CN107843759A - 航天器中电子设备的浪涌电流测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种航天器中电子设备的浪涌电流测试系统及方法，其中测试系统包括：电源、开关装置以及采集装置，所述电源可选择地接地；所述采集装置跨接在所述开关装置的两端，用于采集并显示测试系统信息。通过采用上述要求的电源的能够保证充分的本发明的浪涌电流测试系统的供电能力，从而保证了能够更好的模拟出航天器上供电电源的工作情况。同时，采用上述设置的电源能够提供较大的浪涌电流，从而保证了在地面测试过程中充分测试出被测设备的工作性能。

Description

航天器中电子设备的浪涌电流测试系统及测试方法

技术领域

本发明涉及一种电子设备的浪涌电流测试系统及测试方法，尤其涉及一种用于航天器中电子设备的浪涌电流测试系统及测试方法。

背景技术

现有关于航天器的浪涌电流测试方法多采用通用测试设备进行测量，对供电电源规格、供电开关型号、供电导线阻值及其之间的连接方式均没有考虑模拟航天器上电子设备真实的工作环境；航天器上电子设备的工作环境与地面测试环境的不同会导致电子设备浪涌电流测试值大小不同。这个问题可能会导致航天器电子设备浪涌电流值远大于地面测试值，过大的浪涌电流会使继电器触点粘连、供电导线品质变差，对航天器配电系统造成损害。

例如，授权公告号为CN103163421B，名称为“一种测量抗浪涌电流冲击能力的方法”的发明专利公开了一种方案。其中，一种测试熔断器抗浪涌电流冲击能力的装置，包括被测熔断器、监控部分、限流电阻、电子负载、电源，监控部分包括监控示波器和取样电阻，所述取样电阻与被测熔断器、限流电阻、电子负载、电源依次串联构成闭环，所述监控示波器并联在取样电阻两端，所述电源为并联的蓄电池组，所述电子负载用来产生周期性的浪涌脉冲，在所述取样电阻处产生相应的电流脉冲时，通过所述监控示波器监控所述被测熔断器电阻变化和熔断时间。由于这种测量方式中采用的测试电源、电子负载等不能够完全模拟航天器在空间中的真实情况，同时，其检测电路复杂，存在多种用电器导致不能准确检测出被测器件中浪涌电流的值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航天器中电子设备的浪涌电流测试系统及测试方法，能够真实模拟空间环境并准确检测出浪涌电流。

为实现上述发明目的，本发明提供一种航天器中电子设备的浪涌电流测试系统，包括：电源、开关装置以及采集装置，

所述电源可选择地接地；

所述采集装置跨接在所述开关装置的两端，用于采集并显示测试系统信息。

根据本发明的一个方面，所述采集装置包括电压测量探头和电流测量探头；

所述开关装置与所述电源连接的一端与所述电压测量探头相连接，所述开关装置的另一端与所述电流测量探头相连接。

根据本发明的一个方面，所述电源为直流稳压电源，且其驱动纯阻性负载的纹波峰峰值小于20mV。

根据本发明的一个方面，所述采集装置的所述电压测量探头的带宽大于或等于500MHz，所述电流测量探头的带宽大于或等于100MHz。

根据本发明的一个方面，所述电源与被测设备之间的电阻值小于或等于20mΩ。

根据本发明的一个方面，所述电源与所述被测设备之间导线的线阻最大值小于或等于0.1Ω。

为实现上述发明目的，本发明提供一种测试方法，包括：

S01.将被测设备接入所述浪涌电流测试系统，使得所述电源、所述开关装置以及所述被测设备顺序地串联；

S02.将被测设备的外壳和电源共同接地；

S03.调节电源的输出电压；

S04.接通开关装置，通过采集装置采集测试信息。

根据本发明的一个方面，还包括：

重复步骤S01-S04三次，获取三个浪涌电流波形，并选取幅值最大的浪涌电流波形作为测试结果；以及

存储所述测试结果中所述浪涌电流波形的幅值、宽度以及浪涌电流波形。

根据本发明的一个方面，所述被测设备还连接有负载，当接通所述开关装置后，所述采集装置针对被测设备以及负载采集所述测试信息。

根据本发明的一个方面，测试环境温度为15-35℃，测试环境相对湿度为20％-80％，测试环境的大气压力为常压，并且屏蔽强电磁场干扰。

根据本发明的一个方案，本发明采用的电源能够充分保证本发明的测试系统的供电能力，从而能够更好的模拟出航天器上供电电源的工作情况。同时，采用上述电源能够提供较大的浪涌电流，从而保证了在地面测试过程中充分测试出被测设备的工作性能。通过本发明的测试系统对被测设备进行测试，充分测试出被测设备的承载能力，对进一步合理设计航天器上电子设备提供了可靠的依据，从而能够更好的对航天器上用电设备进行设计，保证了航天器的安全。

根据本发明的一个方案，电压测量探头与开关装置连接电源的一端连接，有利于测量出电源输出电压的下降情况，提高了整个浪涌电流测试系统的测试灵敏度和精度。电流测量探头与开关装置远离电源的一端连接，有利于采集装置能够及时并准确的检测出开关装置闭合后整个浪涌电流测试系统中被测设备的浪涌电流值。通过这种设置方式，使本发明的浪涌电流测试系统能够充分模拟航天器上真实的电压变化和浪涌电流的真实值。

根据本发明的一个方案，采集装置的电压测量探头的带宽要求大于或等于500MHz，电流测量探头带宽大于或等于100MHz。通过采用上述设置的采集装置保证了测试系统在测试过程中，能够充分测量出被测设备的浪涌电流，以及整个测试系统的电压下降情况，保证了整个测试系统的工作稳定。

根据本发明的一个方案，由于开关装置的开关时间不同容易导致浪涌电流变化，因此使本发明的测试系统的开关装置与航天器上相同，保证了本发明的测试系统能够充分模拟出航天器上浪涌电流在开关装置闭合时的准确值，对提高本发明的测试精度有益，保证了测试结果的有效。

根据本发明的一个方案，电源与被测设备之间导线的线阻最大值小于或等于0.1Ω。通过这种设置方式，提高了本发明的测试系统的浪涌电流的幅值，从而能够更加容易测量出被测设备所能承载的最大浪涌电流值，充分模拟出航天器上电子设备的使用情况，易于得出航天器上电子设备的使用效率和使用寿命，对改善航天器上电子设备的设计起到有益效果。

根据本发明的一个方案，本发明的测试系统在测量过程中需要满足的测试环境的温度为15-35℃，测试环境的相对湿度为20％-80％，测试环境的大气压力为常压，并且屏蔽强电磁场干扰。通过上述测试环境是对航天器在空间工作过程中内部环境的模拟，进一步保证了本发明的测试方法能够准确地测量出被测设备的浪涌电流等信息，实现了对航天器上电子设备工作情况的真实模拟，提高本发明的测试方法中测试结果的有效性。

根据本发明的一个方案，被测设备通过本发明的浪涌电流测试系统检测的浪涌电流值大于被测设备在航天器上工作过程中真实的浪涌电流值。因此，航天器总体进行电子设备验收时，被测设备通过本发明的浪涌电流测试系统检测出的浪涌电流值满足要求，就可确保被测设备在航天器上工作过程中的真实浪涌电流值满足要求，从而保证了被测设备在航天器上的使用寿命。

附图说明

图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的航天器中电子设备的浪涌电流测试系统的结构图；

图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的测试方法的流程图；

图3示意性表示根据本发明的一种实施方式的测试方法获取的浪涌电流图；

图4示意性表示根据本发明的另一种实施方式的航天器中电子设备的浪涌电流测试系统的结构图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

如图1所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的航天器中电子设备的浪涌电流测试系统包括电源1、开关装置2和采集装置3。在本实施方式中，电源1采用直流稳压电源。电源1还需要具有过流、过压保护功能。在本实施方式中，电源1的输出电压按照航天器上输电线的输送电压进行设置。电源1驱动纯阻性被测设备4时的纹波峰峰值小于20mV。在本实施方式中，电源1提供的电流满足被测设备4工作峰值电流的2倍或者电源1提供的电流为3A，并且取上述两种情况中电流最大的一种情况作为电源1输出电流的标准。同时，电源1的额定输出功率大于或等于其航天器上供电电源的额定输出功率。通过采用上述要求的电源1的能够充分保证本发明的浪涌电流测试系统的供电能力，从而能够更好的模拟出航天器上供电电源的工作情况。同时，采用上述设置的电源1能够提供较大的浪涌电流，从而保证了在地面测试过程中充分测试出被测设备4的工作性能。通过本发明的浪涌电流测试系统对被测设备4进行测试，充分测试出被测设备4的承载能力，对进一步合理设计航天器上电子设备提供了可靠的依据，从而能够更好的对航天器上电子设备进行设计，保证了航天器的安全。

如图1所示，根据本发明的一种实施方式，采集装置3跨接在开关装置2的两端。在本实施方式中，采集装置3包括电压测量探头31和电流测量探头32。其中，开关装置2与电源1连接的一端与电压测量探头31相连接，开关装置2的另一端与电流测量探头32相连接。在本实施方式中，电压测量探头31与开关装置2连接电源的一端连接，有利于测量出电源1输出电压的下降情况，提高了整个浪涌电流测试系统的测试灵敏度和精度。电流测量探头32与开关装置2远离电源1的一端连接，有利于采集装置3能够及时并准确的检测出开关装置2闭合后整个浪涌电流测试系统中被测设备4的浪涌电流值。在本实施方式中，采集装置3用于采集并显示测试系统信息，其中包括电源1的电压下降信息和浪涌电流信息。在本实施方式中，采集装置3可采用至少为双通道数字示波器。在本实施方式中，采集装置3的电压测量探头31的带宽要求大于或等于500MHz，电流测量探头32带宽大于或等于100MHz。通过采用上述设置的采集装置3保证了测试系统在测试过程中，能够充分测量出被测设备4的浪涌电流，以及整个测试系统的电压下降情况，保证了整个测试系统的工作稳定。

如图1所示，根据本发明的一种实施方式，开关装置2与航天器上的配电开关相同。在本实施方式中，开关装置2的位置模拟航天器上配电开关的安装位置，即被测设备4直接与电源1相连，开关装置2靠近电源1设置。在本实施方式中，被测设备4通过外置开关供电，则本发明的测试系统的开关装置2的型号规格需要与航天器上的外置配电开关相同。根据本发明的另一种实施方式，被测设备4为内置开关供电，则可直接将内置开关作为本发明的测试系统的开关装置2。由于开关装置2的开关时间不同容易导致浪涌电流变化，因此使本发明的测试系统的开关装置2与航天器上的配电开关相同，保证了本发明的测试系统能够充分模拟出航天器上浪涌电流在开关装置2闭合时的准确值，对提高本发明的测试精度有益，保证了测试结果的有效。

根据本发明的一种实施方式，被测设备4与航天器上搭载的电子设备保持一致。在本实施方式中，被测设备4接入测试系统后，被测设备4的外壳需要与电源1的接地端同时接地，保证电源1与被测设备4的外壳之间的电阻值小于或等于20mΩ。通过这种设置方式，保证了本发明的浪涌电流测试系统能够充分模拟航天器上的真实接地状态，在本实施方式中，导线的线阻会对浪涌电流的幅值同样产生很大影响。导线线阻越小，浪涌电流测量值越大。在本发明的测试系统中，为准确测量出被测设备4的浪涌电流承载能力，使得被测设备4在航天器上的浪涌电流值小于等于地面测量值。因此，电源与被测设备之间导线的线阻最大值小于或等于0.1Ω。通过这种设置方式，提高了本发明的测试系统的浪涌电流的幅值，从而能够更加容易测量出被测设备4所能承载的最大浪涌电流值，充分模拟出航天器上电子设备的使用情况，易于得出航天器上电子设备的使用效率和使用寿命，对改善航天器上电子设备的设计起到有益效果。

结合图1和图2所示，进一步对本发明的浪涌电流测试系统的测试方法详细说明，本发明的测试方法包括：

S01.将被测设备接入所述浪涌电流测试系统，使得所述电源、所述开关装置以及所述被测设备顺序地串联。

如图1所示，在本实施方式中，开关装置2的输入端与电源1的正端相连，开关装置2的输出端与被测设备4的正输入端相连。电源1的负端与被测设备4的负输入端相连。采集装置3的电压测量探头31与开关装置2的输入端相连，电流测量探头32与开关装置2的输出端相连。

S02.将被测设备的外壳和电源共同接地。

在本实施方式中，将被测设备的外壳和电源的负端共同接地，保证电源1与被测设备4的外壳之间的电阻值小于或等于20mΩ。

S03.调节电源的输出电压。

在本实施方式中，电源1的输出电压为可调的，通过调节电源1的输出电压与被测设备4的输入电压相匹配。同时，电源1的输出电流与输出功率需要满足的条件与前述相同，在此不再赘述。

S04.接通开关装置，通过采集装置采集测试信息。

在本实施方式中，采集装置3通过电压测量探头31和电流测量探头32与分别测试电压下降情况和浪涌电流的变化情况。在本实施方式中，采集装置3设置成上升沿触发方式。其中，脉冲高度、触发电平的设置根据实际情况而定。而触发脉冲宽度(采集装置3的时间宽度)按照从宽到窄的顺序调整，使采集装置3能显示整个波形，且便于读数。

根据本发明的一种实施方式，重复步骤S01-S04三次，通过采集装置3获取三个浪涌电流波形。在本实施方式中，对获取的三个浪涌电流波形进行比较，选取幅值最大的浪涌电流波形作为测试结果，存储测试结果中浪涌电流的幅值和宽度，并存储浪涌电流波形。通过重复三次的测试方式，保证了测试结果的准确，避免了单次测量中产生的误差。如图3所示，t1-t2即为浪涌电流持续时间；Ip为浪涌电流幅值；In为被测设备4的最大额定电流。

根据本发明的一种实施方式，本发明的测试系统在测量过程中还需要满足测试环境温度为15-35℃，测试环境相对湿度为20％-80％，测试环境的大气压力为常压，并且屏蔽强电磁场干扰。通过上述测试环境的要求充分模拟航天器在空间工作过程中的内部环境，进一步保证了本发明的测试方法能够准确地测量出被测设备4的浪涌电流等信息，实现了对航天器上电子设备工作情况的真实模拟，提高本发明的测试方法中测试结果的有效性。

如图4所示，根据本发明的另一种实施方式，被测设备4接入本发明的测试系统中，并且向测试设备4接入独立的负载41。在本实施方式中，采集装置3通过电压测量探头31和电流测量探头32与分别测试的为被测设备4和负载41共同工作时的电压下降情况和浪涌电流的变化情况，并且浪涌电流变化为被测设备4和负载41浪涌电流变化的和。

根据本发明的浪涌电流测试系统，被测设备4通过本发明的浪涌电流测试系统检测的浪涌电流值大于被测设备4在航天器上工作过程中真实的浪涌电流值。因此，航天器总体进行电子设备验收时，被测设备4通过本发明的浪涌电流测试系统检测出的浪涌电流值满足要求，就可确保被测设备4在航天器上工作过程中的真实浪涌电流值满足要求，从而保证了被测设备4在航天器上的使用寿命。

上述内容仅为本发明的具体方案的例举，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种航天器中电子设备的浪涌电流测试系统，包括：电源、开关装置以及采集装置，其特征在于，

所述电源可选择地接地；

所述采集装置跨接在所述开关装置的两端，用于采集并显示测试系统信息。

2.根据权利要求1所述的浪涌电流测试系统，其特征在于，所述采集装置包括电压测量探头和电流测量探头；

所述开关装置与所述电源连接的一端与所述电压测量探头相连接，所述开关装置的另一端与所述电流测量探头相连接。

3.根据权利要求1所述的浪涌电流测试系统，其特征在于，所述电源为直流稳压电源，且其驱动纯阻性负载的纹波峰峰值小于20mV。

4.根据权利要求2所述的浪涌电流测试系统，其特征在于，所述采集装置的所述电压测量探头的带宽大于或等于500MHz，所述电流测量探头的带宽大于或等于100MHz。

5.根据权利要求1所述的浪涌电流测试系统，其特征在于，所述电源与被测设备的外壳之间的电阻值小于或等于20mΩ。

6.根据权利要求1所述的浪涌电流测试系统，其特征在于，所述电源与所述被测设备之间导线的线阻最大值小于或等于0.1Ω。

7.一种采用权利要求1-6之一所述的浪涌电流测试系统的测试方法，包括：

S01.将被测设备接入所述浪涌电流测试系统，使得所述电源、所述开关装置以及所述被测设备顺序地串联；

S02.将被测设备的外壳和电源共同接地；

S03.调节电源的输出电压；

S04.接通开关装置，通过采集装置采集测试信息。

8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，还包括：

重复步骤S01-S04三次，获取三个浪涌电流波形，并选取幅值最大的浪涌电流波形作为测试结果；以及

存储所述测试结果中所述浪涌电流波形的幅值、宽度以及浪涌电流波形。

9.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述被测设备还连接有负载，当接通所述开关装置后，所述采集装置针对被测设备以及负载采集所述测试信息。

10.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，测试环境温度为15-35℃，测试环境相对湿度为20％-80％，测试环境的大气压力为常压，并且屏蔽强电磁场干扰。