[发明专利]一种基于电压自适应技术的DC/DC电源变换器单粒子效应检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种DC/DC电源变换器单粒子效应检测系统，尤其是一种基于电压自适应技术的DC/DC电源变换器单粒子效应检测系统。

背景技术

电源系统是航天器重要的载荷服务系统之一，而电源系统中使用的DC/DC电源转换器（二次电源）负责将一次电源母线电压变换为次级用电负载所需要的二次电压。因此，DC/DC电源转换器的性能稳定性直接关系到二次电压的供电品质。空间辐射环境中存在的辐射粒子会对应用在电源系统中的DC/DC转换器产生辐射效应，引起器件电气性能退化或失效。因此，需要对航天器选用的DC/DC电源转换器进行抗辐射能力评估。

目前，DC/DC转换器主要具有电离总剂量效应、位移损伤效应（含光耦时需考虑）和单粒子效应，其中电离总剂量效应和位移损伤效应是累计性辐射损伤，单粒子效应时瞬时效应。而单粒子效应中的单粒子烧毁是硬损伤，直接导致器件功能失效；单粒子瞬态效应对应用电路也具有一定影响，但可根据应用条件及加固设计等情况滤波而降低影响。

现有DC/DC单粒子效应检测系统虽然很好的完成了各项试验任务，但在对样品适应性、工程化要求等方面仍然存在不足，具有很大的改进和提升的空间。存在的问题主要表现在以下方面：（1）DUT板无法兼容不同封装结构的器件：现有DC/DC单粒子效应检测系统的DUT板是针对具体封装形式的器件开发的，无法兼容其他封装形式的器件。（2）输出电压信号采集适应性不足：现有DC/DC单粒子效应检测系统只能实现0~±12V范围内的自动调整，对超出这一范围的信号，如±28V输出电压信号灯，则需要根据具体情况，用电阻搭建分压电路来对电压信号进行调理。这种临时性做法，既不规范，可靠性也不够高，同时具有破坏性。此外，不同次实验中，临时搭建的分压电路难以保证一致性，会影响试验结果的一致性。（3）系统工程化有待提高：系统体积庞大、重，携带不方便；系统集成度低，线缆繁多，准备复杂；系统各部件之间的连接线缆很多，接线辐照，实验前需要准备的时间较长，潜在的故障点较多，一旦出现故障，排查困难；系统接口缺乏防呆设计，目前系统中，尤其是辐照试验板及负载箱的某些接口缺乏防呆设计，防止因误操作而接错，从而导致样品、检测系统部件的损坏。（4）系统软件数据分析有待提高：实时性：现有系统是在Windows XP操作系统平台上，NI Labview环境下开发的，系统资源消耗大，实时性较差。因此，在同时采集多路DC/DC电压信号波形时，存在着因响应不及时而漏掉单粒子数据信息的风险。信号滤波：DC/DC模块的单粒子瞬态脉冲出现后，往往紧跟着一些震荡波形和纹波信号，现有系统在统计单粒子瞬态脉冲数时，有时会把某些类似脉冲的噪声信号波形也作为脉冲加入统计数字，导致统计脉冲数的不准确。要解决这一问题，需要对现有软件的单粒子瞬态脉冲识别算法进行改进。界面及操作：现有两版系统软件界面风格不同，操作方式也不同，不利于实现标准化，要真正实现DC/DC单粒子检测系统的工程化，软件操作界面风格的统一化、操作模式的标准化不可少。

发明内容

本发明的一种基于电压自适应技术的DC/DC电源变换器单粒子效应检测系统能够克服上述缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于电压自适应技术的DC/DC电源变换器单粒子效应检测系统，由辐照试验板、负载及程控电源、信号采集处理集成系统、计算机控制与显示四部分组成，所述信号采集处理集成系统由自适应信号采集端接线盒、采集卡、嵌入式控制器组成，所述负载及程控电源由电子负载负载箱和程控电源组成，所述辐照试验板包括3块安装被测试电源模块的安装工位，其特征在于：所述电子负载负载箱根据测试需要向所述辐照试验板提供电流负载、功率负载或者电阻负载；所述程控电源向所述辐照试验板提供电源；所述辐照试验板的输出测量端与所述自适应信号采集接线盒上的相应接线端子连接，用于接收所述辐照试验板的输出电压，所述自适应信号采集接线盒对所述输出电压进行信号调理，确保所述自适应信号采集接线盒输出的电压信号是所述采集卡可接受的信号；所述嵌入式控制器内置所述采集卡，并监控所述自适应信号采集接线盒，并向所述自适应信号采集接线盒发出指令，根据不同的信号调理参数选择相应的调理电路；所述计算机控制与显示与所述信号采集处理集成系统连接，用于实现各个参数的设置、记录测试的数据等功能。