電子負(fù)載在航天電源模塊測試中的作用詳解和選擇要點

電源模塊是可為專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號處理器 (DSP)、微處理器、存儲器、現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA) 及其他數(shù)字或模擬負(fù)載提供供電的器件，由于其具有隔離作用、抗干擾能力強(qiáng)、自帶保護(hù)功能、便于集成等優(yōu)點，所以在交換設(shè)備、接入設(shè)備、移動通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信和汽車電子、航空航天等領(lǐng)域具有十分廣泛的應(yīng)用。

艾德克斯為航天航空用電源模塊提供的測試設(shè)備包含電源自動測試系統(tǒng)、可編程交/直流電源和可編程交/直流電子負(fù)載、功率表等。電子負(fù)載的作用是在實驗室中模擬真實帶載環(huán)境，為電源模塊做全面的測試。航天航空用電源模塊的測試項目有可靠性(Reliability)測試、功能(Functions)測試、保護(hù)動作(Protections)測試、其他測試等，其中有相當(dāng)一部分都要依靠高精度高性能的可編程電子負(fù)載來完成。艾德克斯電子負(fù)載的高速度、豐富的測試功能、多路測試以及能夠完成復(fù)雜的帶載特性變化等優(yōu)勢，是航天航空電源模塊測試的重要選擇標(biāo)準(zhǔn)。

高速度要求

對于航天航空電源模塊的可靠性(Reliability)測試部分，通常需要測試驗證電源的動態(tài)穩(wěn)定性，也就是當(dāng)負(fù)載在快速且極端變化情況下電源是否能保證穩(wěn)定的輸出能力，這是保證電源在航天工作中保持高穩(wěn)定性的重要驗證之一，在這項測試中，工程師最關(guān)注的電源測試指標(biāo)是過沖幅度和恢復(fù)時間。這項測試要求電子負(fù)載必須具備動態(tài)測試模式，且航天電源的動態(tài)測試一般需要達(dá)到20KHZ的動態(tài)變化頻率，只有高性能的電子負(fù)載才可能滿足這兩個需求。

艾德克斯的高性能電子負(fù)載系列IT8800和IT8700，都具有頻率達(dá)25KHz的高速動態(tài)測試功能，超越航天航空電源模塊的測試需求。圖1是IT8800系列電子負(fù)載的動態(tài)測試波形的示意圖，工程師還可以使用該系列電子負(fù)載的連續(xù)模式、脈沖模式、或觸發(fā)模式來進(jìn)行控制，來測試電源模塊的不同參數(shù)，例如例如動態(tài)擾動、突加或突減負(fù)載等。

短路測試功能

航天航空領(lǐng)域所使用的電源模塊，工作在太空環(huán)境之中，相對于地面來說，這個環(huán)境對電源模塊的工作充滿了威脅。因為太空中存在很多宇宙射線，這些射線是來自于宇宙空間的高能帶電粒子流，這些粒子能量高、穿透力強(qiáng)，很有可能會導(dǎo)致電源模塊的電路短路。而電源模塊存在于熱控制系統(tǒng)、軌道控制系統(tǒng)、無線電測控系統(tǒng)以及電源系統(tǒng)中，如果在電路短路的情況下發(fā)生故障，則會對航天器的運(yùn)行造成重大影響。所以，工程師們在測試階段使用電子負(fù)載來做短路測試，以驗證電源模塊的這一功能。

艾德克斯電子負(fù)載在面板上具有短路按鍵，可以一鍵式模擬短路帶載情況，快速簡便的完成這一測試。

保護(hù)測試功能

電源模塊本身就是一個自帶保護(hù)功能的電子裝置，在航天航空中的應(yīng)用也要求它的這一功能完好。工程師們在設(shè)計電源模塊的時候，會設(shè)計一個電流、電壓、功率的保護(hù)值，如何判斷其保護(hù)點是否在設(shè)計范圍之內(nèi)?電子負(fù)載的OCP/OVP/OPP保護(hù)測試功能就是用來進(jìn)行保護(hù)動作(Protections)測試驗證的。

以艾德克斯IT8800系列電子負(fù)載的OPP保護(hù)測試功能為例，該功能可以直接通過面板的OPP編程實現(xiàn)，驗證電源模塊的過功率保護(hù)點。圖2是IT8800系列電子負(fù)載對電源模塊進(jìn)行OPP測試的示意圖，電子負(fù)載的拉載功率階梯上升，當(dāng)功率上升到一定值時，電子負(fù)載檢測到待測電源模塊的電壓開始出現(xiàn)衰減(圖2中綠色線條表示)，那么電子負(fù)載就會自動抓取出OPP點。以同樣的方式，IT8800系列電子負(fù)載可便捷的完成OCP測試。

同步性高的多路測試功能

對于航天設(shè)備中控制部分電源模塊而言，功能(Functions)測試往往需要多路電子負(fù)載進(jìn)行測試。對于多路電子負(fù)載的選擇建議選用模塊化多通道電子負(fù)載，而不是用單路負(fù)載同時測試，因為單路負(fù)載同時控制存在操作繁瑣、同步性差的問題。

航天領(lǐng)域電源的測試需求通常是需要同步誤差達(dá)到幾微秒級別的，即使是性能一般的模塊化多路電子負(fù)載都較難實現(xiàn)，更不用說是選用單路負(fù)載進(jìn)行控制的情況下的同步性能，然而艾德克斯模塊化多路電子負(fù)載IT8700系列為高性能產(chǎn)品，同步誤差在5us以內(nèi)，完全可以應(yīng)對與航天航空電源的多路測試需求。

通過圖3的對比，可以看出同步性不同的電子負(fù)載在測試中的區(qū)別。圖3是同步性能好的多路電子負(fù)載進(jìn)行動態(tài)測試的波形圖，此波形圖由艾德克斯IT8700系列多路電子負(fù)載的動態(tài)測試中輸出，可以看出波形平滑。圖4是其他品牌同步性能欠佳的電子負(fù)載模組并聯(lián)之后進(jìn)行動態(tài)測試輸出的波形圖，存在明顯的失真，可以清晰的看出與艾德克斯高性能產(chǎn)品之間的區(qū)別。

瞬間承受過載能力

航天航空電源模塊的測試過程中對于電子負(fù)載可能還存在一些特殊要求，如：電源模塊在開啟瞬間通常會瞬間的過功率，這種過功率的現(xiàn)象往往在對電子負(fù)載的選擇上成為難題。假設(shè)電源模塊正常工作時功率為10KW，而開啟瞬間過功率可達(dá)12KW，往往對于這種情況需要選擇12KW或以上的電子負(fù)載進(jìn)行測試，這樣也就增加了測試成本。如果電子負(fù)載擁有較好的瞬間承受過載的能力，則無需購買更大功率的負(fù)載，按正常工作時的功率選購就可以滿足開啟瞬間的測試。

艾德克斯可編程直流電子負(fù)載系列都擁有較好的瞬間承受過載的能力。 圖5是IT8800系列電子負(fù)載中IT8816(120V/240A/3000W)型號機(jī)型瞬間過功率的測試圖，該型號的額定功率為3000W，在100s以上的時間內(nèi)承受了高達(dá)6000W的功率，這個特點可以為客戶節(jié)約設(shè)備的采購成本。

電子負(fù)載是航天航空領(lǐng)域電源模塊測試的必備儀器，它的不同功能可支持可靠性(Reliability)測試、功能(Functions)測試、保護(hù)動作(Protections)測試以及其他測試。艾德克斯不僅提供型號齊全的可編程直流電子負(fù)載，也提供高性能的可編程交流電子負(fù)載，推薦工程師選購以下電子負(fù)載系列：

IT8800高速高精度可編程直流電子負(fù)載系列

IT8700多路輸入可編程直流電子負(fù)載系列

IT8500+可編程直流電子負(fù)載系列