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基于单片机的电压冲击试验模拟器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于单片机的电压冲击试验模拟器，可用于电子产品进行GJB181/GJB181A浪涌电压冲击试验的模拟测试。该模拟器以单片机为基础，通过时间程序控制外围MOS管的通断，从而控制外加模拟尖峰电压的施加与撤除，模拟电压冲击试验状态。本发明的有益效果是解决了电子产品进行GJB181/GJB181A浪涌电压冲击试验的模拟测试，可以作为电子产品试验符合性的摸底试验装置。
【专利说明】基于单片机的电压冲击试验模拟器

【技术领域】
[0001] 本发明公开了一种基于单片机的电压冲击试验模拟器，可用于电子产品进行 GJB181/GJB181A浪涌电压冲击试验的模拟测试。

【背景技术】
[0002] 目前，国内常见的飞机供电特性参数测试台，按照GJB181-86、GJB181A-2003要求 进行设计，由尖峰电压信号发生器和浪涌电压信号发生器两部分组成，虽具有自动化控制 高、自校准、测试稳定、电压波形验证显示、使用方便等特点，满足机载设备及地面保障设备 耐电源特性试验，但仪器造价较高，操作较为复杂。
[0003] 为使各种电子设备能可靠工作，国家标准规定了各种电子设备应能承受的环境条 件。对最基本的供电来说，国军标（GJB181-86)中要求机载电子设备能够承受一定的尖峰 电压及浪涌电压。对于尖峰电压，因为尖峰电压值虽高，但时间短，能量小，可用电感滤除或 用瞬态电压抑制二极管、压敏电阻来吸收。对于低压浪涌，可以采取贮存能量，或主控系统 供电由低压变高压DC - DC补充的供电方法，使电子设备工作不问断，就可解决此问题。但 对于过压浪涌，GJB181-86中要求使用+28V供电的电子设备能承受80V、50ms的过压浪涌， 其电压高，时间长，因此实现困难。本文通过理论分析和实验，提出了采用电压钳位和开关 式稳压电路等方法来解决此问题的思路。
[0004] 本发明主要针对的国家标准为：
[0005] GJB181-86飞机供电特性及对用电设备的要求
[0006] GJB181A-2003 飞机供电特性。


【发明内容】

[0007] 本发明正是为了解决上述技术问题而设计的一种基于单片机的电压冲击试验模 拟器，可用于电子产品进行GJB181/GJB181A浪涌电压冲击试验的模拟测试。该模拟器以单 片机为基础，通过时间程序控制外围M0S管的通断，间接控制尖峰电压的通断，模拟电压冲 击试验状态装置。
[0008] -种基于单片机的电压冲击试验模拟器，所述模拟器包括单片机控制电路、M0S管 器件及辅助供电电路组成，其中U1为单片机控制器；XI为石英晶振，作为系统时钟基准， V1-V3二极管为输出隔离，Ql、Q2和M0S管作为开关管，其中单片机为主控核心器件，通过 控制模块对外围器件进行控制，单片机系统时钟通过石英晶振进行设置，设备开机后，通过 单片机控制Q1接通为后级电路提供供电，当试验选择为正向脉冲时，单片机通过时序控制 将Q2开通或关断，使得相应正向脉冲加在输出端，完成正向冲击电压试验；当试验选择为 负向脉冲时，单片机通过时序控制将Q1开通或关断，使得输出端输出相应负向脉冲，完成 负向冲击电压试验。
[0009] 如图2所示一种基于单片机的电压冲击试验模拟器，各部分元器件组成及功能如 下：
[0010] U1 :单片机芯片，通过编程器连接电脑将源程序固化至芯片内部，当单片机通电运 行后，可对外围电路进行相应控制；
[0011] SI、C3、R1 :系统复位电路，单片机采用了上电复位方式，当模拟器系统开关S1闭 合后，再为单片机供电的同时通过C3、R1对单片机系统进行复位。
[0012] XI、Cl、C2 :时钟控制电路，通过石央晶体振汤器XI，为单片机运彳丁提供系统时钟， C1、C2为时钟补偿元器件，可对系统时钟基准进行补偿修正，从而确保时间的准确无误；
[0013] S2 :状态选择开关，系统启动后S2所接管脚默认为高电平，系统程序进入正向脉 冲控制程序；若S2闭合，将S2所接管脚接地置0,则系统程序进入负向脉冲控制程序。
[0014] Ql、Q2 :M0S管电路，单片机电路通过程序控制Ql、Q2的导通与关断来模拟相应的 试验状态，设备开机后，通过单片机控制Q1接通为后级电路提供供电，当试验选择为正向 脉冲时，单片机通过时序控制将Q2开通或关断，使得相应正向脉冲加在输出端，完成正向 冲击电压试验；当试验选择为负向脉冲时，单片机通过时序控制将Q1开通或关断，使得输 出端输出相应负向脉冲，完成负向冲击电压试验。
[0015] V1、V2、V3 :电压隔离电路，如图所示由于模拟器工作时V1、V2、V3所在电路电压不 同，需通过二极管进行电压隔离，来确保整个电路输出端的正常运行。
[0016] 所述模拟器用于电子产品进行GJB181/GJB181A浪涌电压冲击试验的模拟测试， 该模拟器通过控制模块控制外围M0S管的通断，控制模拟尖峰电压的施加与撤除，模拟电 压冲击试验状态，所述模拟器采用单片机进行程序控制。
[0017] 通过控制模块控制外围M0S管的通断，控制模拟尖峰电压的施加与撤除。
[0018] 通过对源程序的修改对试验脉冲时间进行调整。
[0019] 元器件最佳参数为，U1单片机选型为，AT89C2051 ;X1晶振选型为，12M ;C1、C2电 容选型为，50V20pF ;C3电容选型为，50V10uF ;V1-V3二极管选型为，MUR3020 ;Q1、Q2和M0S 管选型为IRFPG50。
[0020] 有益效果
[0021] 本发明的有益效果是一种基于单片机的电压冲击试验模拟器，可用于电子产品进 行GJB181/GJB181A浪涌电压冲击试验的模拟测试。该模拟器以单片机为基础，通过时间程 序控制外围M0S管的通断，控制尖峰电压的施加与撤除，模拟电压冲击试验状态。解决了专 用发生器造价商等缺点。
[0022] ①性能优良，成本低廉。
[0023] 本发明控制性能优良，整体电路成本较低。
[0024] ②电路简洁，工作稳定。
[0025] 本发明采用单片机为核心器件，对尖峰时间可作出精准控制，即可满足技术指标 的要求。同时该电路具有较高的抗扰动能力，仍能稳定的工作。
[0026] ③适用范围广
[0027] 本发明，具有时间控制电路，同时也具有独立的辅助电源，主要工作状态不受后级 设备的影响。这就大大拓宽了其应用的场合。

【专利附图】

【附图说明】
[0028] 图1基于单片机的电压冲击试验模拟器外观图；
[0029] 图2基于单片机的电压冲击试验模拟器原理图。

【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0031] 如图2所示，一种基于单片机的电压冲击试验模拟器，包括单片机控制电路、M0S 管器件及辅助供电电路组成。其中U1为单片机控制器；XI为石英晶振，作为系统时钟基准， V1-V3二极管为输出隔尚，Ql、Q2M0S管作为开关管。
[0032] 本发明经过多次试验及应用得到元器件最佳参数为：
[0033] U1单片机选型为：AT89C2051
[0034] XI晶振选型为：12M
[0035] C1、C2 电容选型为：50V20pF
[0036] C3 电容选型为：50V10uF
[0037] V1-V3 二极管选型为：MUR3020
[0038] Ql、Q2M0S 管选型为：IRFPG50
[0039] 以下为GJB181/GJB181A试验模拟器源程序：
[0040] ORG 0040H ;开始 SETB P1.0 ;初始化 CLR P1.1 ;P1.0置1，供电输入导通，
[0041] P1.1 置 0， 正向脉冲关断 CLR P3 0 SFTB P3 1 ;状态指示 P3.0 置 0，P3.1 置 1， 状态指示 红灯 ZTJC: JNB P3 7， FXMC ;状态选择，P3.7为1继续进 入正向脉冲程序，为0跳转至 FXMC ACALL YS50mS JB P3.7, ZTJC ZXMC: SETB P1.0 ;正向脉冲程序 CLR Pl.l ;P1.0置1，供电输入导通， P1.1置0,正向脉冲关断 SFTB P3 0 CLR P3.1 ;状态指示 P3.0 置 1，P3.1 置 0， 状态指示绿灯 MOV R0, #10 ;设置正向脉冲次数，RO=10 M: DJNZ R0 ZX AJMP JS ;正向脉冲次数为0跳转至结 束程序--JS，为1继续正向脉
[0042] 冲程序--ZX ZX: SETB PI.Ο CLR Pl.l ;P1.0置1,供电输入导通， PI.1置0，正向脉冲关断 ACALL YS12S ;脉冲间隔时间延时12S，实 际延时 11973mS SETB PI.Ο SETB Pl.l ;P1.0置1，供电输入导通， Pl.l置1，正向脉冲导通 ACALL YS50mS ;脉冲时间延时50mS，实际 延时58mS AJMP Μ FXMC: SETB PI.Ο ;负向脉冲程序 CLR Pl.l ;P1.0置1，供电输入导通， Pl.l置0，正向脉冲关断 SETB P3.0 SETB P3 1 ;状态指示 P3.0置 1，P3.1 置 1， 状态指示黄灯 MOV R0, #10 ;设置负向脉冲次数，RO=10 MM: DJNZ RO, FX AJMP JS ;负向脉冲次数为0跳转至结
[0043] 束程序--JS,为1继续负向脉 冲程序--FX FX: SFTB P1.0 CLR Pl.l ;P1.0置1，供电输入导通， P1.1置0,正向脉冲关断 ACALL YS12S ;脉冲间隔时间延时12S， 实际延时 11973mS CLR P1.0 CLR Pl.l ;P1.0置1，供电输入关断， Pl.l置1，正向脉冲关断 ACALL YS50mS ;脉冲时间延时50mS,实 际延时58mS AJMP MM YS12S: MOV R3 , #238 ;脉冲间隔时间延时12S子 程序，实际延时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 ;脉冲时间延时50mS子程 序，实际延时58mS M3: MOV R5， #250 M4: DJNZ R5， M4 DJNZ R4， M3 RET JS: SETB PI 1 ;结束程序，关断正向脉冲 CLR P3 0 SETB P3.1 ;状态指示 P3.0 置 0,P3.1 置 1，状态指示红灯 SJMP $ END
[0045] 本发明专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下得出的其他任 何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种基于单片机的电压冲击试验模拟器，其特征在于：所述模拟器主要包括单片机 控制电路、MOS管器件及辅助供电电路组成，其中U1为单片机控制器；XI为石英晶振，作为 系统时钟基准，V1、V2和V3二极管为输出隔离，Q1、Q2和MOS管作为开关管，其中单片机为 主控核心器件，通过控制模块对外围器件进行控制，单片机系统时钟通过石英晶振进行设 置，设备开机后，通过单片机控制Q1接通为后级电路提供供电，当试验选择为正向脉冲时， 单片机通过时序控制将Q2开通或关断，使得相应正向脉冲加在输出端，完成正向冲击电压 试验；当试验选择为负向脉冲时，单片机通过时序控制将Q1开通或关断，使得输出端输出 相应负向脉冲，完成负向冲击电压试验，其中，所述U1为单片机芯片，通过编程器连接电 脑将源程序固化至芯片内部，当单片机通电运行后，可对外围电路进行相应控制；SI、C3 和R1为系统复位电路，单片机采用了上电复位方式，当模拟器系统开关S1闭合后，再为单 片机供电的同时通过C3、R1对单片机系统进行复位，XI、C1和C2 :时钟控制电路，通过石英 晶体振荡器XI，为单片机运行提供系统时钟，C1、C2为时钟补偿元器件，对系统时钟基准进 行补偿修正，从而确保时间的准确无误；S2 :状态选择开关，系统启动后S2所接管脚默认为 高电平，系统程序进入正向脉冲控制程序；若S2闭合，将S2所接管脚接地置0,则系统程序 进入负向脉冲控制程序；Q1、Q2和MOS管电路，单片机电路通过程序控制Q1、Q2的导通与关 断来模拟相应的试验状态，设备开机后，通过单片机控制Q1接通为后级电路提供供电，当 试验选择为正向脉冲时，单片机通过时序控制将Q2开通或关断，使得相应正向脉冲加在输 出端，完成正向冲击电压试验；当试验选择为负向脉冲时，单片机通过时序控制将Q1开通 或关断，使得输出端输出相应负向脉冲，完成负向冲击电压试验；V1、V2和V3 :电压隔离电 路，由于模拟器工作时V1、V2和V3所在电路电压不同，需通过二极管进行电压隔离，来确保 整个电路输出端的正常运行。
2. 根据权利要求1所述的模拟器，其特征在于：所述模拟器用于电子产品进行GJB181/ GJB181A浪涌电压冲击试验的模拟测试，该模拟器通过控制模块控制外围MOS管的通断，控 制模拟尖峰电压的施加与撤除，模拟电压冲击试验状态，所述模拟器采用单片机进行程序 控制。
3. 根据权利要求1所述的模拟器，其特征在于：通过控制模块控制外围MOS管的通断， 控制模拟尖峰电压的施加与撤除。
4. 根据权利要求1所述的模拟器，其特征在于：通过对源程序的修改对试验脉冲时间 进行调整。
5. 根据权利要求1所述的模拟器，其特征在于：元器件最佳参数为： U1单片机选型为，AT89C2051 ; XI晶振选型为，12M ;C1、C2电容选型为，50V 20pF ;C3 电容选型为，50V 10uF;Vl-V3二极管选型为，MUR3020; Q1、Q2和MOS管选型为IRFPG50。
【文档编号】G01R31/12GK104122421SQ201410155485
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月17日 优先权日:2014年4月17日
【发明者】陈坤, 马强 申请人:航天长峰朝阳电源有限公司