基于單片機的電壓沖擊試驗模擬器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于單片機的電壓沖擊試驗模擬器，可用于電子產品進行GJB181/GJB181A浪涌電壓沖擊試驗的模擬測試。該模擬器以單片機為基礎，通過時間程序控制外圍MOS管的通斷，從而控制外加模擬尖峰電壓的施加與撤除，模擬電壓沖擊試驗狀態。本發明的有益效果是解決了電子產品進行GJB181/GJB181A浪涌電壓沖擊試驗的模擬測試，可以作為電子產品試驗符合性的摸底試驗裝置。
【專利說明】基于單片機的電壓沖擊試驗模擬器
【技術領域】
[0001] 本發明公開了一種基于單片機的電壓沖擊試驗模擬器，可用于電子產品進行 GJB181/GJB181A浪涌電壓沖擊試驗的模擬測試。
【背景技術】
[0002] 目前，國內常見的飛機供電特性參數測試臺，按照GJB181-86、GJB181A-2003要求 進行設計，由尖峰電壓信號發生器和浪涌電壓信號發生器兩部分組成，雖具有自動化控制 高、自校準、測試穩定、電壓波形驗證顯示、使用方便等特點，滿足機載設備及地面保障設備 耐電源特性試驗，但儀器造價較高，操作較為復雜。
[0003] 為使各種電子設備能可靠工作，國家標準規定了各種電子設備應能承受的環境條 件。對最基本的供電來說，國軍標（GJB181-86)中要求機載電子設備能夠承受一定的尖峰 電壓及浪涌電壓。對于尖峰電壓，因為尖峰電壓值雖高，但時間短，能量小，可用電感濾除或 用瞬態電壓抑制二極管、壓敏電阻來吸收。對于低壓浪涌，可以采取貯存能量，或主控系統 供電由低壓變高壓DC - DC補充的供電方法，使電子設備工作不問斷，就可解決此問題。但 對于過壓浪涌，GJB181-86中要求使用+28V供電的電子設備能承受80V、50ms的過壓浪涌， 其電壓高，時間長，因此實現困難。本文通過理論分析和實驗，提出了采用電壓鉗位和開關 式穩壓電路等方法來解決此問題的思路。
[0004] 本發明主要針對的國家標準為：
[0005] GJB181-86飛機供電特性及對用電設備的要求
[0006] GJB181A-2003 飛機供電特性。
【發明內容】
[0007] 本發明正是為了解決上述技術問題而設計的一種基于單片機的電壓沖擊試驗模 擬器，可用于電子產品進行GJB181/GJB181A浪涌電壓沖擊試驗的模擬測試。該模擬器以單 片機為基礎，通過時間程序控制外圍M0S管的通斷，間接控制尖峰電壓的通斷，模擬電壓沖 擊試驗狀態裝置。
[0008] -種基于單片機的電壓沖擊試驗模擬器，所述模擬器包括單片機控制電路、M0S管 器件及輔助供電電路組成，其中U1為單片機控制器；XI為石英晶振，作為系統時鐘基準， V1-V3二極管為輸出隔離，Ql、Q2和M0S管作為開關管，其中單片機為主控核心器件，通過 控制模塊對外圍器件進行控制，單片機系統時鐘通過石英晶振進行設置，設備開機后，通過 單片機控制Q1接通為后級電路提供供電，當試驗選擇為正向脈沖時，單片機通過時序控制 將Q2開通或關斷，使得相應正向脈沖加在輸出端，完成正向沖擊電壓試驗；當試驗選擇為 負向脈沖時，單片機通過時序控制將Q1開通或關斷，使得輸出端輸出相應負向脈沖，完成 負向沖擊電壓試驗。
[0009] 如圖2所示一種基于單片機的電壓沖擊試驗模擬器，各部分元器件組成及功能如 下：
[0010] U1 :單片機芯片，通過編程器連接電腦將源程序固化至芯片內部，當單片機通電運 行后，可對外圍電路進行相應控制；
[0011] SI、C3、R1 :系統復位電路，單片機采用了上電復位方式，當模擬器系統開關S1閉 合后，再為單片機供電的同時通過C3、R1對單片機系統進行復位。
[0012] XI、Cl、C2 :時鐘控制電路，通過石央晶體振湯器XI，為單片機運彳丁提供系統時鐘， C1、C2為時鐘補償元器件，可對系統時鐘基準進行補償修正，從而確保時間的準確無誤；
[0013] S2 :狀態選擇開關，系統啟動后S2所接管腳默認為高電平，系統程序進入正向脈 沖控制程序；若S2閉合，將S2所接管腳接地置0,則系統程序進入負向脈沖控制程序。
[0014] Ql、Q2 :M0S管電路，單片機電路通過程序控制Ql、Q2的導通與關斷來模擬相應的 試驗狀態，設備開機后，通過單片機控制Q1接通為后級電路提供供電，當試驗選擇為正向 脈沖時，單片機通過時序控制將Q2開通或關斷，使得相應正向脈沖加在輸出端，完成正向 沖擊電壓試驗；當試驗選擇為負向脈沖時，單片機通過時序控制將Q1開通或關斷，使得輸 出端輸出相應負向脈沖，完成負向沖擊電壓試驗。
[0015] V1、V2、V3 :電壓隔離電路，如圖所示由于模擬器工作時V1、V2、V3所在電路電壓不 同，需通過二極管進行電壓隔離，來確保整個電路輸出端的正常運行。
[0016] 所述模擬器用于電子產品進行GJB181/GJB181A浪涌電壓沖擊試驗的模擬測試， 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 壓沖擊試驗狀態，所述模擬器采用單片機進行程序控制。
[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] 通過對源程序的修改對試驗脈沖時間進行調整。
[0019] 元器件最佳參數為，U1單片機選型為，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] 本發明的有益效果是一種基于單片機的電壓沖擊試驗模擬器，可用于電子產品進 行GJB181/GJB181A浪涌電壓沖擊試驗的模擬測試。該模擬器以單片機為基礎，通過時間程 序控制外圍M0S管的通斷，控制尖峰電壓的施加與撤除，模擬電壓沖擊試驗狀態。解決了專 用發生器造價商等缺點。
[0022] ①性能優良，成本低廉。
[0023] 本發明控制性能優良，整體電路成本較低。
[0024] ②電路簡潔，工作穩定。
[0025] 本發明采用單片機為核心器件，對尖峰時間可作出精準控制，即可滿足技術指標 的要求。同時該電路具有較高的抗擾動能力，仍能穩定的工作。
[0026] ③適用范圍廣
[0027] 本發明，具有時間控制電路，同時也具有獨立的輔助電源，主要工作狀態不受后級 設備的影響。這就大大拓寬了其應用的場合。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028] 圖1基于單片機的電壓沖擊試驗模擬器外觀圖；
[0029] 圖2基于單片機的電壓沖擊試驗模擬器原理圖。
【具體實施方式】
[0030] 下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0031] 如圖2所示，一種基于單片機的電壓沖擊試驗模擬器，包括單片機控制電路、M0S 管器件及輔助供電電路組成。其中U1為單片機控制器；XI為石英晶振，作為系統時鐘基準， V1-V3二極管為輸出隔尚，Ql、Q2M0S管作為開關管。
[0032] 本發明經過多次試驗及應用得到元器件最佳參數為：
[0033] U1單片機選型為：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試驗模擬器源程序：
[0040] ORG 0040H ;開始 SETB P1.0 ;初始化 CLR P1.1 ;P1.0置1，供電輸入導通，
[0041] P1.1 置 0， 正向脈沖關斷 CLR P3 0 SFTB P3 1 ;狀態指示 P3.0 置 0，P3.1 置 1， 狀態指示 紅燈 ZTJC: JNB P3 7， FXMC ;狀態選擇，P3.7為1繼續進 入正向脈沖程序，為0跳轉至 FXMC ACALL YS50mS JB P3.7, ZTJC ZXMC: SETB P1.0 ;正向脈沖程序 CLR Pl.l ;P1.0置1，供電輸入導通， P1.1置0,正向脈沖關斷 SFTB P3 0 CLR P3.1 ;狀態指示 P3.0 置 1，P3.1 置 0， 狀態指示綠燈 MOV R0, #10 ;設置正向脈沖次數，RO=10 M: DJNZ R0 ZX AJMP JS ;正向脈沖次數為0跳轉至結 束程序--JS，為1繼續正向脈
[0042] 沖程序--ZX ZX: SETB PI.Ο CLR Pl.l ;P1.0置1,供電輸入導通， PI.1置0，正向脈沖關斷 ACALL YS12S ;脈沖間隔時間延時12S，實 際延時 11973mS SETB PI.Ο SETB Pl.l ;P1.0置1，供電輸入導通， Pl.l置1，正向脈沖導通 ACALL YS50mS ;脈沖時間延時50mS，實際 延時58mS AJMP Μ FXMC: SETB PI.Ο ;負向脈沖程序 CLR Pl.l ;P1.0置1，供電輸入導通， Pl.l置0，正向脈沖關斷 SETB P3.0 SETB P3 1 ;狀態指示 P3.0置 1，P3.1 置 1， 狀態指示黃燈 MOV R0, #10 ;設置負向脈沖次數，RO=10 MM: DJNZ RO, FX AJMP JS ;負向脈沖次數為0跳轉至結
[0043] 束程序--JS,為1繼續負向脈 沖程序--FX FX: SFTB P1.0 CLR Pl.l ;P1.0置1，供電輸入導通， P1.1置0,正向脈沖關斷 ACALL YS12S ;脈沖間隔時間延時12S， 實際延時 11973mS CLR P1.0 CLR Pl.l ;P1.0置1，供電輸入關斷， Pl.l置1，正向脈沖關斷 ACALL YS50mS ;脈沖時間延時50mS,實 際延時58mS AJMP MM YS12S: MOV R3 , #238 ;脈沖間隔時間延時12S子 程序，實際延時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 ;脈沖時間延時50mS子程 序，實際延時58mS M3: MOV R5， #250 M4: DJNZ R5， M4 DJNZ R4， M3 RET JS: SETB PI 1 ;結束程序，關斷正向脈沖 CLR P3 0 SETB P3.1 ;狀態指示 P3.0 置 0,P3.1 置 1，狀態指示紅燈 SJMP $ END
[0045] 本發明專利不局限于上述最佳實施方式，任何人在本發明的啟示下得出的其他任 何與本發明相同或相近似的產品，均落在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種基于單片機的電壓沖擊試驗模擬器，其特征在于：所述模擬器主要包括單片機 控制電路、MOS管器件及輔助供電電路組成，其中U1為單片機控制器；XI為石英晶振，作為 系統時鐘基準，V1、V2和V3二極管為輸出隔離，Q1、Q2和MOS管作為開關管，其中單片機為 主控核心器件，通過控制模塊對外圍器件進行控制，單片機系統時鐘通過石英晶振進行設 置，設備開機后，通過單片機控制Q1接通為后級電路提供供電，當試驗選擇為正向脈沖時， 單片機通過時序控制將Q2開通或關斷，使得相應正向脈沖加在輸出端，完成正向沖擊電壓 試驗；當試驗選擇為負向脈沖時，單片機通過時序控制將Q1開通或關斷，使得輸出端輸出 相應負向脈沖，完成負向沖擊電壓試驗，其中，所述U1為單片機芯片，通過編程器連接電 腦將源程序固化至芯片內部，當單片機通電運行后，可對外圍電路進行相應控制；SI、C3 和R1為系統復位電路，單片機采用了上電復位方式，當模擬器系統開關S1閉合后，再為單 片機供電的同時通過C3、R1對單片機系統進行復位，XI、C1和C2 :時鐘控制電路，通過石英 晶體振蕩器XI，為單片機運行提供系統時鐘，C1、C2為時鐘補償元器件，對系統時鐘基準進 行補償修正，從而確保時間的準確無誤；S2 :狀態選擇開關，系統啟動后S2所接管腳默認為 高電平，系統程序進入正向脈沖控制程序；若S2閉合，將S2所接管腳接地置0,則系統程序 進入負向脈沖控制程序；Q1、Q2和MOS管電路，單片機電路通過程序控制Q1、Q2的導通與關 斷來模擬相應的試驗狀態，設備開機后，通過單片機控制Q1接通為后級電路提供供電，當 試驗選擇為正向脈沖時，單片機通過時序控制將Q2開通或關斷，使得相應正向脈沖加在輸 出端，完成正向沖擊電壓試驗；當試驗選擇為負向脈沖時，單片機通過時序控制將Q1開通 或關斷，使得輸出端輸出相應負向脈沖，完成負向沖擊電壓試驗；V1、V2和V3 :電壓隔離電 路，由于模擬器工作時V1、V2和V3所在電路電壓不同，需通過二極管進行電壓隔離，來確保 整個電路輸出端的正常運行。
2. 根據權利要求1所述的模擬器，其特征在于：所述模擬器用于電子產品進行GJB181/ GJB181A浪涌電壓沖擊試驗的模擬測試，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，模擬電壓沖擊試驗狀態，所述模擬器采用單片機進行程序 控制。
3. 根據權利要求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. 根據權利要求1所述的模擬器，其特征在于：通過對源程序的修改對試驗脈沖時間 進行調整。
5. 根據權利要求1所述的模擬器，其特征在于：元器件最佳參數為： U1單片機選型為，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】G01R31/12GK104122421SQ201410155485
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月17日 優先權日:2014年4月17日
【發明者】陳坤, 馬強 申請人:航天長峰朝陽電源有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
