航空航天測試中,電源選擇要點及應用詳解
發布時間:2015-04-14 責任編輯:echolady
【導讀】在航空航天事業中,飛機、人造衛星、飛行器等等器械設備都需要不同功能的用電設備去維持和負責。這些用電設備在投入使用前要經過多項測試,可靠性測試、功能測試、保護動作測試、電磁幹擾測試。其中大部分都需要依靠高精度高性能電源來完成。
可靠性測試
用電設備的可靠性測試通常包括電壓跌落測試、溫升測試、ON/OFF測試、老(lao)化(hua)測(ce)試(shi)等(deng)。而(er)對(dui)於(yu)航(hang)天(tian)航(hang)空(kong)用(yong)電(dian)設(she)備(bei)來(lai)說(shuo),要(yao)進(jin)行(xing)比(bi)常(chang)規(gui)更(geng)為(wei)嚴(yan)苛(ke)的(de)測(ce)試(shi),要(yao)求(qiu)用(yong)電(dian)設(she)備(bei)不(bu)僅(jin)能(neng)在(zai)正(zheng)常(chang)供(gong)電(dian)情(qing)況(kuang)下(xia)穩(wen)定(ding)工(gong)作(zuo),還(hai)要(yao)能(neng)應(ying)付(fu)供(gong)電(dian)異(yi)常(chang)的(de)狀(zhuang)況(kuang)。例(li)如(ru):在(zai)飛(fei)機(ji)上(shang),供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)給(gei)各(ge)種(zhong)各(ge)樣(yang)的(de)直(zhi)流(liu)用(yong)電(dian)設(she)備(bei)供(gong)電(dian),而(er)飛(fei)機(ji)上(shang)的(de)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)有(you)時(shi)會(hui)存(cun)在(zai)過(guo)壓(ya)或(huo)欠(qian)壓(ya)的(de)狀(zhuang)況(kuang),保(bao)證(zheng)用(yong)電(dian)設(she)備(bei)在(zai)這(zhe)些(xie)異(yi)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo),就(jiu)是(shi)對(dui)飛(fei)機(ji)功(gong)能(neng)性(xing)以(yi)及(ji)安(an)全(quan)性(xing)的(de)保(bao)證(zheng)。因(yin)此(ci),過(guo)欠(qian)壓(ya)測(ce)試(shi)必(bi)不(bu)可(ke)少(shao)。直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)在(zai)該(gai)測(ce)試(shi)中(zhong)用(yong)以(yi)模(mo)擬(ni)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong),通(tong)過(guo)輸(shu)出(chu)一(yi)個(ge)連(lian)續(xu)的(de)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua)波(bo)形(xing)來(lai)模(mo)擬(ni)飛(fei)機(ji)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua),對(dui)用(yong)電(dian)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)供(gong)電(dian),測(ce)試(shi)用(yong)電(dian)設(she)備(bei)是(shi)否(fou)會(hui)在(zai)過(guo)壓(ya)、欠壓、正常電壓這三種不同的電壓狀態下都能保持正常工作。圖1是在對飛機上的用電設備做過欠壓測試時利用直流電源模擬飛機供電係統輸出的電壓波形:

圖1
很多飛機的供電係統為28V供電,因此,直流電源輸出的波形為28V供電5min ,50V過壓浪湧50ms ,正常電壓供電10s ,0V欠壓浪湧7s,正常電壓供電10s,循環測試3次。
此波形需要由具備編程能力的直流電源編輯輸出,而艾德克斯的可編程直流電源係列產品具備的List功(gong)能(neng),工(gong)程(cheng)師(shi)在(zai)編(bian)輯(ji)波(bo)形(xing)時(shi)隻(zhi)需(xu)要(yao)通(tong)過(guo)麵(mian)板(ban)的(de)數(shu)字(zi)按(an)鍵(jian)設(she)置(zhi)電(dian)壓(ya)值(zhi)和(he)時(shi)間(jian)值(zhi),讓(rang)波(bo)形(xing)的(de)編(bian)輯(ji)更(geng)加(jia)簡(jian)化(hua)。除(chu)了(le)可(ke)編(bian)程(cheng)的(de)特(te)性(xing)以(yi)外(wai),要(yao)完(wan)成(cheng)這(zhe)項(xiang)測(ce)試(shi),使(shi)用(yong)的(de)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)還(hai)必(bi)須(xu)具(ju)備(bei)高(gao)速(su)的(de)特(te)點(dian)和(he)快(kuai)速(su)的(de)電(dian)壓(ya)爬(pa)升(sheng)時(shi)間(jian),否(fou)則(ze)不(bu)能(neng)夠(gou)在(zai)極(ji)短(duan)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)進(jin)行(xing)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua),也(ye)就(jiu)不(bu)能(neng)真(zhen)實(shi)的(de)模(mo)擬(ni)出(chu)飛(fei)機(ji)上(shang)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)。比(bi)如(ru),在(zai)圖(tu)1所顯示的電壓波形中,電壓從28V上升到50V,隻維持50ms又下降到28V,一般的直流電源的電壓上升時間為150ms左右,若是使用這樣速度不夠快的電源又會輸出怎樣的電壓波形呢?如圖2所示。

圖2
從圖2與圖1的對比不難發現,一般電源的電壓上升/下降時間慢,達不到測試要求波形。而艾德克斯可編程直流電源的電壓上升時間可達到<10ms的級別,可應用於航天航空領域的各項精密測試。老化測試
對於任何電子設備來說,老化測試都是必不可少的,對於航天航空領域的用電設備來說更是如此,因為一些飛行器、hangtianqitongchangxuyaozaidaqicengneihuotaikongzhongyunxinghenchangshijian,suoyiyongdianshebeidelaohuaceshizaihangtianhangkonglingyuyeshiyixiangfeichangzhongyaodeceshineirong。zailaohuaceshizhong,zhiliudianyuandezhuyaozuoyongshichangshijianbujianduandegeidaiceshebeigongdian,youcikejian,changshijianwendingyunxingdenenglishizuoweilaohuadianyuandebibeiyinsu。rutu3所示的是DC-DC電源模塊的老化示意圖。

圖3
在圖3中可以看出,正是由於老化測試的時間長,所以需要多台電源和電子負載組成老化機櫃,並通過軟件監控的方式實現上百個DC-DC電源模塊同時進行老化。考慮到上架安裝的方便性和對機櫃空間的節約,艾德克斯的直流電源係列產品均是標準體積製造,且具有高功率密度;考慮到在長時間的老化過程中,電源、電子負載等測試設備的能耗,艾德克斯的產品均是智能風扇設計,不僅散熱性能良好,而且還能節約用電量;考kao慮lv到dao測ce試shi設she備bei與yu老lao化hua測ce試shi軟ruan件jian之zhi間jian的de通tong訊xun,艾ai德de克ke斯si的de直zhi流liu電dian源yuan所suo具ju備bei的de豐feng富fu的de內nei置zhi接jie口kou則ze是shi最zui佳jia選xuan擇ze,不bu僅jin能neng夠gou節jie約yue購gou置zhi選xuan配pei接jie口kou的de成cheng本ben,內nei置zhi接jie口kou對dui於yu通tong信xin速su度du的de提ti高gao和he通tong信xin的de穩wen定ding性xing也ye是shi非fei常chang有you利li的de,通tong信xin速su度du通tong常chang<30ms。此ci外wai,艾ai德de克ke斯si直zhi流liu電dian源yuan係xi列lie產chan品pin的de溫wen漂piao係xi數shu小xiao,也ye能neng保bao證zheng在zai長chang時shi間jian的de老lao化hua過guo程cheng中zhong,電dian源yuan始shi終zhong提ti供gong穩wen定ding的de電dian壓ya和he電dian流liu,讓rang測ce試shi持chi續xu準zhun確que的de進jin行xing。
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電磁幹擾測試
不bu管guan是shi飛fei機ji還hai是shi衛wei星xing等deng航hang天tian航hang空kong器qi械xie,眾zhong多duo的de電dian子zi設she備bei分fen別bie執zhi行xing不bu同tong的de功gong能neng,才cai能neng夠gou共gong同tong完wan成cheng飛fei行xing任ren務wu。而er幾ji乎hu所suo有you的de電dian子zi設she備bei在zai工gong作zuo時shi都dou會hui產chan生sheng一yi定ding的de電dian磁ci波bo,對dui其qi他ta設she備bei的de運yun行xing產chan生sheng幹gan擾rao。比bi如ru在zai飛fei機ji上shang,駕jia駛shi艙cang中zhong有you很hen多duo通tong信xin電dian子zi設she備bei,一yi旦dan這zhe些xie設she備bei收shou到dao了le電dian磁ci幹gan擾rao而er不bu能neng正zheng常chang工gong作zuo,就jiu會hui產chan生sheng非fei常chang嚴yan重zhong的de後hou果guo。所suo以yi,航hang天tian航hang空kong中zhong的de電dian磁ci幹gan擾rao測ce試shi,長chang期qi以yi來lai受shou到dao每mei一yi位wei工gong程cheng師shi的de關guan注zhu。值zhi得de注zhu意yi的de是shi,在zai電dian磁ci幹gan擾rao測ce試shi中zhong,用yong來lai給gei待dai測ce物wu供gong電dian的de電dian源yuan也ye是shi一yi個ge電dian子zi設she備bei,也ye會hui受shou到dao電dian磁ci波bo的de幹gan擾rao。如ru果guo電dian源yuan的de抗kang幹gan擾rao能neng力li不bu強qiang,那na麼me很hen有you可ke能neng無wu法fa正zheng常chang為wei待dai測ce物wu供gong電dian,測ce試shi也ye就jiu無wu法fa進jin行xing。一yi般ban的de電dian源yuan在zai此ci環huan境jing下xia輸shu出chu帶dai有you很hen重zhong的de紋wen波bo幹gan擾rao,甚shen至zhi於yu電dian源yuan無wu法fa正zheng常chang輸shu出chu。所suo以yi,在zai航hang天tian航hang空kong領ling域yu選xuan擇ze測ce試shi所suo用yong的de電dian源yuan時shi,還hai應ying考kao慮lv到dao電dian源yuan自zi身shen的de抗kang幹gan擾rao能neng力li。艾ai德de克ke斯si電dian源yuan係xi列lie產chan品pin完wan善shan的de屏ping蔽bi保bao護hu可ke有you效xiao抵di禦yu各ge類lei幹gan擾rao。

圖4
功能性測試航hang天tian航hang空kong器qi械xie上shang的de各ge種zhong用yong電dian設she備bei存cun在zai的de價jia值zhi在zai於yu他ta們men能neng夠gou實shi現xian各ge種zhong各ge樣yang的de功gong能neng,功gong能neng性xing測ce試shi對dui測ce試shi所suo使shi用yong的de直zhi流liu電dian源yuan的de要yao求qiu更geng加jia嚴yan苛ke,由you於yu飛fei機ji用yong電dian設she備bei的de多duo樣yang性xing、複雜性,多種設備無規律的打開或關閉,對電源的負載調整率、響xiang應ying時shi間jian等deng有you著zhe嚴yan格ge的de要yao求qiu。如ru果guo電dian源yuan的de響xiang應ying速su度du不bu夠gou快kuai,當dang測ce試shi中zhong待dai測ce的de用yong電dian設she備bei做zuo無wu規gui律lv的de打da開kai和he關guan閉bi的de時shi候hou,電dian源yuan極ji有you可ke能neng會hui發fa生sheng宕dang機ji等deng故gu障zhang,使shi測ce試shi無wu法fa正zheng常chang進jin行xing。在zai選xuan擇ze電dian源yuan的de時shi候hou,對dui於yu負fu載zai調tiao整zheng率lv和he響xiang應ying時shi間jian也ye要yao給gei予yu一yi定ding的de關guan注zhu。
保護動作測試
在(zai)每(mei)一(yi)個(ge)飛(fei)行(xing)器(qi)或(huo)航(hang)天(tian)器(qi)上(shang),眾(zhong)多(duo)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)通(tong)常(chang)是(shi)並(bing)聯(lian)在(zai)一(yi)個(ge)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)電(dian)路(lu)中(zhong),那(na)麼(me)工(gong)程(cheng)師(shi)就(jiu)會(hui)考(kao)慮(lv)到(dao)其(qi)中(zhong)一(yi)個(ge)設(she)備(bei)發(fa)生(sheng)異(yi)常(chang)會(hui)對(dui)其(qi)他(ta)設(she)備(bei)造(zao)成(cheng)的(de)影(ying)響(xiang)。保(bao)護(hu)動(dong)作(zuo)測(ce)試(shi)的(de)要(yao)求(qiu)是(shi):在zai用yong電dian設she備bei出chu現xian異yi常chang時shi能neng夠gou及ji時shi切qie斷duan回hui路lu,以yi防fang止zhi燒shao壞huai電dian源yuan線xian路lu,影ying響xiang其qi他ta設she備bei工gong作zuo等deng。此ci測ce試shi要yao求qiu在zai多duo個ge用yong電dian設she備bei工gong作zuo時shi,某mou一yi用yong電dian設she備bei或huo多duo個ge用yong電dian設she備bei異yi常chang時shi,電dian源yuan能neng正zheng常chang供gong電dian,不bu影ying響xiang其qi他ta設she備bei工gong作zuo。在zai做zuo這zhe項xiang測ce試shi的de時shi候hou,使shi用yong一yi台tai直zhi流liu電dian源yuan帶dai載zai數shu個ge用yong電dian設she備bei,並bing使shi其qi中zhong的de一yi個ge或huo幾ji個ge待dai測ce設she備bei異yi常chang,以yi此ci檢jian測ce對dui其qi他ta電dian路lu的de影ying響xiang。這zhe對dui電dian源yuan也ye提ti出chu了le一yi些xie要yao求qiu,如ru果guo某mou一yi設she備bei發fa生sheng異yi常chang(比如短路),那na麼me一yi般ban的de電dian源yuan很hen可ke能neng直zhi接jie切qie斷duan所suo有you回hui路lu,這zhe樣yang測ce試shi就jiu無wu法fa進jin行xing下xia去qu了le。而er艾ai德de克ke斯si的de電dian源yuan可ke設she置zhi延yan時shi保bao護hu功gong能neng,可ke使shi得de即ji使shi某mou一yi待dai測ce設she備bei發fa生sheng異yi常chang,電dian源yuan也ye繼ji續xu正zheng常chang供gong電dian,讓rang測ce試shi得de以yi進jin行xing。
總體來說,可編程直流電源應用於航天航空電子設備的測試中,在可靠性、功能性、保護以及電磁幹擾、laohuadengceshineirongzhongdoushibibeideyiqi,zhuyaoyongyuweidaiceshebeigongdian,bingmonishiyonghuanjingshuchubutongdedianyaboxing,yidadaogezhongceshimude。zongjiekebianchengzhiliudianyuandexuanzeyaodianruxia:
1.編程功能
2.電壓爬升時間快
3.較強的穩定性
4.標準體積
5.散熱性能良好
6.較快的通信速度
7.抗幹擾能力強
8.良好的負載調整率和響應時間
9.延時保護功能
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