一种测试设备的智能开关电装置及方法与流程

1.本发明属于产品测试技术领域，具体涉及一种测试设备的智能开关电装置及方法。


背景技术：

2.产品在批量调试完成进行试验的过程中，因为数量多，一般都使用“一拖多”单元测试设备进行批量功能测试。典型应用场景就是温度和力学的环境试验，这种试验特点是在相对很短的时间内进行频繁的开关机和功能测试。以往都是依靠人工进行开关电(控制直流稳压电源进行一次电源直接供电)。随着产品数量日益增加，为满足越来越高的进度需求，且直流稳压电源的使用存在着长时间连续工作的情况。在这种高强度不间断应用的情况下，调试人员需要值班频繁的关注产品试验过程的开关机操作，将严重影响到产品质量及产品生产进度。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种测试设备的智能开关电装置及方法，在控制电源开关电的同时，实时监测电源的输出状态，当产品出现异常时能够及时断电，不但可以提升测试设备的可靠性，同时也可将大量的调试人员从值班过程中解放出来，更加关注调试环节，有效的提高产品的质量、提升效率。
4.为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：
5.一种测试设备的智能开关电装置，包括电源组件、测试组件及pc机组件；
6.电源组件，用于提供多种类型电源，分别给单板产品以及测试组件供电；
7.测试组件，由功能相同的测试卡组成，与被测产品的接口一对一测试；
8.pc机组件，由rs422板卡以及1553板卡组成，用于实现与被测产品的1553b测试以及与测试组件的通讯，负责电源程控、弹地测试命令的发送及测试结果的显示、判别。
9.作为优选，所述的电源组件选用tdk z 系列电源z36-6产生28.5v；电源z36-6采用220v输入，输出电压为0v～36v，输出电流为0v～6a，最大功耗为200w，支持usb或rs232串口控制。
10.作为优选，所述的电源组件通过变换器将28.5v转换分别为vcc、 5va、
±
15va。
11.作为优选，所述的电源组件通过lfl系列dc/dc变换器lhf2805s将28.5v转换为vcc；在输出感应正端与输出正端之间连接电阻rt，将输出电压调高，补偿输出电源经过长线测试电缆后产生的压降；输出电压调高后使用时，减小最大输出电流，使输出功率不超过额定输出功率。
12.作为优选，所述的电源组件通过lhf 系列dc/dc变换器lhf 2815df将28.5v转换为
±
15va；
13.设置禁止端，禁止端的功能是用来控制dc/dc变换器在加上规定的输入电压时输出端是否有输出电压，所述禁止端的使用方法如下：
14.禁止端开路，电路正常输出；
15.禁止端使能，将禁止端接规定禁止电平，电路无输出。
16.作为优选，所述的电源组件通过lsa2805s/k型dc/dc变换器lsa2805s将28.5v转换为 5va。
17.一种测试设备的智能开关电方法，包括以下步骤：
18.测试设备正常加电，首先由pc机组件控制电源组件加电输出28.5v；随后，电源组件经28.5v转换产生多种类型电源，再根据pc机组件rs422接口发送的不同指令控制相应的继电器输出，经继电器切换的多种类型电源正常输出，测试设备完成自动加电；
19.关电时顺序相反：首先控制继电器关闭导通，其次关闭电源组件28.5v电源输出。
20.优选的，由pc机组件rs422接口通过发送不同的协议实现电源组件参数的设置以及回读，实现输出电压的开关控制。
21.优选的，电源组件实现电源的技术指标如下表：
[0022][0023]
其中，第二组5va、
±
15va以及第三组28.5v的负载电流均不大于0.3a，选用aqy212gs继电器实现切换，当控制信号为5v时，限流电阻选用510ω；第一组vcc负载电流瞬态为3a，选用aqv252g继电器实现切换，当控制信号为5v时，限流电阻选用510ω。
[0024]
相较于现有技术，本发明至少具有如下的有益效果：
[0025]
采用本发明方法的测试设备不再受产品数量限制，值班人员仅需要定时巡检，检查各产品是否按照规定时间正常上下电以及测试程序运行是否正常。一人就可以完成全部的环境试验，有效提升生产效率。本发明可应用于航天、航空、军事、民用等领域，满足产品测试、试验等使用要求，可大幅提升测试系统可靠性及生产效率，具有较高的推广应用价值。
附图说明
[0026]
图1本发明实施例一种测试设备的智能开关电装置结构示意图；
[0027]
图2本发明实施例电源组件的外接结构示意图；
[0028]
图3本发明实施例电源组件的28v转5v电路设计图；
[0029]
图4本发明实施例电源组件的28v转
±
15va电路设计图；
[0030]
图5本发明实施例电源组件的28v转5va电路设计图；
[0031]
图6本发明实施例智能开关电方法的电源控制流程图；
[0032]
图7本发明实施例智能开关电装置的控制界面图；
[0033]
图8本发明实施例第二组、第三组电源控制电路设计图；
[0034]
图9本发明实施例第一组电源控制电路设计图；
[0035]
图10本发明实施例电源组件的控制流程示意图；
[0036]
图11本发明实施例测试设备电源开电波形图；
[0037]
图12本发明实施例测试设备电源关电波形图。
具体实施方式
[0038]
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0039]
本发明提供了一种测试设备的智能开关电装置及方法，在控制电源开关电的同时实时监测电源的输出状态，当产品出现异常时可及时断电，不但可以提升测试设备的可靠性，同时也可将大量的调试人员从值班过程中解放出来，更加关注调试环节，有效的提高产品的质量、提升效率。“一拖多”测试设备结合单板产品供电种类较多的实际情况，采用“电源组件 测试组件 pc机组件”的架构实现，智能开关电基于“一拖多”测试设备的电源组件开展设计。
[0040]
本发明“一拖多”测试设备的智能开关电装置结构如图1所示。
[0041]
本发明电源组件采用“tdk程控电源 电源卡”的架构为整个测试设备供电。
[0042]
主要实现220v转28.5v、vcc、 5va、
±
15va等5种电源，分别给单板产品以及测试组件供电；测试组件由功能相同的测试卡组成，可实现与被测产品接口的一对一测试；pc机组件由rs422板卡以及1553板卡组成，可实现与被测产品的1553b测试以及与测试组件的通讯，主要负责电源程控、弹地测试命令的发送及测试结果的显示、判别。
[0043]
5种电源的技术指标下表所示：
[0044][0045]
tdk可编程直流电源设计：选用tdk z 系列电源z36-6产生28.5v。电源z36-6为220v输入，输出电压为0v～36v，输出电流0v～6a，最大功耗200w，支持usb或rs232串口控制。当输出电压为28.5v时，最大负载电流约为6a，具体参数如下：
[0046]
最大输入调整率：额定输出电压为0.01％ 2mv，额定输出电流为0.01％ 2ma；
[0047]
最大负载调整率：额定输出电压为0.01％ 2mv，额定输出电流为0.01％ 2ma；
[0048]
纹波和噪声：50mv；
[0049]
输出电压上升响应时间：50ms；
[0050]
保护：折回式保护、过电压保护、过电压点触发、输出欠压限制、输出欠压保护、过热保护；
[0051]
程控：rs232/485、usb，编程精度为额定输出电压的0.05％，回读精度为0.012％fs；
[0052]
手动调节：电压、电流手动调节；
[0053]
输出电压电流面板显示：4位，额定输出电压/电流的0.05％
±
1位；
[0054]
输入电压：ac220v；
[0055]
工作温度：0℃～50℃；
[0056]
散热：内置风扇，强制风冷。
[0057]
参见图2，电源卡可实现28.5v转vcc、 5va、
±
15va等4种产品所需的电源转换。
[0058]
如图3所示，28.5v转5v电路设计如下：
[0059]
选用lfl系列dc/dc变换器lhf2805s实现vcc数字电源设计。该模块采用单端正激和磁隔离反馈拓扑结构，输出电压误差信号通过磁隔离反馈调制脉宽，实现输入级与输出级之间的电气隔离，同时电路直接从输出级采样电流信号实现精确限流与短路保护，稳定输出电压，提高电路的稳定性和动态响应特性，具有输入欠压保护、禁止、同步、单路输出产品具有远端补偿等功能，该模块输入电压范围16v～40v，额定输出电流5a，额定输出电压5v，质量等级最高可达h级，可应用于航空、航天、兵器、船舶等高可靠、高性能军用电子系统。
[0060]
该模块电路具有输出可调功能，在输出感应正端与输出正端之间连接电阻rt，可将输出电压调高。从而有效补偿输出电源经过长线测试电缆后产生的压降。输出电压调高后使用时，最大输出电流须适当减小，使其输出功率不超过额定输出功率。
[0061]
输出电压调整电阻rt取值如下表所示：
[0062][0063]
该模块具有同步功能，同步输入端(syncin)的功能是：
[0064]
当多个dc/dc变换器模块同时使用或系统有同步频率使用要求时，可以用来控制多个dc/dc变换器模块的内部开关频率以相同频率工作，或使dc/dc变换器模块内部开关频率与系统时钟频率相匹配，同步功能使用时，同步输入端接同步输入信号为：频率范围525khz～675khz，占空比40％～60％，ttl电平，低电平≤0.8v，4.5v≤高电平≤5.0v。同步功能不使用时，同步输入端接输入地。本设计不使用同步功能，采用接地处理。
[0065]
如图4所示，28v转
±
15va电路设计：选用lhf 系列dc/dc变换器lhf 2815df实现
±
15va模拟电源设计。该模块输入电压范围16v～40v，额定输出电流0.5a/0.5a，额定输出电压
±
15v，该模块采用单端反激和光耦隔离反馈拓扑结构，输入与输出之间电气隔离，具有禁止功能、同步功能(500khz～600khz)，具有短路保护、过流限流保护/自动恢复功能，可抗50v/50ms输入电压浪涌，开关频率：550khz(典型)，功率密度：28w/in3(最大)。
[0066]
该模块具有禁止功能，禁止端(inh)的功能是用来控制dc/dc变换器在加上规定的输入电压时输出端是否有输出电压。禁止端(inh)使用方法如下：
[0067]
a)禁止端(inh)开路时，电路正常输出；
[0068]
b)禁止端使能时，将禁止端(inh)接规定禁止电平(禁止电平≤0.8v)，电路无输出。
[0069]
使用此功能时可将禁止端口(inh)直接接地，或外接npn三极管(基极置高电平)可使变换器无输出。不使用该功能端，可将该功能端悬空。
[0070]
同步功能不使用时，将同步输入端接输入地。
[0071]
如图5所示，28.5v转5va电路设计：选用lsa2805s/k型dc/dc变换器lsa2805s实现5va模拟电源设计。该模块采用单端反激和光耦隔离反馈结构，输出电压误差信号通过光耦反馈调制脉宽，稳定输出电压，提高电路的稳定性和动态响应特性，实现输入级与输出级之间的电气隔离；直接从输出级采样电流信号实现精确限流与短路保护。电路采用厚膜工艺组装，全密封金属外壳封装，在全温度范围内，输入电压范围：16v～40v，标称值28v，额定输出电流1a，额定输出电压5v，具有禁止功能，具有短路保护、过流限流保护/自动恢复功能，可抗50v/50ms输入电压浪涌，开关频率550khz，该模块质量等级可达qjb(h)/k等级，可应用于航空、航天、兵器、船舶等高可靠、高性能军用电子系统。
[0072]
自动开关电设计：电源组件的自动开关电设计分为tdk电源程控以及电源卡程控两部分，其中单独使用tdk电源程控适用于整机等仅需一次28.5v电源供电的产品测试，而tdk电源程控 电源卡程控适合单板等电源种类较多、有上电顺序等特殊要求的产品测试。
[0073]
1)tdk电源程控：tdk电源程控接口为rs232接口，由地面pc组件rs232串口通过发送不同的协议实现tdk电源的电压、输出限流等参数的设置以及回读，实现输出电压的开关控制。本发明电源控制流程如图6所示，控制界面如图7所示。
[0074]
2)电源卡程控：电源卡产生的28.5v、vcc以及5va、
±
15va三组电源分别采用继电器实现28.5v_1、vcc_1以及5va_1、
±
15va_1电源的开、关控制。
[0075]
其中第二组5va_1、
±
15va_1以及第三组28.5v_1的负载电流均不大于0.3a，设计选用aqy212gs继电器实现切换，aqy212gs为光耦继电器，可提供最大60v负载电压，负载电流在常温时可提供1a，60℃时可提供0.75a，其vf典型值为1.14v，if推荐范围5ma～10ma。当控制信号为5v时，限流电阻选用510ω，此时if＝(5-1.14)/510≈8ma，满足导通要求。本发明实施例第二组、第三组电源控制电路设计如图8所示。
[0076]
第一组vcc负载电流瞬态3a，设计选用aqv252g继电器实现切换，aqv252g负载电压达60v，负载电流常温5a，60℃时3.5a，其vf典型值为1.14v，if推荐范围5ma～10ma。当控制信号为5v时，限流电阻选用510ω，此时if＝(5-1.14)/510≈8ma，满足导通要求。本发明实施例第一组电源控制电路设计如图9所示。
[0077]
按照上述设计：测试设备正常加电，首先由地面pc组件控制tdk加电输出28.5v，控制流程如图6所示。随后，电源卡经28.5v转换产生vcc以及5va、
±
15va共4种电源，再根据pc组件rs422接口发送的不同指令控制相应的继电器输出，此时，经继电器切换的vcc_1以及5va-1、
±
15va_1电源正常输出，测试设备完成自动加电。关电时顺序相反：首先控制继电器关闭导通，其次关闭tdk 28.5v电源输出。本发明实施例电源组件的控制流程如图10所示。本发明实施例测试设备实际测量的电源开、关电波形如图11、12所示。
[0078]
最后，本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围之内。