原创 用Labview实现对DC／DC转换器启动问题的检测

NI公司推出的虚拟仪器软件Labview，支持多种硬件仪器的接口标准，包括GPIB、RS-232等，通过接口对硬件设备进行编程控制，实现所需要的测试系统。用该软件，可实现对电源的任意次开关控制。不仅可以免除手动多次开关电源的烦琐操作，而且可以解决用信号源作电源，无法检测DC／DC转换器在带负载时的启动问题。

解决方案

采用虚拟仪器软件Labview编程控制电源及电子负载，实现对DC／DC转换器的多次上电、断电测试，用示波器观察输出电压是否每次都能达到预定输出值。

其中，电源和电子负载采用GPIB的接口形式。GPIB采用母线连接方式，最大传输长度为20m，最大传输速率1Mbyte／s。图1为各设备与被测板的连接示意图。其中，电源与电子负载通过GPIB线相连，电源与PC通过GPIB<->USB转接器连接。

在该解决方案中，电源和电子负载使用的是Agilent公司的双路输出电源E3648A和专门用于测试电源模块的电子负载N3302。这两种仪器的驱动库在NI的网站中可下载得到，在编程中可调用。

在使用该虚拟仪器测试时，只需在测试前设定好电源开启时的输出电压值、电源开启时间、关断时间、开启关断次数、电源最大输出电流值及负载值即可进行测试。

虚拟仪器的前面板及框图设计

每台虚拟仪器包括前面板和与之对应的框图。Labview采用的是图形化的编程语言。

虚拟仪器的前面板设计

前面板的设计须遵循简洁的原则。使用者只需对前面板一目了然的基本参数进行设置，运行后即可完成测试。因而在该前面板设计中，测试人员只需根据图2所要达到的编程目标设定如下基本参数：

这样就可以对DC／DC转换器的启动进行测试了。

虚拟仪器的框图设计

在虚拟仪器前面板对应的框图设计中，依据图3的流程图，通过调用各仪器的基本驱动库即可得到图4所示的与面板相对应的框图。框图中，采用了平铺式顺序结构，使程序运行时，流向清晰，并便于等待时间的插入。在电源和负载初始化完毕后，加一个1200ms的等待时间，以使仪器有足够的时间完成初始设置。在框图中，调用了一个用户自编的子模块“Power off”，以完成流程图中循环部分的操作。

“Power off”子模块的框图设计采用了For循环，循环次数即等于用户设置的电源开启、关断次数。在电源开启后，经过一段等待时间(Power on time)，电源关断(输出OV)，再经过一段等待时间(Poweroff time)后循环体作判断，当等于预设的循环次数时，程序退出循环，电源开关控制结束。

验证

实验中，测试某款降压DC／DC转换器，该模块的正常工作范围为2.5V～5.5V，输出电压稳定为1.2V。设置每种电平的开关次数：3；负载：0A；3种开关电平：2.5V，3.6V，5.5V；电源限流：1A；电源开启、关断时间分别为500ms。图5为有问题的模块和没有问题的模块在使用虚拟仪器启动测试法时的实测波形图。从波形图中可清楚地看出，有问题的DC／DC转换模块在正常工作范围内不能正常启动。用这种测试方案可以方便地检测模块在各种负载下的启动可靠性，同时可以免除手动多次开关电源的烦琐操作。