專利名稱：一次電源加擾儀的制作方法
技術領域：
本發明屬于電磁兼容預測試技術領域，涉及一種一次電源上疊加干擾電壓的電路 結構，尤其是一種一次電源加擾儀。
背景技術：
在一次電源上疊加一定的干擾電壓后給被測設備供電，測試并驗證被測設備的抗 干擾能力，是電磁兼容預測試的一項重要內容。本發明所涉一次電源加擾儀可完成《航天系 統電磁兼容性要求GJB3590-99》和《飛機供電特性GJB181A-2003》要求的一次電源浪涌電 壓試驗項目。目前要進行此類試驗一般有兩種途徑一是使用數字可編程電源進行一次電源疊加干擾的模擬測試。由于受電源輸出電感、電容及環路參數的制約，數字可編程電源輸出電壓的上升/ 下降時間為毫秒級，這種毫秒級模擬測試往往不能全面滿足測試要求。二是使用電磁兼容試驗室的浪涌電壓專用設備。由于此類專用設備一般需要與實驗室專用工裝配合使用，所以使用場地有局限 性，難于對生產過程中的半成品或處于生產、調試環節的產品進行抗擾能力的預測試；此類 專用設備價格昂貴，試驗費用高，一般只用于對產品性能做鑒定性測試，不適合對半成品或 處于生產、調試環節的產品進行多次摸底試驗及預測試。目前測試并驗證被測設備的抗干擾能力一般使用數字可編程電源或用電磁兼容 試驗室專用的浪涌電壓設備，存在三個不足之處1)數字可編程電源的輸出電壓上升及下降時間過于緩慢，不能全面滿足測試要 求；2)電磁兼容實驗室專用設備使用場地有局限性，難于對生產過程中的半成品或處 于生產、調試環節的產品進行抗擾能力的預測試；3)電磁兼容實驗室專用設備價格昂貴，試驗費用高，一般只適用于產品的鑒定性 測試，不適合對半成品或處于生產、調試環節的產品進行多次摸底試驗及預測試。
發明內容
本發明所涉一次電源加擾儀就是針對上述問題而研制，構思巧妙，結構簡單。能夠 實現如下功能和性能1)具有正常輸出、過電壓浪涌輸出、欠電壓浪涌輸出、微掉電輸出四種輸出模式。每種輸出模式最大功率500W ；2)在一次電源疊加的電壓浪涌干擾波形的上升/下降時間達到微妙級；3)疊加的過電壓浪涌或欠電壓浪涌的幅值可調節，滿足《航天系統電磁兼容性要 求GJB3590-99》和《飛機供電特性GJB181A-2003》中對浪涌電壓幅值的要求；4)疊加的過電壓浪涌或欠電壓浪涌的時間可調節，調節范圍為10μ s到200ms，滿足試驗一般電子系統過電壓/欠電壓浪涌試驗要求；5)增加了微掉電功能，掉電時間可調節，調節范圍為10μ s到200ms，滿足試驗一 般電子系統抗掉電試驗要求。這種一次電源加擾儀在各項性能指標上可以模擬電磁兼容實驗室專用設備輸出 的過電壓/欠電壓浪涌，能對半成品或處于生產、調試環節的產品進行多次摸底試驗及預 測試，提高了測試的便利性和針對性，降低了測試成本。本發明涉及一種在一次電源上疊加干擾電壓的電路結構，旨在解決對半成品或處 于生產、調試環節的產品的一次電源上疊加干擾電壓的問題。利用計算機控制，使得一次源 疊加的干擾電壓的幅值、寬度可調，最終形成一種一次電源加擾儀。能夠驗證單機設備和分 系統設備，在研產過程中的EMC預測試，測試并驗證被測設備的抗干擾能力。本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一次電源加擾儀，所述電路結構由電源模塊A、電源模塊B、電源模塊C、二極管D1、二極管D2、二極管 D3、MOS管Ql、MOS管Q2、MOS管Q3、單片機控制模塊、驅動模塊、電位器、IXD液晶顯示模塊 以及鍵盤組成；所述電源模塊A、電源模塊B、電源模塊C的輸入端共同連接220伏50赫茲的交流 電源，電源模塊A的輸出正線連接二極管Dl的陽極，二極管Dl的陰極連接MOS管Ql的漏 級D，M0S管Ql的源級S連接輸出正線，電源模塊A的輸出地線連接輸出負線。電源模塊B 的輸出正線連接二極管D2的陽極，二極管D2的陰極接在MOS管Q2的源級S, MOS管Q2的 漏級D接輸出正線，電源模塊B的輸出地線接輸出負線；電源模塊C的輸出正線連接二極管 D3的陽極，二極管D3的陰極接在MOS管Q3的源級S，M0S管Q3的漏級D連接輸出正線，電 源模塊C的輸出地線連接輸出負線。電位器連接在電源模塊A、電源模塊B、電源模塊C電 壓調節端；鍵盤連接單片機控制模塊的鍵盤接口 ；LCD液晶顯示模塊連接單片機控制模塊的 顯示接口 ；單片機控制模塊的三個TTL信號輸出端K1、K2、K3連接驅動電路，TTL信號Κ1、 Κ2、Κ3經過驅動電路后分別連接MOS管Ql的柵極G、MOS管Q2柵極G和MOS管Q3柵極G。所述電源模塊Α、電源模塊B、電源模塊C提供一次電源加擾儀所需的輸出直流電 壓，電源模塊A輸出80V、電源模塊B輸出28V、電源模塊C輸出8V直流電壓；其中電源模塊 B輸出28V作為母線電壓。所述電源模塊Α、電源模塊B、電源模塊C提供一次電源加擾儀所需的輸出直流電 壓，電源模塊A輸出80V、電源模塊B輸出28V、電源模塊C輸出8V直流電壓；其中電源模塊 A輸出80V作為母線電壓。所述電源模塊Α、電源模塊B、電源模塊C提供一次電源加擾儀所需的輸出直流電 壓，電源模塊A輸出80V、電源模塊B輸出28V、電源模塊C輸出8V直流電壓；其中電源模塊 C輸出8V作為母線電壓。所述電源加擾儀還包括電源模塊D，電源模塊D提供一次電源加擾儀所需的輸出 直流電壓，電源模塊D輸出100V直流電壓或輸出15V直流電壓作為母線電壓。一次電源加擾儀具有能產生過壓浪涌、欠壓浪涌及微掉電三種工作模式，在每種 工作模式下均能輸出500W的功率。可設置相應的檢測模式。通過面板上的旋鈕和按鍵可 以完成對過、欠浪涌電壓、母線電壓以及浪涌脈沖寬度的調節，并且有LCD顯示屏進行所處模式、輸出電壓和脈沖時間的顯示。電壓上升沿和下降沿均可達到微秒級。輸出疊加與母 線電壓上的過壓浪涌最高至80V，欠壓浪最低至8V，寬度從10 μ s到200ms。本發明一次電源加擾儀通過給電源模塊(A/B/C)輸出上分別串聯二極管和電子 開關后為電子系統提供電源輸出，設定A/B/C各自電壓，并設定K1/K2/K3的開通/關斷時 間，則在兩個電子開關的公共輸出端得到時長可設定的電壓跳變，從而實現對過壓浪涌、欠 壓浪涌、微掉電的功能模擬。該技術思路巧妙，電路簡單，控制可靠。目前，已生產出滿足航 空、航天軍用標準要求的浪涌電壓發生器產品多臺，可以模擬過壓浪涌、欠壓浪涌、微掉電 等功能。刪除了“成功用于......”，如果已經在申請前公開使用，會影響授權。
圖1為本發明的一次電源加擾儀電氣連接關系圖；圖2為本發明的一次電源加擾儀變形拓撲結構電氣連接關系；圖3為本發明的一次電源加擾儀工作原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述參見圖1、2、3，本發明涉及一種在一次電源上疊加干擾電壓的電路結構，旨在解決 對半成品或處于生產、調試環節的產品的一次電源上疊加干擾電壓的問題。利用計算機控 制，使得一次源疊加的干擾電壓的幅值、寬度可調，最終形成一種一次電源加擾儀能夠驗證 單機設備和分系統設備，在研產過程中的EMC預測試，測試并驗證被測設備的抗干擾能力。一次電源加擾儀由電源模塊A、電源模塊B、電源模塊C、二極管D1、二極管D2、二極 管D3、M0S管Q1、M0S管Q2、M0S管Q3、單片機控制模塊、驅動模塊、電位器、LCM(LCD液晶顯 示模塊)以及鍵盤一共八部分組成，其連接關系為電源模塊A、電源模塊B、電源模塊C的輸入端共同連接220伏50赫茲的交流電源， 電源模塊A的輸出正線連接二極管Dl的陽極，二極管Dl的陰極連接MOS管Ql的漏級D， MOS管Ql的源級S連接輸出正線，電源模塊A的輸出地線連接輸出負線。電源模塊B的輸 出正線連接二極管D2的陽極，二極管D2的陰極接在MOS管Q2的源級S, MOS管Q2的漏級 D接輸出正線，電源模塊B的輸出地線接輸出負線。電源模塊C的輸出正線連接二極管D3 的陽極，二極管D3的陰極接在MOS管Q3的源級S, MOS管Q3的漏級D連接輸出正線，電源 模塊C的輸出地線連接輸出負線。電位器連接在電源模塊A、B、C電壓調節端。鍵盤連接單 片機控制模塊的鍵盤接口。LCM(LCD液晶顯示模塊)連接單片機控制模塊的顯示接口。單 片機控制模塊的三個TTL信號輸出端ΚΙ、K2、K3連接驅動電路，TTL信號ΚΙ、K2、K3經過驅 動電路后分別連接MOS管Ql的柵極G、MOS管Q2柵極G和MOS管Q3柵極G。①電源模塊A、電源模塊B、電源模塊C的功能是提供一次電源加擾儀所需的輸出 直流電壓，電源模塊A輸出8QV、電源模塊B輸出28V、電源模塊C輸出8V直流電壓。其中 28V稱為母線電壓，為后級系統設備提供正常的工作電壓。這種交流輸入，直流輸出的電源 模塊可在市場上方便購得。②二極管D1、二極管D2、二極管D3的功能是防止輸出電壓倒灌損傷電源模塊。③電子開關Ql、電子開關Q2、電子開關Q3的功能是分別控制電源模塊A、電源模塊B，電源模塊C的電壓輸出。④單片機控制模塊是該儀器的智能控制核心。該模塊連接鍵盤，LCM,電壓采樣并 可以根據用戶要求按照一定的時序輸出K1、K2，K3這三路TTL信號。且能夠回采電源模塊 A、B，C的輸出電壓，并能將其顯示在液晶屏上。這種單片機控制模塊由單片機搭成，單片機 可在市場上方便購得。⑤驅動模塊的功能是放大由單片機控制模塊輸出Κ1、Κ2，Κ3這三路TTL信號，使其 能夠分別驅動電子開關Ql、電子開關Q2，電子開關Q3。這種信號放大電路可在市場上方便 購得。⑥電位器的功能是連接電源模塊的電壓調節端，可以在一定范圍內調節電源模塊 Α、電源模塊B，電源模塊C的輸出電壓。⑦LCM (IXD液晶顯示模塊)是人機交換系統的信息輸出口，連接單片機控制模塊， 可以顯示操作界面以及采樣電壓等相關信息。⑧鍵盤是人機交換系統的信息輸入口，通過按鍵能選擇工作模式，切換工作模式， 輸入脈寬信息。一次電源加擾儀工作原理如下開機后系統自檢，自檢正常后IXD液晶屏顯示系統的主界面，主界面顯示有正常 輸出模式、過壓浪涌模式、欠壓浪涌模式以及微掉電模式共四種工作模式供用戶選擇。用戶 通過鍵盤鍵入所需要的模式，進入該模式后，液晶屏會顯示電源模塊的輸出電壓，用戶可以 通過電位器來調節輸出電壓，液晶屏的顯示電壓也會隨之動態變化。調節完成所需的電壓 后，可以通過鍵盤鍵入所需脈沖的時間。當所處模式、輸出電壓，以及脈沖寬度等信息確定 完成后，執行觸發，一次電源加擾儀即可通過單片機控制系統將用戶輸入的浪涌模式及脈 沖時間等信息處理，然后按照一定的時序通過控制(Κ1、Κ2、Κ3)這3路TTL信號，TTL信號 通過驅動模塊的放大，從而控制電子開關(Q1、Q2、Q3)的開通與閉合，從而實現各種浪涌電 壓的輸出。具體的工作情況是當確定輸出電壓以及脈沖寬度后，一次電源加擾儀即會輸出 母線電壓。當執行過壓浪涌觸發時，Kl輸出一個已輸入的脈沖時間的高電平TTL信號，TTL 信號經過驅動模塊放大后使Ql導通，從而在輸出母線電壓上疊加了一個所輸入的脈沖寬 度的80V過壓浪涌。當執行欠壓浪涌觸發時，K3輸出一個所輸入的脈沖時間的高電平TTL 信號，同時K2輸出一個所輸入的脈沖時間的低電平TTL信號，TTL信號經過驅動模塊放大后 使Ql導通，Q2截止。從而在輸出母線電壓上產生了一個已輸入脈沖寬度的8V欠壓浪涌。本發明變形拓撲結構一一次電源加擾儀原型中是以電源模塊B輸出的直流28V 電壓作為母線電壓，所以可以將原型變形為用電源模塊A或者電源模塊C的輸出作為母線 電壓使用。當需要電源模塊A輸出的80V作為母線電壓時，應用電源模塊B和電源模塊C 做28V和8V的欠壓浪涌試驗；當需要電源模塊C輸出的8V作為母線電壓時，應用電源模塊 A和電源模塊B做28V和80V的過壓浪涌試驗。本發明變形拓撲結構二 增加電源模塊的種類可以得到不同電壓幅值過壓浪涌或 者負壓浪涌。例如如果增加能輸出100V直流電壓的電源模塊D，一次電源加擾儀就可以做 出100V的過壓浪涌；如果電源模塊D能輸出15V直流電壓的，一次電源加擾儀就可以做出 15V的欠壓浪涌。依此類推，可以任意的減少或增加電源模塊的種類。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施方式
僅限于此，對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫 離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬于本發明由所 提交的權利要求書確定專利保護范圍。
權利要求
一次電源加擾儀，其特征在于所述電路結構由電源模塊A、電源模塊B、電源模塊C、二極管D1、二極管D2、二極管D3、MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、單片機控制模塊、驅動模塊、電位器、LCD液晶顯示模塊以及鍵盤組成；所述電源模塊A、電源模塊B、電源模塊C的輸入端共同連接220伏50赫茲的交流電源，電源模塊A的輸出正線連接二極管D1的陽極，二極管D1的陰極連接MOS管Q1的漏級D，MOS管Q1的源級S連接輸出正線，電源模塊A的輸出地線連接輸出負線。電源模塊B的輸出正線連接二極管D2的陽極，二極管D2的陰極接在MOS管Q2的源級S，MOS管Q2的漏級D接輸出正線，電源模塊B的輸出地線接輸出負線；電源模塊C的輸出正線連接二極管D3的陽極，二極管D3的陰極接在MOS管Q3的源級S，MOS管Q3的漏級D連接輸出正線，電源模塊C的輸出地線連接輸出負線；電源模塊A、電源模塊B、電源模塊C的電壓調節端均連接有電位器；鍵盤連接單片機控制模塊的鍵盤接口；LCD液晶顯示模塊連接單片機控制模塊的顯示接口；單片機控制模塊的三個TTL信號輸出端K1、信號輸出端K2、信號輸出端K3連接驅動電路，TTL信號K1、TTL信號K2、TTL信號K3經過驅動電路后分別連接MOS管Q1的柵極G、MOS管Q2柵極G和MOS管Q3柵極G。
2.如權利要求1一次電源加擾儀，其特征在于所述電源模塊A、電源模塊B、電源模塊 C提供一次電源加擾儀所需的輸出直流電壓，電源模塊A輸出80V、電源模塊B輸出28V、電 源模塊C輸出8V直流電壓；其中電源模塊B輸出28V作為母線電壓。
3.如權利要求1一次電源加擾儀，其特征在于所述電源模塊A、電源模塊B、電源模塊 C提供一次電源加擾儀所需的輸出直流電壓，電源模塊A輸出80V、電源模塊B輸出28V、電 源模塊C輸出8V直流電壓；其中電源模塊A輸出80V作為母線電壓。
4.如權利要求1一次電源加擾儀，其特征在于所述電源模塊A、電源模塊B、電源模塊 C提供一次電源加擾儀所需的輸出直流電壓，電源模塊A輸出80V、電源模塊B輸出28V、電 源模塊C輸出8V直流電壓；其中電源模塊C輸出8V作為母線電壓。
5.如權利要求1一次電源加擾儀，其特征在于所述電源加擾儀還包括電源模塊D，電 源模塊D提供一次電源加擾儀所需的輸出直流電壓，電源模塊D輸出100V直流電壓或輸出 15V直流電壓作為母線電壓。
全文摘要
本發明公開了一種一次電源加擾儀，所述電路結構由電源模塊A、電源模塊B、電源模塊C、二極管D1、二極管D2、二極管D3、MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、單片機控制模塊、驅動模塊、電位器、LCD液晶顯示模塊以及鍵盤組成；本發明一次電源加擾儀通過給電源模塊(A/B/C)輸出上分別串聯二極管和電子開關后為電子系統提供電源輸出，設定A/B/C各自電壓，并設定K1/K2/K3的開通/關斷時間，則在兩個電子開關的公共輸出端得到時長可設定的電壓跳變，從而實現對過壓浪涌、欠壓浪涌、微掉電的功能模擬。該技術思路巧妙，電路簡單，控制可靠。目前，已生產出滿足航空、航天軍用標準要求的浪涌電壓發生器產品多臺，可以模擬過壓浪涌、欠壓浪涌、微掉電等功能。
文檔編號G01R19/165GK101943733SQ20101025998
公開日2011年1月12日 申請日期2010年8月23日 優先權日2010年8月23日
發明者馮喬, 馮亞青, 張宏科, 成渭民, 李智 申請人:中國航天科技集團公司第九研究院第七七一研究所