28V机载用电设备供电特性测试系统的研制

摘要

飞机实际供电环境复杂，存在电压浪涌、瞬时供电中断以及电压尖峰等情况。为了确保供电质量、保证机载用电设备在实际供电环境下能安全运行，各国制定了相应的航空供电标准，明确机载用电设备的供电条件，因此机载用电设备装机前必须按照相应的供电标准进行供电特性测试。由于存在多个供电标准，不同供电标准要求的测试项目较多，且具体测试项目对供电的幅值及时间要求非常严格，如何准确、高效率的完成供电特性的测试成为机载设备研制中亟需解决的实际问题。显然，开发自动或者半自动测试系统是解决上述问题的有效手段。本文即针对28V低压直流供电的机载设备，开发一台专用和一台通用的供电特性测试系统。
　　论文首先按照中国民用航空技术标准CTSO-C71，针对某型电源变换器研制一台专用的性能试验台。不仅为其提供多种直流供电条件，还提供负载调节、过压、输出短路等测试功能。论文分析了项目难点，采用PLC实现定时和过程控制，结合触摸屏提供友好的人机界面；采用宽输出半桥变换器提供额定输出及过压测试；电子负载提供负载调节和输出短路等测试。
　　论文还兼顾RTCADO-160E、GJB181-1986以及GJB181A-2003三种供电标准，基于LabVIEW开发了额定输出28V/15A、峰值输出为80V/15A直流供电特性自动测试系统。论文先对三种标准进行分析，归纳测试项目，提炼项目难点，确定了系统方案。进而对系统实现的主要技术难点展开研究：指出开关电源和线性电源基准电压的设定原则、分析了脉动注入变压器的工作特性、研究了宽频逆变器输出滤波器的设计依据、推导了尖峰电压特征参数与电路元件参数间的关系，最后完成了高动态宽范围输出直流电压发生模块、脉动电压发生模块及尖峰电压发生模块的设计、制作，测控软件的编制以及整个测试系统的装配、联调。
　　两套测试系统均已通过验收、交付使用，产生了良好的经济效益。

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图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1 概述

1.2 航空供电标准

1.3 28V低压直流供电特性测试系统的现状

1.4 本文研究的意义及内容

第二章 28V电源变换器专用供电特性测试系统的设计

2.1 引言

2.2 待测设备及专用测试系统的概述

2.3 专用测试系统的方案选取

2.4 AC/DC模块的设计

2.5 400Hz谐波发生器

2.6 电子负载及短路模块的实现

2.7 专用测试系统控制的实现

2.8 本章小结

第三章 28V电源变换器专用供电特性测试系统的试验结果

3.1 引言

3.2 硬件实物

3.3 本章小结

第四章 28V通用自动供电特性测试系统的硬件研制

4.1 引言

4.2 通用自动测试系统的概述

4.3自动测试系统方案

4.4 直流电压发生模块设计

4.5 脉动生成模块的设计

4.6 尖峰电压发生模块的设计

4.7 本章小结

第五章 28V通用自动供电特性测试系统的软件设计

5.1 引言

5.2 测试系统的控制系统软硬件的选取

5.3 模块控制程序的设计

5.4 人机界面的设计

5.5 本章小结

第六章 28V通用自动供电特性测试系统的试验结果

6.1 引言

6.2 通用自动测试系统实物

6.3 测试系统的试验结果

6.4 虚拟示波器的测试结果

6.5 本章小结

第七章 工作总结与展望

7.1 本文的主要工作

7.2 下一步工作

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文