专利名称：一种机车开关电源通用自动测试系统及其方法
技术领域：
本发明涉及一种计算机测量测试技术，尤其是一种涉及机车车辆开关电源的基于GPIB(General Purpose Interface Bus，通用接口总线，一种仪器控制总线)总线技术和虚 拟仪器(Virtual Instrument，虚拟的仪器，即仪器可通过软件编程控制，在软件端看到的 就是虚拟的仪器)技术的通用自动测试系统。
背景技术：
开关电源Switch Mode Power Supply，即指用作电压调整功能的器件以开关方 式进行操作的一种直流稳压电源。机车开关电源单板是机车控制系统的重要组成部分，也 是数量较多且不可或缺的部分，为其它设备及单板提供稳定可靠的工作电源。不同开关电 源单板功能基本一致，只是根据不同的应用需求采用不同的输入电压、不同的结构形式、不 同的输出路数和输出电压。由于机车开关电源单板担负着为机车控制系统提供稳定可靠的工作电源的重任， 且种类多样，数量众多。而已有的机车开关电源单板测试系统，大多仅能完成一种或几种开 关电源单板的测试，每当出现新产品都必须重新搭建新的测试系统，且机车开关电源单板 工作条件的建立与调整、测试结果正确与否，完全依赖操作人员手动操作和人为判断，复杂
度高、可靠性差。目前，已有的机车开关电源单板测试系统，或仅能测试一种或几种开关电源单板， 每当出现新产品时，必须重新搭建新的测试系统；或已采用总线集成，但采用C语言、汇编 语言等传统编程语言控制，新产品或产品升级开发新程序难度大、可读性差；或信号传输和 判断容易受直流电源单板启动或关断时电磁干扰的影响，易发生误判。
发明内容
本发明提供一种机车开关电源通用自动测试系统，该发明可以很好地克服现有技 术存在的机车开关电源单板测试系统测试兼容能力不强、复杂程度高、可靠性差的缺点，构 建一个自动、通用、操作便捷、性能可靠的机车开关电源单板通用自动测试系统。本发明提供一种机车开关电源通用自动测试系统的具体实施方式
，机车开关电源 通用自动测试系统包括测试控制系统、程控电源单元、程控直流负载单元和程控数据采集 单元，所述程控电源单元通过GPIB总线与测试控制系统相连，为被测开关电源提供激励， 所述程控直流负载单元通过GPIB总线与测试控制系统相连，为所述被测开关电源提供负 载，所述程控数据采集单元通过GPIB总线与测试控制系统相连对所述被测开关电源响应 进行采集。作为本发明一种机车开关电源通用自动测试系统进一步的实施方式，测试控制系 统进一步包括工控PC机和PCI-GPIB卡，所述工控PC机通过PCI总线与PCI-GPIB卡相连， PCI-GPIB卡通过GPIB总线与程控电源单元、程控直流负载单元和程控数据采集单元相连。作为本发明一种机车开关电源通用自动测试系统进一步的实施方式，程控电源单元进一步包括程控直流电源和程控交流电源，所述程控直流电源为输入电压要求为直流电 压的被测开关电源提供电源，所述程控交流电源为输入电压要求为交流电压的被测开关电 源提供电源。作为本发明一种机车开关电源通用自动测试系统进一步的实施方式，程控直流负 载单元进一步包括程控电子负载1和程控电子负载2，所述程控电子负载1提供多路高电压 大电流大功率直流负载，所述程控电子负载2提供多路低电压小电流小功率直流负载。作为本发明一种机车开关电源通用自动测试系统进一步的实施方式，程控数据采 集单元进一步包括程控示波器和程控数据采集开关装置，所述程控数据采集开关装置对被 测开关电源的响应进行采集，所述程控示波器对采集到的数据进行显示。本发明还提供了一种机车开关电源通用自动测试方法的具体实施方式
，一种机车 开关电源通用自动测试方法，所述测试方法包括机车开关电源输出电压测试，所述的机车 开关电源输出电压测试包括以下步骤在连接好与被测开关电源匹配的适配器后，在工控 PC机上登录虚拟仪器软件，打开并运行相应的控制程序，控制程序首先选择程控交流电源 或程控直流电源及程控直流负载单元，通过GPIB总线传递控制信号使程控交流电源或程 控直流电源给出输入电压、控制程控直流负载单元给出设定负载，然后通过程控数据采集 开关装置闭合相应的数据采集通道并读取数据，并将所采集数据通过GPIB总线系统传送 回工控PC机虚拟仪器软件，虚拟仪器软件读取送回的数据并与设定值进行比较，自动判定 是否满足要求，并自动生成测试报告。作为本发明机车开关电源通用自动测试方法进一步的实施方式，所述测试方法进 一步包括电压调整率测试，所述的电压调整率测试包括以下步骤在连接好与被测开关电 源匹配的适配器后，在PC机上登录虚拟仪器软件，打开并运行相应的控制程序，控制程序 首先选择程控交流电源或程控直流电源及程控直流负载单元，通过GPIB总线传递控制信 号使程控直流负载单元的程控电子负载给出设定负载、通过程控交流电源或程控直流电源 首先给出被测开关电源额定输入电压，然后通过程控数据采集开关装置闭合相应的数据采 集通道并读取被测电源输出电压值并将所采集数据通过GPIB总线系统传送回工控PC机虚 拟仪器软件，虚拟仪器软件读取送回的数据；然后通过程控交流电源或程控直流电源分别 给出被测开关电源的输入电压上限值和输入电压下限值，程控数据采集开关装置分别送回 两种条件下的被测开关电源输出电压值并送回虚拟仪器软件，虚拟仪器软件读取三次采集 到输出电压值并与自动计算出电压调整率，并与设定值进行比较，自动判定是否满足要求， 并自动生成测试报告。作为本发明机车开关电源通用自动测试方法进一步的实施方式，所述测试方法进 一步包括负载调整率测试，所述的负载调整率测试包括以下步骤在连接好与被测开关电 源匹配的适配器后，在PC机上登录虚拟仪器软件，打开并运行相应的控制程序，控制程序 首先选择程控交流电源或程控直流电源及程控直流负载单元，通过GPIB总线传递控制信 号使程控交流电源或程控直流电源给出被测开关电源额定输入电压，并控值程控直流负载 单元的程控电子负载给出额定负载，然后通过程控数据采集开关装置闭合相应的数据采集 通道并读取被测开关电源输出电压值并将所采集数据通过GPIB总线系统传送回工控PC机 虚拟仪器软件，虚拟仪器软件读取送回的数据；然后通过程控电子负载分别给出被测开关 电源的输出上限值和输出负载下限值，程控数据采集开关装置分别送回两种条件下的被测开关电源输出电压值并送回虚拟仪器软件，虚拟仪器软件读取三次采集到输出电压值并与 自动计算出负载调整率，并与设定值进行比较，自动判定是否满足要求，并自动生成测试报告。作为本发明机车开关电源通用自动测试方法进一步的实施方式，所述测试方法进 一步包括纹波测试，所述的纹波测试包括以下步骤在连接好与被测开关电源匹配的适配 器后，在PC机上登录虚拟仪器软件，打开并运行相应的控制程序，控制程序首先选择程控 交流电源或程控直流电源及程控直流负载单元，程控示波器，通过GPIB总线传递控制信号 使程控交流电源或程控直流电源给出被测开关电源额定输入电压，并控制程控直流负载单 元的程控电子负载给出额定负载，然后通过程控数据采集开关装置闭合相应的数据采集通 道，自动设置程控示波器的耦合方式，带宽限制，自动读取纹波值或波形并通过GPIB总线 传送回工控PC机虚拟仪器软件，虚拟仪器软件读取数据，并与设定值或设定波形进行比 较，自动判定是否满足要求，并自动生成测试报告。作为本发明机车开关电源通用自动测试方法进一步的实施方式，所述测试方法进 一步包括动态负载测试，所述的动态负载测试包括以下步骤在连接好与被测开关电源匹 配的适配器后，在PC机上登录虚拟仪器软件，打开并运行相应的控制程序，控制程序首先 选择程控交流电源或程控直流电源及程控直流负载单元，程控示波器，通过GPIB总线传递 控制信号使程控交流电源或程控直流电源给出被测开关电源额定输入电压，并控制程控直 流负载单元的程控电子负载按设定频率和负载变化速度在额定负载和50%额定负载间周 期变化，然后通过程控数据采集开关装置闭合相应的数据采集通道，自动设置程控示波器 的耦合方式，带宽限制，自动读取波形参数或波形通过GPIB总线传送回工控PC机虚拟仪器 软件，虚拟仪器软件读取数据，并与设定值或设定波形进行比较，自动判定是否满足要求， 并自动生成测试报告。通过应用本发明实施方式所描述的机车开关电源通用自动测试系统及其测试方 法，为机车开关电源单板提供一个通用的自动测试平台。其一，实现了机车开关电源自动测 试，以减少操作人员的工作量、降低操作的复杂性，增强检测过程中判断的准确性，快速提 供可靠且便于维护的检测报告。其二，实现了机车开关电源测试平台的通用化，在出现新的 开关电源单板时，硬件上只需更换适配器，软件上只需简单配置程序参数，即可实现所需测 试。其三，增强了可维护性，通过定期自动运行校检程序，可快速完成机车开关电源单板通 用自动测试系统所有资源的自动校检。其四，由于采用了易于使用、久经考验的GPIB总线 控制技术具有低延迟、高带宽等优越性能，提高了信号传输的速度和准确性，增强了机车开 关电源测试系统的准确性和可靠性。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明机车开关电源通用自动测试系统结构组成框图1 ；图2为本发明机车开关电源通用自动测试系统结构组成框图2 ；
图3为本发明机车开关电源通用自动测试系统程控数据采集开关装置结构组成框图；其中1-测试控制系统、2-工控PC机、3-PCI-GPIB卡、4-程控电子负载1、5_程 控示波器、6-程控电子负载2、7_程控数据采集单元、8-程控直流电源、9-程控交流电源、 10"程控电源单元、11-程控直流负载单元、12-程控数据采集开关装置、13-测试端接口模 块、14-被测端接口模块、15-转接器母口、16-转接器公口、17-连接器适配线、18-标准连接 器母口、19-标准连接器公口、20-被测开关电源、21-程控数据采集仪、22-2 X 10多路复用 开关卡、23-2X4路多路复用开关卡。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基 于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其 他实施例，都属于本发明保护的范围。作为该机车开关电源通用自动测试系统的一种典型实施方式，如图1所示的机车 开关电源通用自动测试系统具体包括测试控制系统1、程控电源单元10、程控直流负载单 元11和程控数据采集单元7，程控电源单元10通过GPIB总线与测试控制系统1相连，为被 测开关电源20提供激励，程控直流负载单元11通过GPIB总线与测试控制系统1相连，为被 测开关电源20提供负载，程控数据采集单元7通过GPIB总线与测试控制系统1相连对所述 被测开关电源20响应进行采集。程控既是可实现可编程控制的器件。如图2所示，测试系 统还包括各种转接器和与被测的机车开关电源相连的适配器，包括与程控电源单元10、程 控直流负载单元11、程控数据采集单元7进行连接的连接线及连接器，适配器包括与被测 的机车开关电源单板进行连接的连接线和连接器。整个连接器包括测试端接口模块13和 被测端接口模块14，测试端接口模块13包括转接器母口 15、转接器公口 16、连接器适配线 17、标准连接器母口 18、被测端接口模块14包括标准连接器公口 19。由于本发明实施方式 采用的机车开关电源通用自动测试系统的硬件框架结构采用GPIB总线的方式实现整个测 试系统，因此通用性和兼容性非常强。由于采用GPIB测试系统、转接器、适配线，实现与被 测开关电源单板分段连接，因此只需要更换相应的适配器，即可实现机车控制领域所有开 关电源单板及以后开发的新开关电源单板的功能测试。同时，采用GPIB总线技术平台，该 总线技术是世界公认的总线系统合自动测试系统的优秀平台，具有标准化程度、规范性好、 高带宽、低延迟、抗干扰能力强等特点，因此本发明具体实施方式
稳定性高、可靠性好、测试 速度快。测试控制系统1进一步包括工控PC机2和PCI-GPIB卡3，工控PC机2通过 PCI (Peripheral Component Intereonnection，一种局部总线标准)总线与 PCI-GPIB 卡 3 相连，PCI-GPIB卡3通过GPIB总线与程控电源单元10、程控直流负载单元11和程控数据 采集单元7相连。其中工控PC机2还可以由其他类似功能的PC机或者是控制器代替，工 控PC机2包括鼠标、键盘、显示器、PC机内含PCI插槽及PCI总线，测试控制系统1还包括 PCI-GPIB卡3、GPIB线缆、以及程控直流电源8、程控交流电源9、程控直流负载单元11、程 控数据采集开关装置12、程控示波器5等仪器自身的GPIB接口。程控电源单元10进一步包括程控直流电源8和程控交流电源9，程控直流电源8为输入电压要求为直流电压的被测 开关电源20提供电源，程控交流电源9为输入电压要求为交流电压的被测开关电源20提 供电源。程控直流负载单元11进一步包括程控电子负载1和程控电子负载2，程控电子负 载1提供多路高电压大电流大功率直流负载，程控电子负载2提供多路低电压小电流小功 率直流负载。程控数据采集单元进一步包括程控示波器5和程控数据采集开关装置12，程 控数据采集开关装置12对被测开关电源20的响应进行采集，程控示波器5对采集到的数 据进行显示。如图3所示，程控数据采集开关装置12进一步包括程控数据采集仪21、2X 10多路复用开关卡22和2X4多路复用开关卡23等。作为该机车开关电源通用自动测试方法的一种典型实施方式，结合图1，说明输 出电压的测试过程如下在连接好与被测机车开关电源匹配的适配器后，在工控PC机上 登录虚拟仪器软件，打开并运行相应的控制程序，控制程序首先选择程控交流电源或程控 直流电源及程控电子负载，通过GPIB总线传递控制信号使程控交流电源或程控直流电源 给出输入电压、控制程控电子负载给出设定负载，然后通过程控数据采集开关装置闭合相 应的数据采集通道并读取数据，并将所采集数据通过GPIB总线系统传送回工控PC机虚拟 仪器软件，虚拟仪器软件读取送回的数据并与设定值进行比较，自动判定是否满足要求，并 自动生成测试报告。虚拟仪器软件是应用于虚拟仪器的一种软件。具体说来，虚拟仪器 (VirtualInstrument)是一种可通过软件编程控制，在PC机的软件端看到的一种虚拟软件 装置。其中，LabVIEff就是一款优秀的虚拟仪器编程软件，其基于TestStand软件管理平台。结合图1，说明电压调整率的测试过程如下在连接好与被测机车开关电源匹配 的适配器后，在工控PC机上登录虚拟仪器软件，打开并运行相应的控制程序，控制程序首 先选择程控交流电源或程控直流电源及程控电子负载，通过GPIB总线传递控制信号使程 控电子负载给出设定负载、通过程控交流电源或程控直流电源首先给出被测开关电源单板 额定输入电压，然后通过程控数据采集开关装置闭合相应的数据采集通道并读取被测开关 电源输出电压值并将所采集数据通过GPIB总线系统传送回工控PC机虚拟仪器软件，虚拟 仪器软件读取送回的数据；然后通过程控交流电源或程控直流电源分别给出被测开关电源 单板的输入电压上限值和输入电压下限值，程控数据采集开关装置分别送回两种条件下的 被测开关电源输出电压值并送回虚拟仪器软件，虚拟仪器软件读取三次采集到输出电压值 并与自动计算出电压调整率，并与设定值进行比较，自动判定是否满足要求，并自动生成测 试报告。类比电压调整率测试，本测试系统可以完成输入过压保护测试、输入欠压保护测试 等。电压调准率测试是反映电源保持额定负载，输出电压随输入电压变化的变化量与输入 电压变化量之比的一种电源技术指标。输入过压保护测试是反映电源保持额定负载，降低 输入电压至一定范围时，电源保护关断，一种电源技术指标。输入欠压保护是反映电源保持 额定负载，升高输入电压至一定范围时，电源保护关断的一种电源技术指标。结合图1，说明负载调整率的测试过程如下在连接好与被测机车开关电源匹配 的适配器后，在工控PC机上登录虚拟仪器软件，打开并运行相应的控制程序，控制程序首 先选择程控交流电源或程控直流电源及程控电子负载，通过GPIB总线传递控制信号使程 控交流电源或程控直流电源给出被测开关电源单板额定输入电压，并控制程控电子负载给 出额定负载，然后通过程控数据采集开关装置闭合相应的数据采集通道并读取被测开关电源输出电压值并将所采集数据通过GPIB总线系统传送回工控PC机虚拟仪器软件，虚拟仪器软件读取送回的数据；然后通过程控电子负载分别给出被测开关电源单板的输出上限 值和输出负载下限值，程控数据采集开关装置分别送回两种条件下的被测开关电源输出电 压值并送回虚拟仪器软件，虚拟仪器软件读取三次采集到输出电压值并与自动计算出负载 调整率，并与设定值进行比较，自动判定是否满足要求，并自动生成测试报告。类比负载调 整率测试，本测试系统可以完成输出过流保护测试、输出欠压保护测试、输出过压保护测试 等。负载调整率测试是反映电源保持额定输入电压，输出电压随负载变化的变化量与负载 变化量之比的一种电源技术指标。结合图1，说明纹波测试的过程如下在连接好与被测机车开关电源匹配的适配器后，在工控PC机上登录虚拟仪器软件，打开并运行相应的控制程序，控制程序首先选择 程控交流电源或程控直流电源、程控电子负载、程控示波器，通过GPIB总线传递控制信号 使程控交流电源或程控直流电源给出被测开关电源单板额定输入电压，并控制程控电子负 载给出额定负载，然后通过程控数据采集开关装置闭合相应的数据采集通道，自动设置程 控示波器的耦合方式、带宽限制等，自动读取纹波值(或波形)并通过GPIB总线传送回PC 机虚拟仪器软件，虚拟仪器软件读取数据，并与设定值(或设定波形)进行比较，自动判定 是否满足要求，并自动生成测试报告。纹波是反映叠加在被测开关电源输出直流电压上的直流分量的一种电源技术指标。结合图1，说明动态负载测试的过程如下在连接好与被测机车开关电源匹配的 适配器后，在工控PC机上登录虚拟仪器软件，打开并运行相应的控制程序，控制程序首先 选择程控交流电源或程控直流电源、程控电子负载、程控示波器，通过GPIB总线传递控制 信号使程控交流电源或程控直流电源给出被测开关电源单板额定输入电压，并控制程控电 子负载按设定频率和负载变化速度在额定负载和50%额定负载间周期变化，然后通过程控 数据采集开关装置闭合相应的数据采集通道，自动设置程控示波器的耦合方式、带宽限制 等，自动读取波形参数(或波形)通过GPIB总线传送回工控PC机虚拟仪器软件，虚拟仪器 软件读取数据，并与设定值(或设定波形)进行比较，自动判定是否满足要求，并自动生成 测试报告。动态负载反映了负载按一定频率在一定范围内周期性变化的特性。结合图1，说明效率测试的过程如下在连接好与被测机车开关电源匹配的适配 器后，在工控PC机上登录虚拟仪器软件，打开并运行相应的控制程序，控制程序首先选择 程控交流电源或程控直流电源及程控电子负载，通过GPIB总线传递控制信号使程控交流 电源或程控直流电源给出额定输入电压、控制程控电子负载给出额定设定负载，然后通过 借助程控交流电源或程控直流电源及程控电子负载电压、电流检测功能，读取数据并将数 据通过GPIB总线系统传送回工控PC机虚拟仪器软件，虚拟仪器软件读取送回的数据进行 分析运算，即可得出电源功率转换效率，并与设定值进行比较，自动判定是否满足要求，并 自动生成测试报告。结合图1，说明开关管波形测试的过程如下在连接好与被测机车开关电源匹配 的适配器后，在工控PC机上登录虚拟仪器软件，打开并运行相应的控制程序，控制程序首 先选择程控交流电源或程控直流电源及程控电子负载，通过GPIB总线传递控制信号使程 控交流电源或程控直流电源给出额定输入电压、控制程控电子负载给出额定负载，然后根 据控制程序提示连接好示波器探头，控制程序自动设定程控示波器的基本设置，并读取波形，并将数据通过GPIB总线系统传送回工控PC机虚拟仪器软件，虚拟仪器软件读取送回的 波形与设定波形进行比较及分析运算，既可自动判定开关管波形是否满足要求，并自动生 成测试报告。上述输出电压测试、电压调整率测试、负载调整率测试、输入过压测试、输入欠 压测试、输出过压测试、输出欠压测试、输出过流测试、纹波测试、动态负载测试、效率测试、 开关管波形测试等控制程序，可以通过虚拟仪器管理软件进行管理集成，依次自动运行，运 行结束后统一生成报表。也可根据操作者需要，只运行其中的一步或几步，运行结束后自 动生成测试报告。输出过压保护是反映当电源输出电压上升超过某个值，电源保护关断地 一种电源技术指标。输出欠压保护是反映当电源输出电压下降超过某个值，电源保护关断 地一种电源技术指标。输出过流保护是反映当电源负载增大到某个值时，电源保护关断的 一种电源技术指标。开关管是开关电源中用作用功率调整的开关器件，通常为MOSFET、BJT 等，为一种电子开关器件。同时，本发明所述电源单板通用自动测试系统，可以利用程控仪器自身的自检功 能，借助虚拟仪器技术开发所述测试系统自动校检程序，并通过定期自动运行校检程序来 完成所述电源单板自动测试系统的自检，自检的结果将决定是否准许操作者运用所述电源 单板自动测试系统进行电源单板的测试。为了方便地对机车开关电源通用自动测试系统及其方法进行研发和试验，本发明 所述具体实施方式
运用了模块化编程思想，在实现机车开关电源单板自动测试的同时，还 为专业技术人员提供了操作便捷、功能强大的自定义测试平台。本发明所述电源单板通用自动测试系统，不局限于以上功能，可根据被测单板测 试需求和所述测试系统的资源，运用虚拟仪器软件进行开发。由于本发明具体实施方式
所采用的电源单板通用自动测试方法采用了虚拟仪器 技术软件编程平台，系统自动化程度非常高，包括虚拟仪器标准编程软件(LabVIEW)和虚 拟仪器标准管理软件(TestStand)，实现了图形化编程控制所述测试系统，并自动对测试结 果进行分析生成报表。同时实现了程序开发人员、程序操作人员的不同层级权限管理，并为 操作人员提供简洁便利的友好界面，及时快速的自动校检功能，便捷强大的自定义测试平 台。同时，系统资源丰富，可以实现被测电源单板的输入电压信号、输入电流信号、输出电压 信号、输出电流信号、开关管波形等模拟信号和开启及关断控制信号等参数的采集。本发明 中，可同时实现20路0 200V模拟输入通道电压信号的测量、10路模拟输入电流信号的采 集、4路开关管波形的采集或8路输出纹波的采集。 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
权利要求
一种机车开关电源通用自动测试系统，其特征在于包括测试控制系统(1)、程控电源单元(10)、程控直流负载单元(11)和程控数据采集单元(7)，所述程控电源单元(10)通过GPIB总线与测试控制系统(1)相连，为被测开关电源(20)提供激励，所述程控直流负载单元(11)通过GPIB总线与测试控制系统(1)相连，为所述被测开关电源(20)提供负载，所述程控数据采集单元(7)通过GPIB总线与测试控制系统(1)相连对所述被测开关电源(20)响应进行采集。
2.根据权利要求1所述的一种机车开关电源通用自动测试系统，其特征在于所述测 试控制系统⑴包括工控PC机⑵和PCI-GPIB卡(3)，所述工控PC机⑵通过PCI总线 与PCI-GPIB卡(3)相连，PCI-GPIB卡(3)通过GPIB总线与程控电源单元(10)、程控直流 负载单元(11)和程控数据采集单元(7)相连。
3.根据权利要求2所述的一种机车开关电源通用自动测试系统，其特征在于所述程 控电源单元(10)包括程控直流电源(8)和程控交流电源(9)，所述程控直流电源(8)为输 入电压要求为直流电压的被测开关电源(20)提供电源，所述程控交流电源(9)为输入电压 要求为交流电压的被测开关电源(20)提供电源。
4.根据权利要求3所述的一种机车开关电源通用自动测试系统，其特征在于所述程 控直流负载单元(11)包括程控电子负载1(4)和程控电子负载2(6)，所述程控电子负载 1(4)提供多路高电压大电流大功率直流负载，所述程控电子负载2(6)提供多路低电压小 电流小功率直流负载。
5.根据权利要求4所述的一种机车开关电源通用自动测试系统，其特征在于所述程 控数据采集单元(7)包括程控示波器(5)和程控数据采集开关装置(12)，所述程控数据采 集开关装置(12)对被测开关电源(20)的响应进行采集，所述程控示波器(5)对采集到的 数据进行显示。
6.一种利用权利要求1所述的机车开关电源通用自动测试系统进行机车开关电源测 试的方法，其特征在于，所述测试方法包括机车开关电源输出电压测试，所述的机车开关电 源输出电压测试包括以下步骤在连接好与被测开关电源(20)匹配的适配器后，在工控PC 机(2)上登录虚拟仪器软件，打开并运行相应的控制程序，控制程序首先选择程控交流电 源(9)或程控直流电源(8)及程控直流负载单元(11)，通过GPIB总线传递控制信号使程控 交流电源(9)或程控直流电源(8)给出输入电压、控制程控直流负载单元(11)给出设定负 载，然后通过程控数据采集开关装置(12)闭合相应的数据采集通道并读取数据，并将所采 集数据通过GPIB总线系统传送回工控PC机(2)虚拟仪器软件，虚拟仪器软件读取送回的 数据并与设定值进行比较，自动判定是否满足要求，并自动生成测试报告。
7.一种根据权利要求6所述的机车开关电源通用自动测试方法，其特征在于，所述测 试方法包括电压调整率测试，所述的电压调整率测试包括以下步骤在连接好与被测开关 电源(20)匹配的适配器后，在PC机上登录虚拟仪器软件，打开并运行相应的控制程序，控 制程序首先选择程控交流电源(9)或程控直流电源(8)及程控直流负载单元(11)，通过 GPIB总线传递控制信号使程控直流负载单元(11)的程控电子负载给出设定负载、通过程 控交流电源或程控直流电源首先给出被测开关电源(20)额定输入电压，然后通过程控数 据采集开关装置(12)闭合相应的数据采集通道并读取被测电源输出电压值并将所采集数 据通过GPIB总线系统传送回工控PC机(2)虚拟仪器软件，虚拟仪器软件读取送回的数据；然后通过程控交流电源(9)或程控直流电源(8)分别给出被测开关电源(20)的输入电压 上限值和输入电压下限值，程控数据采集开关装置(12)分别送回两种条件下的被测开关 电源(20)输出电压值并送回虚拟仪器软件，虚拟仪器软件读取三次采集到输出电压值并 与自动计算出电压调整率，并与设定值进行比较，自动判定是否满足要求，并自动生成测试报告。
8.一种根据权利要求7所述的机车开关电源通用自动测试方法，其特征在于，所述测 试方法包括负载调整率测试，所述的负载调整率测试包括以下步骤在连接好与被测开关 电源(20)匹配的适配器后，在PC机上登录虚拟仪器软件，打开并运行相应的控制程序，控 制程序首先选择程控交流电源(9)或程控直流电源(8)及程控直流负载单元(11)，通过 GPIB总线传递控制信号使程控交流电源(9)或程控直流电源(8)给出被测开关电源(20) 额定输入电压，并控值程控直流负载单元(11)的程控电子负载给出额定负载，然后通过程 控数据采集开关装置(12)闭合相应的数据采集通道并读取被测开关电源(20)输出电压值 并将所采集数据通过GPIB总线系统传送回工控PC机(2)虚拟仪器软件，虚拟仪器软件读 取送回的数据；然后通过程控电子负载分别给出被测开关电源(20)的输出上限值和输出 负载下限值，程控数据采集开关装置(12)分别送回两种条件下的被测开关电源(20)输出 电压值并送回虚拟仪器软件，虚拟仪器软件读取三次采集到输出电压值并与自动计算出负 载调整率，并与设定值进行比较，自动判定是否满足要求，并自动生成测试报告。
9.一种根据权利要求7所述的机车开关电源通用自动测试方法，其特征在于，所述测 试方法包括纹波测试，所述的纹波测试包括以下步骤在连接好与被测开关电源(20)匹配 的适配器后，在PC机上登录虚拟仪器软件，打开并运行相应的控制程序，控制程序首先选 择程控交流电源(9)或程控直流电源(8)及程控直流负载单元(11)，程控示波器(5)，通过 GPIB总线传递控制信号使程控交流电源(9)或程控直流电源(8)给出被测开关电源(20) 额定输入电压，并控制程控直流负载单元(11)的程控电子负载给出额定负载，然后通过程 控数据采集开关装置(12)闭合相应的数据采集通道，自动设置程控示波器(5)的耦合方 式，带宽限制，自动读取纹波值或波形并通过GPIB总线传送回工控PC机(2)虚拟仪器软 件，虚拟仪器软件读取数据，并与设定值或设定波形进行比较，自动判定是否满足要求，并 自动生成测试报告。
10.一种根据权利要求7所述的机车开关电源通用自动测试方法，其特征在于，所述 测试方法包括动态负载测试，所述的动态负载测试包括以下步骤在连接好与被测开关电 源(20)匹配的适配器后，在PC机上登录虚拟仪器软件，打开并运行相应的控制程序，控制 程序首先选择程控交流电源(9)或程控直流电源(8)及程控直流负载单元(11)，程控示波 器(5)，通过GPIB总线传递控制信号使程控交流电源(9)或程控直流电源(8)给出被测开 关电源(20)额定输入电压，并控制程控直流负载单元(11)的程控电子负载按设定频率和 负载变化速度在额定负载和50%额定负载间周期变化，然后通过程控数据采集开关装置 (12)闭合相应的数据采集通道，自动设置程控示波器(5)的耦合方式，带宽限制，自动读取 波形参数或波形通过GPIB总线传送回工控PC机(2)虚拟仪器软件，虚拟仪器软件读取数 据，并与设定值或设定波形进行比较，自动判定是否满足要求，并自动生成测试报告。
全文摘要
一种机车开关电源通用自动测试系统及其方法包括测试控制系统、程控电源单元、程控直流负载单元和程控数据采集单元，所述程控电源单元通过GPIB总线与测试控制系统相连，为被测开关电源提供激励，所述程控直流负载单元通过GPIB总线与测试控制系统相连，为所述被测开关电源提供负载，所述程控数据采集单元通过GPIB总线与测试控制系统相连对所述被测开关电源响应进行采集。通过在PC机上登录虚拟仪器软件，完成对输出电压、电压调整率和负载调整率等的测试。该发明可以很好地克服现有技术测试系统存在的兼容能力不强、复杂程度高、可靠性差的缺点，构建了一个自动、通用、操作便捷、性能可靠的通用自动测试系统。
文档编号G01R31/40GK101806869SQ20101012902
公开日2010年8月18日 申请日期2010年3月22日 优先权日2010年3月22日
发明者易卫华, 曹金洲, 李涛, 罗文涛, 陈志漫, 陈长春 申请人:株洲南车时代电气股份有限公司