CN104518569B - 一种自动测试系统供配电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动测试系统供配电装置，其包括：供电分路单元、切换单元、状态检测单元和配电控制单元，本发明可以解决大功率自动测试系统供电时启动冲击电流过大易造成的跳闸问题，提高了测试系统供电的安全性、可靠性,使自动测试系统支持远程启动和关闭。本发明还可以进行系统整体的集中供电和各分系统的独立供电，并可以便捷地改变供断电的顺序和时间间隔，提高了测试系统供电的灵活性。

Description

一种自动测试系统供配电装置

技术领域

本发明属于智能供配电技术领域，尤其涉及一种自动测试系统供配电装置。

背景技术

随着测试系统复杂性的提高，系统中测试设备越来越多，对供电的稳定性和配电的灵活性要求也不断提高。传统的供配电装置采用整体通断的方式对测试系统进行供电，会导致两个方面的问题：一是采用普通市电给2KW以上大功率自动测试系统供电的启动冲击电流大易造成跳闸，影响系统的安全性使用；二是供电方式不够灵活，大多数情况下只能对测试系统整体进行集中供电，不便于分系统的单独使用。此外，随着自动测试系统的复杂程度越来越高，采用手动配电方式已经不能满足自动、远程、安全控制的要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种自动测试系统供配电装置。克服了传统方法集中配电、手动控制带来的不足，以智能化手段、程序流程控制方式，大大提高了供配电的安全、可靠、灵活、快速，特别适用于复杂自动测试系统供配电设计过程中使用。

本发明的自动测试系统供配电装置，其包括：供电分路单元、切换单元、状态检测单元和配电控制单元；

其中供电分路单元包括：空气开关和接触器；输入的交流电压通过空气开关进行过压和过流处理后输出符合要求的交流电压给接触器，接触器收到配电控制单元的驱动信号时接通切换单元，并将符合要求的交流电压发送给切换单元，否则断开；

切换单元包括多个继电器，每个继电器与状态检测单元的多个分路对应连接，当收到配电控制单元的驱动信号时，相应的继电器开关闭合，切换单元和状态检测单元接通，将交流电压传递给状态检测单元的相应分路；

状态检测单元包括多个分路，每个分路上设置一个霍尔电流传感器，每个霍尔电流传感器检测其分路上的电流状态，所有分路的电路状态组成传感器信号，并将传感器信号发送给配电控制单元的AD转换器，同时多个分路输出相应的交流电压给自动测试系统的各测试设备；

配电控制单元包括：驱动电路、DSP、AD转换器和通讯接口电路；网络远程给出的控制指令通过通讯接口电路发送给DSP，DSP根据控制指令发出驱动信号给驱动电路，驱动电路将含有控制指令的驱动信号发送给接触器或切换单元；AD转换器收到来自状态检测单元的传感器信号时，将传感器信号转换成数字信号发送给DSP，DSP根据该数字信号进行实时检测：当传感器信号中的某路电流大于设定门限值时，发送驱动信号给切换单元，根据设定的连锁原则打开相应分路上的继电器；当传感器信号中的多路电流大于设定门限值时，发送驱动信号给供电分路单元的接触器，接触器收到配电控制单元的驱动信号时断开与切换单元的接通。

进一步的，供电分路单元还包括AC\DC转换器，用于将输入的交流电压转换成直流电压，并将该直流电压发送给配电控制单元，为其供电。

进一步的，符合要求的交流电压为220V，频率为50Hz，多个分路的个数不超过20路，每路功率不超过1kW。

有益效果：

本发明可以解决大功率自动测试系统供电时启动冲击电流过大易造成的跳闸问题，提高了测试系统供电的安全性、可靠性,使自动测试系统支持远程启动和关闭。本发明还可以进行系统整体的集中供电和各分系统的独立供电，并可以便捷地改变供断电的顺序和时间间隔，提高了测试系统供电的灵活性。

附图说明

图1为本发明的自动测试系统供配电装置示意图。

图2为本发明的自动测试系统供配电装置的冲击电流抑制效果示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的自动测试系统供配电装置，其包括：供电分路单元、切换单元、状态检测单元和配电控制单元；

其中供电分路单元包括：空气开关和接触器；输入的交流电压通过空气开关进行过压和过流处理后输出符合要求的交流电压给接触器，接触器收到配电控制单元的驱动信号时接通切换单元，并将符合要求的交流电压发送给切换单元，否则断开；主要完成完成总路供电控制，根据既定需求将输入220VAC交流电源分为所需的路数。

切换单元包括多个继电器，每个继电器与状态检测单元的多个分路对应连接，当收到配电控制单元的驱动信号时，相应的继电器开关闭合，切换单元和状态检测单元接通；其由继电器逻辑阵列组成，完成对各个分路电源输出的控制切换。

状态检测单元包括多个分路，每个分路上设置一个霍尔电流传感器，每个霍尔电流传感器检测其分路上的电流状态，多个分路的电路状态组成传感器信号，并将传感器信号发送给配电控制单元的AD转换器；其由一定规模的霍尔传感器组成，检测各路输出的电源电流情况，传感器信号由配电控制单元进行采集。

配电控制单元包括：驱动电路、DSP、AD转换器和通讯接口电路；网络远程给出的控制指令通过通讯接口电路发送给DSP，DSP根据控制指令发出驱动信号给驱动电路，驱动电路将含有控制指令的驱动信号发送给接触器或切换单元；AD转换器收到来自状态检测单元的传感器信号时，将传感器信号转换成数字信号发送给DSP，DSP根据该数字信号进行实时检测。其实现状态检测、控制输出、通讯控制、指令接受和解析等功能；

供电分路单元还包括AC\DC转换器，用于将输入的交流电压转换成直流电压，并将该直流电压发送给配电控制单元，为其供电。

符合要求的交流电压为220V，频率为50Hz，多个分路的个数不超过20路，每路功率不超过1kW。

本发明的自动测试系统供配电装置的设计思路如下：

步骤1：系统供电需求分解

根据自动测试系统的供电需求，确定系统的分路数、总路和分路的供电电压、供电电流和功率。并根据供电电压、电流和功率，选定总路和分路的继电器型号。然后将总供电输入在供配电装置内分为多个分路，总路上和每一个分路上都设有继电器。另外，根据需要对加电与关机逻辑、安全连锁控制、异常应急处理机制等需求进行分解。

举例：如在某自动测试系统的供配电设计中，要求输入额定功率不超过4kW，需要为[1]PXI仪器组合、[2]信号调理组合、[3]中频电源组合、[4]直流电源组合、[5]接口适配器进行供电，供电功率分别为500W、200W、1kW、1kW、500W，设计分路数为8(其中3路为预留)，然后根据功率上限选择总输入继电器切换功率为4kW，分路继电器的切换功率为1.5kW，确定继电器的型号。系统上电顺序确定为[1]->[2]->[5]->[4]->[3],关机顺序反之。安全连锁要求为若[3]或[4]故障，则立刻关闭[5]；若[5]故障，则立刻关闭[1]、[2]、[3]、[4]。无其他异常处理机制。

步骤2：设计切换单元和状态检测单元

以导轨形式安装各个继电器、设计供电通路、并在供电通路的适合位置安装霍尔电流传感器，将继电器控制端信号与传感器返回信号接入到配电控制单元中。

举例：对步骤1所示例子，设计了8个配电通路、相应布置8路霍尔电流传感器。

步骤3：设计配电控制单元以及内部程序逻辑、外部通讯协议

根据步骤1所确定的全部功能需求(加电与关机逻辑、安全连锁控制、异常应急处理机制等)，设计各路继电器的控制逻辑，当满足检测条件或触发条件时，全部控制操作和应急响应采用程序自动完成，另外设计基于TCP/IP的外部通讯协议。

外部通讯协议采用100bit数据长度，控制指令协议中规定了起始位、控制命令类型、通道号、开/闭指令、校验位、结束位等内容。

举例：对步骤1所示例子，将开机指令采用FPGA的时序控制实现，开机、关机间隔为1s；图2给出了开机过程中的冲击电流情况。在FPGA程序内设计了安全连锁机制，能够满足连锁控制要求。关于各个输出电路的故障判断，通过设定门限值，如输出最大电流10A，当霍尔式电流传感器检测到实际输出电流大于10A时，触发FPGA程序，控制使相应通路关闭或触发安全连锁机制运行。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种自动测试系统供配电装置，其特征在于，包括：供电分路单元、切换单元、状态检测单元和配电控制单元；

其中供电分路单元包括：空气开关和接触器；输入的交流电压通过空气开关进行过压和过流处理后输出符合要求的交流电压给接触器，接触器收到配电控制单元的驱动信号时接通切换单元，并将符合要求的交流电压发送给切换单元，否则断开；

切换单元包括多个继电器，每个继电器与状态检测单元的多个分路对应连接，当收到配电控制单元的驱动信号时，相应的继电器开关闭合，切换单元和状态检测单元接通，将交流电压传递给状态检测单元的相应分路；

状态检测单元包括多个分路，每个分路上设置一个霍尔电流传感器，每个霍尔电流传感器检测其分路上的电流状态，所有分路的电路状态组成传感器信号，并将传感器信号发送给配电控制单元的AD转换器，同时多个分路输出相应的交流电压给自动测试系统的各测试设备；

配电控制单元包括：驱动电路、DSP、AD转换器和通讯接口电路；网络远程给出的控制指令通过通讯接口电路发送给DSP，DSP根据控制指令发出驱动信号给驱动电路，驱动电路将含有控制指令的驱动信号发送给接触器或切换单元；AD转换器收到来自状态检测单元的传感器信号时，将传感器信号转换成数字信号发送给DSP，DSP根据该数字信号进行实时检测：当传感器信号中的某路电流大于设定门限值时，发送驱动信号给切换单元，根据设定的连锁原则打开相应分路上的继电器；当传感器信号中的多路电流大于设定门限值时，发送驱动信号给供电分路单元的接触器，接触器收到配电控制单元的驱动信号时断开与切换单元的接通。

2.如权利要求1所述的自动测试系统供配电装置，其特征在于，供电分路单元还包括AC\DC转换器，用于将输入的交流电压转换成直流电压，并将该直流电压发送给配电控制单元，为其供电。

3.如权利要求1所述的自动测试系统供配电装置，其特征在于，符合要求的交流电压为220V，频率为50Hz，多个分路的个数不超过20路，每路功率不超过1kW。