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基于單片機(jī)的電壓沖擊試驗(yàn)?zāi)M器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于單片機(jī)的電壓沖擊試驗(yàn)?zāi)M器，可用于電子產(chǎn)品進(jìn)行GJB181/GJB181A浪涌電壓沖擊試驗(yàn)的模擬測(cè)試。該模擬器以單片機(jī)為基礎(chǔ)，通過時(shí)間程序控制外圍MOS管的通斷，從而控制外加模擬尖峰電壓的施加與撤除，模擬電壓沖擊試驗(yàn)狀態(tài)。本發(fā)明的有益效果是解決了電子產(chǎn)品進(jìn)行GJB181/GJB181A浪涌電壓沖擊試驗(yàn)的模擬測(cè)試，可以作為電子產(chǎn)品試驗(yàn)符合性的摸底試驗(yàn)裝置。
【專利說明】基于單片機(jī)的電壓沖擊試驗(yàn)?zāi)M器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明公開了一種基于單片機(jī)的電壓沖擊試驗(yàn)?zāi)M器，可用于電子產(chǎn)品進(jìn)行 GJB181/GJB181A浪涌電壓沖擊試驗(yàn)的模擬測(cè)試。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，國(guó)內(nèi)常見的飛機(jī)供電特性參數(shù)測(cè)試臺(tái)，按照GJB181-86、GJB181A-2003要求 進(jìn)行設(shè)計(jì)，由尖峰電壓信號(hào)發(fā)生器和浪涌電壓信號(hào)發(fā)生器兩部分組成，雖具有自動(dòng)化控制 高、自校準(zhǔn)、測(cè)試穩(wěn)定、電壓波形驗(yàn)證顯示、使用方便等特點(diǎn)，滿足機(jī)載設(shè)備及地面保障設(shè)備 耐電源特性試驗(yàn)，但儀器造價(jià)較高，操作較為復(fù)雜。
[0003] 為使各種電子設(shè)備能可靠工作，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各種電子設(shè)備應(yīng)能承受的環(huán)境條 件。對(duì)最基本的供電來說，國(guó)軍標(biāo)（GJB181-86)中要求機(jī)載電子設(shè)備能夠承受一定的尖峰 電壓及浪涌電壓。對(duì)于尖峰電壓，因?yàn)榧夥咫妷褐惦m高，但時(shí)間短，能量小，可用電感濾除或 用瞬態(tài)電壓抑制二極管、壓敏電阻來吸收。對(duì)于低壓浪涌，可以采取貯存能量，或主控系統(tǒng) 供電由低壓變高壓DC - DC補(bǔ)充的供電方法，使電子設(shè)備工作不問斷，就可解決此問題。但 對(duì)于過壓浪涌，GJB181-86中要求使用+28V供電的電子設(shè)備能承受80V、50ms的過壓浪涌， 其電壓高，時(shí)間長(zhǎng)，因此實(shí)現(xiàn)困難。本文通過理論分析和實(shí)驗(yàn)，提出了采用電壓鉗位和開關(guān) 式穩(wěn)壓電路等方法來解決此問題的思路。
[0004] 本發(fā)明主要針對(duì)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為：
[0005] GJB181-86飛機(jī)供電特性及對(duì)用電設(shè)備的要求
[0006] GJB181A-2003 飛機(jī)供電特性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明正是為了解決上述技術(shù)問題而設(shè)計(jì)的一種基于單片機(jī)的電壓沖擊試驗(yàn)?zāi)?擬器，可用于電子產(chǎn)品進(jìn)行GJB181/GJB181A浪涌電壓沖擊試驗(yàn)的模擬測(cè)試。該模擬器以單 片機(jī)為基礎(chǔ)，通過時(shí)間程序控制外圍M0S管的通斷，間接控制尖峰電壓的通斷，模擬電壓沖 擊試驗(yàn)狀態(tài)裝置。
[0008] -種基于單片機(jī)的電壓沖擊試驗(yàn)?zāi)M器，所述模擬器包括單片機(jī)控制電路、M0S管 器件及輔助供電電路組成，其中U1為單片機(jī)控制器；XI為石英晶振，作為系統(tǒng)時(shí)鐘基準(zhǔn)， V1-V3二極管為輸出隔離，Ql、Q2和M0S管作為開關(guān)管，其中單片機(jī)為主控核心器件，通過 控制模塊對(duì)外圍器件進(jìn)行控制，單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘通過石英晶振進(jìn)行設(shè)置，設(shè)備開機(jī)后，通過 單片機(jī)控制Q1接通為后級(jí)電路提供供電，當(dāng)試驗(yàn)選擇為正向脈沖時(shí)，單片機(jī)通過時(shí)序控制 將Q2開通或關(guān)斷，使得相應(yīng)正向脈沖加在輸出端，完成正向沖擊電壓試驗(yàn)；當(dāng)試驗(yàn)選擇為 負(fù)向脈沖時(shí)，單片機(jī)通過時(shí)序控制將Q1開通或關(guān)斷，使得輸出端輸出相應(yīng)負(fù)向脈沖，完成 負(fù)向沖擊電壓試驗(yàn)。
[0009] 如圖2所示一種基于單片機(jī)的電壓沖擊試驗(yàn)?zāi)M器，各部分元器件組成及功能如 下：
[0010] U1 :單片機(jī)芯片，通過編程器連接電腦將源程序固化至芯片內(nèi)部，當(dāng)單片機(jī)通電運(yùn) 行后，可對(duì)外圍電路進(jìn)行相應(yīng)控制；
[0011] SI、C3、R1 :系統(tǒng)復(fù)位電路，單片機(jī)采用了上電復(fù)位方式，當(dāng)模擬器系統(tǒng)開關(guān)S1閉 合后，再為單片機(jī)供電的同時(shí)通過C3、R1對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位。
[0012] XI、Cl、C2 :時(shí)鐘控制電路，通過石央晶體振湯器XI，為單片機(jī)運(yùn)彳丁提供系統(tǒng)時(shí)鐘， C1、C2為時(shí)鐘補(bǔ)償元器件，可對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘基準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)償修正，從而確保時(shí)間的準(zhǔn)確無誤；
[0013] S2 :狀態(tài)選擇開關(guān)，系統(tǒng)啟動(dòng)后S2所接管腳默認(rèn)為高電平，系統(tǒng)程序進(jìn)入正向脈 沖控制程序；若S2閉合，將S2所接管腳接地置0,則系統(tǒng)程序進(jìn)入負(fù)向脈沖控制程序。
[0014] Ql、Q2 :M0S管電路，單片機(jī)電路通過程序控制Ql、Q2的導(dǎo)通與關(guān)斷來模擬相應(yīng)的 試驗(yàn)狀態(tài)，設(shè)備開機(jī)后，通過單片機(jī)控制Q1接通為后級(jí)電路提供供電，當(dāng)試驗(yàn)選擇為正向 脈沖時(shí)，單片機(jī)通過時(shí)序控制將Q2開通或關(guān)斷，使得相應(yīng)正向脈沖加在輸出端，完成正向 沖擊電壓試驗(yàn)；當(dāng)試驗(yàn)選擇為負(fù)向脈沖時(shí)，單片機(jī)通過時(shí)序控制將Q1開通或關(guān)斷，使得輸 出端輸出相應(yīng)負(fù)向脈沖，完成負(fù)向沖擊電壓試驗(yàn)。
[0015] V1、V2、V3 :電壓隔離電路，如圖所示由于模擬器工作時(shí)V1、V2、V3所在電路電壓不 同，需通過二極管進(jìn)行電壓隔離，來確保整個(gè)電路輸出端的正常運(yùn)行。
[0016] 所述模擬器用于電子產(chǎn)品進(jìn)行GJB181/GJB181A浪涌電壓沖擊試驗(yàn)的模擬測(cè)試， 該模擬器通過控制模塊控制外圍M0S管的通斷，控制模擬尖峰電壓的施加與撤除，模擬電 壓沖擊試驗(yàn)狀態(tài)，所述模擬器采用單片機(jī)進(jìn)行程序控制。
[0017] 通過控制模塊控制外圍M0S管的通斷，控制模擬尖峰電壓的施加與撤除。
[0018] 通過對(duì)源程序的修改對(duì)試驗(yàn)脈沖時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。
[0019] 元器件最佳參數(shù)為，U1單片機(jī)選型為，AT89C2051 ;X1晶振選型為，12M ;C1、C2電 容選型為，50V20pF ;C3電容選型為，50V10uF ;V1-V3二極管選型為，MUR3020 ;Q1、Q2和M0S 管選型為IRFPG50。
[0020] 有益效果
[0021] 本發(fā)明的有益效果是一種基于單片機(jī)的電壓沖擊試驗(yàn)?zāi)M器，可用于電子產(chǎn)品進(jìn) 行GJB181/GJB181A浪涌電壓沖擊試驗(yàn)的模擬測(cè)試。該模擬器以單片機(jī)為基礎(chǔ)，通過時(shí)間程 序控制外圍M0S管的通斷，控制尖峰電壓的施加與撤除，模擬電壓沖擊試驗(yàn)狀態(tài)。解決了專 用發(fā)生器造價(jià)商等缺點(diǎn)。
[0022] ①性能優(yōu)良，成本低廉。
[0023] 本發(fā)明控制性能優(yōu)良，整體電路成本較低。
[0024] ②電路簡(jiǎn)潔，工作穩(wěn)定。
[0025] 本發(fā)明采用單片機(jī)為核心器件，對(duì)尖峰時(shí)間可作出精準(zhǔn)控制，即可滿足技術(shù)指標(biāo) 的要求。同時(shí)該電路具有較高的抗擾動(dòng)能力，仍能穩(wěn)定的工作。
[0026] ③適用范圍廣
[0027] 本發(fā)明，具有時(shí)間控制電路，同時(shí)也具有獨(dú)立的輔助電源，主要工作狀態(tài)不受后級(jí) 設(shè)備的影響。這就大大拓寬了其應(yīng)用的場(chǎng)合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1基于單片機(jī)的電壓沖擊試驗(yàn)?zāi)M器外觀圖；
[0029] 圖2基于單片機(jī)的電壓沖擊試驗(yàn)?zāi)M器原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0031] 如圖2所示，一種基于單片機(jī)的電壓沖擊試驗(yàn)?zāi)M器，包括單片機(jī)控制電路、M0S 管器件及輔助供電電路組成。其中U1為單片機(jī)控制器；XI為石英晶振，作為系統(tǒng)時(shí)鐘基準(zhǔn)， V1-V3二極管為輸出隔尚，Ql、Q2M0S管作為開關(guān)管。
[0032] 本發(fā)明經(jīng)過多次試驗(yàn)及應(yīng)用得到元器件最佳參數(shù)為：
[0033] U1單片機(jī)選型為：AT89C2051
[0034] XI晶振選型為：12M
[0035] C1、C2 電容選型為：50V20pF
[0036] C3 電容選型為：50V10uF
[0037] V1-V3 二極管選型為：MUR3020
[0038] Ql、Q2M0S 管選型為：IRFPG50
[0039] 以下為GJB181/GJB181A試驗(yàn)?zāi)M器源程序：
[0040] ORG 0040H ;開始 SETB P1.0 ;初始化 CLR P1.1 ;P1.0置1，供電輸入導(dǎo)通，
[0041] P1.1 置 0， 正向脈沖關(guān)斷 CLR P3 0 SFTB P3 1 ;狀態(tài)指示 P3.0 置 0，P3.1 置 1， 狀態(tài)指示 紅燈 ZTJC: JNB P3 7， FXMC ;狀態(tài)選擇，P3.7為1繼續(xù)進(jìn) 入正向脈沖程序，為0跳轉(zhuǎn)至 FXMC ACALL YS50mS JB P3.7, ZTJC ZXMC: SETB P1.0 ;正向脈沖程序 CLR Pl.l ;P1.0置1，供電輸入導(dǎo)通， P1.1置0,正向脈沖關(guān)斷 SFTB P3 0 CLR P3.1 ;狀態(tài)指示 P3.0 置 1，P3.1 置 0， 狀態(tài)指示綠燈 MOV R0, #10 ;設(shè)置正向脈沖次數(shù)，RO=10 M: DJNZ R0 ZX AJMP JS ;正向脈沖次數(shù)為0跳轉(zhuǎn)至結(jié) 束程序--JS，為1繼續(xù)正向脈
[0042] 沖程序--ZX ZX: SETB PI.Ο CLR Pl.l ;P1.0置1,供電輸入導(dǎo)通， PI.1置0，正向脈沖關(guān)斷 ACALL YS12S ;脈沖間隔時(shí)間延時(shí)12S，實(shí) 際延時(shí) 11973mS SETB PI.Ο SETB Pl.l ;P1.0置1，供電輸入導(dǎo)通， Pl.l置1，正向脈沖導(dǎo)通 ACALL YS50mS ;脈沖時(shí)間延時(shí)50mS，實(shí)際 延時(shí)58mS AJMP Μ FXMC: SETB PI.Ο ;負(fù)向脈沖程序 CLR Pl.l ;P1.0置1，供電輸入導(dǎo)通， Pl.l置0，正向脈沖關(guān)斷 SETB P3.0 SETB P3 1 ;狀態(tài)指示 P3.0置 1，P3.1 置 1， 狀態(tài)指示黃燈 MOV R0, #10 ;設(shè)置負(fù)向脈沖次數(shù)，RO=10 MM: DJNZ RO, FX AJMP JS ;負(fù)向脈沖次數(shù)為0跳轉(zhuǎn)至結(jié)
[0043] 束程序--JS,為1繼續(xù)負(fù)向脈 沖程序--FX FX: SFTB P1.0 CLR Pl.l ;P1.0置1，供電輸入導(dǎo)通， P1.1置0,正向脈沖關(guān)斷 ACALL YS12S ;脈沖間隔時(shí)間延時(shí)12S， 實(shí)際延時(shí) 11973mS CLR P1.0 CLR Pl.l ;P1.0置1，供電輸入關(guān)斷， Pl.l置1，正向脈沖關(guān)斷 ACALL YS50mS ;脈沖時(shí)間延時(shí)50mS,實(shí) 際延時(shí)58mS AJMP MM YS12S: MOV R3 , #238 ;脈沖間隔時(shí)間延時(shí)12S子 程序，實(shí)際延時(shí)11973mS MO: ACALL YS1 DJNZ R3， MO RET YS1: MOV R1 ? #100 Ml: MOV R2, #250 M2: DJNZ R2 , M2
[0044] DJNZ R1， Ml RET YS50mS: MOV R4 , #116 ;脈沖時(shí)間延時(shí)50mS子程 序，實(shí)際延時(shí)58mS M3: MOV R5， #250 M4: DJNZ R5， M4 DJNZ R4， M3 RET JS: SETB PI 1 ;結(jié)束程序，關(guān)斷正向脈沖 CLR P3 0 SETB P3.1 ;狀態(tài)指示 P3.0 置 0,P3.1 置 1，狀態(tài)指示紅燈 SJMP $ END
[0045] 本發(fā)明專利不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下得出的其他任 何與本發(fā)明相同或相近似的產(chǎn)品，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于單片機(jī)的電壓沖擊試驗(yàn)?zāi)M器，其特征在于：所述模擬器主要包括單片機(jī) 控制電路、MOS管器件及輔助供電電路組成，其中U1為單片機(jī)控制器；XI為石英晶振，作為 系統(tǒng)時(shí)鐘基準(zhǔn)，V1、V2和V3二極管為輸出隔離，Q1、Q2和MOS管作為開關(guān)管，其中單片機(jī)為 主控核心器件，通過控制模塊對(duì)外圍器件進(jìn)行控制，單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘通過石英晶振進(jìn)行設(shè) 置，設(shè)備開機(jī)后，通過單片機(jī)控制Q1接通為后級(jí)電路提供供電，當(dāng)試驗(yàn)選擇為正向脈沖時(shí)， 單片機(jī)通過時(shí)序控制將Q2開通或關(guān)斷，使得相應(yīng)正向脈沖加在輸出端，完成正向沖擊電壓 試驗(yàn)；當(dāng)試驗(yàn)選擇為負(fù)向脈沖時(shí)，單片機(jī)通過時(shí)序控制將Q1開通或關(guān)斷，使得輸出端輸出 相應(yīng)負(fù)向脈沖，完成負(fù)向沖擊電壓試驗(yàn)，其中，所述U1為單片機(jī)芯片，通過編程器連接電 腦將源程序固化至芯片內(nèi)部，當(dāng)單片機(jī)通電運(yùn)行后，可對(duì)外圍電路進(jìn)行相應(yīng)控制；SI、C3 和R1為系統(tǒng)復(fù)位電路，單片機(jī)采用了上電復(fù)位方式，當(dāng)模擬器系統(tǒng)開關(guān)S1閉合后，再為單 片機(jī)供電的同時(shí)通過C3、R1對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位，XI、C1和C2 :時(shí)鐘控制電路，通過石英 晶體振蕩器XI，為單片機(jī)運(yùn)行提供系統(tǒng)時(shí)鐘，C1、C2為時(shí)鐘補(bǔ)償元器件，對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘基準(zhǔn)進(jìn) 行補(bǔ)償修正，從而確保時(shí)間的準(zhǔn)確無誤；S2 :狀態(tài)選擇開關(guān)，系統(tǒng)啟動(dòng)后S2所接管腳默認(rèn)為 高電平，系統(tǒng)程序進(jìn)入正向脈沖控制程序；若S2閉合，將S2所接管腳接地置0,則系統(tǒng)程序 進(jìn)入負(fù)向脈沖控制程序；Q1、Q2和MOS管電路，單片機(jī)電路通過程序控制Q1、Q2的導(dǎo)通與關(guān) 斷來模擬相應(yīng)的試驗(yàn)狀態(tài)，設(shè)備開機(jī)后，通過單片機(jī)控制Q1接通為后級(jí)電路提供供電，當(dāng) 試驗(yàn)選擇為正向脈沖時(shí)，單片機(jī)通過時(shí)序控制將Q2開通或關(guān)斷，使得相應(yīng)正向脈沖加在輸 出端，完成正向沖擊電壓試驗(yàn)；當(dāng)試驗(yàn)選擇為負(fù)向脈沖時(shí)，單片機(jī)通過時(shí)序控制將Q1開通 或關(guān)斷，使得輸出端輸出相應(yīng)負(fù)向脈沖，完成負(fù)向沖擊電壓試驗(yàn)；V1、V2和V3 :電壓隔離電 路，由于模擬器工作時(shí)V1、V2和V3所在電路電壓不同，需通過二極管進(jìn)行電壓隔離，來確保 整個(gè)電路輸出端的正常運(yùn)行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬器，其特征在于：所述模擬器用于電子產(chǎn)品進(jìn)行GJB181/ GJB181A浪涌電壓沖擊試驗(yàn)的模擬測(cè)試，該模擬器通過控制模塊控制外圍MOS管的通斷，控 制模擬尖峰電壓的施加與撤除，模擬電壓沖擊試驗(yàn)狀態(tài)，所述模擬器采用單片機(jī)進(jìn)行程序 控制。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬器，其特征在于：通過控制模塊控制外圍MOS管的通斷， 控制模擬尖峰電壓的施加與撤除。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬器，其特征在于：通過對(duì)源程序的修改對(duì)試驗(yàn)脈沖時(shí)間 進(jìn)行調(diào)整。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬器，其特征在于：元器件最佳參數(shù)為： U1單片機(jī)選型為，AT89C2051 ; XI晶振選型為，12M ;C1、C2電容選型為，50V 20pF ;C3 電容選型為，50V 10uF;Vl-V3二極管選型為，MUR3020; Q1、Q2和MOS管選型為IRFPG50。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK104122421SQ201410155485
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】陳坤, 馬強(qiáng) 申請(qǐng)人:航天長(zhǎng)峰朝陽電源有限公司