概述
近幾年來，隨著國內(nèi)企業(yè)對(duì)電源產(chǎn)品多樣性和復(fù)雜性的要求的加大，電源產(chǎn)品的性能和指標(biāo)如何科學(xué)而快速地檢測(cè)成了一大難題。原來的手動(dòng)測(cè)量方式已不能滿足生產(chǎn)廠家和用戶的要求，測(cè)試自動(dòng)化成為電源模塊測(cè)試追求的目標(biāo)。
隨著虛擬儀器技術(shù)和計(jì)算機(jī)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，使得在傳統(tǒng)的電源測(cè)試領(lǐng)域引入計(jì)算機(jī)虛擬測(cè)試和處理技術(shù)成為可能。我們根據(jù)市場(chǎng)的需求，設(shè)計(jì)了新型的電源測(cè)試系統(tǒng)，它使用以數(shù)字調(diào)整和計(jì)算機(jī)分析為主的虛擬測(cè)量方法，以替代原來的模擬測(cè)量方式，準(zhǔn)確、快速地測(cè)量電源產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)，并能做出各種數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。
系統(tǒng)功能和組成
根據(jù)系統(tǒng)的要求，系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)主機(jī)、數(shù)據(jù)采集和控制卡、程控交流源、程控直流源、4路電子負(fù)載、電源測(cè)試盒和一些附屬電路組成(圖1)。

圖1 系統(tǒng)框圖
系統(tǒng)可以測(cè)試電源模塊的輸出電壓、源效應(yīng) （電壓調(diào)整率）、負(fù)載效應(yīng) （電流調(diào)整率）、效率、紋波，還可以測(cè)試模塊是否具有過流保護(hù)和短路保護(hù)的功能。
系統(tǒng)可以創(chuàng)建電源模塊數(shù)據(jù)庫，可以存儲(chǔ)模塊數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行模塊刪除，并可以對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、修正、統(tǒng)計(jì)和顯示，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)報(bào)表進(jìn)行整理和打印。系統(tǒng)還具有雙通道測(cè)試夾具以提高測(cè)試速度。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)
程控交流源
程控交流源的功能是根據(jù)電源模塊對(duì)輸入電源的要求來輸出交流電源。系統(tǒng)采用自耦變壓器方式來產(chǎn)生需要的各路電源。變壓器輸入為∽220V,輸出部分的各組輸出采用繼電器切換的方式來獲得需要的各路電源。各個(gè)繼電器的開、關(guān)信號(hào)由計(jì)算機(jī)通過控制接口板的I/O口進(jìn)行控制。
在電源的輸出端安裝交流電壓測(cè)試模塊和有功功率測(cè)試模塊來分別測(cè)試交流源的輸出電壓和輸出功率，把采集到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為低電壓的直流電壓信號(hào)，并通過A/D口送入計(jì)算機(jī)處理和顯示并與所需要的數(shù)值進(jìn)行比較。如果信號(hào)偏差值較大，說明電源輸出的電壓或電流誤差較大，就可以啟動(dòng)報(bào)警電路和保護(hù)電路，把程控交流源的輸入電壓用繼電器斷開，并提醒操作人員檢測(cè)故障。
程控直流源
程控直流源的功能是產(chǎn)生直流電源，來提供給DC/DC電源模塊的電壓輸入端。系統(tǒng)采用變壓器降壓，然后整流、濾波的形式得到直流電源，最后根據(jù)系統(tǒng)的要求，由計(jì)算機(jī)的D/A輸出口根據(jù)調(diào)整功率管的工作范圍得到需要的調(diào)整后的電源。
變壓器輸出分為4檔，分別由D/A口對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)以保證電源輸出精度，電路對(duì)輸出的電壓、電流進(jìn)行取樣，并對(duì)電壓、電流信號(hào)的乘積進(jìn)行采樣，分別把這些信號(hào)輸入到保護(hù)電路，如果信號(hào)大于保護(hù)設(shè)置的電壓值，則系統(tǒng)啟動(dòng)保護(hù)電路，切斷電源，并提醒用戶及時(shí)排除故障。
電子負(fù)載
本系統(tǒng)采用功率調(diào)整管作為電子負(fù)載，通過計(jì)算機(jī)的D/A口輸出電壓控制信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過調(diào)整以后，通過調(diào)節(jié)功率管的基極電壓把功率管模擬成負(fù)載使用。
在功率管的輸出端采樣電壓和電流信號(hào)，采樣到的電壓和電流信號(hào)分別送給系統(tǒng)保護(hù)電路，同時(shí)把電壓和電流信號(hào)處理成功率信號(hào)也送給系統(tǒng)保護(hù)電路與設(shè)定值進(jìn)行比較，如信號(hào)過大，則啟動(dòng)保護(hù)電路，切斷輸入回路和輸出回路，并啟動(dòng)報(bào)警電路以提醒用戶注意，故障排除以后可以使用復(fù)位電路使保護(hù)電路復(fù)位。
采樣到的電壓信號(hào)和電流信號(hào)經(jīng)處理后送計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，并與需要的參數(shù)值進(jìn)行比較，如有偏差可以經(jīng)過接口板D/A口輸出電壓控制信號(hào)重新調(diào)節(jié)功率管的工作狀態(tài)。
雙路測(cè)試盒
根據(jù)系統(tǒng)要求，測(cè)試盒要有兩個(gè)通道分別和被測(cè)的電源模塊進(jìn)行連接，系統(tǒng)采用繼電器轉(zhuǎn)換的方式對(duì)兩個(gè)通道分別進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)1通道開始工作時(shí)，通過繼電器把通道2斷開，并把指示通道1工作的開關(guān)信號(hào)送入計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)對(duì)通道1進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試得到的電壓信號(hào)和紋波信號(hào)送給系統(tǒng)處理。測(cè)試完成后，通道1斷開，通道2吸合，把開關(guān)信號(hào)送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)開始對(duì)通道2上的電源模塊的性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。
系統(tǒng)的隔離與耦合
由于系統(tǒng)需要的接口板的A/D口、D/A口較多，而且需要隔離。方案采用兩塊工控接口板來完成所需要的功能，分別如下：
·A板提供D/A口2路，其中1路作為調(diào)節(jié)程控直流電源時(shí)使用；提供A/D輸入口16路，作為功率信號(hào)、電壓信號(hào)、電流信號(hào)、紋波信號(hào)的輸入通道；提供I/O輸出口16路，用于控制程控交流源的輸出以及其它信號(hào)的控制；提供I/O輸入口16路，用于開關(guān)信號(hào)的輸入控制。I/O口的邏輯電平符合TTL電平標(biāo)準(zhǔn)。                                                                           &nbs