所屬類別: 設(shè)計測試I 測試/測量I 技術(shù)方案

DC/DC模塊的電源紋波簡介：

DC/DC模塊的電源紋波指標是一項很重要的參數(shù)。干凈的電源是數(shù)字電路穩(wěn)定工作的前提，也是模擬器件的各項參數(shù)的重要保障。為確定電源的質(zhì)量，必須對DC/DC模塊的輸出紋波進行測量。但很多人測量得到的紋波值動輒上百mV，甚至幾百mV，遠遠比器件手冊提供的*大紋波值大，這主要是測量方法的不正確造成的。

正確的測量方法：

1)限制示波器帶寬為20MHz(大多中低端示波器檔位限制在20MHz，**產(chǎn)品還有200MHz帶寬限制的選擇)，目的是避免數(shù)字電路的高頻噪聲影響紋波測量，盡量保證測量的準確性。

2)設(shè)置耦合方式為交流耦合，方便測量(以更小檔位來仔細觀測紋波，不關(guān)心直流電平).

3)保證探頭接地盡量短(測量紋波動輒上百mV的主要原因就是接地線太長)，盡量使用探頭自帶的原裝測試短針。如果沒有測試短針，可以拆除探頭的接地線和外殼，露出探頭地殼，自制接地線纏繞在探頭地殼上，保證接地線長度小于1cm。

4)示波器地懸空，只通過探頭地與測試信號的參考點共地，不要通過其他方式與測試設(shè)備共地，這樣會給紋波測量引入很大的地噪聲。例如：當示波器和其他儀器共插線板時，其他儀器的開關(guān)可能通過接地線給測試帶來噪聲干擾。其中第3條是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。接地線過長，其電感效應(yīng)將給測量系統(tǒng)引入額外的噪聲，如下圖所示。

對儀器的要求：

示波器參數(shù)要求：支持帶寬限制功能：一般示波器都支持20MHz帶寬限制，如：SDS1102CM。

探頭要求：為了使接地線盡量短，盡量使用探頭的原裝測試短針，若無原裝測試短針，則須自制短接地線：去除探頭接地線套，用金屬絲自行繞制接地短線，推薦五類線中銅絲，強度適中(還是有些偏軟，有更好的請推薦)。其他候選有焊錫絲、刻刀。選擇1X無衰減檔位，一般無源探頭在1X檔位時，其帶寬限制在6MHz/10MHz帶寬，如此在前端可有效濾除高頻噪聲的干擾，減小紋波測量影響。

該模塊虛擬系統(tǒng)簡介：

   隨著虛擬儀器技術(shù)和計算機測試技術(shù)的發(fā)展,使在傳統(tǒng)的電源測試領(lǐng)域引入計算機虛擬測試技術(shù)成為可能。我們根據(jù)市場的需求,設(shè)計了新型的電源測試儀器,它使用以數(shù)字調(diào)整和計算機分析為主的虛擬測量方法,替代原來的模擬測量方式,實現(xiàn)了準確、快速地測量電源產(chǎn)品的各項性能指標,并能做出各種數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。 

1程控交流源的設(shè)計 　　

      程控交流源的功能是根據(jù)電源模塊對輸入電源的要求輸出交流電壓。系統(tǒng)采用自耦變壓器方式輸出需要的各路電壓。變壓器輸入為AC220V,各組輸出采用繼電器切換的方式獲得需要的各路電壓。各個繼電器的開、關(guān)信號由計算機通過控制接口板的I/O口進行控制。  　　

      在電源的輸出端安裝交流電壓測試模塊和有功功率測試模塊,分別測試交流源的輸出電壓和輸出功率,把采集到的信號轉(zhuǎn)換為低電壓的直流電壓信號,并通過A/D口送入計算機顯示并與所需要的數(shù)值進行比較。如果信號比標準值大,說明電源輸出的電壓或電流偏大,就可以啟動報警電路和保護電路,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故障。  　　

 
2 程控直流源的設(shè)計 　　

      程控直流源的功能是產(chǎn)生直流電壓,供給DC/DC電源模塊的輸入端。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,然后根據(jù)系統(tǒng)的要求,由計算機的D/A輸出口根據(jù)功率調(diào)整管的工作范圍得到需要的調(diào)整后的電壓。  　　

      變壓器輸出分為4檔,分別由D/A口對控制信號進行調(diào)節(jié),電路對輸出的電壓、電流進行取樣,并對電壓、電流信號的乘積進行采樣,分別把這些信號輸入到保護電路,如果信號大于保護設(shè)置的電壓值,則系統(tǒng)啟動保護電路,切斷電源,并提醒用戶及時排除故障。  　　

3電子負載的設(shè)計 　　

      本系統(tǒng)采用功率調(diào)整管作為電子負載,即通過計算機的D/A口輸出的控制信號,經(jīng)過運算放大器后,調(diào)節(jié)功率管的基極電壓把功率管模擬成負載使用。  　　

      在功率管的輸出端采樣到的電壓信號和電流信號經(jīng)處理后送計算機進行處理,并與需要的參數(shù)值進行比較,如有偏差可以經(jīng)過接口板D/A口輸出控制信號,重新調(diào)節(jié)功率管的工作狀態(tài)。另外,采樣到的電壓

和電流信號分別送給系統(tǒng)保護電路,同時把電壓和電流信號處理成功率信號,送給系統(tǒng)保護電路與設(shè)定值進行比較,如信號過大,則啟動保護電路,切斷輸入電路和輸出電路,并啟動報警電路以提醒用戶注意,故障排除以后可以使用復(fù)位電路使保護電路復(fù)位。  　　

   
 4雙路測試盒的設(shè)計  　　

      根據(jù)測試要求,測試盒要有兩個通道分別和被測的電源模塊進行連接,系統(tǒng)采用繼電器轉(zhuǎn)換的方式對兩個通道分別進行測試。當通道1開始工作時,通過繼電器把通道2斷開,并把指示通道1工作的開關(guān)信號送入計算機,使計算機對通道1進行測試,測試得到的電壓信號和紋波信號送給系統(tǒng)處理。測試完成后,通道1斷開,通道2吸合,把開關(guān)信號送入計算機,計算機開始對通道2上的電源模塊的性能指標進行測試。  　　

5 系統(tǒng)的隔離與耦合 　　

      由于系統(tǒng)需要的接口板???A/D口、D/A口較多,而且需要隔離,本方案采用了A、B兩塊接口板來完成。 　　

      1）A板提供D/A口2路,其中1路作為調(diào)節(jié)程控直流電源時使用;提供A/D輸入口16路,作為功率信號、電壓信號、電流信號、紋波信號的輸入通道;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的控制;提供I/O輸入口16路,用于開關(guān)信號的輸入控制。I/O口的邏輯電平要符合TTL電平標準。  　　

      2）B板提供4路互相隔離的D/A口輸出,分別提供給4路電子負載作為調(diào)節(jié)信號使用,4路輸出信號與計算機進行隔離并且各路信號彼此之間采用高速光電隔離器進行隔離,這樣既保證了隔離的效果,又能使系統(tǒng)的線性度達到*好。  　　

6系統(tǒng)軟件的設(shè)計 　　       在虛擬儀器測試軟件中,LabVIEW是一個極強的軟件開發(fā)平臺。但LabVIEW是一種結(jié)構(gòu)化解釋型開發(fā)平臺,用它開發(fā)的軟件,無法在Windows操作系統(tǒng)下直接運行[2]。經(jīng)綜合考慮,軟件界面設(shè)計采用中文VisualBasic6.0語言編程,而控???設(shè)計采用LabVIEW提供的控件,這樣設(shè)計的軟件界面簡潔、開發(fā)容易、維護方便,便于數(shù)據(jù)維護和管理[3]。同時又具有速度運行快、功能強大、操作簡單的特點。
DC/DC模塊的電源紋波測量方法和該虛擬系統(tǒng)的設(shè)計DC/DC模塊的電源紋波測量方法和該虛擬系統(tǒng)的設(shè)計DC/DC模塊的電源紋波測量方法和該虛擬系統(tǒng)的設(shè)計