Стенд контроля параметров источников электропитания

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к радиоэлектронике и вычислительной технике и может быть использована для автоматизированного контроля параметров различных источников электропитания (ИЭП). Сущность полезной модели состоит в том, что в стенде контроля параметров источников электропитания (ИЭП), содержащем блок внешнего электропитания, блок внутреннего электропитания, рабочую станцию (РС), программируемую электронную нагрузку (ПЭН) и блок управления (БУ), в состав введены мультиметр, программируемый источник испытательного напряжения (ПИИН) и блок коммутации (БК), при этом блоки внешнего и внутреннего электропитания обеспечивают электропитание составных частей стенда, ПЭН обеспечивает различные статические и динамические режимы контроля (контроль напряжения, тока, имитация нагрузочного сопротивления), а ПИИН - необходимое контрольное напряжение. Технический результат заключается в обеспечении возможности контроля параметров нагрузки (ток и напряжение) и входного напряжения при различных напряжениях питания.

Полезная модель относится к радиоэлектронике и вычислительной технике и может быть использована для автоматизированного контроля параметров различных источников электропитания (ИЭП).

За прототип выбран имитатор нагрузок для испытания систем электроснабжения космических аппаратов по Патенту РФ на полезную модель 75755 U1, 2008 г., МПК G01R 31/02, G01R 31/40, опубл. 20.08.2008 г. Бюл. 23.

Устройство-прототип содержит блок внешнего электропитания, блок внутреннего электропитания, ЭВМ (рабочую станцию*, *) наименование в заявляемом стенде), управляющий контроллер в виде нагрузочных модулей на основе наборов управляемых ключевых транзисторных элементов, соединенных с резисторами (программируемая электронная нагрузка*) и блок управления (БУ).

Недостатками устройства-прототипа являются:

- невозможность контроля параметров нагрузки (ток и напряжение) и входного напряжения контролируемого ИЭП из-за отсутствия мультиметра и блока коммутации (БК);

- невозможность проверки контролируемого ИЭП при различных напряжениях питания из-за отсутствия программируемого источника испытательного напряжения (ПИИН) и БК.

Целью полезной модели является обеспечение контроля параметров различных ИЭП - тока потребления, выходного напряжения, пульсации выходного напряжения, нестабильности выходного напряжения при изменении входного напряжения и тока нагрузки.

Решаемой задачей являются:

- обеспечение возможности контроля параметров нагрузки (ток и напряжение) и входного напряжения контролируемого ИЭП введением мультиметра и БК;

- обеспечение возможности проверки контролируемого ИЭП при различных напряжениях питания введением ПИИН и БК.

Сущность полезной модели состоит в том, что в стенде контроля параметров источников электропитания (ИЭП), содержащем блок внешнего электропитания, блок внутреннего электропитания, рабочую станцию (PC), программируемую электронную нагрузку (ПЭН) и блок управления (БУ), в состав введены мультиметр, программируемый источник испытательного напряжения (ПИИН) и блок коммутации (БК), первый вход-выход PC подключен ко входу-выходу БУ, второй вход-выход PC подключен ко входу-выходу БК, третий вход-выход PC подключен ко входу-выходу мультиметра, а четвертый вход-выход PC - ко входу-выходу ПИИН, первый выход БК подключен ко входу мультиметра, второй выход БК подключен ко входу контролируемого ИЭП, выходы которого подключены к первому и второму входам БК, к третьему входу БК подключен выход ПЭН, к четвертому входу БК подключен второй выход БУ, первый выход которого подключен к ЭН, а к пятому входу БК подключен выход ПИИН, причем блоки внешнего и внутреннего электропитания обеспечивают электропитание составных частей стенда, ПЭН обеспечивает различные статические и динамические режимы контроля (контроль напряжения, тока, имитация нагрузочного сопротивления), а ПИИН - необходимое контрольное напряжение.

Сущность полезной модели поясняется также функциональной схемой стенда, на которой приняты следующие обозначения:

1 - блок внешнего электропитания,

2 - блок внутреннего электропитания,

3 - рабочая станция (PC),

4 - программируемая электронная нагрузка (ПЭН);

5 - блок управления (БУ);

6 - блок коммутации (БК);

7 - мультиметр;

8 - программируемый источник испытательного напряжения (ПИИН).

Описание устройства стенда в соответствии с функциональной схемой

Блок внешнего питания 1 предназначен для распределения сетевого напряжения ~220 В, 50 Гц по блокам (блок внутреннего питания 2, PC 3, мультиметр 7 и ПИИН 8) стенда.

Блок внутреннего электропитания 2 предназначен для формирования напряжения +27 В для электропитания БУ 5 и БК 6.

Рабочая станция (PC) 3 в виде персонального компьютера (ПК) с принтером и монитором** (**) - на схеме не показаны) предназначена для формирования сигналов управления БК 6, мультиметром 7 и ПИИН 8 и производства анализа результатов измерений, их индикации и распечатки, управления измерительными приборами, обеспечения интерфейса с пользователем посредством программного обеспечения, а также для хранения протоколов измерений.

ПЭН 4 предназначена для имитации различных нагрузок ИЭП и обеспечивает различные статические и динамические режимы контроля (контроль напряжения, тока, имитация нагрузочного сопротивления).

В качестве ПЭН 4 может быть применена, например «Программируемая электронная нагрузка PEL-300 производства GOOD WILL INSTRUMENT Co., Ltd.» с напряжением питания до 60 В, током нагрузки до 60 А и потребляемой мощностью до 300 Вт.

БУ 5 предназначен для приема управляющих команд от PC 3 и управления в соответствии с этими командами ПЭН 4 и БК 6.

БК 6 предназначен для коммутации измерительных сигналов мультиметра 7 и подключения и отключения ПИИН 8 от ИЭП, при этом БК 6 состоит из силовых и высоковольтных реле**.

Мультиметр 7 предназначен для измерения входного и выходного напряжения и тока контролируемого ИЭП.

ПИИН 8 предназначен для формирования и подачи через БК 6 различных напряжений на контролируемый ИЭП.

Описание работы стенда в соответствии с функциональной схемой

Собирают схему стенда.

Вход блока внешнего питания 1 подключают к сети промышленного напряжения 220 В, 50 Гц, а выходы блока 1 соединяют с входами электропитания** блока внутреннего электропитания 2, PC 3, мультиметра 7 и ПИИН 8.

Выходы (+27 В) блока внутреннего электропитания 2 подключают ко входам электропитания** БУ 5 и БК 6.

Первый управляющий вход-выход PC 3 через интерфейс USB** подключают ко входу-выходу** БУ 5, второй вход-выход PC 3 подключают ко входу-выходу** БК 6, третий вход-выход PC 3 подключают ко входу-выходу** мультиметра 7, а четвертый вход-выход PC 4 - ко входу-выходу** ПИИН 8.

Первый выход БУ 5 подключают ко входу** ПЭН 4, а второй выход БУ 5 - к четвертому входу БК 6.

К первому выходу БК 6 подключают вход** мультиметра 7, ко второму выходу БК 6 подключают вход** контролируемого ИЭП, к первому и второму входам БК 6 подключают выходы контролируемого ИЭП, к третьему входу БК 6 подключают выход** ПЭН 4, а к пятому входу БК 6 - выход** ПИИН 8.

Включают в сеть 220 В, 50 Гц блок внешнего питания 1, от него напряжение питания подается на блок внутреннего электропитания 2, PC 3, мультиметр 7 и ПИИН 8.

После подачи напряжения питания на PC 3 загружается операционная система, запускается программа управления.

Программа управления предварительно запускает процедуру самотестирования комплекса. Эта процедура проверяет связи управления с приборами по интерфейсу GPIB** - мультиметром 7 и ПИИН 8, проверяет наличие связей управления по интерфейсу USB** с БК 5 и ПЭН 4, проверяет наличие напряжений питания блока внутреннего питания 2 (+27 В).

Блок внутреннего питания 2 формирует напряжение +27 В и обеспечивает электрические режимы работы БУ 5 и БК 6.

По командам от PC 3 устанавливается необходимое испытательное напряжение контролируемого ИЭП, при этом контроль установленного напряжения осуществляется мультиметром 7 в режиме измерения напряжения.

БУ 5 принимает управляющие команды от PC 3 и управляет ПЭН 4 и БК 6.

БК 6 осуществляет следующие функции:

- коммутирует испытательное напряжение ПИИН 8 на вход проверяемого ИЭП;

- коммутирует ПЭН 4 на выход проверяемого ИЭП;

- коммутирует мультиметр 7 для измерения входного напряжения проверяемого ИЭП;

- коммутирует мультиметр 7 для измерения выходного напряжения проверяемого ИЭП;

- коммутирует мультиметр 7 для измерения входного тока проверяемого ИЭП;

- коммутирует мультиметр 7 для измерения выходного тока на ПЭН 4 первого канала** проверяемого ИЭП;

- коммутирует мультиметр 7 для измерения выходного тока на ПЭН 4 второго канала** проверяемого ИЭП.

ПЭН 4 имитируют нагрузку в широких пределах:

- стабилизация напряжения 3-60 В, с дискретностью 20 мВ;

- стабилизация тока в статический режиме с диапазоном 6 мА - 60 А и дискретностью 0,2 мА (до 0,6 А), 2 мА (0,6 А до 6 А), 20 мА (более 6 А);

- стабилизация тока в динамическом режиме с диапазоном частот 1 Гц - 1 кГц и дискретностью 0,05 Гц (до 10 Гц), 0,5 Гц (10-100 Гц), 5 Гц (более 100 Гц);

- стабилизация сопротивления с диапазоном 50 мОм - 1 кОм и дискретностью 0,33 мОм (до 1 Ом), 3,3 мОм (1 Ом - 10 Ом), 33 мОм (10 - 100 мОм), 330 мОм (более 100 мОм).

Таким образом, переключая режимы работы БУ 5, изменяя испытательное напряжение на ПИИН 8 (входное напряжение проверяемого ИЭП), получая данные о токе и напряжениях от мультиметра 7 и изменяя нагрузку с помощью ПЭН 4 по двум независимым каналам нагрузки выходов ИЭП, PC 3 осуществляет контроль параметров ИЭП - тока потребления, выходного напряжения, пульсации выходного напряжения, нестабильности выходного напряжения при изменении входного напряжения и тока нагрузки, электрической прочности изоляции входных и выходных цепей в полном объеме при различных нагрузках. Кроме того, PC 3 производит анализ результатов контроля параметров ИЭП, их индикацию и распечатку, а также обеспечивает хранение протоколов измерений и осуществляет интерфейс с пользователем посредством программного обеспечения.

Программа стенда позволяет производить:

- самодиагностику;

- контроль параметров ИЭП, с возможностью выдачи результатов на печатающее устройство (принтер)**;

- ввод паспортных данных на контролируемый ИЭП.

Заявляемый стенд предназначен для проведения автоматизированного контроля параметров ИЭП - тока потребления, выходного напряжения, пульсации выходного напряжения, нестабильности выходного напряжения при изменении входного напряжения и тока нагрузки, электрической прочности изоляции входных и выходных цепей.

Технический результат от использования полезной модели и совокупность отличительных признаков для его достижения:

- обеспечение возможности контроля параметров нагрузки (ток и напряжение) и входного напряжения контролируемого ИЭП введением мультиметра и БК;

- обеспечение возможности проверки контролируемого ИЭП при различных напряжениях питания введением ПИИН и БК.

Представленные описание и схема заявляемого стенда позволяют, применяя существующие материалы и унифицированные покупные комплектующие изделия, изготовить его промышленным способом и использовать для автоматизированного контроля параметров различных источников электропитания.

Стенд контроля параметров источников электропитания (ИЭП), содержащий блок внешнего электропитания, блок внутреннего электропитания, рабочую станцию (PC), программируемую электронную нагрузку (ПЭН) и блок управления (БУ), отличающийся тем, что в состав введены мультиметр, программируемый источник испытательного напряжения (ПИИН) и блок коммутации (БК), при этом первый вход-выход PC подключен ко входу-выходу БУ, второй вход-выход PC подключен ко входу-выходу БК, третий вход-выход PC подключен ко входу-выходу мультиметра, а четвертый вход-выход PC - ко входу-выходу ПИИН, первый выход БК подключен ко входу мультиметра, второй выход БК подключен ко входу контролируемого ИЭП, выходы которого подключены к первому и второму входам БК, к третьему входу БК подключен выход ПЭН, к четвертому входу БК подключен второй выход БУ, первый выход которого подключен к ПЭН, а к пятому входу БК подключен выход ПИИН, причем блоки внешнего и внутреннего электропитания обеспечивают электропитание составных частей стенда, ПЭН обеспечивает различные статические и динамические режимы контроля, а ПИИН - необходимое контрольное напряжение.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:
Наверх