一種磁損自動(dòng)測試平臺及其使用的正弦激勵(lì)信號源制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種磁損自動(dòng)測試平臺及其使用的正弦激勵(lì)信號源，其中，磁損自動(dòng)測試平臺包括功率分析儀、上位機(jī)、正弦激勵(lì)信號源、功率放大器等。功率分析儀采集被測磁芯激勵(lì)電壓和頻率等信息，并將其監(jiān)測的電壓、電流、功率信號反饋給上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)監(jiān)測結(jié)果實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)正弦激勵(lì)信號源，通過功率放大器產(chǎn)生功率信號，使測試磁性工作在期望的范圍。正弦激勵(lì)信號源包括型號為STC89C52的單片機(jī)、型號為AD9834的DDS芯片、型號為AD5620的DAC芯片、第一電阻、第二電阻、75MHz的晶振。本發(fā)明專利技術(shù)適用于磁損自動(dòng)測試平臺電路的設(shè)計(jì)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種磁損自動(dòng)測試平臺及其使用的正弦激勵(lì)信號源
本專利技術(shù)涉及一種磁損自動(dòng)測試平臺及其使用的正弦激勵(lì)信號源。
技術(shù)介紹
磁性元件作為電氣電子設(shè)備供電系統(tǒng)的核心，其能否可靠運(yùn)行直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，對磁芯損耗的有效測量可為磁性元件散熱方案設(shè)計(jì)提供依據(jù)。同時(shí)磁芯制造商也需要測試磁芯材料的損耗數(shù)據(jù)保證產(chǎn)品的一致性。因此設(shè)計(jì)基于正弦激勵(lì)源的高頻磁損測試平臺具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。傳統(tǒng)分立器件組成的信號源發(fā)生裝置存在產(chǎn)生的正弦信號源工作頻率不高、分辨率較低、輸出的波形精度較差等問題。采用直接數(shù)字式合成（DDS）技術(shù)產(chǎn)生的波形輸出具有較寬的頻率范圍、相對較高的精度、較小的失真度、較快的轉(zhuǎn)換速度等諸多優(yōu)點(diǎn)。高頻磁芯損耗測試系統(tǒng)可以產(chǎn)生頻率、幅值都可調(diào)的正弦功率激勵(lì)信號。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種磁損自動(dòng)測試平臺及其使用的正弦激勵(lì)信號源，利用上位機(jī)監(jiān)測的磁損測試結(jié)果及時(shí)修正正弦激勵(lì)源輸出信號，得到閉環(huán)可調(diào)節(jié)的頻率和幅值磁損測試平臺。本專利技術(shù)通過適時(shí)采集功率分析儀的電壓和頻率信號，上位機(jī)為正弦激勵(lì)信號源給出修正的激勵(lì)電壓和頻率值。其特殊之處是構(gòu)建的閉環(huán)磁損測試系統(tǒng)可以得到幅值、頻率連續(xù)可調(diào)的正弦激勵(lì)波，輸出頻率范圍寬，穩(wěn)定性好，具有廣闊的應(yīng)用前景。本專利技術(shù)為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：一方面，本專利技術(shù)提供一種磁損自動(dòng)測試平臺，包括依次連接的上位機(jī)、正弦激勵(lì)信號源、功率放大器、被測磁性元件、功率分析儀，上位機(jī)與功率分析儀連接，其中，功率分析儀，用于監(jiān)測被測磁性元件的一次側(cè)電流、二次側(cè)電壓信號、頻率和有功功率信息反饋至上位機(jī)；上位機(jī)，用于實(shí)時(shí)接收功率分析儀反饋的信息并進(jìn)行顯示，同時(shí)根據(jù)功率分析儀反饋的電壓和頻率信號向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送修正指令，具體為：將反饋的電壓和頻率信號與預(yù)設(shè)的電壓和頻率進(jìn)行比較，若反饋的電壓或頻率信號高于預(yù)設(shè)電壓或頻率，則上位機(jī)向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送調(diào)低電壓或頻率的指令，直至誤差不大于正弦激勵(lì)信號源電壓或頻率調(diào)整的最低有效位；若反饋的電壓或頻率信號低于預(yù)設(shè)頻率，則上位機(jī)向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送調(diào)高電壓或頻率的指令，直至誤差不大于正弦激勵(lì)信號源電壓或頻率調(diào)整的最低有效位；若反饋的電壓或頻率信號等于預(yù)設(shè)電壓或頻率，則上位機(jī)向正弦激勵(lì)信號源不發(fā)送調(diào)整電壓或頻率的指令；正弦激勵(lì)信號源，用于根據(jù)上位機(jī)的控制產(chǎn)生正弦激勵(lì)信號，并傳輸至功率放大器；功率放大器，用于對接收到的正弦激勵(lì)信號進(jìn)行功率放大后加載至被測磁性元件。作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，上位機(jī)根據(jù)功率分析儀反饋的電壓信號向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送修正指令，具體為：將反饋的電壓與預(yù)設(shè)的電壓的誤差與設(shè)定的誤差容限進(jìn)行比較，若，則上位機(jī)向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送第一電壓修正步長值，第一電壓修正步長值是正弦激勵(lì)信號源電壓調(diào)整的最低有效位倍數(shù)，直至誤差不大于正弦激勵(lì)信號源電壓調(diào)整的最低有效位；若，上位機(jī)向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送第二電壓修正步長值，第二電壓修正步長值是正弦激勵(lì)信號源電壓調(diào)整的最低有效位倍數(shù)，直至誤差不大于正弦激勵(lì)信號源電壓調(diào)整的最低有效位；且，第一電壓修正步長值大于第二電壓修正步長值。作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，正弦激勵(lì)信號源包括型號為STC89C52的單片機(jī)、型號為AD9834的DDS芯片、型號為AD5620的DAC芯片、第一電阻、第二電阻、75MHz的晶振，其中，單片機(jī)的第5腳、7腳與上位機(jī)連接；單片機(jī)的第42腳、43腳、44腳分別和DAC芯片的第7腳、6腳、5腳連接；單片機(jī)的第35腳、36腳、37腳分別和DDS芯片的第15腳、14腳、13腳連接；75MHz的晶振和DDS芯片的第8腳連接；第一電阻的一端和DDS芯片的第1腳連接，另一端和DAC芯片的第4腳連接；第二電阻的一端和DDS芯片的第19腳連接，另一端接地。作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，被測磁性元件為采用各類鐵氧體、硅鋼片磁芯構(gòu)成的功率磁性器件。作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，預(yù)設(shè)的電壓為被測磁性元件的磁芯激勵(lì)所需的電壓。另一方面，本專利技術(shù)提供以一種正弦激勵(lì)信號源，包括型號為STC89C52的單片機(jī)、型號為AD9834的DDS芯片、型號為AD5620的DAC芯片、第一電阻、第二電阻、75MHz的晶振，其中，單片機(jī)的第42腳、43腳、44腳分別和DAC芯片的第7腳、6腳、5腳連接；單片機(jī)的第35腳、36腳、37腳分別和DDS芯片的第15腳、14腳、13腳連接；75MHz的晶振和DDS芯片的第8腳連接；第一電阻的一端和DDS芯片的第1腳連接，另一端和DAC芯片的第4腳連接；第二電阻的一端和DDS芯片的第19腳連接，另一端接地。作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，單片機(jī)的第5腳、7腳與上位機(jī)連接，用于與上位機(jī)進(jìn)行通信。作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，單片機(jī)通過三線制SPI串口和DAC芯片連接。作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，單片機(jī)通過三線制SPI串口和DDS芯片連接。本專利技術(shù)采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：本專利技術(shù)具有測試時(shí)間快，波形輸出具有較寬的頻率范圍、較高的精度、較小的失真度、等諸多優(yōu)點(diǎn)。通過監(jiān)測被測磁性元件一次側(cè)電流和二次側(cè)電壓，及時(shí)調(diào)整正弦激勵(lì)源信號，保證磁性元件工作在期望的磁感應(yīng)強(qiáng)度和頻率。通過上位機(jī)構(gòu)成的閉環(huán)監(jiān)控控制，有利于防止測試時(shí)間過長引起磁性元件發(fā)熱影響測量精度。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是正弦激勵(lì)信號源的示意圖。圖3是本專利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的正弦激勵(lì)信號源輸出的典型激勵(lì)信號，其中，（a）是f=3kHz，UOUT=200mV的正弦波，（b）是f=30kHz，UOUT=400mV的正弦波，（c）是f=300kHz，UOUT=600mV的正弦波。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：本專利技術(shù)一種磁損自動(dòng)測試平臺如圖1所示，包括依次連接的上位機(jī)、正弦激勵(lì)信號源、功率放大器、被測磁性元件、功率分析儀，上位機(jī)與功率分析儀連接。本專利技術(shù)中，上位機(jī)是電腦，其運(yùn)行磁損自動(dòng)測試平臺軟件，上位機(jī)與功率分析儀通信，反饋測量的電壓、電流、頻率和功率等被測磁性元件信息；正弦激勵(lì)信號源接收上位機(jī)的控制指令，產(chǎn)生期望的激勵(lì)正弦源信號的幅值和頻率；功率放大器接受正弦激勵(lì)信號源信號，產(chǎn)生功率放大信號；功率分析儀監(jiān)測磁性元件的一次側(cè)電流和二次側(cè)電壓信號，并將所監(jiān)測的電壓、電流、頻率和功率等信息反饋給上位機(jī)，為上位機(jī)調(diào)節(jié)正弦激勵(lì)源信號提供判斷依據(jù)，并在界面上顯示相關(guān)測量信息。上位機(jī)根據(jù)功率分析儀反饋的電壓和頻率信號向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送修正指令，具體為：將反饋的電壓和頻率信號與預(yù)設(shè)的電壓和頻率進(jìn)行比較，若反饋的電壓或頻率信號高于預(yù)設(shè)電壓或頻率，則上位機(jī)向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送調(diào)低電壓或頻率的指令，直至誤差不大于正弦激勵(lì)信號源電壓或頻率調(diào)整的最低有效位；若反饋的電壓或頻率信號低于預(yù)設(shè)頻率，則上位機(jī)向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送調(diào)高電壓或頻率的指令，直至誤差不大于正弦激勵(lì)信號源電壓或頻率調(diào)整的最低有效位；若反饋的電壓或頻率信號等于預(yù)設(shè)電壓或頻率，則上位機(jī)向正弦激勵(lì)信號源不發(fā)送調(diào)整電壓或頻率的指令。進(jìn)一步地，上位機(jī)根據(jù)功率分析儀反饋的電壓信號向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送修正指令，具體為：將反饋的電壓與預(yù)設(shè)的電壓的誤差與設(shè)定的誤差容限進(jìn)行比較，若，則上位機(jī)向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送第一電壓修正步長值，第一電壓修正步長值是本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種磁損自動(dòng)測試平臺，其特征在于，包括依次連接的上位機(jī)、正弦激勵(lì)信號源、功率放大器、被測磁性元件、功率分析儀，上位機(jī)與功率分析儀連接，其中，功率分析儀，用于監(jiān)測被測磁性元件的一次側(cè)電流、二次側(cè)電壓信號、頻率和有功功率信息反饋至上位機(jī)；上位機(jī)，用于實(shí)時(shí)接收功率分析儀反饋的信息并進(jìn)行顯示，同時(shí)根據(jù)功率分析儀反饋的電壓和頻率信號向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送修正指令，具體為：將反饋的電壓和頻率信號與預(yù)設(shè)的電壓和頻率進(jìn)行比較，若反饋的電壓或頻率信號高于預(yù)設(shè)電壓或頻率，則上位機(jī)向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送調(diào)低電壓或頻率的指令，直至誤差不大于正弦激勵(lì)信號源電壓或頻率調(diào)整的最低有效位；若反饋的電壓或頻率信號低于預(yù)設(shè)頻率，則上位機(jī)向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送調(diào)高電壓或頻率的指令，直至誤差不大于正弦激勵(lì)信號源電壓或頻率調(diào)整的最低有效位；若反饋的電壓或頻率信號等于預(yù)設(shè)電壓或頻率，則上位機(jī)向正弦激勵(lì)信號源不發(fā)送調(diào)整電壓或頻率的指令；正弦激勵(lì)信號源，用于根據(jù)上位機(jī)的控制產(chǎn)生正弦激勵(lì)信號，并傳輸至功率放大器；?功率放大器，用于對接收到的正弦激勵(lì)信號進(jìn)行功率放大后加載至被測磁性元件。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種磁損自動(dòng)測試平臺，其特征在于，包括依次連接的上位機(jī)、正弦激勵(lì)信號源、功率放大器、被測磁性元件、功率分析儀，上位機(jī)與功率分析儀連接，其中，功率分析儀，用于監(jiān)測被測磁性元件的一次側(cè)電流、二次側(cè)電壓信號、頻率和有功功率信息反饋至上位機(jī)；上位機(jī)，用于實(shí)時(shí)接收功率分析儀反饋的信息并進(jìn)行顯示，同時(shí)根據(jù)功率分析儀反饋的電壓和頻率信號向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送修正指令，具體為：將反饋的電壓和頻率信號與預(yù)設(shè)的電壓和頻率進(jìn)行比較，若反饋的電壓或頻率信號高于預(yù)設(shè)電壓或頻率，則上位機(jī)向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送調(diào)低電壓或頻率的指令，直至誤差不大于正弦激勵(lì)信號源電壓或頻率調(diào)整的最低有效位；若反饋的電壓或頻率信號低于預(yù)設(shè)頻率，則上位機(jī)向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送調(diào)高電壓或頻率的指令，直至誤差不大于正弦激勵(lì)信號源電壓或頻率調(diào)整的最低有效位；若反饋的電壓或頻率信號等于預(yù)設(shè)電壓或頻率，則上位機(jī)向正弦激勵(lì)信號源不發(fā)送調(diào)整電壓或頻率的指令；上位機(jī)根據(jù)功率分析儀反饋的電壓信號向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送修正指令，具體為：將反饋的電壓與預(yù)設(shè)的電壓的誤差與設(shè)定的誤差容限進(jìn)行比較，若，則上位機(jī)向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送第一電壓修正步長值，第一電壓修正步長值是正弦激勵(lì)信號源電壓調(diào)整的最低有效位倍數(shù)，直至誤差不大于正弦激勵(lì)信號源電壓調(diào)整的最低有效位；若，上位機(jī)向正弦激勵(lì)信號源發(fā)送第二電壓修正步長值，第二電壓修正步長值是正弦激勵(lì)信號源電壓調(diào)整的最低有效位倍數(shù)，直至誤差不大于正弦激勵(lì)信號源電壓調(diào)整的最低有效位；且，第一電壓修正步長值大于...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周巖，孫愛鳴，張俊波，謝俊，
申請(專利權(quán))人：南京郵電大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32