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    電源在航空測試領域中的應用和選擇要點

    各種不同功能和種類的用電設備共同負責飛機、飛行器、人造衛星等器械的正常運轉,為航天航空事業的長足發展做出貢獻。而對于這些用電設備的研發、生產以及檢測,需要通過多項測試來保證。一個用電設備的測試項目包括:可靠性測試、功能測試、保護動作測試、電磁干擾測試等。其中有相當一部分都要依靠高精度高性能的可編程直流電源來完成??删幊讨绷麟娫?,在航天航空領域主要用于DC-DC電源模塊、蓄電池、飛行模擬器等直流用電設備的測試。

    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、老化測試等。而對于航天航空用電設備來說,要進行比常規更為嚴苛的測試,要求用電設備不僅能在正常供電情況下穩定工作,還要能應付供電異常的狀況。例如:在飛機上,供電系統給各種各樣的直流用電設備供電,而飛機上的供電系統有時會存在過壓或欠壓的狀況,保證用電設備在這些異常情況下正常工作,就是對飛機功能性以及安全性的保證。因此,過欠壓測試必不可少。直流電源在該測試中用以模擬供電系統,通過輸出一個連續的電壓變化波形來模擬飛機供電系統的電壓變化,對用電設備進行供電,測試用電設備是否會在過壓、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系統輸出的電壓波形:

    1.jpg

    圖1

    很多飛機的供電系統為28V供電,因此,直流電源輸出的波形為28V供電5min ,50V過壓浪涌50ms ,正常電壓供電10s ,0V欠壓浪涌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系列產品具備的List功能,工程師在編輯波形時只需要通過面板的數字按鍵設置電壓值和時間值,讓波形的編輯更加簡化。除了可編程的特性以外,要完成這項測試,使用的直流電源還必須具備高速的特點和快速的電壓爬升時間,否則不能夠在極短的時間內進行電壓變化,也就不能真實的模擬出飛機上供電系統的工作狀態。比如,在圖1所顯示的電壓波形中,電壓從28V上升到50V,只維持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。

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    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,可應用于航天航空領域的各項精密測試。

    老化測試

    對于任何電子設備來說,老化測試都是必不可少的,對于航天航空領域的用電設備來說更是如此,因為一些飛行器、航天器通常需要在大氣層內或太空中運行很長時間,所以用電設備的老化測試在航天航空領域也是一項非常重要的測試內容。在老化測試中,直流電源的主要作用是長時間不間斷的給待測設備供電,由此可見,長時間穩定運行的能力是作為老化電源的必備因素。如圖3所示的是DC-DC電源模塊的老化示意圖。

    航空測試

    圖3

    在圖3中可以看出,正是由于老化測試的時間長,所以需要多臺電源和電子負載組成老化機柜,并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柜空間的節約,艾德克斯的直流電源系列產品均是標準體積制造,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;考慮到測試設備與老化測試軟件之間的通訊,艾德克斯的直流電源所具備的豐富的內置接口則是最佳選擇,不僅能夠節約購置選配接口的成本,內置接口對于通信速度的提高和通信的穩定性也是非常有利的,通信速度通常<30ms。此外,艾德克斯直流電源系列產品的溫漂系數小,也能保證在長時間的老化過程中,電源始終提供穩定的電壓和電流,讓測試持續準確的進行。

    電磁干擾測試

    不管是飛機還是衛星等航天航空器械,眾多的電子設備分別執行不同的功能,才能夠共同完成飛行任務。而幾乎所有的電子設備在工作時都會產生一定的電磁波,對其他設備的運行產生干擾。比如在飛機上,駕駛艙中有很多通信電子設備,一旦這些設備收到了電磁干擾而不能正常工作,就會產生非常嚴重的后果。所以,航天航空中的電磁干擾測試,長期以來受到每一位工程師的關注。值得注意的是,在電磁干擾測試中,用來給待測物供電的電源也是一個電子設備,也會受到電磁波的干擾。如果電源的抗干擾能力不強,那么很有可能無法正常為待測物供電,測試也就無法進行。一般的電源在此環境下輸出帶有很重的紋波干擾,甚至于電源無法正常輸出。所以,在航天航空領域選擇測試所用的電源時,還應考慮到電源自身的抗干擾能力。艾德克斯電源系列產品完善的屏蔽保護可有效抵御各類干擾。

    電源在航天航空測試中的應用詳解&選擇要點

    圖4

    功能性測試

    航天航空器械上的各種用電設備存在的價值在于他們能夠實現各種各樣的功能,功能性測試對測試所使用的直流電源的要求更加嚴苛,由于飛機用電設備的多樣性、復雜性,多種設備無規律的打開或關閉,對電源的負載調整率、響應時間等有著嚴格的要求。如果電源的響應速度不夠快,當測試中待測的用電設備做無規律的打開和關閉的時候,電源極有可能會發生宕機等故障,使測試無法正常進行。在選擇電源的時候,對于負載調整率和響應時間也要給予一定的關注。

    保護動作測試

    在每一個飛行器或航天器上,眾多電子設備通常是并聯在一個供電系統的電路中,那么工程師就會考慮到其中一個設備發生異常會對其他設備造成的影響。保護動作測試的要求是:在用電設備出現異常時能夠及時切斷回路,以防止燒壞電源線路,影響其他設備工作等。此測試要求在多個用電設備工作時,某一用電設備或多個用電設備異常時,電源能正常供電,不影響其他設備工作。在做這項測試的時候,使用一臺直流電源帶載數個用電設備,并使其中的一個或幾個待測設備異常,以此檢測對其他電路的影響。這對電源也提出了一些要求,如果某一設備發生異常(比如短路),那么一般的電源很可能直接切斷所有回路,這樣測試就無法進行下去了。而艾德克斯的電源可設置延時保護功能,可使得即使某一待測設備發生異常,電源也繼續正常供電,讓測試得以進行。

    總體來說,可編程直流電源應用于航天航空電子設備的測試中,在可靠性、功能性、保護以及電磁干擾、老化等測試內容中都是必備的儀器,主要用于為待測設備供電,并模擬使用環境輸出不同的電壓波形,以達到各種測試目的??偨Y可編程直流電源的選擇要點如下:

    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.抗干擾能力強

    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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