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航空航天測試中,電源選擇要點及應(yīng)用詳解

發(fā)布時間:2015-04-14 責任編輯:echolady

【導(dǎo)讀】在航空航天事業(yè)中,飛機、人造衛(wèi)星、飛行器等等器械設(shè)備都需要不同功能的用電設(shè)備去維持和負責。這些用電設(shè)備在投入使用前要經(jīng)過多項測試,可靠性測試、功能測試、保護動作測試、電磁干擾測試。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(shè)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(shè)備來說,要進行比常規(guī)更為嚴苛的測試,要求用電設(shè)備不僅能在正常供電情況下穩(wěn)定工作,還要能應(yīng)付供電異常的狀況。例如:在飛機上,供電系統(tǒng)給各種各樣的直流用電設(shè)備供電,而飛機上的供電系統(tǒng)有時會存在過壓或欠壓的狀況,保證用電設(shè)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(tǒng),通過輸出一個連續(xù)的電壓變化波形來模擬飛機供電系統(tǒng)的電壓變化,對用電設(shè)備進行供電,測試用電設(shè)備是否會在過壓、欠壓、正常電壓這三種不同的電壓狀態(tài)下都能保持正常工作。圖1是在對飛機上的用電設(shè)備做過欠壓測試時利用直流電源模擬飛機供電系統(tǒng)輸出的電壓波形:

電源選擇要點及應(yīng)用詳解
圖1

很多飛機的供電系統(tǒng)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(huán)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(chǎn)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(shù)字按鍵設(shè)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(nèi)進行電壓變化,也就不能真實的模擬出飛機上供電系統(tǒng)的工作狀態(tài)。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。

電源選擇要點及應(yīng)用詳解
圖2
 
從圖2與圖1的對比不難發(fā)現(xiàn),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(yīng)用于航天航空領(lǐng)域的各項精密測試。

老化測試

對于任何電子設(shè)備來說,老化測試都是必不可少的,對于航天航空領(lǐng)域的用電設(shè)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(nèi)或太空中運行很長時間,所以用電設(shè)備的老化測試在航天航空領(lǐng)域也是一項非常重要的測試內(nèi)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(shè)備供電,由此可見,長時間穩(wěn)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。

電源選擇要點及應(yīng)用詳解
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(jiān)控的方式實現(xiàn)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(jié)約,艾德克斯的直流電源系列產(chǎn)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(shè)備的能耗,艾德克斯的產(chǎn)品均是智能風扇設(shè)計,不僅散熱性能良好,而且還能節(jié)約用電量;考慮到測試設(shè)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(nèi)置接口則是最佳選擇,不僅能夠節(jié)約購置選配接口的成本,內(nèi)置接口對于通信速度的提高和通信的穩(wěn)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(chǎn)品的溫漂系數(shù)小,也能保證在長時間的老化過程中,電源始終提供穩(wěn)定的電壓和電流,讓測試持續(xù)準確的進行。
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電磁干擾測試

不管是飛機還是衛(wèi)星等航天航空器械,眾多的電子設(shè)備分別執(zhí)行不同的功能,才能夠共同完成飛行任務(wù)。而幾乎所有的電子設(shè)備在工作時都會產(chǎn)生一定的電磁波,對其他設(shè)備的運行產(chǎn)生干擾。比如在飛機上,駕駛艙中有很多通信電子設(shè)備,一旦這些設(shè)備收到了電磁干擾而不能正常工作,就會產(chǎn)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(guān)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(shè)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(huán)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(lǐng)域選擇測試所用的電源時,還應(yīng)考慮到電源自身的抗干擾能力。艾德克斯電源系列產(chǎn)品完善的屏蔽保護可有效抵御各類干擾。

電源選擇要點及應(yīng)用詳解
圖4
 
功能性測試

航天航空器械上的各種用電設(shè)備存在的價值在于他們能夠?qū)崿F(xiàn)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(shè)備的多樣性、復(fù)雜性,多種設(shè)備無規(guī)律的打開或關(guān)閉,對電源的負載調(diào)整率、響應(yīng)時間等有著嚴格的要求。如果電源的響應(yīng)速度不夠快,當測試中待測的用電設(shè)備做無規(guī)律的打開和關(guān)閉的時候,電源極有可能會發(fā)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(diào)整率和響應(yīng)時間也要給予一定的關(guān)注。

保護動作測試

在每一個飛行器或航天器上,眾多電子設(shè)備通常是并聯(lián)在一個供電系統(tǒng)的電路中,那么工程師就會考慮到其中一個設(shè)備發(fā)生異常會對其他設(shè)備造成的影響。保護動作測試的要求是:在用電設(shè)備出現(xiàn)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(shè)備工作等。此測試要求在多個用電設(shè)備工作時,某一用電設(shè)備或多個用電設(shè)備異常時,電源能正常供電,不影響其他設(shè)備工作。在做這項測試的時候,使用一臺直流電源帶載數(shù)個用電設(shè)備,并使其中的一個或幾個待測設(shè)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(shè)備發(fā)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(shè)置延時保護功能,可使得即使某一待測設(shè)備發(fā)生異常,電源也繼續(xù)正常供電,讓測試得以進行。

總體來說,可編程直流電源應(yīng)用于航天航空電子設(shè)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(nèi)容中都是必備的儀器,主要用于為待測設(shè)備供電,并模擬使用環(huán)境輸出不同的電壓波形,以達到各種測試目的??偨Y(jié)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(wěn)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(diào)整率和響應(yīng)時間

9.延時保護功能

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