体之间, 无论是在表面之间还是在空间范围内, 都应该有0.1英寸的距离;IEC要求在交流线之间有3mm的空隙, 交流线与接地导体之间要有4mm的空隙;VDE要求交流线之间有2mm的空隙;IEC和VDE要求在电源的输入和输出之间要最少有8mm的距离。进行绝缘电阻的测试的时候VDE要求是在输入和低电压输出电路之间有7欧姆的电阻, 在可以接触到的金属部分以及输入之间应该有2Ω的电阻。

3 负载对输出电压影响的指标

等校内组:在额定电压下, 负载电流的变化△IL所引起的输出电压变化△Uo, 那么, 输出电阻就是|△Uo/△IL|欧;电流调整率:额定电压下, 负载电流变化到最大值的时候, 输出电压的最大相对变化量用百分数表示。

4 纹波电压的指标形式

纹波系数:额定负载电流的情况下, 输出纹波电压的有效值与输出直流电压的比值。最大纹波电压:在额定的输出电压和负载电流的情况下, 输出电压纹波的绝对值。纹波电压抑制比:在规定的纹波频率下, 输入电压中的纹波电压与输出电压中的纹波电压的比值。

5 漂移

稳压器在输入电压、外界环境的温度以及负载电流保持一定, 元件参数的稳定性也会导致电压的变化, 这个变化如果比较慢就叫做漂移。考察漂移的时间范围是1min~10h或者是更长。有两种方法可以表示漂移, 分别为:指定的时间内输出电压的变化或者是相对变化。

6 电磁兼容

电磁兼容性是系统在相同的电磁环境当中正常工作而且不对其它系统造成电磁干扰的能力。电磁干扰波有两种途径来传播, 一种是长波向电源线传播, 给发社区干扰, 这种长波的频率在附属电子设备的电源线的长度还不够一个波长, 辐射的量很少, 所以可以掌握发生在电源线的电压大大笑来估计干扰的大小。随着频率的增加, 波长就会越来越短, 这个时候如果只是对发生在电源线的噪声源电压来进行控制, 就不能满足消除干扰的要求, 所以, 采用了通过直接测定传播到空间的干扰波的大小的方式, 这种噪声叫做辐射噪声。

电磁兼容的试验内容有:静电放电敏感度就是有不同静电电位的物体的靠近所引起的电荷的转移。300PF电容充电到-15000V, 通过500Ω电阻放电。在测完以后要保存好数据。磁场敏感度:系统暴露在电磁辐射下不希望有的相应强度。敏感度的电平越小, 敏感度就会约稿, 抗干扰性就会越差。辐射敏感度:设备降低的辐射干扰场的度量。电源瞬态敏感度:包括电压和频率的瞬态敏感度以及尖峰信号的敏感度。工作状态磁场的干扰:各个方向的交流磁通密度小于0.5m T。传道干扰:是沿着导体传播的干扰。非工作状态的磁场干扰:磁通密度小于0.525μT。辐射干扰:用电磁波的形式传播的, 范围是10k Hz到1 000MHz。传导敏感度:当引起设备不希望有的响应的时候造成了性能降低, 对电源和信号线上的干扰信号的度量。

7 过流、过压和过热保护

过流保护是一种电源负荷的保护, 为了避免发生过负载输出电流对电源的损坏, 这个数值的范围一般是额定电流的110%~130%之间。过压保护是对端子间过大电压进行保护的功能, 这个数值的范围一般是输出电压的130%~150%之间。当输出电压在标准值以下的时候, 检测输出电压下降而停止电源并且发出报警的信号, 这个数值是输出电压的30%~80%之间。

参考文献

[1]美国力科公司发布电源测试分析软件包用WavePro- (TM) 和WaveMaster- (TM) 系列示波器[J].国外电子测量技术, 2003 (3) .

[2]闫大新, 卢文生, 邓孝祥.宽范围输入反激式开关电源稳定性分析及补偿设计[J].电源世界, 2006 (7) .

[3]赵卉, 张波.电流模式开关电源中电流检测电路的分析与设计[J].中国集成电路, 2005 (11) .

[4]王德江, 李光旭, 张洪阳, 何水龙.一种新型交流稳压电源的研究[J].辽宁工学院学报, 2005 (6) .

[5]于遵谨.基于单片机的开关电源测试系统的设计[J].计算机测量与控制, 2008 (3) .

[6]苏彦民, 李辉, 白晓青.电源测试系统的设计和实现[J].现代电子技术, 2005 (14) .

电源测试 篇2

主板电源芯片好坏测试的方法

，

电源测试 篇3

关键词：稳定；故障；分布式诊断；实验样机

中图分类号：TD64 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2012） 14-0003-02

车载控制电源作为电力机车控制系统的重要组成部分，一旦出现故障将导致整个列车控制系统的瘫痪，将会对行车安全造成无法预计的严重后果。针对这种情况，研制出一套具有能够实时准确的监测及预测诊断车载控制电源的实时运行情况，是当前保障电力机车安全运营急需解决的问题。车载控制电源系统包含了整流、逆变、变压、控制等多个子系统，再加上系统自身的寄生参数对整体性能和系统稳定性都起着决定性作用，而这些子系统的寄生参数相互之间有着紧密的耦合关系。所以，使用传统的系统故障诊断方法不能够对车载控制电源进行全面实时的诊断。

针对目前存在的问题和控制电源自身的故障诊断计算量大，子系统寄生参数的分析方法不明确的问题。提出了使用分布式故障诊断的方法，将整个车载控制电源系统分割为相互之间有一定独立性的不同子系统，分割之后可以针对不同子系统采取各自最有效的故障诊断方式，不需要考虑其他子系统的结构和参数。系统诊断的复杂程度得到了大大的降低，与此同时可以针对特性不同的子系统采取更加准确有效的诊断方法，从而系统诊断的可靠性和准确性得到了大大的提高。[1，2]

一、故障诊断方法及建模

（一）分布式诊断原理

（二）车载控制电源的电路结构

电力机车的电气控制系统都需要车载控制电源来进行供电，其是机车控制系统的重要组成部分。它性能的好坏与电力机车的安全运有着直接的关系。伴随着机车控制技术的逐步提高，控制系统精细程度的不断增加，由直流稳压电源直接供电的子系统也在不断的增多。尤其是各种控制、检测设备的大量使用，控制电源保证无故障运行就显得越发重要。[2，4，5]

对上面提出的车载控制电源故障关系图，我们分成如下三个步骤：

1.将系统分区为不同级。将模型中的反馈环分配给分区中的各级。

2.建立对应于系统循环因果模型的非循环因果模型。

3.建立的非循环因果模型的分区。

经过以上三步，通过优化系统的分区，使他们变成相互独立的故障区，来实现结构简单、计算准确高效和诊断稳定可靠的分布式故障诊断系统。[3，6，7]

二、诊断系统整体结构

基于前面的理论研究工作，采用了分布式的设计思想，针对列车的实际运行环境中具有的三大特点：运行中电磁干扰非常严重、机械震动大、温湿度条件苛刻。因此在故障诊断系统设计的时候，除了诊断系统自身需要得到绝对可靠的保障之外，还必需要一些附加的电路来对采集到的信号进行信号不同的调理，以确保故障诊断过程中使用到的信号的可靠性。考虑到以上的种种因素，我们进行了车载控制电源故障诊断系统的初步设计。系统的基本结构框图如图3所示，图中的虚线框中是为以后增加子模块预留的扩展接口。

三、试验结果

分布式车载控制电源故障诊断系统目前有样机正在线上运行，经过了两年的试验运行，一共诊断出各种故障68次，下面对试验运行过程中诊断出来的故障进行对比分析。

试验证明，分布式故障诊断系统车载110V控制电源上的能够较准确的起到诊断的作用，其诊断精度及稳定性已具备工业推广的要求。

四、结论

本文提出了一种新型的车载电源故障诊断方法—分布式故障诊断，采用该方法试制出来的实验样机运行结果良好，基本达到了预期的准确可靠诊断的目标，具备工业推广的价值。

参考文献：

[1]王儒.新型控制电源研究[J].电气技术，2008，1：54-59.

[2]阮新波，严仰光.直流开关电源的软开关技术[M].科学出版社，2000，1.

[3]史平君.实用电源技术手册电源元器件分册[M].辽宁科技出版社，1999，1.

[4]周桂发，陈特放，崔晓庆.机车在线故障诊断专家系统研究[J].长沙铁道学院学报，2002，20（1）：105-112.

[5]阮新波，严仰光.脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术[M].科学出版社，1999，9.

[6]吴明强，史慧，朱晓华，等.故障诊断专家系统研究现状与展望[J].计算机测量与控制，2005，13（12）：1301-1304.

[7]严云升.TM1型机车的微机控制系统[J].机车电传动，1997（3）：1-4.

[8]成庶.机车车载控制电源及其故障诊断关键技术研究与工程实现：[博士学位论文].长沙：中南大学，2011

高稳定电源虚拟测试系统 篇4

一般电源稳定度的测试有众多方法[1,2]。在220 kV场发射枪透射电子显微镜的研制过程中，其线圈恒流电源的稳定度要求甚高，特别是物镜线圈恒流电源，其线圈电流稳定度达[3]到2 ppm/min。这就迫切需要搭建一套可靠，方便和高效的电源稳定度测试系统来开展工作。目前，高稳定度测试系统常采用记录仪方法，但其操作不方便，精度不高。

根据项目工作需要，作者开发了实用化的基于LabVIEW虚拟平台的线圈电源高稳定度的在线自动测试系统[4]。本文以物镜线圈电源电流稳定度测试为例，介绍该系统的组成，测量原理及软件编程实现，并给出数据处理方法及测量结果。

1 测试系统硬件组成及原理

1.1 系统组成

该测试系统组成结构如图1所示，线圈电源给线圈与采样电阻R提供电流，8位半数字多用表采集采样电阻R上的电压信号，电压数字化数据经GBIB接口连线输入到计算机，计算机进行分析处理并实时显示。

本系统数字多用表采用Agilent公司3458A多用数字多用表。3458A直流电压档具体特性为：最高8.5位(28位A/D)分辨率，最高灵敏度10 nV;0.6 ppm/24 h精度，8 ppm/年电压基准电压稳定度。线圈电源稳定度最高为物镜线圈电源，要求线圈电流稳定度为2 ppm/min，因此3458A数字多用表可以满足要求。

该系统的数据采集过程为：数字多用表3458A具有标准的GPIB接口，通过82357B模块转换成标准的USB接口，这样就可以方便地与计算机连接。

1.2 稳定度测试方法

根据国标《JB/T 9352—1999，透射电子显微镜试验方法》[1]，线圈电源稳定度的定义为在一定时间内采样电压变化量与该时间电压平均值的比值。在上面的系统组成图中，采样电阻为非常稳定的金属膜电阻，且置于恒温油箱中，因此采样电阻的电压可以真实反映线圈电源的状况。

测试过程是：让线圈电源稳定工作一段时间，连续记录采样电压，然后从中取出连续记录10 min比较稳定的数据，以每1 min为一计算区间，10 min共10个区间，计算每个区间的取样电压变化量，然后求10个区间的电压变化量的算术平均值，具体可按式(1)计算线圈电源的分钟电压稳定度：

式中：Sa为1 min电压稳定度;ΔVSV为每分钟取样电压变化量的10次算术平均值;VSV为取样电压的标称值。

2 系统的软件设计

本系统在虚拟仪器开发平台LabVIEW 8.5环境下开发，编写的程序完成的主要功能有：配置3458A数字电压表，从电压表内读取数据，数据的实时图形显示，数据的文件存储等功能。该系统设计了将数据存储为.txt文件格式，事后可以用软件Excel进行相关处理。程序流程简图如图2所示。

设计的采集程序界面如图3所示，当点击开始，设置每秒钟的采样点数与间隔时间(积分时间)，点击开始存储文件后就开始采集数据显示并存储。可以根据即时波形图与整体波形图来得到测量电压的信息。

2.1 配置3458A的程序设计

本系统中计算机与3458A的通信都使用LabVIEW的VISA函数来完成，有关特点如下：

VISA是在所有LabVIEW工作平台上控制VXI、GPIB、RS 232以及其他种类仪器的单接口程序库。采用了VISA标准，就不考虑时间及仪器I/O选择项，驱动软件相互之间可以通用。对3458A进行远程操作包括三部分：读或改变GPIB地址、给万用表发指令、从万用表读数，为正常使用3458A的各项功能需对3458A进行各项必要的配置。

2.1.1 初始化3458A

首先配置GPIB地址，通常3458A出厂时预留的地址默认为22，可以将其地址设置为：GPIB0::22::lNSTR;其次测试3458A是否与计算机正常连接，如果给3458A发指令“ID?”，仪器将会返回“HP3458A”，因此利用这一点就会很方便的知道3458A是否正常与计算机连接，其程序框图如图4所示。

2.1.2 预设置3458A状态

通电后3458A首先处在power-on状态，此状态下trigger arm,trigger,sample events事件都预设置为AUTO模式，这使得万用表处于不断的读数状态，所以在为万用表的测量设置之前，必须先悬挂读数，使其不在读数状态。解决此问题的方法是presetting万用表，即发送“PRESET NORM”或者“PRESET FAST”命令，其程序框图如图5所示。

2.1.3 定义3458A测量功能

如要测量直流电压，则需发送FUNC DCV命令至3458A,DCV为FUNC的第1个参量，第2个参数口r以定义测量分辨率，其设置方式包括以下两方面：

(1)Autorange方式：在每次读数前万用表3458A取样输入数据，并且自动选择测量范围，因此这种方式需要花费更多的测量时间。在power-on/PRESET NORM状态下，Autorange被使能，也可使用ARANGE ONCE命令选择将Autorange使能一次。

(2)定义范围方式：例如若使用“DCV 2.5”命令，则将设置万用表3458A的最大输入电压为2.5 V，万用表白动选择量程为DC10 V，其程序框图如图6所示。

2.2 配置3458A的A/D转换器程序设计

A/D转换器的设置决定测量速度、分辨率、精度和电压或电阻测量时的抗噪声，配置A/D转换器的因素有三个：参考频率、综合时间和分辨率。参考频率与万用表抵制噪声的能力有关，这里应注意当断电或者Reset后，参考频率值恢复为默认值，需重新设置参考频率值;综合时间为A/D转换器测量输入信号的时间，可以用NPIC命令或APER命令来设置综合时间，例如若A/D转换器的参考频率设置为50 Hz，则其周期为1 50=20 ms，假如设置10PLCs，则综合时间为20 ms×10=200 ms;在测量DC或电阻时，分辨率是取决于A/D转换器的综合时间的，当定义分辨率时，就相当于间接定义了综合时间，其程序框图如图7所示。

2.3 设置3458A的触发事件

若要使万用表读数，则必须按顺序执行以下三个事件：触发端事件、触发事件和取样事件。

(1)触发端事件使能触发事件，用TARM命令定义。

(2)触发事件使能取样事件，用TRIG命令定义。

(3)当取样事件发生时，万用表读一次数。

然后按照定义好的读数次数，万用表循环读数。用NRDGS命令定义，第一个参量为每次触发事件后读数个数，第2个参量为定义取样事件方式，其程序框图如图8所示。

3 测试结果

使用该系统首先对3458A数字表的零漂(测试两表笔短接时电压值即电压表的零漂)进行测量，在实验室环境下得到如图9所示的测试曲线。当3458A数字表稳定工作时，得到其零漂小于1μV，因此可以看出该系统具有相当高的精度，当测试电压值超过1 V时，可以达到1 ppm的测试精度[4,5]。

然后使用该系统测试了电子显微镜的物镜线圈恒流电源的稳定度。由于线圈恒流电源中，其采样电阻具有非常高的稳定度(置于恒温邮箱中且温漂小于1 ppm/℃)，因此采集该电阻两端的电压就可以计算出线圈电流的稳定度。当电源工作比较稳定时，使用该系统采集采样电阻两端的数据以.txt文件格式存储。使用Excel软件可以方便地对存储的数据进行处理。如图10所示，可以得到整体效果图，然后可以选择一段比较平稳的10 min数据来进行处理计算，就可以得到电源的1 min稳定度。

4 结语

通过实践应用，在多路高稳定的电源稳定度测试中，该系统具有高精度，方便与高效等优点。由于采用计算机软件采集处理测试数据，可以减少人为的测量、处理误差，同时节省大量的人力物力，提高了工作的效率。

参考文献

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[10]樊玉富,薛长生.虚拟仪器测试系统的系统级自动校准装置设计[J].计算机测量与控制,2011(8):1872-1875.

电子负载在开关电源测试中的应用 篇5

随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源--开关电源。开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器、电子冰箱、液晶显示器、LED灯具、通讯设备、视听产品、安防、电脑机箱、数码产品和仪器类等领域。

开关电源是一种电压转换电路，主要的工作内容是升压和降压，广泛应用于现代电子产品。因为开关三极管总是工作在 “开” 和“关” 的状态，所以叫开关电源。开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。

现代开关电源有两种：一种是直流开关电源；另一种是交流开关电源。本文里所提到的开关电源则只是指直流开关电源，其功能是将电能质量较差的原生态电源（粗电），如市电电源或蓄电池电源，转换成满足设备要求的质量较高的直流电压（精电）。直流开关电源的核心是DC/DC转换器。因此直流开关电源的分类是依赖DC/DC转换器分类的。也就是说，直流开关电源的分类与DC/DC转换器的分类是基本相同的，DC/DC转换器的分类基本上就是直流开关电源的分类。

深圳市费思泰克科技有限公司研发制造的可编程直流电子负载系列产品--FT6800A系列大功率可编程直流电子负载、FT6600A系列多通道可编程直流电子负载和FT6300A系列单通道可编程直流电子负载在应用领域得到了广泛的应用。

开关电源在研发、制造以及品质检查过程中需要到一种专业的测试设备--直流电子负载。费思可编程直流电子负载在对开关电源做测试时，可以提供恒流、恒压、恒阻和恒功率四种测试模式，并且这四个模式均可做瞬态测试，同时在测试过程中开过电源出现的过电流、过电压、过功率、电压反向、过热、吃载电压和失控等异常现象，费思电子负载可根据异常类型采取相应的保护措施，以有效得保护开关电源和负载本身。产品本身具有强大的自动测试功能，无需人为干涉，真正实现了产品的测试自动化。

此外，费思科技为负载本身提供了一套具有虚拟仪器功能的功能性软件，对于在测试过程中得到的数据可以打印报告、生成图像、导出报表及保存数据，软件以图像和数据共同显示的方式，更直观和便于对比。可以说，费思可编程直流电子负载是开关电源制造企业在产品研发、制造以及品质检查过程中更精确、更周到及更方便的测试解决方案。在开关电源测试中应用到直流电子负载的项目主要有：功率因素和效率测试、能效测试、输入电流测试、浪涌电流测试、电压调整率测试、负载调整率测试、输入缓慢变动测试、纹波及噪音测试、上升时间测试、下降时间测试、开机延迟时间测试、关机维持时间测试、输出过冲幅度测试、输出暂态响应测试、过电流保护测试、短路保护测试、过电压保护测试、重轻载变化测试、输入电压变动测试、电源开关循环测试、元器件温升测试、高温操作测试、高温高湿储存测试、低温操作测试、低温储存测试、低温启动测试、温度循环测试、冷热冲击测试、绝缘耐压测试、跌落测试、绝缘阻抗测试和额定电压输出电流测试等等数十项。

随着科技技术的发展，模块化是开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N+1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展，这就使得开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了开关电源的发展前进。另外，开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。

开关电源失效控制测试方案 篇6

开关电源是现在主流电子设备的电源电路,它有体积小、重量轻、功耗低、效率高等优点。当然,开关电源也有很多的缺点,比如开关干扰,工作失效等等。为了开关电源的稳定可靠的工作,其电路需要做各种测试,好的测试方法是保证开关电源稳定工作的基础。

为了提高开关电源的可靠性,本文介绍一种简单的开关电源控制失效的测试方法,方法简单实用。

1 测试目的和方法

开关电源电路的主要元器件为输入限流电阻、共模电感、开关管及其控制电路(集成开关芯片)、开关变压器。

本测试方法的目的是为了确定当开关器件处于线性导通时其关键器件的工作状态,以及在这种极端状态下,线路板会不会有一些危险的状态发生。为了模拟这个测试,可以将开关器件的漏级和源级短接,然后慢慢的调节输入电压,从0V开始,一步一步,直到开关电源的限流电阻慢慢的烧毁,然后记录此次电压值。在整个测试过程当中,还要测试开关电源变压器以及共模线圈的温度。

2 参照标准

标准请参 照EN60335-1§19.11.2g一种电子功率开关设备局部在控制失效的模式下导通(表1)。

3 测试设备

隔离调压器,万用表,温度记录仪(热电偶)

4 测试步骤

为了模拟开关芯片处于线性导通状态,将开关芯片的漏级和源级短接,既开关芯片的PIN8和PIN1短接(如图1),将热电偶固定在共模电感L501和开关变压器T501的线圈部位(如图2)。

固定好热电偶后,接入电源,调节调压器使输入电压从0V慢慢往上升,在增加电压的过程中,开关电源的输入限流电阻会因为大电流慢慢的变色,直到烧断。在这个调压过程中要慢慢的稳步上升,比如以2V为一个单位上调,这是为了要使的热电偶的测温达到稳定才能继续上调电压。

5 测试结果

开关电源的输入电阻在随着输入电压的增加而慢慢变红直至烧毁(如图3),在此次测试中,输入电压达到44V时,限流电阻开始熔断。在限流电阻熔断过程中,没有对周围其他期间爱你产生影响,没有期间燃烧的现象发生。

共模电感L501和开关变压器T501的温度,如图4

从整个测试结果来看,没有看到有任何危险的状态存在,限流电阻的燃烧没有对外围其他器件产生影响。查表可知,共模电感和开关变压器的温度也在规定的范围之类。

6 结束语

阵面电源自动测试技术研究 篇7

有源相控阵体制雷达电源与其他体制雷达电源相比有较大的差异,在固态有源相控阵雷达中,阵面需要多台功率很大的低压直流电源向T/R组件供电,它要求电源高可靠、高效率、可监控。由于受到体积、重量和工作环境条件等诸多因素的限制,阵面电源的体积、重量、散热、电磁兼容是设计的难点,高功率和高密度阵面电源成为有源相控阵雷达的关键件之一。

由于阵面电源的使用数量多,因此高度自动化和可控化的阵面电源测试系统是提高测试能力、减少测试时间的保障。通过改善测试条件,使用成套设计的自动化测试硬件和测试软件能够对电源进行各种定性与定量分析,提高电源测试的效率和精度。

1 阵面电源自动测试系统的组成和功能

阵面电源自动测试系统框图如图1所示。

测试系统主要由工控机、电源测试控制分析系统、数据采集卡、测试接口控制箱、EMC分析系统等组成。测试系统以工控机及测试系统控制分析软件为核心,控制连接被测电源的程控大功率交直流电源和电子负载,使被测电源静态、动态等工作状态中的各种指标按照设计要求进行测试、分析、记录。

阵面电源自动测试系统主要完成电源系统的电性能测试、EMC(电磁兼容)测试和热测试。测试系统除了能进行自动化的电源常规静态特性和动态特性测试外,还能满足阵面电源在T/R组件类负载大电流、高动态工作条件下的瞬态特性测试要求。

2 阵面电源自动测试系统的工作原理

阵面电源自动测试系统在电源测试控制分析系统软件的统一控制下进行电源的测试。

电源测试控制分析系统对测试项目进行工程管理。系统管理模块为每个测试项目建立测试项目数据库,用于管理测试历史记录、测试数据文件记录和测试系统设置参数。完整的实验历史文档,便于事后统计被测电源寿命、进行失效分析。特别适合于电源老练测试系统。

电源测试控制分析系统通过RS-232、USB(隔离)等数字接口控制所有的仪器和设备,自动完成测试项目,显示和存储数据,并给出相应的数据分析结果,以及形成测试报告输出。电源测试控制分析系统基于软件编程,开发了仪器的高级功能,能够完成电源调整率、元器件特性、电源EMC特性以及器件功耗等的自动测量。扩展了仪器设备的能力,提高了工作效率。

电源测试控制分析系统进行综合的安全保护。设有专门的被测电源系统过载保护模块,根据实时测试数据和预设参数,通过2余度控制方式(模拟控制信号和软指令)对一次程控电源和电子负载进行应急程序关闭保护;对数字接口进行隔离,保护接口不被冲击电流和电压损害;仪器探头根据测试要求采用限幅器、衰减器和隔离措施,保护仪器的安全;对测量仪器和控制计算机进行隔离供电,保护仪器和控制系统的安全。

3 电源测试控制分析系统的特点

电源测试控制分析系统的组成如图2所示。电源测试控制分析系统采用模块化设计,依据软件工程进行开发。由于电源测试项目种类较多,对相应的测试功能模块采用分级管理,便于升级和扩展。

电源测试控制分析系统是阵面电源自动测试系统的软件平台。运行于Microsoft Windows XP操作系统,采用Labview/CVI编程。人机界面均采用Windows界面。系统管理模块提供图形界面用于操作人员选择并启动功能模块。电源测试控制分析系统的功能模块包括:系统管理模块、电源测试安全保护功能模块、测试数据处理和报告生成模块、A/D采集通道校准模块、在线帮助模块。

3.1 系统管理模块

系统管理模块对测试项目进行工程管理。系统管理模块为每个测试项目建立测试项目数据库,用于管理测试历史记录、测试数据文件记录和测试系统设置参数。其特点如下:

a) 系统保存了完整的实验历史文档,便于事后统计被测电源寿命、追查失效因素。

b) 首次测试建立测试项目后,后续测试只要调入测试项目文件,就可自动设置上次系统设置参数,提高了工作效率,减少了人为操作失误的可能性。

c) 基于数据库的项目管理,可以对多种类型的数据进行统一集中管理,界面友好、易操作。

3.2 电源测试安全保护功能模块

电源测试安全保护功能模块在电源测试模块运行时对被测电源系统的供电电源、被测电源和电子负载进行保护。具体保护功能如下:

a) 预先设定保护参数阈值。由操作人员设定被测电源系统的保护条件,即输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、输出功率和器件表面温度的阈值,当参数超过阈值后启动保护操作。

b) 预先设定保护动作顺序。测试人员可预先设定保护动作的顺序,例如一次程控电源和电子负载的关闭顺序。

本模块特点如下:

a) 将电源安全保护模块直接设在系统管理模块下,对所有的测试模块提供统一的保护,可避免操作人员电源保护设置的疏漏和不统一带来的安全隐患。

b) 提供了可灵活设置的保护操作参数阈值和保护动作顺序。

3.3 测试数据处理和报告生成模块

测试数据处理和报告生成模块对测试数据进行处理,调用测试项目参数生成测试报告。具体功能为:测试数据存盘记录;根据测试项目设置参数和测试数据自动生成测试报告。

3.4 A/D采集通道校准模块

A/D采集通道校准模块采用软件校准方式对差分同步A/D采集通道进行自动校准,校准数据存于系统设置文件内。测试模块工作时,自动调用校准参数对A/D采集通道的测量数据进行修正。

校准时,校准模块控制A/D采集通道和高精度数字多功能表对高稳定信号源同时进行测量,校准模块根据高精度数字多功能表的测量结果自动对A/D采集通道的零点和灵敏度进行校准,并将校准参数存入系统设置文件。

3.5 在线帮助模块

为用户提供帮助文档,帮助测试人员尽快了解阵面电源测试系统组成及功能,熟悉测试操作过程。

4 阵面电源自动测试系统的特点

a) 针对性强的测试系统管理。针对电源测试要求,对测试项目进行数据库管理;针对多种类型的测试采用模块化设计,便于升级和扩展。

b) 便捷的测试功能扩展。采用软件编程对多台仪器设备联合控制, 自动完成电源调整率、元器件特性等测量功能;A/D采集通道可灵活设置测量信号种类、隔离功能和带宽。

c) 妥善的系统安全设计。安全系统进行综合安全设计;设专门的被测电源系统过载保护模块,采用数字、模拟2余度保护控制;仪器设备控制接口隔离;仪器、A/D采集通道采用限幅器、衰减器和隔离措施;测量仪器和工控机隔离供电;电源系统漏电保护。

5 结束语

按高密度电源测试要求研制的专用自动测试系统,用于控制测试仪表和设备,记录数据并进行相关计算,以及进行设备安全监测等功能。该测试系统能通过RS-232或USB接口控制测试系统中的所有设备自动完成测试项目。测试控制系统具有专门的数据库提供数据的管理和后处理能力,能够实时显示主要测试参数和波形,记录测试数据,进行数据分析并自动生成测试报告。该系统还具有测试接口控制箱,能将被测的交、直流信号进行输入调理,满足高瞬态电流信号的保真采集。此外,该系统具有灵活的架构和扩充能力,对特殊的测试要求能扩展测试程序;具有设备和人身安全保护。总之,专用的阵面电源自动测试系统为大批量阵面电源性能测试提供了高效率、高精度的技术手段,有利于提高阵面电源的性能一致性和可靠性。

摘要：阵面电源作为相控阵雷达的主要部件之一,因其使用数量较多,为提高测试效率和精度,需要建立能够完成多项性能指标测试的阵面电源自动测试系统。介绍了阵面电源自动测试系统的组成及原理,系统采用NI公司的Labview虚拟仪器软件平台集中控制电源、负载和测试仪表,自动进行电源静态特性、动态特性以及电磁兼容和热特性测试,并基于数据库对测试数据进行管理和后处理。

关键词：阵面电源,自动测试系统,数据库

参考文献

[1]卢晨.T/R组件自动测试技术研究[J].电子工程师,2003,29(9):35-36,42.

电源测试 篇8

1 装甲车辆电源供电特性测试平台设计原则

计算机测控系统是装甲车辆电源特性测试平台的核心组成部分。计算机测控系统通常设计通常由软件设计与硬件设计组成。在计算机测控系统设计中应遵循以下设计原则。

1.1 精密度

精密度是计算测控系统设计中必须遵循的基本原则之一, 计算测控系统的精密度直接关系装甲车辆电源特性参数测试的最终数据结果[1]。

1.2 可靠性

在设计过程中必须确保测控系统运行的可靠性, 从而保证测试结果的可靠性。

1.3 操作性

在设计过程中, 需充分考虑系统维护与使用的方便性, 以最大限度地发挥系统性能。

1.4 可扩充性

计算机测控系统的设计应适应于不同的设备中, 兼顾系统的扩充性与通用性。

1.5 经济性

计算机测控系统设计还需要考虑系统在制造加工及运行使用方面的经济性。

2 装甲车辆电源供电特性测试平台总体设计方案

装甲车辆的电源供电特性测试平台的主要组成部分包括主发电机、起动机与辅助发电机试验台, 以及三者的电气结构。

2.1 主发电机试验台

装甲车辆电源供电特性测试平台中的主发电机试验台设计组成应包括电动机、抽冷设备、变频器、增速箱、主流电阻负载箱、联轴节、冷却润滑系统、底座、转接盘等。主发电机试验台主要负责测试, 试验主发电机主辅并网和电源品质, 并能够被用于不同类型发电机的性能试验中[2]。电源品质的测试内容应包括主发电电源品质在负载变化时的具体情况, 发电机电压输出受负载变化的影响情况[3], 以及发电机与控制系统在抛载和加载过程中的情况。

2.2 辅助发电机试验台

辅助发电机试验台设计与主发电机类似, 交流托动机的调速由变频器实现, 其他组成包括辅助发电机、制动器、转接盘、扭矩仪、控制台、转速转矩测试器、联轴节、数据采集、皮带轮等。

设计中变频器负责对交流拖动台架系统进行调速, 利用皮带轮、扭矩仪、联轴器等装置连接15KW的待测试发电机。选用风冷辅助发电机, 省略发电机冷却步骤。调速辅助发电机拖动台架的范围在发电机额定转速的25%以上。设计选用额定转速为4000rpm, 37KW功率的交流拖动电机, 以此对吸纳发动机的动态转速进行模拟。辅助发电机试验台可被用于测试辅机发电系统性能以及测试辅机并网发电对系统的影响[4]。设计中, 辅机电源利用反流二极管、接触器连接于主机配电柜上, 独立采集辅机电源的电流、电压测试参数。

3 结束语

装甲车辆电源供电特性测试平台的设计需要保证设计的精密度、可靠性、可操作、可扩充性及经济性。提升和完善主发动机试验台、起动机试验台、辅助发电机试验台及电源供电模拟并网系统四个方面的设计方案水平。通过不断改进和创新测试技术, 保证我国装甲车辆运行的可靠性及安全性, 进而提升我国国防实力。

摘要：近年来, 随着我国现代化国防建设的不断发展及完善, 对我国国防科技的先进性、稳定性及可靠性提出了更高的要求及标准。电源供电系统作为装甲车辆中的关键组成, 是保证装甲车辆安全稳定运行的基础和前提。装甲车辆电源供电特性测试的科学性、精确性, 直接关系着装甲车辆供电系统性能的提升。本文针对装甲车辆电源供电特性测试平台设计进行了简要探讨。

关键词：装甲车辆,电源供电特性,测试平台,设计

参考文献

[1]王振刚.装甲车辆电源的研究与设计[D].沈阳:东北大学, 2011.

[2]郭会然, 郑洁.外部电源特性对装甲车辆电气设备可靠性的影响分析[J].车辆与动力技术, 2015 (1) :55-59.

[3]马凌芝, 潘宏侠.装甲车辆动态扭矩测试系统的无线供电装置研究[J].车辆与动力技术, 2015 (2) :37-40+62.

电源测试 篇9

对于电源瞬态特性参数，目前没有相应的测量设备，从而需研制专用的瞬态电源动态特性参数测量设备对其进行测试，以满足民机适航性试飞要求。

本设备是一种专用测试设备，主要用于飞机交、直流电网参数采集测试，捕获飞机电源系统的负荷突变、电压突变，然后提供给地面数据卸载及预处理系统，以评估被测飞机电网络供电特性是否满足相关国军标或设计规范的要求。

（一）飞机电源特性参数

飞机电源系统是飞机上电能产生、调节、控制和电能变换部分的总称。飞机电源系统由交流电源系统和直流电源系统组成，交流电源系统向机上交流电网提供115/200V, 400Hz三相交流电。直流电源系统向机上直流网路提供27V低压直流电[2]。

根据飞行科目要求，设备需测量飞机交流电源系统、直流电源系统的稳态参数和瞬态参数，包括稳态交流电压、瞬态交流电压、稳态交流电流、瞬态交流电流、稳态频率、瞬态频率、电压相位差、畸变频谱幅值、直流畸变等46种参数。

电源参数的测试准确度遵照GJB5189-2003的规定[3]：稳态交、直流电压测量在电压为额定值时相对误差在0.2%范围内，瞬态交、直流电压测量在电压为最大极限时相对误差在0.5%范围内，交、直流电流测量在电流为额定值时相对误差在0.8%范围内。

（二）总体设计

飞机电源瞬态特性参数测试设备主要由嵌入式CPCIE/CPCI计算机、4块12通道数据采集卡、IRIG-B时码卡、ARINC429总线板卡、以及前端电压、电流测量传感器组成一个集成化、标准化的飞行电源动态特性参数测量设备[4,5]。

该设备面向试飞工程师、数据处理工程师以及其它相关人员，为他们提供电源动态特性参数测试数据。

2.1总体结构

电源瞬态特性参数测试设备包括传感器、信号调理设备、信号采集记录器、编程加载装置等。其中信号采集记录器由采集机箱、控制器板卡、ARINC429总线板卡、时码板卡、高速数据采集板卡、可拆卸固态记录器、显示器及键盘等组成，如图1所示：

本设备的输入信号包括：电压、电流信号，IRIG-B时码信号和429总线信号。其中，机载电源的电压、电流信号，通过传感器、信号调理设备将实际的电压电流信号转成适合板卡的电压信号。整套设备与机载电源隔离，不会对飞机干扰飞机正常工作。

2.2硬件组成

传感器主要用于交直流电流的变换，本测试设备的被测试信号包括电压信号和电流信号，电压信号直接分压后进入测试设备，以增加系统的带宽，改善系统的动态性能;电流信号由电流传感器变换后进入测试设备。

为了提高抗干扰性能和动态性能，选用霍尔电流传感器，将交直流电流转换成200mA以下的交直流小电流输入到信号调理设备。

信号调理设备完成信号的调理，主要包括电压信号的衰减、电流-电压信号的转换、交、直流电压畸变信号和交流电压直流分量的调理等功能。调理后的模拟信号送入数据采集设备进行采样。

采集器为3U CPCIE机载计算机，主要包括CPU卡、电源数据采集卡、IRIG-B时码卡、429总线卡、以及SATA扩展口，其组成如图2所示：

本采集设备主要用于捕获飞机电源系统的负荷突变、电压突变，属于偶发现象，电源突变频谱成分高，需要非常高的采样率。

CPCI电源数据采集卡是本设备的核心关键部分。选用16位高精度数据采集卡，板卡有12个同步采样通道，每个通道有独立8档程控增益放大器、抗混迭滤波器、过零比较器、16位A/D转换器和12通道共享的内置192核DSP的FPGA芯片组成。有效提高了带宽，满足板上所有通道同步采集的数据传输的需求。主要功能框图如图3所示：

信号经过滤波放大之后，通过A/D采集;采集结果进入FPGA, FPGA完成大部分的数据处理，将半成品数据的结果通过高速接口PCIE总线上传给上位机，上位机完成最后的数据处理。FPGA的主要功能包括：光纤通道(FC)数据接收、时统功能、背板ASB总线提供100MHz的时间标记、数据分析处理(过零点发现、数字滤波、数字信号处理)、PCI-E接口控制。

系统采用IRIG-B时码同步机制，通过以太网或PCM数据将电源数据、异常事件信息发送到测试以太网上供地面数据预处理系统使用。

3.传感器设计

交流、直流电压测量传感器设计成统一通用的传感器。传感器输入采样两个4芯航空插头，每个航空插头可接一组三相交流电压或三路直流电压。传感器采用28V直流供电。

传感器信号输出采用光纤与采集器连接。光纤为2.5G高速光纤2根。1根用于采集器向传感器发送同步信号，另一根用于传感器向采集器发送数据。传感器通过3个按钮开关进行设置，开关带锁住功能，防止误动作。传感器的设置状态随测试数据一起发送给采集器，连接图如图4所示：

（三）结束语

飞机电源瞬态特性参数测试设备是对飞机供电系统性能参数测试的主要手段，是保证飞机电气系统正常运行的重要环节。本测试设备不仅实现了测量GJB5189-2003中规定的一些需采用特殊数据采集和分析方法才能测量的参数，还可以实时纪录多个通道的信号波形，在飞机供电特性测试时可以代替示波器、万用表和频谱分析仪等仪器、仪表的功能，形成了具有自动化、开放、灵活的综合检测试验设备。

摘要：根据某型飞机电源系统飞行试验需要, 提出了一种基于FPGA的飞机电源参数测试设备, 用于采集测试飞机电源参数。传感器采集电源参数, 通过光纤传输到数据采集卡, 经过FPGA数据处理后传送到上位机, 供用户进行数据分析和监控。该设备的测试准确度符合GJB5189-2003的规定。

关键词：FPGA,测试设备,飞机电源参数

参考文献

[1]雷涛, 张晓斌.基于VXI总线的飞机供电系统特性参数综合测试系统的设计与实现[J].测控技术, 2003, (22) :63-65.

[2]张晓斌, 等.国外飞机供电特性标准汇编[Z].西北工业大学飞机电气系统研究所, 2000.

[3]GJB5189-2003, 中华人民共和国国家军用标准[S].2003.

[4]许斯亮, 吴小华, 郑先成.飞机供电系统的网络化分布式测试系统设计与实现[J].测控技术, 2006, (25) :72-77.

电源测试 篇10

随着现代武器装备的发展, 电子设备或系统的电磁兼容问题越来越突出, 因此在产品设计前后都必须着重考虑并进行试验验证。CE102电源线传导发射测试是军用电子、电气或机电设备必须进行的一项电磁兼容试验, 旨在测试其10k Hz 10MHz频段内的电源线传导发射, 评估对电网及其他电子设备或系统造成的干扰。为了准确的测量受试设备的传导发射大小, 需要对测试系统进行校验, 检查系统的功能是否正常, 误差是否满足要求, 因此适当的校验方法就显得尤为重要。

关于电磁兼容测试系统校验, GJB152A-97中给出了CE102的系统校验方法, 但是在实际试验过程中, 发现此种校验方法有一定的局限性, 因此文章提出一种新的校验方法, 充分考虑了目前国内电磁兼容实验室的配置情况, 使得在实际的测试中具有较高的可行性, 能够为试验人员提供一定的参考。

1 传统校验方法的局限性

1.1 系统配置

在GJB152A-97中, 给出了CE102测试项目的系统校验方法, 配置如图1所示。

1.2 校验方法

利用信号发生器分别产生四个校准信号至LISN的EUT输入端, 频率依次为10k Hz、100k Hz、2MHz、10MHz, 幅度低于极限值6d B, 同时利用示波器检查波形是否为正弦波;然后利用测量接收机对每个频点进行扫描, 并补偿系统以及LISN的损耗后, 检查测量值是否在信号源显示注入信号的±3d B之内, 若超出±3d B, 则说明测量系统非正常需要进一步检查。

1.3 局限性

此种方法是国军标给出的方法, 但是在实际应用过程中, 主要有如下问题: (1) 以最常用的28V基准曲线为例, 在2MHz、10MHz频点其极限值为60d BμV, 此时信号源输出低于极限值6d B的信号幅值为54d BμV, 单位转换后为0.5m V, 用示波器测量此种小信号是较为困难的, 难以观察到稳定的正弦波形, 因此图1所示的利用示波器检查信号是否为正弦波缺乏实际的操作性。 (2) 利用信号源作为干扰信号产生设备, 其源阻抗为50Ω, 而LISN在低频段阻抗较低, 10k Hz时不到5Ω, 只有到200k Hz后才近似为50Ω。此时由于低频段失配严重, 采用上述方法进行系统校验若使用实际测试过程中所用的LISN校准系数 (计量机构给出的LISN校准系数) , 则低频段的测试数据会有非常大的误差, 10k Hz时误差会在10d B以上。因此上述方法只能采用厂家或者系统集成商给出的终端50Ω状态下的LISN补偿系数进行系统校验, 但这时校验选择的并非实际测试中使用的计量校准系数, 这种差异导致此种方法检查测量系统有一定的片面性。

2 三端口替代法系统校验

2.1 系统配置

三端口替代法配置如图2和图3所示。

2.2 校验方法

(1) 采用图2配置连接测试系统; (2) 将测量软件中LISN的修正系数和路径衰减设置为0; (3) 手动-设置信号发生器输出频率为10k Hz, 幅度为88d BμV的正弦信号; (4) 用与正常数据扫描同样的方式使测量接收机扫描10k Hz频点的电平, 标注信号电平幅值, 并手动将接收机置于频谱模式, 设置SPAN为0, 观察是否为正弦波; (5) 依次分别设置信号发生器输出频率100k Hz、2MHz、10MHz, 对应幅度分别为88d BμV的正弦信号, 使测量接收机扫描每个频点并标注信号电平幅值, 并保存测量曲线数据; (6) 重新采用图3配置测试系统; (7) 将测量软件中LISN的修正系数设置为实际EUT测试中使用的校准传输损耗, 并加入实际测试路径衰减; (8) 重复步骤3~5;对比两次测试曲线数据, 每个频点信号的两次测量幅值误差应不超过±3d B, 若误差超出±3d B, 则应检查测试系统找出误差原因并纠正。

2.3 实际测量数据

按照上述方法在实验室的测量数据如图4和图5所示, 两次测量误差在±3d B之内, 说明测量系统正常。

3 结束语

三端口校验方法利用端口的阻抗一致性进行对比测量, 排除了由于失配导致的测量误差, 使用LISN系数也是实际测试中所使用的校准系数, 能够对其进行验证。同时只使用了一台测量接收机, 增加了方法的实用性。

摘要：在电磁兼容性测试中CE102电源线传导发射是最基础的测试项目, 主要测量受试设备电源输入线上的传导发射。在测试之前, 应对测试系统进行校验, 检查系统是否正常, 以保证测量结果的准确性。传统的校验方法存在一定的片面性, 并且缺乏操作性, 在实际应用中难以对测试系统做出全面而准确的校验, 文章对CE102测试系统的校验方法进行了相关研究, 提出一种三端口校验方法, 为实验室人员在实际测试过程中提供相应的参考。

关键词：CE102,电源线传导发射,系统校验

参考文献

[1]国防科工委军用标准化中心.国家军用标准实施指南[S].

[2]周开基, 赵刚.电磁兼容性原理[M].哈尔滨工程大学出版社.