CN109239618B - 一种光源电源全自动老化系统及方法 - Google Patents

一种光源电源全自动老化系统及方法 Download PDF

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    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/40Testing power supplies

Abstract

本申请公开了一种光源电源全自动老化系统及方法,系统包括控制电路,上位工控机和多个完全相同的老化单元;多个老化单元并联设置;每个老化单元包括一个采样电阻,一个与采样电阻串联的功率开关管以及一个并联在采样电阻两端的AD转换电路;方法包括上位工控机根据被老化恒流电源的型号生成配套程序;控制电路根据配套程序对多个老化单元分别进行控制;采集包含测量结果的老化文件,并根据老化文件判断是否终止老化。本申请提供的系统及方法利用开关管斩波电路替代传统固定负载,使得在负载强度不变的前提下,提升冲击强度,达到比高温老化方法更佳的检测效果,并且本申请采用全自动化操作,降低人力需求,便于管理,设备成本低,经济性优良。

Description

一种光源电源全自动老化系统及方法
技术领域
本申请实施例涉及电器元件检测技术领域,特别涉及一种光源电源全自动老化系统及方法。
背景技术
电源模块在生产过程中,通常需要进行严格的老化测试,以保证产品在出厂后不会出现任何故障问题,具有较高的品质和使用寿命。老化测试也称烤机或烧机,就是苛刻地考验产品性能、“努力去烧掉它”的意思,只有经历老化测试的产品才是质量过硬的产品,确保至少满载老化24小时,各项指标检测完全达标才能流入市场。
目前,现有技术中常规的老化测试方法主要为高温加载老化法,此方法是将产品置于老化房中,通过仿真出一种高温、恶劣环境对产品进行一定时长的测试,根据不同的要求配置主体系统、主电系统、控制系统、加热系统、温度控制系统、风力恒温系统、时间控制系统、测试负载等,通过设置测试程序可检查出不良品或不良件,为迅速找出问题、解决问题提供有效手段,充分提高生产效率和产品品质。
然而,高温加载老化方法的检测结果只能暴露常规的浴盆曲线早期失效问题,而对于功率管安装机械应力损伤、热冲击可靠性问题,以及阶跃相应稳定性方面等关键方面的问题,都存在着测试盲区,给用户的使用带来了一定的隐患;另外,高温加载老化方法采用的老化房需要专门建设,其设备复杂、投资运行费用巨大,中小型厂家难以接受;对于产量不稳定的厂家,其生产排期困难,老化设施利用率低,浪费资源;此外,老化设备结构复杂,操作要求高,使得操作人员容易疏漏,设备管理程度低。
发明内容
本申请提供了一种光源电源全自动老化系统及方法,已解决现有技术中测试结果不精确,测试设备复杂、成本高等问题,并且本申请提供的光源电源全自动老化系统自动化操作,降低人力需求,避免人员疏忽,便于管理,在不需要构建恒温环境、不需要较长的老化时长的条件下,仍能达到高温老化的目的。
本申请提供了一种光源电源全自动老化系统,所述系统包括控制电路,上位工控机和多个完全相同的老化单元;其中,
所述老化单元的一端与所述控制电路连接,所述老化单元的另一端分别连接至被老化恒流电源的阳极和阴极;
多个所述老化单元并联设置;
所述上位工控机和所述控制电路通过串口通讯连接;
每个所述老化单元包括一个采样电阻,一个与所述采样电阻串联的功率开关管以及一个并联在所述采样电阻两端的AD转换电路;所述采样电阻的一端连接至所述被老化恒流电源的阳极,所述采样电阻的另一端通过所述功率开关管连接至所述被老化恒流电源的阴极;
所述AD转换电路与所述控制电路相连接;
所述功率开关管通过一个开关管驱动电路与所述控制电路相连接。
可选的,所述上位工控机内安装有配套程序模块;所述配套程序模块用于生成,导入或配置老化文件;所述控制电路根据所述老化文件控制所述老化单元。
可选的,所述配套程序模块包括:
初始化模块,用于通过操作界面选择未完成老化文件,或新建老化文件;
执行模块,用于将生成的老化文件写入所述控制电路。
可选的,所述老化文件具有下述特征:
所述老化文件的内部记录信息为一个固定长度的数据串;
新建所述老化文件的内部记录信息是固定的无意义同形式数据串;
所述老化文件中存在一个字节,所述字节记录老化已经进行的时长;
所述老化文件中存在288个数据段,分别对应从老化开始时起,每十分钟的老化数据;所述老化数据包括记录数据的时刻值,记录次数以及记录时各路恒流电源的输出电压平均值;
所述老化文件中所有字节以固定的位置无序排列;
所述老化文件中存在一个校验位字节,所述校验位字节用于写入对其它数据加权求和得到的数据。
本申请还提供了一种光源电源全自动老化方法,所述方法包括:
将被老化电源与老化单元连接,输出电流为额定电流的80%;
上位工控机根据被老化恒流电源的型号生成配套程序;
控制电路根据配套程序对多个老化单元分别进行控制;
采集包含测量结果的老化文件,并根据老化文件判断是否终止老化。
可选的,所述生成配套程序包括:
初始化阶段,通过操作界面选择未完成老化文件,或新建老化文件;所述老化文件具有下述特征:
所述老化文件的内部记录信息为一个固定长度的数据串;
新建所述老化文件的内部记录信息是固定的无意义同形式数据串;
所述老化文件中存在一个字节,所述字节记录老化已经进行的时长;
所述老化文件中存在288个数据段,分别对应从老化开始时起,每十分钟的老化数据;所述老化数据包括记录数据的时刻值,记录次数以及记录时各路恒流电源的输出电压平均值;
所述老化文件中所有字节以固定的位置无序排列;
所述老化文件中存在一个校验位字节,所述校验位字节用于写入对其它数据加权求和得到的数据;
执行阶段,将被老化恒流电源对应的切换频率和触发脉宽值写入控制电路。
可选的,所述控制电路根据配套程序对多个老化单元分别进行控制包括:
根据配套程序控制所有的老化单元功率开关管,按照切换频率,周期性轮换触发两组老化单元的功率开关管,导通时长设定为触发脉宽值;
每次触发半个导通时长时,通过AD转换电路记录一次所有被触发老化单元的采样电阻两端电压值;
每隔十分钟将十分钟内电压值的测量结果平均值写入老化文件,并修正校验位。
可选的,所述采集包含测量结果的老化文件,并根据老化文件判断是否终止老化包括:
比较写入老化文件中的电压值与被老化恒流电源对应的理论电压值的大小,若二者相差超过5%,则中止老化并报警;若二者相差未超过5%,则继续老化;
当系统程序判定老化时长满48小时,系统自动中止。
由以上技术方案可知,本申请实施例提供了一种光源电源全自动老化系统及方法,系统包括控制电路,上位工控机和多个完全相同的老化单元;其中,所述老化单元的一端与所述控制电路连接,所述老化单元的另一端分别连接至被老化恒流电源的阳极和阴极;多个所述老化单元并联设置;所述上位工控机和所述控制电路通过串口通讯连接;每个所述老化单元包括一个采样电阻,一个与所述采样电阻串联的功率开关管以及一个并联在所述采样电阻两端的AD转换电路;所述采样电阻的一端连接至所述被老化恒流电源的阳极,所述采样电阻的另一端通过所述功率开关管连接至所述被老化恒流电源的阴极;所述AD转换电路与所述控制电路相连接;所述功率开关管通过一个开关管驱动电路与所述控制电路相连接;所述方法包括将被老化电源与老化单元连接,输出电流为额定电流的80%;上位工控机根据被老化恒流电源的型号生成配套程序;控制电路根据配套程序对多个老化单元分别进行控制;采集包含测量结果的老化文件,并根据老化文件判断是否终止老化。本申请提供的全自动老化系统及方法利用开关管斩波电路替代传统固定负载,使得在负载强度不变的前提下,提升冲击强度,达到比高温老化方法更佳的检测效果,并且本申请采用全自动化操作,降低人力需求,便于管理,设备成本低,经济性优良。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一种光源电源全自动老化系统的构成图;
图2为本申请一种光源电源全自动老化方法的流程图。
具体实施方式
参见图1,为本申请一种光源电源全自动老化系统的构成图。
由图1可知,本申请实施例提供了一种光源电源全自动老化系统,所述系统包括控制电路20,上位工控机30和多个完全相同的老化单元10;其中,
所述老化单元10的一端与所述控制电路20连接,所述老化单元10的另一端分别连接至被老化恒流电源50的阳极和阴极;
多个所述老化单元10并联设置;
进一步的,本实施例中,多个老化单元10分别与被老化恒流电源50的两极相连接,其内部的电路结构是完全相互独立的,相互之间不产生影响;另一方面,由于被老化恒流电源50共用输出阳极,因此多个老化单元10共同对被老化恒流电源产生作用,能够提高老化效率。
所述上位工控机30和所述控制电路20通过串口通讯连接;
进一步的,所述上位工控机30实质是一个监控计算机,其与所述控制电路20连接,一方面可通过控制电路20收集到的被老化恒流电源的信息配置老化程序,确定切换周期值和触发脉宽值并写入控制电路中,相当于向控制电路20发送控制指令;另一方面,上位工控机30还用于生成老化文件,并将测试过程中记录数据写入老化文件中,并通过老化文件提供的信息判断是否中止老化过程。
每个所述老化单元10包括一个采样电阻11,一个与所述采样电阻11串联的功率开关管12以及一个并联在所述采样电阻11两端的AD转换电路13;所述采样电阻11的一端连接至所述被老化恒流电源50的阳极,所述采样电阻11的另一端通过所述功率开关管12连接至所述被老化恒流电源50的阴极;
进一步的,本实施例中,所述AD转换电路13用于将采样电阻11两端的电压值转成电信号,发送至控制电路20,并最终上传至上位工控机30写入老化文件中;所述功率开关管12与采样电阻11串联,当功率开关管12开启状态时,将使老化单元与被老化恒流电源间的回路处于瞬间过载的工作模式,此时功率开关管12会有周期性的瞬间热损耗过载,这个过载会导致瞬间的高速温升,在期间内形成温度梯度,进而导致内生机械应力的产生,如果本身存在机械应力损伤,或者热冲击性能不合格,就会发生失效、缺陷暴露,从而达到有效识别不良品的目的;同时,由于开关管开启关闭的过程中伴随着瞬时温度上升及下降,沿途的电气响应过程是否合格将决定瞬态阶跃相应的稳定性,如果在老化过程中被测电源具有上述稳定性,将有效避免电源在使用中损坏或电压参数异常等问题的发生。
所述AD转换电路13与所述控制电路20相连接;
所述功率开关管12通过一个开关管驱动电路14与所述控制电路20相连接。所述功率开关管12的开启及关闭是由开关管驱动电路14控制,而开关管驱动电路14的控制指令是由控制电路20根据上位工控机30生成的老化程序决定。
可选的,所述上位工控机内安装有配套程序模块;所述配套程序模块用于生成,导入或配置老化文件;所述控制电路根据所述老化文件控制所述老化单元。
当被老化恒流电源为系统处理过的电源时,上位工控机中已有该种型号的相关数据,因此只需导入已有老化程序,并根据需要配置相应的老化文件;当被老化恒流电源为未处理过的电源,则需新建适用于该种型号的老化程序,新建新的老化文件;本实施例中老化文件的名称可为被老化电源的型号或序列号,文件类型是记事本。
可选的,所述配套程序模块包括:
初始化模块,用于通过操作界面选择未完成老化文件,或新建老化文件;
执行模块,用于将生成的老化文件写入所述控制电路。
可选的,所述老化文件具有下述特征:
所述老化文件的内部记录信息为一个固定长度的数据串;
新建所述老化文件的内部记录信息是固定的无意义同形式数据串;
所述老化文件中存在一个字节,所述字节记录老化已经进行的时长;
所述老化文件中存在288个数据段,分别对应从老化开始时起,每十分钟的老化数据;所述老化数据包括记录数据的时刻值,记录次数以及记录时各路恒流电源的输出电压平均值;
所述老化文件中所有字节以固定的位置无序排列;
所述老化文件中存在一个校验位字节,所述校验位字节用于写入对其它数据加权求和得到的数据。
由上述可知,本实施例提供的系统采用的老化程序的工作流程为:在初始化阶段,需要通过上位工控机的操作界面设置要生成的老化文件类型,当设置完老化文件类型后,系统程序开始执行,上位工控机将被测电源对应的切换频率和触发脉宽值写入控制电路,控制电路按照切换频率,周期性轮换触发两组老化单元的功率开关管导通,导通时间为触发脉宽值时长。在每次触发的半个时长时刻,通过AD转换电路记录一次所有被触发老化单元的采样电阻两端电压值,并每隔十分钟将十分钟内的电压值测量结果平均值写入老化文件,并修正校验位。每次写入老化文件的平均值均与该电源对应的理论电压值作比较,当超过设定的值即中止老化,如果未超过设定值则继续老化,直到48小时的老化过程自动结束。
由以上技术方案可知,本申请实施例提供了一种光源电源全自动老化系统,包括控制电路,上位工控机和多个完全相同的老化单元;其中,所述老化单元的一端与所述控制电路连接,所述老化单元的另一端分别连接至被老化恒流电源的阳极和阴极;多个所述老化单元并联设置;所述上位工控机和所述控制电路通过串口通讯连接;每个所述老化单元包括一个采样电阻,一个与所述采样电阻串联的功率开关管以及一个并联在所述采样电阻两端的AD转换电路;所述采样电阻的一端连接至所述被老化恒流电源的阳极,所述采样电阻的另一端通过所述功率开关管连接至所述被老化恒流电源的阴极;所述AD转换电路与所述控制电路相连接;所述功率开关管通过一个开关管驱动电路与所述控制电路相连接。本申请提供的全自动老化系统及方法利用开关管斩波电路替代传统固定负载,使得在负载强度不变的前提下,提升冲击强度,达到比高温老化方法更佳的检测效果,并且本申请采用全自动化操作,降低人力需求,便于管理,设备成本低,经济性优良。
参见图2,为本申请一种光源电源全自动老化方法的流程图。
本申请还提供了一种光源电源全自动老化方法,所述方法用于本申请提供的系统,包括:
S01:将被老化电源与老化单元连接,输出电流为额定电流的80%;将输出电流设为80%,可防止电流过大导致被老化电源损坏,同时又保证足够大的输出电流使检测结果更明显。
S02:上位工控机根据被老化恒流电源的型号生成配套程序;
S03:控制电路根据配套程序对多个老化单元分别进行控制;
S04:采集包含测量结果的老化文件,并根据老化文件判断是否终止老化。
进一步的,所述生成配套程序包括:
S011:初始化阶段,通过操作界面选择未完成老化文件,或新建老化文件;所述老化文件具有下述特征:
所述老化文件的内部记录信息为一个固定长度的数据串;
新建所述老化文件的内部记录信息是固定的无意义同形式数据串;
所述老化文件中存在一个字节,所述字节记录老化已经进行的时长;
所述老化文件中存在288个数据段,分别对应从老化开始时起,每十分钟的老化数据;所述老化数据包括记录数据的时刻值,记录次数以及记录时各路恒流电源的输出电压平均值;
所述老化文件中所有字节以固定的位置无序排列;
所述老化文件中存在一个校验位字节,所述校验位字节用于写入对其它数据加权求和得到的数据;
S012:执行阶段,将被老化恒流电源对应的切换频率和触发脉宽值写入控制电路。
可选的,所述控制电路根据配套程序对多个老化单元分别进行控制包括:
S031:根据配套程序控制所有的老化单元功率开关管,按照切换频率,周期性轮换触发两组老化单元的功率开关管,导通时长设定为触发脉宽值;
S032:每次触发半个导通时长时,通过AD转换电路记录一次所有被触发老化单元的采样电阻两端电压值;
S033:每隔十分钟将十分钟内电压值的测量结果平均值写入老化文件,并修正校验位。
可选的,所述采集包含测量结果的老化文件,并根据老化文件判断是否终止老化包括:
S041:比较写入老化文件中的电压值与被老化恒流电源对应的理论电压值的大小,若二者相差超过5%,则中止老化并报警;若二者相差未超过5%,则继续老化;
S042:当系统程序判定老化时长满48小时,系统自动中止。
由以上技术方案可知,本申请实施例提供了一种光源电源全自动老化方法,包括将被老化电源与老化单元连接,输出电流为额定电流的80%;上位工控机根据被老化恒流电源的型号生成配套程序;控制电路根据配套程序对多个老化单元分别进行控制;采集包含测量结果的老化文件,并根据老化文件判断是否终止老化。本申请提供的全自动老化系统及方法利用开关管斩波电路替代传统固定负载,使得在负载强度不变的前提下,提升冲击强度,达到比高温老化方法更佳的检测效果,并且本申请采用全自动化操作,降低人力需求,便于管理,设备成本低,经济性优良。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种光源电源全自动老化系统,其特征在于,所述系统包括控制电路,上位工控机和多个完全相同的老化单元;其中,
所述老化单元的一端与所述控制电路连接,所述老化单元的另一端分别连接至被老化恒流电源的阳极和阴极;
多个所述老化单元并联设置;
所述上位工控机和所述控制电路通过串口通讯连接;
每个所述老化单元包括一个采样电阻,一个与所述采样电阻串联的功率开关管以及一个并联在所述采样电阻两端的AD转换电路;所述采样电阻的一端连接至所述被老化恒流电源的阳极,所述采样电阻的另一端通过所述功率开关管连接至所述被老化恒流电源的阴极;
所述AD转换电路与所述控制电路相连接;
所述功率开关管通过一个开关管驱动电路与所述控制电路相连接,所述控制电路根据配套程序控制所有的老化单元功率开关管,按照切换频率,周期性轮换触发两组老化单元的功率开关管。
2.根据权利要求1所述的光源电源全自动老化系统,其特征在于,所述上位工控机内安装有配套程序模块;所述配套程序模块用于生成,导入或配置老化文件;所述控制电路根据所述老化文件控制所述老化单元。
3.根据权利要求2所述的光源电源全自动老化系统,其特征在于,所述配套程序模块包括:
初始化模块,用于通过操作界面选择未完成老化文件,或新建老化文件;
执行模块,用于将生成的老化文件写入所述控制电路。
4.根据权利要求2所述的光源电源全自动老化系统,其特征在于,所述老化文件具有下述特征:
所述老化文件的内部记录信息为一个固定长度的数据串;
新建所述老化文件的内部记录信息是固定的无意义同形式数据串;
所述老化文件中存在一个字节,所述字节记录老化已经进行的时长;
所述老化文件中存在288个数据段,分别对应从老化开始时起,每十分钟的老化数据;所述老化数据包括记录数据的时刻值,记录次数以及记录时各路恒流电源的输出电压平均值;
所述老化文件中所有字节以固定的位置无序排列;
所述老化文件中存在一个校验位字节,所述校验位字节用于写入对其它数据加权求和得到的数据。
5.一种光源电源全自动老化方法,所述方法用于权利要求1的系统,其特征在于,所述方法包括:
将被老化电源与老化单元连接,输出电流为额定电流的80%;
上位工控机根据被老化恒流电源的型号生成配套程序;
控制电路根据配套程序对多个老化单元分别进行控制;
采集包含测量结果的老化文件,并根据老化文件判断是否终止老化。
6.根据权利要求5所述的光源电源全自动老化方法,其特征在于,所述生成配套程序包括:
初始化阶段,通过操作界面选择未完成老化文件,或新建老化文件;所述老化文件具有下述特征:
所述老化文件的内部记录信息为一个固定长度的数据串;
新建所述老化文件的内部记录信息是固定的无意义同形式数据串;
所述老化文件中存在一个字节,所述字节记录老化已经进行的时长;
所述老化文件中存在288个数据段,分别对应从老化开始时起,每十分钟的老化数据;所述老化数据包括记录数据的时刻值,记录次数以及记录时各路恒流电源的输出电压平均值;
所述老化文件中所有字节以固定的位置无序排列;
所述老化文件中存在一个校验位字节,所述校验位字节用于写入对其它数据加权求和得到的数据;
执行阶段,将被老化恒流电源对应的切换频率和触发脉宽值写入控制电路。
7.根据权利要求6所述的光源电源全自动老化方法,其特征在于,所述控制电路根据配套程序对多个老化单元分别进行控制包括:
根据配套程序控制所有的老化单元功率开关管,按照切换频率,周期性轮换触发两组老化单元的功率开关管,导通时长设定为触发脉宽值;
每次触发半个导通时长时,通过AD转换电路记录一次所有被触发老化单元的采样电阻两端电压值;
每隔十分钟将十分钟内电压值的测量结果平均值写入老化文件,并修正校验位。
8.根据权利要求5所述的光源电源全自动老化方法,其特征在于,所述采集包含测量结果的老化文件,并根据老化文件判断是否终止老化包括:
比较写入老化文件中的电压值与被老化恒流电源对应的理论电压值的大小,若二者相差超过5%,则中止老化并报警;若二者相差未超过5%,则继续老化;
当系统程序判定老化时长满48小时,系统自动中止。
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