大功率电源测试系统设计与实现

北京卫星制造厂有限公司 胡文婷

引言

大功率电源，生产数量多，自动化的测试系统是提高测试效率的保障。使用成套设计的自动化测试系统，能够对电源的性能进行分析，提高电源测试效率和精度。本文提出的大功率电源测试系统，以传统工控机及软件为核心，控制大功率直流电源，电子负载，数据采集器，示波器，使被测产品的各项指标按照要求进行测试、分析、记录。测试系统具备测试效率高、测试覆盖性强、自动化程度高的特点。

1.系统组成与工作原理

1.1 测试系统组成

大功率电源测试系统是基于现有的安捷伦仪器设备与VEE编程软件开发，能够自动完成待测产品的所有电性能指标测试，实现数据和波形的自动读取和自动判读。测试系统主要由“硬件配置部分”和“软件设计系统”组成，测试系统具备高通用性、高继承性、高可靠性的特点。

1.2 测试系统工作原理

大功率电源测试系统在软件的统一控制下进行产品的测试，软件采用模块化设计，依据软件工程进行开发，具备可扩展性和升级功能。

测试系统通过GPIB电缆等数字接口控制所有的测试仪器，自动显示和存储测试数据，对测试数据进行自动分析，形成测试报告。大功率电源测试系统是基于 HP VEE 的软件编程，开发了仪器的高级功能，扩展了仪器设备的能力，实现产品全部电性能的自动化测试，提高工作效率。

测试系统的硬件配置部分主要包括：大功率直流电源、电子负载、示波器、数据采集器、工控机，GPIB电缆，GPIB转USB电缆，电流探头，转接盒和机柜组成。大功率直流电源是系统的供电电源，电子负载模拟负载，数据采集器用于采集测试数据，示波器用于测试电源模块的动态特性，工控机承担着整个测试系统的管理、控制工作，GPIB电缆连接各个仪器，实现数据通信。

2.软件系统

测试系统的软件部分由HP VEE可视化编程语言来实现，软件的主流程如图1所示。

测试系统的软件部分采用模块化的编程思想，它主要分为四大模块：测试仪器初始化模块、电源参数设置模块、一键测试功能模块和数据和波形采集判读模块，如图2所示。

2.1 模块说明

仪器初始化模块对测试仪器进行初始化设置，系统对每台测试仪器分配唯一的GPIB地址，并对供电电源进行最大输出电压限制和最大输出电流限制。

电源参数设置模块用于设置待测试电源的各项测试参数。

一键测试功能模块包括开关机指令发送单元、动态性能测试单元、稳定度及效率测试单元、遥测性能测试单元、过流性能测试单元、慢速加断电及拉偏性能测试单元、输入反射纹波性能测试单元以及输入浪涌性能测试单元。

开关机指令发送单元，提供开、关机指令、主备切换指令，控制电源的开机、关机以及主备切换。

动态性能测试单元，分别在额定负载和不同的供电电压条件下，测试输出电压的启动时间、上冲和下陷值。

图1 软件的主流程图

图2 软件功能模块框图

稳定度及效率测试单元测试输出电压的稳定度和效率，记录电源各路输出电压和输出电流、供电电压以及供电电流，并计算出电源的效率。

遥测性能测试单元，测试电源在输出额定负载条件下的遥测信号。

过流保护性能测试单元，测试电源各路输出从额定负载逐渐增大，当各路输出电压有明显下降（降幅约为0.5V）时的输出电流值即为各路的过流保护值。

慢速加断电及拉偏性能测试单元，测试电源各路在额定负载条件下，供电电源由70V下降至0v，再由0v上升至70V的过程中电源的输出电压值。

输入反射纹波性能测试单元，测试电源各路在额定负载条件和不同的供电电压条件下，电源的输入反射纹波。

输入浪涌性能测试单元，测试电源各路在额定负载条件和不同的供电电压条件下，待测试电源的输入浪涌电流值和恢复时间；

数据和波形采集判读模块，对一键测试功能模块中的各个测试单元发送过来的测试数据和波形进行数据采集,并对各个测试数据进行判读是否符合测试要求。

3.系统特点

大功率电源自动测试系统具备以下特点：

1）覆盖性高

测试系统能够完成产品的各项电性能指标测试，满足测试要求。

2）测试效率高

测试时间控制30分钟以内，提高了产品测试效率。

3）自动化程度高

测试过程完全由测试系统控制，且一键化测试，杜绝人为操作失误带来的风险隐患。无需人为进行数据记录判读。

4.结束语

本文首先对大功率电源自动化测试的测试需求做了分析，明确了大功率电源自动测试系统的设计原则，提出了基于工业计算机的专用自动测试系统的测试设计方案，对测试系统从硬件配置和软件系统两部分进行了介绍，描述了大功率电源专用自动测试系统的特点和优势，具备测试效率高、测试覆盖性强、自动化程度高以及数据有效性强的特点。已适用于多项产品的测试中。

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