[發(fā)明專利]一種基于電壓自適應(yīng)技術(shù)的DC/DC電源變換器單粒子效應(yīng)檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310294499.7
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103336250A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李鵬偉;羅磊;王文炎;于慶奎;唐民
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空間技術(shù)研究院
• 主分類號: G01R31/40
• 分類號: G01R31/40
• 代理公司: 濟南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 李江

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種DC/DC電源變換器單粒子效應(yīng)檢測系統(tǒng)，尤其是一種基于電壓自適應(yīng)技術(shù)的DC/DC電源變換器單粒子效應(yīng)檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電源系統(tǒng)是航天器重要的載荷服務(wù)系統(tǒng)之一，而電源系統(tǒng)中使用的DC/DC電源轉(zhuǎn)換器（二次電源）負責將一次電源母線電壓變換為次級用電負載所需要的二次電壓。因此，DC/DC電源轉(zhuǎn)換器的性能穩(wěn)定性直接關(guān)系到二次電壓的供電品質(zhì)。空間輻射環(huán)境中存在的輻射粒子會對應(yīng)用在電源系統(tǒng)中的DC/DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生輻射效應(yīng)，引起器件電氣性能退化或失效。因此，需要對航天器選用的DC/DC電源轉(zhuǎn)換器進行抗輻射能力評估。

目前，DC/DC轉(zhuǎn)換器主要具有電離總劑量效應(yīng)、位移損傷效應(yīng)（含光耦時需考慮）和單粒子效應(yīng)，其中電離總劑量效應(yīng)和位移損傷效應(yīng)是累計性輻射損傷，單粒子效應(yīng)時瞬時效應(yīng)。而單粒子效應(yīng)中的單粒子燒毀是硬損傷，直接導(dǎo)致器件功能失效；單粒子瞬態(tài)效應(yīng)對應(yīng)用電路也具有一定影響，但可根據(jù)應(yīng)用條件及加固設(shè)計等情況濾波而降低影響。

現(xiàn)有DC/DC單粒子效應(yīng)檢測系統(tǒng)雖然很好的完成了各項試驗任務(wù)，但在對樣品適應(yīng)性、工程化要求等方面仍然存在不足，具有很大的改進和提升的空間。存在的問題主要表現(xiàn)在以下方面：（1）DUT板無法兼容不同封裝結(jié)構(gòu)的器件：現(xiàn)有DC/DC單粒子效應(yīng)檢測系統(tǒng)的DUT板是針對具體封裝形式的器件開發(fā)的，無法兼容其他封裝形式的器件。（2）輸出電壓信號采集適應(yīng)性不足：現(xiàn)有DC/DC單粒子效應(yīng)檢測系統(tǒng)只能實現(xiàn)0~±12V范圍內(nèi)的自動調(diào)整，對超出這一范圍的信號，如±28V輸出電壓信號燈，則需要根據(jù)具體情況，用電阻搭建分壓電路來對電壓信號進行調(diào)理。這種臨時性做法，既不規(guī)范，可靠性也不夠高，同時具有破壞性。此外，不同次實驗中，臨時搭建的分壓電路難以保證一致性，會影響試驗結(jié)果的一致性。（3）系統(tǒng)工程化有待提高：系統(tǒng)體積龐大、重，攜帶不方便；系統(tǒng)集成度低，線纜繁多，準備復(fù)雜；系統(tǒng)各部件之間的連接線纜很多，接線輻照，實驗前需要準備的時間較長，潛在的故障點較多，一旦出現(xiàn)故障，排查困難；系統(tǒng)接口缺乏防呆設(shè)計，目前系統(tǒng)中，尤其是輻照試驗板及負載箱的某些接口缺乏防呆設(shè)計，防止因誤操作而接錯，從而導(dǎo)致樣品、檢測系統(tǒng)部件的損壞。（4）系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)分析有待提高：實時性：現(xiàn)有系統(tǒng)是在Windows?XP操作系統(tǒng)平臺上，NI?Labview環(huán)境下開發(fā)的，系統(tǒng)資源消耗大，實時性較差。因此，在同時采集多路DC/DC電壓信號波形時，存在著因響應(yīng)不及時而漏掉單粒子數(shù)據(jù)信息的風險。信號濾波：DC/DC模塊的單粒子瞬態(tài)脈沖出現(xiàn)后，往往緊跟著一些震蕩波形和紋波信號，現(xiàn)有系統(tǒng)在統(tǒng)計單粒子瞬態(tài)脈沖數(shù)時，有時會把某些類似脈沖的噪聲信號波形也作為脈沖加入統(tǒng)計數(shù)字，導(dǎo)致統(tǒng)計脈沖數(shù)的不準確。要解決這一問題，需要對現(xiàn)有軟件的單粒子瞬態(tài)脈沖識別算法進行改進。界面及操作：現(xiàn)有兩版系統(tǒng)軟件界面風格不同，操作方式也不同，不利于實現(xiàn)標準化，要真正實現(xiàn)DC/DC單粒子檢測系統(tǒng)的工程化，軟件操作界面風格的統(tǒng)一化、操作模式的標準化不可少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一種基于電壓自適應(yīng)技術(shù)的DC/DC電源變換器單粒子效應(yīng)檢測系統(tǒng)能夠克服上述缺陷。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種基于電壓自適應(yīng)技術(shù)的DC/DC電源變換器單粒子效應(yīng)檢測系統(tǒng)，由輻照試驗板、負載及程控電源、信號采集處理集成系統(tǒng)、計算機控制與顯示四部分組成，所述信號采集處理集成系統(tǒng)由自適應(yīng)信號采集端接線盒、采集卡、嵌入式控制器組成，所述負載及程控電源由電子負載負載箱和程控電源組成，所述輻照試驗板包括3塊安裝被測試電源模塊的安裝工位，其特征在于：所述電子負載負載箱根據(jù)測試需要向所述輻照試驗板提供電流負載、功率負載或者電阻負載；所述程控電源向所述輻照試驗板提供電源；所述輻照試驗板的輸出測量端與所述自適應(yīng)信號采集接線盒上的相應(yīng)接線端子連接，用于接收所述輻照試驗板的輸出電壓，所述自適應(yīng)信號采集接線盒對所述輸出電壓進行信號調(diào)理，確保所述自適應(yīng)信號采集接線盒輸出的電壓信號是所述采集卡可接受的信號；所述嵌入式控制器內(nèi)置所述采集卡，并監(jiān)控所述自適應(yīng)信號采集接線盒，并向所述自適應(yīng)信號采集接線盒發(fā)出指令，根據(jù)不同的信號調(diào)理參數(shù)選擇相應(yīng)的調(diào)理電路；所述計算機控制與顯示與所述信號采集處理集成系統(tǒng)連接，用于實現(xiàn)各個參數(shù)的設(shè)置、記錄測試的數(shù)據(jù)等功能。