CN106597320B - 一种用于微波组件电源的专用自动化测试系统 - Google Patents

Abstract

一种用于微波组件电源的专用自动化测试系统，主要包括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、数据和波形采集判读模块。能够实现微波组件电源测试效率提高96％左右；能够实现测试数据和波形的自动采集和存储，避免人工读取数据产生的误差，保证了测试数据的精确性和可靠性；能够实现测试数据的自动判读，从庞大的测试数据量中自动筛选出不符合要求的数据，较之人工判读，节省时间，提高效率；设置供电电源过压保护和过流保护，建立异常情况预警机制，防止人为操作错误带来的产品损害，保证了测试系统使用过程中的可靠性和安全性。

Description

一种用于微波组件电源的专用自动化测试系统

技术领域

本发明涉及一种用于微波组件电源的专用自动化测试系统，主要用于大功率微波组件电源的自动化测试。

背景技术

大功率微波组件电源属于总装瓶颈项目，是为了解决一代详查卫星的微波电源效率不满足指标要求和提高微波天线系统灵敏度等要求提出的“瓶颈”攻关项目，通过本项目的研究，要实现天线载荷专用高效DC/DC电源的国产化。其研究目标：全面突破大功率载荷专用高效DC/DC电源关键技术，实现效率≥85％的工程化产品，打破国外微波组件专用电源禁运，支撑高分辨率微波组件电源等航天装备的研制；为后续空间大功率、长寿命电源提供关键性支撑技术；探索大功率高效率专用电源在新型空间载荷中的应用。

大功率微波组件电源的电性能测试是电源产品研制过程中必不可缺少的环节，通过测试来判断产品各个性能指标是否满足任务书要求，按照工艺流程，在电源产品研制过程中会进行多次测试，所以，产品测试工作效率、测试数据准确性、测试过程的可靠性是衡量测试工作的关键。

传统的大功率微波组件电源电性能测试主要采用人工测试来完成，通过人工操作各个仪器设备，人工读取、记录、分析测试数据，而大功率微波组件电源电性能测试技术指标多，测试仪器设备操作非常繁琐，存在大量重复低效的工作，其测试数据量也很大，人工记录工作量繁重，测试一台产品至少需要24h。并且，依靠人工读取的数据也会产生一部分读取误差，不能得到较精确的测试数据，对后续的测试数据分析带来一定的困难。

大功率微波组件电源的传统测试方法效率低，测试数据准确度不高，严重拖后了大批量同类电源产品的研制生产进度，因此，采用先进的、高效的自动化测试技术势在必行，可以有效地保障产品研制进度，检查确认产品各个性能指标是否满足任务书要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于微波组件电源的专用自动化测试系统，通过自动化测试，微波组件电源的测试效率得到了显著的提高。

本发明的技术方案是：一种用于微波组件电源的专用自动化测试系统，包括测试仪器初始化模块、电源参数设置模块、一键测试功能模块以及数据和波形采集判读模块；

仪器初始化模块对测试仪器进行初始化设置；所述的测试仪器包括供电电源、电子负载、数据采集器和示波器；每台测试仪器通过GPIB电缆、Agilent 8511GPIB转USB接口与计算机相连接，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微波组件电源的各项测试参数，包括产品名称、产品代号、产品序号、输入电压、三路输出额定输出电压、三路输出额定输出电流；电源参数设置模块将各个参数设置好后，发送给一键测试功能模块；

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；

开关机指令单元发送开、关机指令以及主备切换指令，控制待测试微波组件电源的开机、关机以及主备切换，以及控制一键测试功能模块其他单元的开机、关机；

动态性能测试单元测试在主备联合工作以及单备份工作状态下，待测试微波组件电源的三路输出，即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，将输出电压的启动时间、上冲、下陷值和启动波形发送给测试数据和波形采集模块；

稳定度及效率测试单元测试在主备联合工作状态以及单备份工作状态下，待测试微波组件电源在不同的供电电压以及不同的输出负载条件下，输出电压的稳定度和效率，记录待测试微波组件电源各路输出电压和输出电流、待测试微波组件电源的供电电压以及供电电流，并计算出待测试微波组件电源的效率，将记录的待测试微波组件电源各路输出电压和输出电流、待测试微波组件电源的供电电压以及供电电流和待测试微波组件电源的效率值发送给测试数据和波形采集模块；

遥测性能测试单元测试在主备联合工作状态以及单备份工作状态下，待测试微波组件电源在输出额定负载条件下的三路遥测信号，并将测试出的遥测信号发送给测试数据和波形采集模块；

过流保护性能测试单元测试在主备联合工作状态以及单备份工作状态下，待测试微波组件电源各路输出从额定负载逐渐增大，当各路输出电压下降0.5V时的输出电流值即为各路的过流保护值，将各路的过流保护值发送至测试数据和波形采集模块；

慢速加断电及拉偏性能测试单元测试在主备联合工作状态以及单备份工作状态下，待测试微波组件电源各路在额定负载条件下，供电电源由70V以2v的步进下降至0v，再由0v以2v的步进上升至70V的过程中待测试微波组件电源的输出电压值，将这个过程中的测试结果发送至测试数据和波形采集模块；

输入反射纹波性能测试单元测试在主备联合工作状态以及单备份工作状态下，待测试微波组件电源各路在额定负载条件和不同的供电电压条件下，待测试微波组件电源的输入反射纹波，将待测试微波组件电源的输入反射纹波和反射纹波波形发送至测试数据和波形采集模块；

输入浪涌性能测试单元测试在主备联合工作状态以及单备份工作状态下，待测试微波组件电源各路在额定负载条件和不同的供电电压条件下，待测试微波组件电源的输入浪涌电流值和恢复时间，将浪涌电流值、恢复时间和浪涌波形发送至测试数据和波形采集模块；

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。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明通过系统的一键测试功能模块，在测试过程中不需要更换测试夹具，减少了人为操作，大大提高了产品的测试效率，测试一台微波组件电源仅需要1h，相较传统测试方法，测试一台产品至少需要24h，测试效率提高了96％左右，保证了大批量微波组件电源研制进度的需求；

(2)本发明通过系统数据和波形采集判读模块自动采集和存储测试数据和测试波形，避免了人工读取数据带来的读取误差，保证了测试数据的精确性和可靠性；测试数据和测试波形通过文件的形式保存，方便进行后续的数据比对和历史数据查询；

(3)本发明能够实现测试数据的自动判读，可以从微波组件电源的庞大的测试数据量中自动筛选出不符合要求的测试数据，较之人工判读，节省时间，提高效率。

(4)本发明通过软件来控制各个测试设备和测试过程，在软件按程序中设有过压保护和过流保护，建立异常情况预警机制，防止人为操作错误带来的产品损害，保证了测试系统使用过程中的可靠性和安全性；

附图说明

图1为本发明的系统结构图；

具体实施方式

如图1所示，本发明主要包括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、数据和波形采集判读模块。

在进行微波组件电源测试时，计算机通过测试仪器初始化模块对各个测试仪器进行初始化设置，确保各个测试仪器与计算机保持可靠、有效的通信连接。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，确保后续的供电电压限定在待测微波组件电源可承受的电压范围以内，防止因为编程错误和人为操作错误导致供电电源输出过压而对待测微波组件电源造成损伤，保证了测试的可靠性。

测试仪器初始化完成之后，电源参数设置模块根据测试要求，设置待测微波组件电源的各项测试参数，包括产品名称，产品代号，产品序号，输入电压，各路额定输出电压，各路额定输出电流。待测微波组件电源有三路输出，分别为+8V，+5V，-5V，各路额定输出电流分别为32A，10A，2A，正常工作的供电电压分别为40V，45V，50V，55V，60V，65V，70V。电源参数设置模块将各个参数设置好后，发送给一键测试功能模块。

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，包括待测微波组件电源8V开机、关机指令，+5V开机、关机指令，以及主备切换指令，通过21V直流电源和数据采集器产生一个21V直流脉冲波形，来控制微波组件电源的开关机和主备切换。开关机指令发送单元按照测试要求，将各路开、关机指令和主备切指令发送至动态性能测试单元，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。

动态性能测试单元测试在主备联合工作以及单备份工作状态下，供电电源分别为50V，60V，70V，待测试微波组件电源的三路输出，即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，将输出电压的启动时间、上冲、下陷值和启动波形发送给测试数据和波形采集模块。三路输出中的每一路通过示波器探头和纹波夹与示波器的三个通道一一对应连接，示波器通道1对应产品第一路+8V，示波器通道2对应产品第二路+5V，示波器通道3对应产品第三路-5V，设置示波器为启动波形抓取模式，根据被测试路数自动调用相关示波器设置，不用更换测试夹具的位置，提高了测试效率，节省测试时间。例如进行第一路+8V的输出启动特性测试，软件自动调用示波器通道1设置，读取启动时间，抓取启动波形，测试第二路+5V、第三路-5V的输出启动测试时，软件自动调用示波器通道2、通道3的设置。

稳定度及效率测试单元测试在主备联合工作状态以及单备份工作状态下，待测试微波组件电源在不同的供电电压以及不同的输出负载条件下，输出电压的稳定度和效率，记录待测试微波组件电源各路输出电压和输出电流、待测试微波组件电源的供电电压以及供电电流，并计算出待测试微波组件电源的效率，将记录的待测试微波组件电源各路输出电压和输出电流、待测试微波组件电源的供电电压以及供电电流和待测试微波组件电源的效率值发送给测试数据和波形采集模块；

遥测性能测试单元测试在主备联合工作状态以及单备份工作状态下，待测试微波组件电源在输出额定负载条件下的三路遥测信号，并将测试出的遥测信号发送给测试数据和波形采集模块；

过流保护性能测试单元测试在主备联合工作状态以及单备份工作状态下，待测试微波组件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(0.5V)时的输出电流值即为各路的过流保护值，将各路的过流保护值发送至测试数据和波形采集模块；

慢速加断电及拉偏性能测试单元测试在主备联合工作状态以及单备份工作状态下，待测试微波组件电源各路在额定负载条件下，供电电源由70V以2v的步进下降至0v，再由0v以2v的步进上升至70V的过程中待测试微波组件电源的输出电压值，将这个过程中的测试结果发送至测试数据和波形采集模块；

输入反射纹波性能测试单元测试在主备联合工作状态以及单备份工作状态下，待测试微波组件电源各路在额定负载条件和不同的供电电压条件下，待测试微波组件电源的输入反射纹波，将待测试微波组件电源的输入反射纹波和反射纹波波形发送至测试数据和波形采集模块；

输入浪涌性能测试单元测试在主备联合工作状态以及单备份工作状态下，待测试微波组件电源各路在额定负载条件和不同的供电电压条件下，待测试微波组件电源的输入浪涌电流值和恢复时间，将浪涌电流值、恢复时间和浪涌波形发送至测试数据和波形采集模块；

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,将采集到的数据存储EXCEL文件中，采集到的测试波形以文件的形式存储在计算机中，并对各个测试数据进行判读是否符合测试要求。

本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (1)

1.一种用于微波组件电源的专用自动化测试系统，其特征在于：包括测试仪器初始化模块、电源参数设置模块、一键测试功能模块以及数据和波形采集判读模块；

测试仪器初始化模块对测试仪器进行初始化设置；所述的测试仪器包括供电电源、电子负载、数据采集器和示波器；每台测试仪器通过GPIB电缆、Agilent8511GPIB转USB接口与计算机相连接，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微波组件电源的各项测试参数，包括产品名称和产品代号和产品序号和输入电压和三路输出额定输出电压和三路输出额定输出电流；电源参数设置模块将各个参数设置好后，发送给一键测试功能模块；

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发送开、关机指令以及主备切换指令，控制待测试微波组件电源的开机、关机以及主备切换，以及控制一键测试功能模块其他单元的开机、关机；

动态性能测试单元测试在主备联合工作以及单备份工作状态下，待测试微波组件电源的三路输出，即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，将输出电压的启动时间、上冲、下陷值和启动波形发送给数据和波形采集判读模块；

稳定度及效率测试单元测试在主备联合工作状态以及单备份工作状态下，待测试微波组件电源在不同的供电电压以及不同的输出负载条件下，输出电压的稳定度和效率，记录待测试微波组件电源各路输出电压和输出电流、待测试微波组件电源的供电电压以及供电电流，并计算出待测试微波组件电源的效率，将记录的待测试微波组件电源各路输出电压和输出电流、待测试微波组件电源的供电电压以及供电电流和待测试微波组件电源的效率值发送给数据和波形采集判读模块；

遥测性能测试单元测试在主备联合工作状态以及单备份工作状态下，待测试微波组件电源在输出额定负载条件下的三路遥测信号，并将测试出的遥测信号发送给数据和波形采集判读模块；

过流性能测试单元测试在主备联合工作状态以及单备份工作状态下，待测试微波组件电源各路输出从额定负载逐渐增大，当各路输出电压下降0.5V时的输出电流值即为各路的过流保护值，将各路的过流保护值发送至数据和波形采集判读模块；

慢速加断电及拉偏性能测试单元测试在主备联合工作状态以及单备份工作状态下，待测试微波组件电源各路在额定负载条件下，供电电源由70V以2v的步进下降至0v，再由0v以2v的步进上升至70V的过程中待测试微波组件电源的输出电压值，将这个过程中的测试结果发送至数据和波形采集判读模块；

输入反射纹波性能测试单元测试在主备联合工作状态以及单备份工作状态下，待测试微波组件电源各路在额定负载条件和不同的供电电压条件下，待测试微波组件电源的输入反射纹波，将待测试微波组件电源的输入反射纹波和反射纹波波形发送至数据和波形采集判读模块；

输入浪涌性能测试单元测试在主备联合工作状态以及单备份工作状态下，待测试微波组件电源各路在额定负载条件和不同的供电电压条件下，待测试微波组件电源的输入浪涌电流值和恢复时间，将浪涌电流值、恢复时间和浪涌波形发送至数据和波形采集判读模块；

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。