大功率電源測試系統設計與實現

北京衛星制造廠有限公司 胡文婷

引言

大功率電源，生產數量多，自動化的測試系統是提高測試效率的保障。使用成套設計的自動化測試系統，能夠對電源的性能進行分析，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，以傳統工控機及軟件為核心，控制大功率直流電源，電子負載，數據采集器，示波器，使被測產品的各項指標按照要求進行測試、分析、記錄。測試系統具備測試效率高、測試覆蓋性強、自動化程度高的特點。

1.系統組成與工作原理

1.1 測試系統組成

大功率電源測試系統是基于現有的安捷倫儀器設備與VEE編程軟件開發，能夠自動完成待測產品的所有電性能指標測試，實現數據和波形的自動讀取和自動判讀。測試系統主要由“硬件配置部分”和“軟件設計系統”組成，測試系統具備高通用性、高繼承性、高可靠性的特點。

1.2 測試系統工作原理

大功率電源測試系統在軟件的統一控制下進行產品的測試，軟件采用模塊化設計，依據軟件工程進行開發，具備可擴展性和升級功能。

測試系統通過GPIB電纜等數字接口控制所有的測試儀器，自動顯示和存儲測試數據，對測試數據進行自動分析，形成測試報告。大功率電源測試系統是基于 HP VEE 的軟件編程，開發了儀器的高級功能，擴展了儀器設備的能力，實現產品全部電性能的自動化測試，提高工作效率。

測試系統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、數據采集器、工控機，GPIB電纜，GPIB轉USB電纜，電流探頭，轉接盒和機柜組成。大功率直流電源是系統的供電電源，電子負載模擬負載，數據采集器用于采集測試數據，示波器用于測試電源模塊的動態特性，工控機承擔著整個測試系統的管理、控制工作，GPIB電纜連接各個儀器，實現數據通信。

2.軟件系統

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

測試系統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、電源參數設置模塊、一鍵測試功能模塊和數據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置，系統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。

電源參數設置模塊用于設置待測試電源的各項測試參數。

一鍵測試功能模塊包括開關機指令發送單元、動態性能測試單元、穩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。

開關機指令發送單元，提供開、關機指令、主備切換指令，控制電源的開機、關機以及主備切換。

動態性能測試單元，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

穩定度及效率測試單元測試輸出電壓的穩定度和效率，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時間；

數據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送過來的測試數據和波形進行數據采集,并對各個測試數據進行判讀是否符合測試要求。

3.系統特點

大功率電源自動測試系統具備以下特點：

1）覆蓋性高

測試系統能夠完成產品的各項電性能指標測試，滿足測試要求。

2）測試效率高

測試時間控制30分鐘以內，提高了產品測試效率。

3）自動化程度高

測試過程完全由測試系統控制，且一鍵化測試，杜絕人為操作失誤帶來的風險隱患。無需人為進行數據記錄判讀。

4.結束語

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的設計原則，提出了基于工業計算機的專用自動測試系統的測試設計方案，對測試系統從硬件配置和軟件系統兩部分進行了介紹，描述了大功率電源專用自動測試系統的特點和優勢，具備測試效率高、測試覆蓋性強、自動化程度高以及數據有效性強的特點。已適用于多項產品的測試中。

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