专利名称：航空电源全自动测试装置的制作方法
技术领域：
航空电源全自动测试装置本实用新型涉及电源产品测试技术领域，具体地说是一种航空电源全自动测试装置。国内外针对电源自动化测试无相似产品，也没有任何标准可循。通过研发这套电 源自动测试设备，完成对多种电源模块的各项性能参数的测试，保证批量生产条件，提高测 试自动化程度。此自动测试设备主要用于电源产品的调试测试、验收测试、个别实验及排 故。为了满足电源调试、测试设备的功能性要求和保证系统的可靠性，测试设备应当 具备高度的自动化、智能化及高可靠性特性，其系统总体设计遵循如下原则可靠性系统应有较高的可靠性。硬件均采用高可靠性的器件，硬件模块采用成熟 电路；软件按软件工程化要求进行设计，以保证软件的可靠性；真实性系统保证接口、数据、环境与实际应用的一致性，使得系统模拟仿真的深 度和广度满足设计要求；全面性为了保证测试的功能和效果，在硬件系统模拟仿真真实的前提下，在数 据、环境、条件等方面对被测件进行全面测试，如正常情况测试、异常情况测试、单项测试、 循环测试等等；安全性测试系统的安全性首要是保证被测件的安全性，再就是保证测试系统本 身的安全性；安全性设计的重点是接口和电源接口具有防插错设计；对电源进行实时监 测，异常情况下自动断电，并设有应急手动断电功能。同时，系统设计时也要充分考虑结构 设计和电磁兼容设计；可操作性系统设计时充分考虑测试的操作性问题，保证系统操作简单、方便，尤 其是软件界面友好，信息丰富，可视化程度高；可维护性总体设计时充分考虑系统的维护，保证系统维护方便。自主设计的硬件 设有备件，软件提供安装程序和详细操作说明，以保证用户的自主维护。本实用新型的目的在于提供一种航空电源全自动测试装置对多型电源模块的性 能进行测试，主要包括电压稳定度测试、负载稳定度测试、输出纹波电压测试、常温条件下 效率测试、输出过流保护功能测试、电源启动浪涌电流测试、各路输出的建立时序测试、过 欠压测试、掉电保持时间测试、监控信号测试、正弦波频率、相位差测试及方波电压、频率、 相位差测试。为了实现上述目的，设计一种航空电源全自动测试装置，包括控制装置(1)、高精 度万用表( 、电子负载C3)、抽屉式测控台(4)、抽拉拖板( 、可编程电源(6)、尖峰电压发 生器(7)、显示器(9)、工控机(10)、键盘、鼠标(11)和配电系统(12) (8)，其特征在于采用2个标准机柜组成双拼柜，通过中间的6个金属连接柱连接，左柜内设有控制装置(1)、高精 度万用表( 、电子负载C3)、抽屉式测控台(4)、抽拉拖板( 、可编程电源(6)、尖峰电压发 生器(7)，右柜内设有显示器(9)、工控机(10)、键盘、鼠标(11)和配电系统(12) (8)，所有 设备PE端与地铜排连接，所述的地铜排连接机柜。所述的工控机(10)主机系统连接数据采集与电路控制系统，所述的数据采集与 电路控制系统连接可编程电源、控制电路、待测PS模块、控制电路和电子负载。所述的待测PS模块外设有适配器，所述的适配器通过若干个接口与待测产品连接。本实用新型与现有技术相比，结构简单、新颖，设备轻便，方便移动，有防静电措 施，能在较恶劣的电磁环境下正常工作，具有适应性，可以满足不同环境、不同项目的测试 需求。测试设备具有易用性，可靠性，抗电磁干扰性。接地设计保证电路系统能稳定地工作， 防止外界电磁场的干扰。
图1为本实用新型结构图；图2为本实用新型适配器工作原理图；附图中，1为控制装置、2为高精度万用表、3为电子负载、4为抽屉式测控台、5为抽 拉拖板、6为可编程电源、7为尖峰电压发生器、8为配电系统、9为显示器、10为工控机、11 为键盘、鼠标、12为配电系统。指定图1为摘要附图
以下结合附图对本实用新型做进一步详细说明，这种制造技术对本专业的人士来 说是清楚的。电源模块测试设备主要是对多型电源模块的性能进行测试，主要包括电压稳定度 测试、负载稳定度测试、输出纹波电压测试、常温条件下效率测试、输出过流保护功能测试、 电源启动浪涌电流测试、各路输出的建立时序测试、过欠压测试、掉电保持时间测试、监控 信号测试、正弦波频率、相位差测试及方波电压、频率、相位差测试。测试系统通过给测试模块上各模块发送和接收信息，工控计算机通过控制标准仪 器和板卡实现对各项性能的测试。设备具有状态指示、自检功能；测试设备能自动控制产品 的加去电，能够实时监测供电电源；可以在多种测试模式下进行测试。此电源模块测试设备总体组成以计算机为核心，通过可编程电源、电子负载以及 相应的硬件控制电路和测试电路构成硬件环境；以系统管理软件、测试程序集和驱动程序 为软件结构，软件运行环境为windows XP。各组成部分的关系为可编程直流电源和可编程交流电源为待测电源提供供电系统，电子负载为待测模 块提供测试所需的各种负载；矩阵开关、相应的控制电路、信号处理电路均内置在测试模块 中；计算机通过程序，以GPIB和RS232通讯的方式控制电源，通过高速高精度采集卡控制各 种开关量，通过采集卡及专用的测试模块获取各测试设备的测量值；用户可通过测试软件完成相应的测试工作，并将查看测试结果和生成相关文档。电源模块测试设备的工作流程为(1)整机运行之后，开始设备自检，检测通过后，开始进行测试；(2)用户开始选择所要测试的某一种电源和测试项目所对应的测试流程，系统根 据测试流程读取指令并执行相应操作，确定可编程电源和电子负载的相关参数，并通过程 序控制采集卡等测量设备进行数据采集、数据处理；(3)测试对象主要为输入电压、输入电流、输出电压、输出电流以及电压纹波及，最 后通过软件进行相应的数据处理；(4)测试软件对这些所测数据进行处理后，得出各测试项目的实测值以及误差，并 判断出当前产品是否合格并完成将结果显示、存储和生成报表。测试系统硬件的主要组成部分包括待测产品、可编程电源、电子负载、控制电路以 及与主机相交互的数据采集与电路控制系统。各组成部分的主要作用为(1)可编程电源为待测PS模块提供合理的输入电源，电子负载为待测PS模块提供 合理的负载；(2)控制电路实现底层硬件控制，为数据采集做好准备；(3)数据采集与电路控制系统对底层硬件进行控制和数据采集；(4)主机系统主要实现对所需电信号的采集并通过测试软件进行数据处理；对测 试模块中的开关量进行控制；实现测试软件对可编程电源、电子负载的程控；对相应测试 数据进行管理。在测试设备与待测电源模块之间增加适配器，通过适配器识别待测电源模块的种 类和接口类型。如图2所示，适配器为待测电源模块提供接口。适配器方便了使用人员的操作，用 户无需自己接线，只需将不同的电源模块与相应的接口连接即可。耐尖峰电压测试测试方法为通过可编程电源将输入电压值，通过电子负载使输出为额定负载，确 定系统正常工作之后，通过尖峰电压发生器叠加一定的尖峰电压，尖峰电压波形由尖峰电 压发生器设置。判断标准进行耐尖峰电压试验的用电设备不发生故障。耐过压浪涌测试方法为通过可编程电源将输入电压值，通过电子负载等控制使待测电源带 额定负载，确定系统正常工作之后，调整输入电压，持续一段时间，然后降低电压，两个脉冲 的极短的间隔时间内，完成高脉冲数量的要求。测试程序中，脉冲周期，脉冲时间及脉冲个 数用户可设置。欠压浪涌测试方法为通过可编程电源将输入电压，通过电子负载等控制使待测电源带额 定负载，确定系统正常工作之后，调整输入电压，降低电压值。测试程序中，脉冲周期，脉冲 时间及脉冲个数用户可设置。电源启动浪涌电流测试电源启动浪涌电流测试的主要内容为关闭被测电源输入，在被测各路输出为额定负载，各路输出充分放电后，瞬间开通直流输入源电压至指定值，测定此瞬间流入被测电 源的浪涌电流。测试方法为通过可编程电源将输入电压设置在指定值后，通过电子负载使输出 为额定负载，确定系统正常工作之后，切断电源输入，等待各路输出充分放电后，再次将输 入电压切到所需值，同时跟踪检测流入被测电源的电流值，对电流进行峰值采样，获取电流 最大值。各路输出的建立时序测试各路输出的建立时序测试的主要内容为将输入电源电压设置成固定值，被测电 源各路输出为额定负载，测试加电瞬间各路输出至正常电压时的建立时序图。测试方法为通过可编程电源将输入电压设置成固定值，通过电子负载使输出为 额定负载，确定系统正常工作之后，切断电源输入，等待各路输出充分放电后，再次将输入 电压切之前固定值，同时跟踪检测被测电源的输出电压值，定时高速采样输出电压值并存 储，等待输出电压稳定在要求数据左右即可终止采样，然后通过软件对输出电压值建立时 序图。直流输出响应测试每路被测电压依次调节在规定Hz的方波负载(包括上升、下降时间在内)。测试方法为通过可编程电源将输入电压设置成指定值，通过电子负载等使其他 各路输出带正常负载，，调整待测路的电子负载，使其电流按照上表进行动态变化，测量各 路输出的电压并记录波形数据，分别判定以下三个指标a.所有输出干扰不得超出正常状态下的电压。b.在干扰频率下振幅的调制小于输出电压的指定值。c.每一输出干扰的调制时间小于指定值。掉电保持时间测试掉电保持时间测试的主要内容为将直流输入电源电压设置在指定值，被测电源 各路输出为额定负载，切断输入电源，测试各路输出在正常工作范围内的时间。测试方法为通过可编程电源将输入电压设置在指定值，通过电子负载使输出为 额定负载，确定系统正常工作之后，切断输入电源，同时监测被测电源模块的输出电压和输 入电压信号，通过测量模块采集记录参数，通过软件确定输出的掉电保持时间，并将采集到 的电压值作为采样值，建立关于时间的函数并在界面上显示出测试曲线。输出电压频率测试输出电压频率测试的主要内容为输入指定电压，各路输出在满载条件下，测试正 弦波和方波各路输出的频率及相位差。测试方法为通过可编程电源将输入电压设置成指，通过开关切换使输出为额定 负载，确定系统正常工作之后，采集被测电源模块的各路输出电压，通过软件算法(快速傅 里叶变换)确定各路输出的频率。软件具备溢出保护。电压稳定度测试电压稳定度测试的主要内容为直流输入电源电压在一定范围内变化，被测电源 各路输出为额定负载时，测量各路输出电压变化量。测试方法为通过程序控制电子负载为额定负载，控制可编程直流电源为电源模块所需的电压，然后通过采集卡获取待测电源模块的实际输出电压值，并通过软件计算各 指标，记录并显示计算结果；然后通过可编程直流电源将待测电源模块的输入电压切换至 所需要的值，进行同样的操作测试，最后测试该值输入时的电压稳定度。通过可编程直流电源提供指定电压，负载通过电子负载或固定负载提供，固定负 载的切换通过IO卡实现。负载稳定度测试负载稳定度测试的主要内容为将直流输入电源电压设置完成后，其他各路输出 为额定负载，分别测量待测线路输出在指定的最小负载和最大负载的输出电压，测量各路 输出电压变化量。测试方法为a.直流输出通过测量模块直接测量；b.正弦波和方波通过IO切换负载，通过万用表测量输出电压，经过软件对数据进 行处理，得到负载稳定度。常温条件下效率测试常温条件下效率测试的主要内容为将直流输入电源电压设置成所需值，电源各 路输出为额定负载。测试方法为将直流输入电源电压设置成所需值后，电源各路输出为额定负载，测 量被测电源模块的输入电压和电流，获取输入功率，同时测量各路输出的输出功率，进行求 和并与输入功率进行比较计算出效率。其测试方法为(1)程序控制可编程直流电源选择固定值的电压，控制各路输出带额定负载；(2)通过测量模块获取实际输入电流、通过Mux测量输入电压，输出输入功率、通 过测量模块测量各路直流输出的电压电流，通过万用表测量交流的输出电压，因为接的是 固定无感电阻，通过计算可以得到各路交流的输出功率；(3)效率为输出功率总和/(输入功率-4W或门二极管功率)。输出短路保护功能测试输出过流保护功能测试的主要内容为将直流输入电源电压设置完成后，其他各 路输出接额定负载，然后短路，测试短路时电源内部功耗及短路恢复时间。测试方法为通过可编程电源将输入电压设置好，将其他各路负载设定为额定负 载，通过软件，使电子负载工作在短路模式，测量各路输出电压。内部功耗测量方法同效率 测试，恢复时间及恢复后的电压通过测量模块测量。
权利要求1.一种航空电源全自动测试装置，包括控制装置(1)、高精度万用表O)、电子负载 (3)、抽屉式测控台(4)、抽拉拖板(5)、可编程电源(6)、尖峰电压发生器(7)、显示器(9)、 工控机(10)、键盘、鼠标(11)和配电系统(12) (8)，其特征在于采用2个标准机柜组成双拼 柜，通过中间的6个金属连接柱连接，左柜内设有控制装置(1)、高精度万用表O)、电子负 载(3)、抽屉式测控台(4)、抽拉拖板( 、可编程电源(6)、尖峰电压发生器(7)，右柜内设有 显示器(9)、工控机(10)、键盘、鼠标(11)和配电系统(12) (8)，所有设备PE端与地铜排连 接，所述的地铜排连接机柜。
2.如权利要求1所述的一种航空电源全自动测试装置，其特征在于所述的工控机(10) 主机系统连接数据采集与电路控制系统，所述的数据采集与电路控制系统连接可编程电 源、控制电路、待测PS模块、控制电路和电子负载。
3.如权利要求1或2所述的一种航空电源全自动测试装置，其特征在于所述的待测PS 模块外设有适配器，所述的适配器通过若干个接口与待测产品连接。
专利摘要本实用新型涉及电源产品测试技术领域，具体地说是一种航空电源全自动测试装置，其特征在于采用2个标准机柜组成双拼柜，通过中间的6个金属连接柱连接，左柜内设有控制装置、高精度万用表、电子负载、抽屉式测控台、抽拉拖板、可编程电源、尖峰电压发生器，右柜内设有显示器、工控机、键盘、鼠标和配电系统，所有设备PE端与地铜排连接，所述的地铜排连接机柜。本实用新型与现有技术相比，设备轻便，方便移动，有防静电措施，能在较恶劣的电磁环境下正常工作，具有适应性，可以满足不同环境、不同项目的测试需求，测试项目齐全、测试精度高、测试功能为模块化设计，具有更方便的操作性和易编程特性。测试设备具有易用性，可靠性，抗电磁干扰性。
文档编号G01R31/40GK201926748SQ20102067689
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年12月23日
发明者丁波, 张敏 申请人:上海泉润机电设备有限公司