CN103293406B - 一种电器产品智能温升测试系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电器产品测试技术领域，更具体地，涉及一种电器产品智能温升测试系统及其控制方法。一种电器产品智能温升测试系统，其中，包括主电路部分和副电路部分；所述的主电路部分为交流电源电路，所述的副电路部分包括温度采集装置和温度记录装置，温度采集装置和温度记录装置分别与控制芯片连接。本发明通过高精度程控交流电源的DSP与FPGA控制芯片计算的产品部件温度变化率条件来控制电源的输出波形，以达到自动监控温度稳定状态并自动切换被测电器产品输入条件的功能目的，从而大大提高了电器产品温升测试的效率，提高了测试精度，降低了测试人员的劳动强度，节约了人力成本，使检测工作智能化。
Description
技术领域
本发明涉及电器产品测试技术领域，更具体地，涉及一种电器产品智能温升测试系统及其控制方法。
背景技术
温升测试是电器产品安全认证测试中最常规的测试项目，该测试是占用测试人员测试时间最长的项目。其测试目的是检验产品在规定条件下工作时相关关键部件的温升不会超过标准规定的限值。温升测试时电器产品的输入条件需考虑输入电压的容差（例《GB 4943.1-2011 信息技术设备 安全 第1部分:通用要求》中的电压容差要求是±10%）和额定频率的影响，那么温升测试需要在各种不同的输入条件下进行测试。举例说明，电源适配器的额定输入电压为100-120V/200-240Vac,额定频率为50/60Hz，那么温升测试输入条件为264V/50Hz、 264V/60Hz、180V/50Hz、180V/60Hz、132V/50Hz、132V/60Hz、90V/50Hz、90V/60Hz共8组条件，所有条件测试下来需要十几小时的时间，而且测试人员需要时时监控记录温度稳定状况并且手动切换输入条件。
目前，国内电器产品的温升测试大都处于手工或半自动测试阶段，都是靠人工监控温度稳定状态和切换测试条件，自动化水平低，工作效率低下，消耗的人力成本高。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。
本发明的首要目的是提供一种可监控记录被测电器产品的温度稳定状态并自动切换产品输入条件的电器产品智能温升测试系统。
本发明的进一步目的是提供一种电器产品智能温升测试控制方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电器产品智能温升测试系统，其中，包括主电路部分和副电路部分；
所述的主电路部分为交流电源电路，包括整流滤波电路、与整流滤波电路依次连接的DC/DC变换电路、全桥逆变电路、输出滤波电路，整流滤波电路还连接偏置电路，偏置电路连接DC/DC变换电路，交流电源电路还包括控制芯片、与偏置电路连接的人机界面接口电路，控制芯片分别连接偏置电路、全桥逆变电路、输出滤波电路、人机界面接口电路，人机界面接口电路还连接测试条件输入装置；
所述的副电路部分包括温度采集装置和温度记录装置，温度采集装置和温度记录装置分别与控制芯片连接。本电器产品智能温升测试系统中，控制芯片为DSP与FPGA控制芯片。
交流电输入到整流滤波电路，整流滤波电路将输入电压经过整流滤波后为后续电路提供一个较纯净的电压。而偏置电路为所有电路提供偏置电压。
功率电路采用两极变换，实现前后级之间隔离，主要包括DC/DC变换电路和全桥逆变电路两部分。前级DC/DC变换电路使用高频变压器进行输入与输出的电气隔离，同时，控制电路取样输出电压进行闭环控制，可得到稳定的直流输出。后级全桥逆变电路采用正弦脉宽调制（SPWM）技术，以任意波形发生器的输出为参考基准，根据等效面积原理，生成所需波形的等效PWM波。
输出滤波电路包括滤波电感和滤波电容，两者一起构成低通输出滤波电路。通过人机界面接口电路可连接一些与人交流的设备，如显示器，当DSP与FPGA控制芯片控制输出的电压和频率后，将电压及频率的波形在显示器上显示，使实验室人员可直观的查看数据，可即时监控被测电器产品的电压和频率变化状态。实验室人员的自主性高，更好的直观的分析、处理数据。
所述的测试条件输入装置为键盘。通过键盘实验室人员可预先输入多组温升测试输入电压和频率，如电源适配器的温升测试条件：264V/50Hz、 264V/60Hz、180V/50Hz、180V/60Hz、132V/50Hz、132V/60Hz、90V/50Hz、90V/60Hz等，然后将这些多组温升测试输入电压和频率数据存储在DSP与FPGA控制芯片中。
DSP与FPGA控制芯片是程控交流电源的核心，它实现了电源高精度实时控制和波形任意发生的需求，完成了功率电路的PID控制和与相关外围电路的通信。DSP与FPGA控制芯片将输入和反馈的幅值、频率、相位等信息处理后，生成所需SPWM信号，控制电源输出。
通过高精度程控交流电源的DSP与FPGA控制芯片计算的产品部件温度变化率条件来控制电源的输出波形，以达到自动监控温度稳定状态并自动切换被测电器产品输入条件的功能目的，从而大大提高了电器产品温升测试的效率，提高了测试精度，降低了测试人员的劳动强度，节约了人力成本，使检测工作智能化。
进一步的，所述的温度采集装置包括温度传感器，温度传感器与被测电器产品连接。所述的温度记录装置包括一数据库，用于存储温度数据。所述的温度记录装置还连接一打印机。通过温度传感器，可有效的检测被测电器产品的温度，当温度传感器检测到温度变化时，通过温度采集装置将数据传递到DSP与FPGA控制芯片中，芯片将所有变化的温度数据记录在温度记录装置中的数据库中，通过打印机可将温度、输出电压、频率等情况打印出来，使实验人员更加直观的看到温度、输出电压、频率的变化情况。
一种电器产品智能温升测试控制方法，其中包括以下步骤：
S1．通过键盘预先输入被测电器产品的多组温升测试条件；如被测电器产品为电源适配器，其额定输入电压为100-120V/200-240Vac,额定频率为50/60Hz，通过键盘预先输入264V/50Hz、 264V/60Hz、180V/50Hz、180V/60Hz、132V/50Hz、132V/60Hz、90V/50Hz、90V/60Hz以上多组温升测试条件。
S2．多组温升测试条件存储在DSP与FPGA控制芯片中；
S3．通过温度采集装置采集被测电器产品的温度，将温度信号转变为数字信号输入DSP与FPGA控制芯片中；
S4．开启被测电器产品，DSP与FPGA控制芯片控制交流电源电路输出到被测电器产品为第一组温升测试条件，DSP与FPGA控制芯片计算步骤S3中的温度变化率，若温度变化稳定在一设定温度变化之内并维持一设定时间，DSP与FPGA控制芯片控制交流电源电路输出到被测电器产品改变为第二组温升测试条件，直到完成预先输入的多组温升测试条件；每组温升测试条件变换的设定温度变化与设定时间相同；进一步的，设定温度变化为±3℃，设定时间为1个小时。如第一组温升测试输入条件为264V/50Hz，经过DSP与FPGA控制芯片判断温度变化稳定在±3℃之内并维持1个小时，接着改变为第二组温升测试条件264V/60Hz，再接着180V/50Hz、180V/60Hz、132V/50Hz、132V/60Hz、90V/50Hz、90V/60Hz等，如此类推，直到完成预先输入的多组温升测试输入条件。
与现有技术相比，有益效果是：本发明通过高精度程控交流电源的DSP与FPGA控制芯片计算的产品部件温度变化率条件来控制电源的输出波形，以达到自动监控温度稳定状态并自动切换被测电器产品输入条件的功能目的，从而大大提高了电器产品温升测试的效率，提高了测试精度，降低了测试人员的劳动强度，节约了人力成本，使检测工作智能化。
附图说明
图1是实施例1的整体电路原理示意图。
图2是实施例2的整体电路原理示意图。
图3是实施例1的流程示意图。
具体实施方式
实施例1
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
如图1所示，一种电器产品智能温升测试系统，其中，包括主电路部分和副电路部分；
所述的主电路部分为交流电源电路，包括整流滤波电路、与整流滤波电路依次连接的DC/DC变换电路、全桥逆变电路、输出滤波电路，整流滤波电路还连接偏置电路，偏置电路连接DC/DC变换电路，交流电源电路还包括控制芯片、与偏置电路连接的人机界面接口电路，控制芯片分别连接偏置电路、全桥逆变电路、输出滤波电路、人机界面接口电路，人机界面接口电路还连接测试条件输入装置；
所述的副电路部分包括温度采集装置和温度记录装置，温度采集装置和温度记录装置分别与控制芯片连接。本电器产品智能温升测试系统中，控制芯片为DSP与FPGA控制芯片。
本实施例中，交流电输入到整流滤波电路，整流滤波电路将输入电压经过整流滤波后为后续电路提供一个较纯净的电压。而偏置电路为所有电路提供偏置电压。功率电路采用两极变换，实现前后级之间隔离，主要包括DC/DC变换电路和全桥逆变电路两部分。前级DC/DC变换电路使用高频变压器进行输入与输出的电气隔离，同时，控制电路取样输出电压进行闭环控制，可得到稳定的直流输出。后级全桥逆变电路采用正弦脉宽调制（SPWM）技术，以任意波形发生器的输出为参考基准，根据等效面积原理，生成所需波形的等效PWM波。
输出滤波电路包括滤波电感和滤波电容，两者一起构成低通输出滤波电路。通过人机界面接口电路可连接一些与人交流的设备，如显示器，当DSP与FPGA控制芯片控制输出的电压和频率后，将电压及频率的波形在显示器上显示，使实验室人员可直观的查看数据，可即时监控被测电器产品的电压和频率变化状态。实验室人员的自主性高，更好的直观的分析、处理数据。
本实施例中，测试条件输入装置为键盘。通过键盘实验室人员可预先输入多组温升测试输入电压和频率，如电源适配器的温升测试条件：264V/50Hz、 264V/60Hz、180V/50Hz、180V/60Hz、132V/50Hz、132V/60Hz、90V/50Hz、90V/60Hz等，然后将这些多组温升测试输入电压和频率数据存储在DSP与FPGA控制芯片中。
DSP与FPGA控制芯片是程控交流电源的核心，它实现了电源高精度实时控制和波形任意发生的需求，完成了功率电路的PID控制和与相关外围电路的通信。DSP与FPGA控制芯片将输入和反馈的幅值、频率、相位等信息处理后，生成所需SPWM信号，控制电源输出。
本实施例中，温度采集装置包括温度传感器，温度传感器与被测电器产品连接。所述的温度记录装置包括一数据库，用于存储温度数据。所述的温度记录装置还连接一打印机。通过温度传感器，可有效的检测被测电器产品的温度，当温度传感器检测到温度变化时，通过温度采集装置将数据传递到DSP与FPGA控制芯片中，芯片将所有变化的温度数据记录在温度记录装置中的数据库中。
如图3所示，一种电器产品智能温升测试控制方法，首先通过键盘实验室人员预先输入多组温升测试输入电压和频率，如被测电器产品为电源适配器，其额定输入电压为100-120V/200-240Vac,额定频率为50/60Hz，通过键盘预先输入264V/50Hz、 264V/60Hz、180V/50Hz、180V/60Hz、132V/50Hz、132V/60Hz、90V/50Hz、90V/60Hz以上多组温升测试条件。
然后将这些多组温升测试条件存储在DSP与FPGA控制芯片中；
然后通过温度采集装置采集被测电器产品的温度，将温度信号转变为数字信号输入DSP与FPGA控制芯片中；
开启被测电器产品，DSP与FPGA控制芯片控制交流电源电路输出到被测电器产品为第一组温升测试条件，DSP与FPGA控制芯片计算温度变化率，若温度变化稳定在一设定温度变化之内并维持一设定时间，DSP与FPGA控制芯片控制交流电源电路输出到被测电器产品改变为第二组温升测试条件，直到完成预先输入的多组温升测试条件；每组温升测试条件变换的设定温度变化与设定时间相同；进一步的，设定温度变化为±3℃，设定时间为1个小时。如第一组温升测试输入条件为264V/50Hz，经过DSP与FPGA控制芯片判断温度变化稳定在±3℃之内并维持1个小时，接着改变为第二组温升测试条件264V/60Hz，再接着改变为第三组温升测试条件180V/50Hz并且温度变化稳定在±3℃之内并维持1个小时、再改变为180V/60Hz、132V/50Hz、132V/60Hz、90V/50Hz、90V/60Hz等，如此类推，直到完成预先输入的多组温升测试输入条件。
通过高精度程控交流电源的DSP与FPGA控制芯片计算的产品部件温度变化率条件来控制电源的输出波形，以达到自动监控温度稳定状态并自动切换被测电器产品输入条件的功能目的，从而大大提高了电器产品温升测试的效率，提高了测试精度，降低了测试人员的劳动强度，节约了人力成本，使检测工作智能化。
实施例2
如图2所示，温度记录装置还连接一打印机，通过打印机可将温度、输出电压、频率等情况打印出来，使实验人员更加直观的看到温度、输出电压、频率的变化情况。本实施例的其余电路连接及工作原理与实施例1雷同，在此不再叙述。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种电器产品智能温升测试系统的控制方法，
包括主电路部分和副电路部分；
所述的主电路部分为交流电源电路，包括整流滤波电路、与整流滤波电路依次连接的DC/DC变换电路、全桥逆变电路、输出滤波电路，整流滤波电路还连接偏置电路，偏置电路连接DC/DC变换电路，交流电源电路还包括控制芯片、与偏置电路连接的人机界面接口电路，控制芯片分别连接偏置电路、全桥逆变电路、输出滤波电路、人机界面接口电路，人机界面接口电路还连接测试条件输入装置；
所述的副电路部分包括温度采集装置和温度记录装置，温度采集装置和温度记录装置分别与控制芯片连接；
所述的温度采集装置包括温度传感器，温度传感器与被测电器产品连接；
所述的温度记录装置包括一数据库，用于存储温度数据；
所述的温度记录装置还连接一打印机；
所述的人机界面接口电路还连接一显示器；
所述的测试条件输入装置为键盘；
所述的控制芯片为DSP与FPGA控制芯片；
其特征在于包括以下步骤：
S1．通过键盘预先输入被测电器产品的多组温升测试条件；
S2．多组温升测试条件存储在DSP与FPGA控制芯片中；
S3．通过温度采集装置采集被测电器产品的温度，将温度信号转变为数字信号输入DSP与FPGA控制芯片中；
S4．开启被测电器产品，DSP与FPGA控制芯片控制交流电源电路输出到被测电器产品为第一组温升测试条件，DSP与FPGA控制芯片计算步骤S3中的温度变化率，若温度变化稳定在一设定温度变化之内并维持一设定时间，DSP与FPGA控制芯片控制交流电源电路输出到被测电器产品改变为第二组温升测试条件，直到完成预先输入的多组温升测试条件；每组温升测试条件变换的设定温度变化与设定时间相同。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述的步骤S4中，设定温度变化为±3℃，设定时间为1个小时。
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