分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置制造方法
分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开的分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置，所述的分布式多通道可编程测试用线性电源由变压器、一个主控制器通道子系统、N个电源通道子系统和一个通道控制通信子系统组成，通道控制通信子系统包括总线及N个总线隔离模块；主控制器通道子系统作为管理层，N个电源通道子系统作为执行层，形成分布式控制系统体系结构。主控制器通道字系统通过通道控制通信子系统向电源通道子系统发布命令和数据；主通道控制器包括主控制器、I/O模块和辅助直流电源；1/0模块包括触摸屏&LCD单元、键盘单元、数字编码开关单元等；每个电源通道子系统包括电源主电路模块、通道控制器模块、通道设定模块和辅助直流电源模块。
【专利说明】分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置
【技术领域】
[0001]分布式多通道可编程测试用线性电源涉及电子测量仪器领域，具体涉及测试用电 源【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 本发明公开的分布式多通道可编程测试用线性电源，是在当今对家用电器、工业 电气电子设备以及军用电气电子装备的可靠性和稳定性要求日益增高的环境下产生的新 型测试用电源设备，属于电子测量仪器，是现代电子实验室、测试中心、生产车间等场合不 可缺少的测试仪器。各种新型传感器、执行电机、自动测试系统、各种电器或电气装置的大 量涌现，要求测试技术、测试方法和测试标准不断提高，对测试用可编程电源的功能和性能 提出了更高的要求，传统的单通道测试用电源、多通道测试用电源不能满足要求，本发明提 出了一种分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置，属于分布式多通道可编程测 试用电源，结构化设计、可扩展性强、编程方便快捷、适合多数测试场合的需求。
【发明内容】
[0003] 本发明公开的分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置，所述的分布式 多通道可编程测试用线性电源，其特征在于包括： (a) 、一个工频电源变压器（100)，其中包含一个一次绕组N1 (101)、一个二次绕组NC (120-0)、N 个二次绕组 Nal (102_al)?NaN (102_aN)、N 个二次绕组 Nml (102_ml)?NmN (l〇2_mN)，其中一次绕组N1 (101)接220V/50或60Hz市电，一次绕组N1 (101)可根据不 同标准的电压等级抽头或串并连接； (b) 、一个主控制器通道子系统（200)，包括一个辅助直流电源模块（200_1 )、一个主控 制器模块（200_2)和一个I/O模块（200_3)，其中辅助直流电源模块（200_1)由二次绕组NC (201_0)供电，主控制器模块（200_2)和I/O模块（200_3)由辅助直流电源模块（200_1)供 电； (C)、N个电源通道」子系统（2〇i，i=n〇,每个电源通道」子系统（20i, i=l?N)包括 一个电源主电路j模块（20i_2, i=l~N)、一个通道控制器」模块（20i_6, i=l?N)、一个通 道设定模块（20i-9，i=l?N)和一个辅助直流电源_i模块（20i_5，i=TN)，通道控制器j模 块（20i_6, i=广N)和通道设定模块（20i_9, i=l~N)由相应的辅助直流电源j模块（2〇i_5， i=l?N)供电； (d)、一个通道控制通信子系统（300),包括总线BUS_C0M (300_B)、BUS_i (300_Bi, i=l?N)和N个总线隔离_i模块（300_i，i=l~N)。
[0004] 所述的N个电源主电路」模块（20i_2, i=l?N)，其特征在于： (a)、每个电源主电路_丨模块（2〇i_2, i=l?N)由相应的一个二次绕组Nmi (102jni， i=l~N)供电，每个二次绕组Nmi (l〇2_mi，i=l?N)可以根据相应的电源主电路（2〇i_2, i=l~N)的需求确定是否有抽头以及抽头个数； _ (b)、每个电源主电路_1模块（20i_2, i=TN)输出独立的电压、电流的等级以及极性 可以不同，各个电源主电路j模块（20i_2, i=l?N)的公共端COM_i (i=l~N)互不相连，形 成了 N个电源主电路j模块（20i _2, i=l?N)相互隔离的结构。
[0005] 所述的辅助直流电源j模块（20i_5, i=l~N)，其特征在于： 所述的辅助直流电源j模块（20i_5, i=l~N)由相应的一个二次绕组Nai (102_ai， i=l~N)供电，而且： (a) 、辅助直流电源j模块（20i_5)输出的电压等级、种类完全根据相应的通道控制器 -i (20i_6, i=广N)的需求决定，从而确定二次绕组Nai (102_ai，i=l?N)是否需要抽头以 及抽头的个数； (b) 、二次绕组Nai (102_ai，i=l?N)不是必须的，可由为电源主电路j模块（20i_ 2， i=l~N)供电的二次绕组Nmi (102_mi)经整流、稳压等电路措施获得的直流电源为之供电； (c) 、二次绕组Nai (102_&丨，丨=1、）还可以由独立于变压器（100)的变压器另行提供。
[0006] 所述的I/O模块（200_3)，其特征在于包括： LED显示单元（200_21)、数字编码开关（200_22)、键盘单元（200-23)、鼠标接口单元 (200_24)、主控制器的晶振（200_25)、RS-232 接 口单元（200_26)、USB 接 口单元（200_27)、 LAN接口单元（200_28 )、触摸屏&LCD单元（200_29 )、GPIB接口单元（200_2A)、和扩展存储 器单元（200_2B),可根据需求增减，如扩展CAN接口单元。
[0007] 所述的I/O模块（200_3)，其特征在于： (a) 、利用所述的触摸屏&IXD单元（200_29)的触摸屏功能画出并在LCD屏上显示出 设定的输出电压_时间或电流_时间的稳态值、稳态持续时间和跳变沿斜率的程控波形曲 线. 一人， (b) 、利用所述的键盘单元（200_23)键入设定的程控电压_时间或电流-时间的稳态 值、稳态持续时间以及电压或电流跳变沿斜率； (c) 、利用所述的数字编码开关（200_22)配合（a)或（b)二种程控曲线设定形式调整设 定稳态数值和跳变沿斜率值参数。
[0008] 所述的通道控制通信子系统（300)，其特征在于： (a) 、所述的主控制器模块（200_2)其端口 Bm通过总线BUS_C0M (300_B)与N个总线 隔离_i模块（300_i，i=l~N)的一侧端口相连接，相应的总线隔离_i模块（300-i，i=l~N) 的另一侧端口通过总线BUS_i (300_Bi，i=l~N)与相连接通道控制器_i (20i-6, i=l~N)的 端口 Bi (i=l~N); (b) 、所述的总线隔离_i模块（300_i，i=l?N)是高速磁隔离器件或光隔离器件； (c) 、总线BUS_C0M (300_B)和BUS_i (300_Bi，i=l~N)采用三线制的一主多从的串行 同步总线，既将四线制SPI总线舍掉选通信号线NSS，使用其中的三根信号线，一根用来发 送和接收数据的同步串行时钟线SCLK、一根用来发送同步串行数据的M0SI信号线、一根用 来接收同步串行数据的MIS0信号线，相应的总线隔离模块_i (300-i，i=l?N)也使用三个 端口； ^ (d) 、总线BUS-COM (300_B)和BUS-i (300-Bi，i=l?N)可以采用二线制的异步串行总 线，一根用来发送串行数据的TXD信号线、一根用来接收串行数据的RXD信号线，相应的占 用总线隔离模块模块_i (3〇〇_i，i=l~N)二个端口。
[0009] 所述的分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置，其特征在于： (a) 、主控制器通道子系统（200)作为管理层、N个电源通道j子系统（20i，i=TN)作 为执行层，形成分布式控制系统体系结构，管理层通过通道控制通信子系统（3〇〇)实现对执 行层的分布式主从控制； (b) 、主控制器通道子系统（200)中的主控制器模块（200_2)作为管理层的主控模块， 通过通道控制通信子系统（300)给执行层中的N个电源通道j (20i，i=l~N)发布命令和 数据，各个电源通道j子系统（20i，i=广N)中的通道控制器_1模块（2〇i_ 6, i=l~N)负责 接收命令和数据并加以执行，所述的命令和数据是指接收预执行电源输出的稳态值、稳态 持续时间、跳变沿的斜率值； (c) 、所述的执行层中的通道控制器j模块（20i_6, i=l?N)将实时采集的各个电源主 电路_i (20i_2, i=l~N)输出电压或电流信号（20i_3, i=l?N)，一方面满足通道控制器^ (20i_6, i=l?N)对相应的电源主电路_i (20i_2, i=l?N)实现闭环控制，另一方面回传给主 控制器（200_2)并通过I/O模块中的LCD屏上实时回显出实际测试的电压_时间或电流_ 时间的程控曲线，以供用户观察分析。
[0010] 分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置，其特征还在于： 所述的管理层中的主控制器（200_2)向N个执行层中的通道控制器j (20i_6，i=l~N) 发送的命令中含有群定/单发标志和通道号标志，发送的命令是群发时，命令执行层各个 通道完成相同的动作，发送的命令是单发时，特指某一通道完成这一命令，为此每个通道控 制器j模块（20i_6, i=TN)接入一个通道设定_?模块（20i_9, i=；TN)，用户为每个通道 设定唯一的通道号，供通道控制器j (20i_6，i=：TN)接收主控制器（200_2)命令时加以识 另IJ，以准确接收主控制器（200_2)发送的命令和数据。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 附图1是所述的分布式多通道可编程测试用线性电源的系统结构框图，编号1〇〇 是变压器、101是变压器一次绕组N1、102_0是变压器二次绕组NC、102_ari02_aN是N个 二次绕组Nal?NaN、102_ml?102_mN是N个二次绕组Nml?NmN、200是主控制器通道子系统、 200_2是主控制器模块、200_1是主控制器（200_2)的辅助直流电源模块、200_3是I/O模 块； 2〇i (i=l?N)是N个电源通道_?子系统、2〇i_2 (i=l?N)是N个电源主电路_? (?=ΓΝ)、 20i_3 (i=l、)是N个电源通道j子系统的输出0UT_i、20i_5 (i=l?N)是N个辅助直流电 源j、20i-6 (i=广N)是N个通道控制器_i、20i_8 (i=l?N)是通道控制器_i (201_6)和 电源主电路(20i_2)的通信总线、20i_9 (i=l?N)是N个的通道设定j模块。
[0012] 附图2是I/O模块（200_3)的结构框图，图中编号2〇0_21是LED单元、200_22是 数字编码开关单元、200_23是键盘单元、200_24鼠标接口单元、200_25是晶振、200_26是 RS-232接口单元、2〇〇_27是USB接口单元、200_28是LAN接口单元、2〇〇_29是触摸屏&LCD 单元、200_2A是GPIB接口单元、200_2B是扩展存储器单元。 _3] 附图3是一种三线制总线与磁隔离器件ADuM1301的外部接线图及器件内部逻辑。 [0014] 附图4是一种二线制总线与磁隔离器件ADuM1301的外部接线图及器件内部逻辑。
[0015] 附图5是以四个通道为例给出的通道设定_i (20i_9, i=l?4)模块的一种具体实 现电路与控制器j (20i_21，i=l?4)的接线示意图，图中20i_21是通道控制器j模块 (20i_6, i=l?N)中的控制器_?单元。
[0016] 附图6是由触摸屏或键盘设定电压_时间或电流_时间程控曲线的命令和数据传 送给主控制器（200_2)，主控制器（200_2)通过总线BUS_C0M (300_Β)和通道控制通信子^ 统（300)传送给通道控制器_i模块（20i_6, i=l?Ν)，通道控制器_i模块（2〇i_6, i=l~N)采 样电源通道j (20i，i=l?N)输出电压或电流并对电源主电路_i (20i_2，i=l?N)进行闭环 控制，再到采样值回送至LCD屏进行显示的过程示意图。 ?
[0017] 附图7是主控制器（200_2)与总线BUS_C0M (300_B)、磁隔离器件（300」，?=ΓΝ) 以及总线BUS_i (300_Bi，i=l?N)的接线图。
[0018] 附图8是电源主电路j模块（201_2)以及通道控制器_1模块（2〇1_6) -种举例 用图，图中201_21是控制器」单元、201_23是DAC (数模转换器)单元、2〇1_24是ADC (模 数转换器)单元、201_30是调节器_2单元，201_40是调节器_3单元，2〇1_50是电压或电流 采样单元。 _
[0019] 附图9是群发/单发标志位Bit+Ι和通道号标志位Bit_i、示意图。
[0020] 附图10是管理层中的主控制器模块（200_2)发布命令和执行层电源通道j子系 统（20i，i=l?N)中的通道控制器j模块（20i，i=l?N)接收命令的程序流程图。
【具体实施方式】 图6是说明管理层与执行层通信过程示意图，图中由触摸屏或键盘设定电压-时间或 电流-时间程控曲线的命令和数据传送给主控制器（2〇〇_2)，主控制器（200_2)通过总线 BUS_C0M (300_B)和通道控制通信子系统（300)传送给通道控制器j模块（20i_6, ?=ΓΝ)， 通道控制器j模块（20i_6, i=l?N)采样电源通道_i (2〇i，i=l?N)输出电压或电流并对电 源主电路j (20i_2，i=l?N)进行闭环控制，再到采样值回送至LCD屏进行显示的过程示意 图。
[0021] (-)、主控制器模块和I/O模块 _ 主控制器模块的具体实现可以很简单，也可以根据特殊需求设计，现代设计多采用微 处理器，微处理器的选择范围很大，可以选用DSP处理器、ARM处理器、单片机、酷睿(PU及接 口或者PC104板等，对于本发明的精神无实质性区别。例如选用SAMSUNG公司的ARM处理 器S3C2410/2440等，还可选意法半导体公司的STM32F10X/ 2〇X/40X等微处理器；I/O模块 所包括的内容选择余地极大且灵活，例如可根据需要扩程序展存储器、数据存储器或SD卡 等；还可以包括数字编码开关、键盘、GPIB接口、触摸屏、LAN (局域网）接口、USB接口、LCD 显示器，甚至LED数码管，还可以根据整机的需要增减。本例必须满足使用触摸屏&LCD单 元（200_29)的触摸屏画线功能以便画出设定的程控电压_时间或电流-时间波形曲线，为 此选用TFT LCD+触摸屏结构的I/O,还有键盘和数字编码开关，主控制器（200-2)与I/0模 块（200JB)接口示意图如图2所示。
[0022] (二)、总线和总线隔离模块 总线可选用UART总线或SPI总线等，例如三线制的SPI总线，总线隔离单元一般选成 品数字隔离器芯片或光耦，例如美国AD公司的采用磁隔离的ADuM1301系列芯片等，使用N 个型号为ADuM1301CRWZ的隔离模块（300-i，i=广N)与主控制器（2〇0_2)的接线图如图7 所示；附图3是一种三线制的磁隔离器件ADUM1301CRWZ接线图和内部逻辑图，附图4是一 种二线制的磁隔离器件接线图，采用ADuM1 3〇1CRWZ时只用了二个端口，这种二线制总线数 据传输速率较低，传输数据量大时不一定合适。
[0023] (三)、电源主电路」模块和通道控制器」模块 各个子系统中的电源主电路_i模块和通道控制器j模块不一定相同，这里仅以电源 通道j子系统（201)为例，说明一种具体实施方案。附图8给出电源通道_1子系统（201) 中电源主电路j (201_2)和通道控制器j的一种简单的实施实例，变压器（1〇〇)的二次 绕组Nml (102_ml)接电源主电路_1 (201)中的整流滤波环节（201_13)和调压执行元件 (201_17);通道控制器j (201_6)中包括控制器_1 (201_21)、DAC单元（201_23)、ADC单元 (201_24)、调节器(201_30)、调节器J2 (201_40)和电压电流釆样单元（201_50)，调节 器」1 (201_30)和调节器_12 (201_40)接成串联结构，DAC单元（201_23)的输出作为调 节器(201J30)的设定值输入，调节器_11 (201_30)的输出作为调节器_12 (201_40) 的设定值输入，调节器_12 (201_40)的输出控制调压执行元件（201_17)，电压或电流采样 单元（201_50)的输出电压或电流FD作为调节器_11 (201_30)和调节器_12 (201_40)的 反馈值，反馈到调节器_11 (201_30)调节器_L2 (201_40)的反馈输入端FR1 (201_32)和 FR2 (201_42)，同时ADC将反馈值Π )转换成数字量送到控制器_1 (201_21)，再通过总线 BUS_1 (300_B1)回送到主控制器（200_2)，由主控制器（200_2)控制I/O模块（200_3)中的 LCD屏对电源通道_1(201)输出的电压或电流进行实时显示，所述的通道控制器_1(2〇1_6) 的D1端口与电源主电路_L (201_2)之间的总线（201_8)是指调节器_12 (201_40)的输 出信号线（201_46)和电压电流采样单元（201_50)输入信号线的集合。
[0024] (四)、通道设定」模块 图5以四个通道为例给出了通道控制器j模块（20i_6, i=l~4)与通道设定模块j (20i_9, i=l?4)具体实现电路连接图，图中主控制器（200_2)由端口 Bm通过总线BUS_C0M (300_B)向N个通道控制器」模块（20i_6, i=l?N)发送的命令巾贞中设有一位群发/单发标 志，图9中标以Bit_i+1，还有按N=2~a的规律设置的a位通道设定_i单元（ 2〇i_9, i=l?N) 的通道号标志位，图9以a=2为例，标以Bit_i、Bit_i-l ;对于某次发送的命令帧，每个控制 器j (20i_21，i=l~N)接收到命令帧首先对群发/单发标志位加以判断，或执行群发功能 或执行单发功能；若为群发功能，则各个通道执行相同的动作，若为单发功能则要将命令帧 中a位单发标志与通道设定j模块（20i_9, i=l?N)设定的通道号比较，若一致，则可确认 是发送给电源通道_i (2〇i，i=l?N)的单发命令并加以执行，其它电源通道_i子系统（2〇i， i=l~N)则不执行任何操作，图1〇所示流程说明了这个过程。
[0025] 实施方式中的具体实施实例，应理解为仅为本发明的实现方式之一，并不用于限 定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和设计原则之内，对具体实施实例所做的任何不 改变结构的变形方案、等同替换、无结构本质不同的改进等，都应视为包含在本发明的保护 范围之中。
【权利要求】
1.本发明公开的分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置，所述的分布式多 通道可编程测试用线性电源，其特征在于包括： (a) 、一个工频电源变压器（1〇〇)，其中包含一个一次绕组N1 (101)、一个二次绕组NC (120-0)、N 个二次绕组 Nal (l〇2_al)?NaN(102-aN)、N 个二次绕组 Nml (102-ml)?NmN (102_mN)，其中一次绕组N1 (101)接220V/50或60Hz市电，一次绕组N1 (101)可根据不 同标准的电压等级抽头或串并连接； (b) 、一个主控制器通道子系统（200)，包括一个辅助直流电源模块（2〇〇_1)、一个主控 制器模块（200_2)和一个I/O模块（200_3)，其中辅助直流电源模块（2〇〇_1)由二次绕组NC (2〇 1一0 )供电，主控制器模块（200_2 )和I/O模块（200J3)由辅助直流电源模块（200_1)供 电； (c) 、N个电源通道」子系统（20i，i=l~N)，每个电源通道」子系统（2〇i，i=l?N)包括 一个电源主电路_i模块（20i_2, i=l~N)、一个通道控制器j模块（20i_6, ?=ΓΝ)、一个通 道设定模块（20i_9, i=l?N)和一个辅助直流电源模块（2〇i_5, i=l~N)，通道控制器j模 块（20i_6, i=l?N)和通道设定模块（20i_9, i=l?N)由相应的辅助直流电源j模块（20i_5， i=l?N)供电； (d) 、一个通道控制通信子系统（3〇〇)，包括总线BUS_C0M (300_B)、BUS_i (300_Bi， i=l?N)和N个总线隔离_i模块（300j，i=l?N)。
2·根据权利要求1所述的N个电源主电路j模块（20i_2, i=l~N)，其特征在于： (a) 、每个电源主电路j模块（2〇i_2, i=l?N)由相应的一个二次绕组Nmi (102_nii， ?=ΓΝ)供电，每个二次绕组Nmi (102_mi，i=l?N)可以根据相应的电源主电路（20i_2， i=l~N)的需求确定是否有抽头以及抽头个数； (b) 、每个电源主电路_1模块（20i_2, i=l?N)输出独立的电压、电流的等级以及极性 可以不同，各个电源主电路j模块（20i_2, i=l~N)的公共端C0M_i (i=l~N)互不相连，形 成了 N个电源主电路_i模块（20i _2, i=l?N)相互隔离的结构。
3. 根据权利要求1所述的辅助直流电源」模块（20i_5, i=l?N)，其特征在于： 所述的辅助直流电源j模块（20i_5，i=l?N)由相应的一个二次绕组Nai (102_ai， i=l~N)供电，而且： (a) 、辅助直流电源_i模块（20i_5)输出的电压等级、种类完全根据相应的通道控制器 _i (20i_6, ?=ΓΝ)的需求决定，从而确定二次绕组Nai (102_ai，i=TN)是否需要抽头以 及抽头的个数； (b) 、二次绕组Nai (102_ai，i=l?N)不是必须的，可由为电源主电路_?模块（20i_ 2， i=l~N)供电的二次绕组Nmi (102_mi)经整流、稳压等电路措施获得的直流电源为之供电； (c) 、二次绕组Nai (102_ai，i=l?N)还可以由独立于变压器（100)的变压器另行提供。
4. 根据权利要求1所述的I/O模块（200_3)，其特征在于包括： LED显示单元（200_21)、数字编码开关（200_22)、键盘单元（200-23)、鼠标接口单元 (200-24)、主控制器的晶振（200_25)、RS-232 接 口单元（200_26)、USB 接 口单元（200_27)、 LAN接口单元（200_28)、触摸屏&LCD单元（200_29)、GPIB接口单元（200_2A)、和扩展存储 器单元（200_2B)，可根据需求增减，如扩展CAN接口单元。
5. 根据权利要求4所述的I/O模块（200_3)，其特征在于： (a) 、利用所述的触摸屏&LCD单元（200_29)的触摸屏功能画出并在LCD屏上显示出 设定的输出电压_时间或电流_时间的稳态值、稳态持续时间和跳变沿斜率的程控波形曲 线. (b) 、利用所述的键盘单元（200_23)键入设定的程控电压-时间或电流-时间的稳态 值、稳态持续时间以及电压或电流跳变沿斜率； (c )、利用所述的数字编码开关（200_22 )配合（a)或（b )二种程控曲线设定形式调整设 定稳态数值和跳变沿斜率值参数。
6. 根据权利要求1所述的通道控制通信子系统（3〇〇)，其特征在于： (a) 、所述的主控制器模块（200_2)其端口 Bm通过总线BUS_C0M (300_B)与N个总线 隔离」模块（300_i，i=l?N)的一侧端口相连接，相应的总线隔离_i模块（300」，?=ΓΝ) 的另一侧端口通过总线BUS_i (300_Bi，i=l?N)与相连接通道控制器_i (2〇i_6, i=l~N)的 端口 Bi (i=l?N); (b) 、所述的总线隔离j模块（300_i, i=fN)是高速磁隔离器件或光隔离器件； (c) 、总线BUSJXM (300_B)和BUS_i (300_Bi, i=l?N)采用三线制的一主多从的串行 同步总线，既将四线制SPI总线舍掉选通信号线NSS，使用其中的三根信号线，一根用来发 送和接收数据的同步串行时钟线SCLK、一根用来发送同步串行数据的MOSI信号线、一根用 来接收同步串行数据的MIS0信号线，相应的总线隔离模块_丨（300_i，i=l?N)也使用三个 端口； (d) 、总线BUS_C0M (300_B)和BUS_i (300_Bi，i=l~N)可以采用二线制的异步串行总 线，一根用来发送串行数据的TXD信号线、一根用来接收串行数据的RXD信号线，相应的占 用总线隔离模块模块j (3〇〇_i，i=l~N)二个端口。
7. 根据权利要求1所述的分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置，其特征 在于： (a) 、主控制器通道子系统（200)作为管理层、N个电源通道j子系统（20i，i=TN)作 为执行层，形成分布式控制系统体系结构，管理层通过通道控制通信子系统（3〇〇)实现对执 行层的分布式主从控制； (b) 、主控制器通道子系统（200)中的主控制器模块（200_2)作为管理层的主控模块， 通过通道控制通信子系统（300)给执行层中的N个电源通道j (20i，i=l~N)发布命令和 数据，各个电源通道」子系统（20i，i=l~N)中的通道控制器_;1模块（20i_6, i=TN)负责 接收命令和数据并加以执行，所述的命令和数据是指接收预执行电源输出的稳态值、稳态 持续时间、跳变沿的斜率值； (c) 、所述的执行层中的通道控制器j模块（20i_6)将实时采集的各个电源主电路_1 (20i_2, i=广N)输出电压或电流信号（20i_3, i=l、)，一方面满足通道控制器j (20i_6， i=l?N)对相应的电源主电路_i (20i_2, i=l~N)实现闭环控制，另一方面回传给主控制器 (200_2 )并通过I/O模块中的LCD屏上实时回显出实际测试的电压_时间或电流_时间的 程控曲线，以供用户观察分析。
8. 根据权利要求1所述的分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置，其特征 还在于： 所述的管理层中的主控制器（200_2)向N个执行层中的通道控制器j (20i_6，i=l~N) 发送的命令中含有群定/单发标志和通道号标志，发送的命令是群发时，命令执行层各个 通道完成相同的动作，发送的命令是单发时，特指某一通道完成这一命令，为此每个通道控 制器_i模块（20i_6, i=l?N)接入一个通道设定j模块（2〇i_9, i=广N)，用户为每个通道 设定唯一的通道号，供通道控制器_i (20i_6，i=l~N)接收主控制器（200_2)命令时加以识 另IJ，以准确接收主控制器（200_2)发送的命令和数据。
【文档编号】G05B19/418GK104216347SQ201310220041
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年6月5日 优先权日:2013年6月5日
【发明者】赵孔新 申请人:长春迪派斯科技有限公司
【专利摘要】本发明公开的分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置，所述的分布式多通道可编程测试用线性电源由变压器、一个主控制器通道子系统、N个电源通道子系统和一个通道控制通信子系统组成，通道控制通信子系统包括总线及N个总线隔离模块；主控制器通道子系统作为管理层，N个电源通道子系统作为执行层，形成分布式控制系统体系结构。主控制器通道字系统通过通道控制通信子系统向电源通道子系统发布命令和数据；主通道控制器包括主控制器、I/O模块和辅助直流电源；1/0模块包括触摸屏&LCD单元、键盘单元、数字编码开关单元等；每个电源通道子系统包括电源主电路模块、通道控制器模块、通道设定模块和辅助直流电源模块。
【专利说明】分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置
【技术领域】
[0001]分布式多通道可编程测试用线性电源涉及电子测量仪器领域，具体涉及测试用电 源【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 本发明公开的分布式多通道可编程测试用线性电源，是在当今对家用电器、工业 电气电子设备以及军用电气电子装备的可靠性和稳定性要求日益增高的环境下产生的新 型测试用电源设备，属于电子测量仪器，是现代电子实验室、测试中心、生产车间等场合不 可缺少的测试仪器。各种新型传感器、执行电机、自动测试系统、各种电器或电气装置的大 量涌现，要求测试技术、测试方法和测试标准不断提高，对测试用可编程电源的功能和性能 提出了更高的要求，传统的单通道测试用电源、多通道测试用电源不能满足要求，本发明提 出了一种分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置，属于分布式多通道可编程测 试用电源，结构化设计、可扩展性强、编程方便快捷、适合多数测试场合的需求。
【发明内容】
[0003] 本发明公开的分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置，所述的分布式 多通道可编程测试用线性电源，其特征在于包括： (a) 、一个工频电源变压器（100)，其中包含一个一次绕组N1 (101)、一个二次绕组NC (120-0)、N 个二次绕组 Nal (102_al)?NaN (102_aN)、N 个二次绕组 Nml (102_ml)?NmN (l〇2_mN)，其中一次绕组N1 (101)接220V/50或60Hz市电，一次绕组N1 (101)可根据不 同标准的电压等级抽头或串并连接； (b) 、一个主控制器通道子系统（200)，包括一个辅助直流电源模块（200_1 )、一个主控 制器模块（200_2)和一个I/O模块（200_3)，其中辅助直流电源模块（200_1)由二次绕组NC (201_0)供电，主控制器模块（200_2)和I/O模块（200_3)由辅助直流电源模块（200_1)供 电； (C)、N个电源通道」子系统（2〇i，i=n〇,每个电源通道」子系统（20i, i=l?N)包括 一个电源主电路j模块（20i_2, i=l~N)、一个通道控制器」模块（20i_6, i=l?N)、一个通 道设定模块（20i-9，i=l?N)和一个辅助直流电源_i模块（20i_5，i=TN)，通道控制器j模 块（20i_6, i=广N)和通道设定模块（20i_9, i=l~N)由相应的辅助直流电源j模块（2〇i_5， i=l?N)供电； (d)、一个通道控制通信子系统（300),包括总线BUS_C0M (300_B)、BUS_i (300_Bi, i=l?N)和N个总线隔离_i模块（300_i，i=l~N)。
[0004] 所述的N个电源主电路」模块（20i_2, i=l?N)，其特征在于： (a)、每个电源主电路_丨模块（2〇i_2, i=l?N)由相应的一个二次绕组Nmi (102jni， i=l~N)供电，每个二次绕组Nmi (l〇2_mi，i=l?N)可以根据相应的电源主电路（2〇i_2, i=l~N)的需求确定是否有抽头以及抽头个数； _ (b)、每个电源主电路_1模块（20i_2, i=TN)输出独立的电压、电流的等级以及极性 可以不同，各个电源主电路j模块（20i_2, i=l?N)的公共端COM_i (i=l~N)互不相连，形 成了 N个电源主电路j模块（20i _2, i=l?N)相互隔离的结构。
[0005] 所述的辅助直流电源j模块（20i_5, i=l~N)，其特征在于： 所述的辅助直流电源j模块（20i_5, i=l~N)由相应的一个二次绕组Nai (102_ai， i=l~N)供电，而且： (a) 、辅助直流电源j模块（20i_5)输出的电压等级、种类完全根据相应的通道控制器 -i (20i_6, i=广N)的需求决定，从而确定二次绕组Nai (102_ai，i=l?N)是否需要抽头以 及抽头的个数； (b) 、二次绕组Nai (102_ai，i=l?N)不是必须的，可由为电源主电路j模块（20i_ 2， i=l~N)供电的二次绕组Nmi (102_mi)经整流、稳压等电路措施获得的直流电源为之供电； (c) 、二次绕组Nai (102_&丨，丨=1、）还可以由独立于变压器（100)的变压器另行提供。
[0006] 所述的I/O模块（200_3)，其特征在于包括： LED显示单元（200_21)、数字编码开关（200_22)、键盘单元（200-23)、鼠标接口单元 (200_24)、主控制器的晶振（200_25)、RS-232 接 口单元（200_26)、USB 接 口单元（200_27)、 LAN接口单元（200_28 )、触摸屏&LCD单元（200_29 )、GPIB接口单元（200_2A)、和扩展存储 器单元（200_2B),可根据需求增减，如扩展CAN接口单元。
[0007] 所述的I/O模块（200_3)，其特征在于： (a) 、利用所述的触摸屏&IXD单元（200_29)的触摸屏功能画出并在LCD屏上显示出 设定的输出电压_时间或电流_时间的稳态值、稳态持续时间和跳变沿斜率的程控波形曲 线. 一人， (b) 、利用所述的键盘单元（200_23)键入设定的程控电压_时间或电流-时间的稳态 值、稳态持续时间以及电压或电流跳变沿斜率； (c) 、利用所述的数字编码开关（200_22)配合（a)或（b)二种程控曲线设定形式调整设 定稳态数值和跳变沿斜率值参数。
[0008] 所述的通道控制通信子系统（300)，其特征在于： (a) 、所述的主控制器模块（200_2)其端口 Bm通过总线BUS_C0M (300_B)与N个总线 隔离_i模块（300_i，i=l~N)的一侧端口相连接，相应的总线隔离_i模块（300-i，i=l~N) 的另一侧端口通过总线BUS_i (300_Bi，i=l~N)与相连接通道控制器_i (20i-6, i=l~N)的 端口 Bi (i=l~N); (b) 、所述的总线隔离_i模块（300_i，i=l?N)是高速磁隔离器件或光隔离器件； (c) 、总线BUS_C0M (300_B)和BUS_i (300_Bi，i=l~N)采用三线制的一主多从的串行 同步总线，既将四线制SPI总线舍掉选通信号线NSS，使用其中的三根信号线，一根用来发 送和接收数据的同步串行时钟线SCLK、一根用来发送同步串行数据的M0SI信号线、一根用 来接收同步串行数据的MIS0信号线，相应的总线隔离模块_i (300-i，i=l?N)也使用三个 端口； ^ (d) 、总线BUS-COM (300_B)和BUS-i (300-Bi，i=l?N)可以采用二线制的异步串行总 线，一根用来发送串行数据的TXD信号线、一根用来接收串行数据的RXD信号线，相应的占 用总线隔离模块模块_i (3〇〇_i，i=l~N)二个端口。
[0009] 所述的分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置，其特征在于： (a) 、主控制器通道子系统（200)作为管理层、N个电源通道j子系统（20i，i=TN)作 为执行层，形成分布式控制系统体系结构，管理层通过通道控制通信子系统（3〇〇)实现对执 行层的分布式主从控制； (b) 、主控制器通道子系统（200)中的主控制器模块（200_2)作为管理层的主控模块， 通过通道控制通信子系统（300)给执行层中的N个电源通道j (20i，i=l~N)发布命令和 数据，各个电源通道j子系统（20i，i=广N)中的通道控制器_1模块（2〇i_ 6, i=l~N)负责 接收命令和数据并加以执行，所述的命令和数据是指接收预执行电源输出的稳态值、稳态 持续时间、跳变沿的斜率值； (c) 、所述的执行层中的通道控制器j模块（20i_6, i=l?N)将实时采集的各个电源主 电路_i (20i_2, i=l~N)输出电压或电流信号（20i_3, i=l?N)，一方面满足通道控制器^ (20i_6, i=l?N)对相应的电源主电路_i (20i_2, i=l?N)实现闭环控制，另一方面回传给主 控制器（200_2)并通过I/O模块中的LCD屏上实时回显出实际测试的电压_时间或电流_ 时间的程控曲线，以供用户观察分析。
[0010] 分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置，其特征还在于： 所述的管理层中的主控制器（200_2)向N个执行层中的通道控制器j (20i_6，i=l~N) 发送的命令中含有群定/单发标志和通道号标志，发送的命令是群发时，命令执行层各个 通道完成相同的动作，发送的命令是单发时，特指某一通道完成这一命令，为此每个通道控 制器j模块（20i_6, i=TN)接入一个通道设定_?模块（20i_9, i=；TN)，用户为每个通道 设定唯一的通道号，供通道控制器j (20i_6，i=：TN)接收主控制器（200_2)命令时加以识 另IJ，以准确接收主控制器（200_2)发送的命令和数据。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 附图1是所述的分布式多通道可编程测试用线性电源的系统结构框图，编号1〇〇 是变压器、101是变压器一次绕组N1、102_0是变压器二次绕组NC、102_ari02_aN是N个 二次绕组Nal?NaN、102_ml?102_mN是N个二次绕组Nml?NmN、200是主控制器通道子系统、 200_2是主控制器模块、200_1是主控制器（200_2)的辅助直流电源模块、200_3是I/O模 块； 2〇i (i=l?N)是N个电源通道_?子系统、2〇i_2 (i=l?N)是N个电源主电路_? (?=ΓΝ)、 20i_3 (i=l、)是N个电源通道j子系统的输出0UT_i、20i_5 (i=l?N)是N个辅助直流电 源j、20i-6 (i=广N)是N个通道控制器_i、20i_8 (i=l?N)是通道控制器_i (201_6)和 电源主电路(20i_2)的通信总线、20i_9 (i=l?N)是N个的通道设定j模块。
[0012] 附图2是I/O模块（200_3)的结构框图，图中编号2〇0_21是LED单元、200_22是 数字编码开关单元、200_23是键盘单元、200_24鼠标接口单元、200_25是晶振、200_26是 RS-232接口单元、2〇〇_27是USB接口单元、200_28是LAN接口单元、2〇〇_29是触摸屏&LCD 单元、200_2A是GPIB接口单元、200_2B是扩展存储器单元。 _3] 附图3是一种三线制总线与磁隔离器件ADuM1301的外部接线图及器件内部逻辑。 [0014] 附图4是一种二线制总线与磁隔离器件ADuM1301的外部接线图及器件内部逻辑。
[0015] 附图5是以四个通道为例给出的通道设定_i (20i_9, i=l?4)模块的一种具体实 现电路与控制器j (20i_21，i=l?4)的接线示意图，图中20i_21是通道控制器j模块 (20i_6, i=l?N)中的控制器_?单元。
[0016] 附图6是由触摸屏或键盘设定电压_时间或电流_时间程控曲线的命令和数据传 送给主控制器（200_2)，主控制器（200_2)通过总线BUS_C0M (300_Β)和通道控制通信子^ 统（300)传送给通道控制器_i模块（20i_6, i=l?Ν)，通道控制器_i模块（2〇i_6, i=l~N)采 样电源通道j (20i，i=l?N)输出电压或电流并对电源主电路_i (20i_2，i=l?N)进行闭环 控制，再到采样值回送至LCD屏进行显示的过程示意图。 ?
[0017] 附图7是主控制器（200_2)与总线BUS_C0M (300_B)、磁隔离器件（300」，?=ΓΝ) 以及总线BUS_i (300_Bi，i=l?N)的接线图。
[0018] 附图8是电源主电路j模块（201_2)以及通道控制器_1模块（2〇1_6) -种举例 用图，图中201_21是控制器」单元、201_23是DAC (数模转换器)单元、2〇1_24是ADC (模 数转换器)单元、201_30是调节器_2单元，201_40是调节器_3单元，2〇1_50是电压或电流 采样单元。 _
[0019] 附图9是群发/单发标志位Bit+Ι和通道号标志位Bit_i、示意图。
[0020] 附图10是管理层中的主控制器模块（200_2)发布命令和执行层电源通道j子系 统（20i，i=l?N)中的通道控制器j模块（20i，i=l?N)接收命令的程序流程图。
【具体实施方式】 图6是说明管理层与执行层通信过程示意图，图中由触摸屏或键盘设定电压-时间或 电流-时间程控曲线的命令和数据传送给主控制器（2〇〇_2)，主控制器（200_2)通过总线 BUS_C0M (300_B)和通道控制通信子系统（300)传送给通道控制器j模块（20i_6, ?=ΓΝ)， 通道控制器j模块（20i_6, i=l?N)采样电源通道_i (2〇i，i=l?N)输出电压或电流并对电 源主电路j (20i_2，i=l?N)进行闭环控制，再到采样值回送至LCD屏进行显示的过程示意 图。
[0021] (-)、主控制器模块和I/O模块 _ 主控制器模块的具体实现可以很简单，也可以根据特殊需求设计，现代设计多采用微 处理器，微处理器的选择范围很大，可以选用DSP处理器、ARM处理器、单片机、酷睿(PU及接 口或者PC104板等，对于本发明的精神无实质性区别。例如选用SAMSUNG公司的ARM处理 器S3C2410/2440等，还可选意法半导体公司的STM32F10X/ 2〇X/40X等微处理器；I/O模块 所包括的内容选择余地极大且灵活，例如可根据需要扩程序展存储器、数据存储器或SD卡 等；还可以包括数字编码开关、键盘、GPIB接口、触摸屏、LAN (局域网）接口、USB接口、LCD 显示器，甚至LED数码管，还可以根据整机的需要增减。本例必须满足使用触摸屏&LCD单 元（200_29)的触摸屏画线功能以便画出设定的程控电压_时间或电流-时间波形曲线，为 此选用TFT LCD+触摸屏结构的I/O,还有键盘和数字编码开关，主控制器（200-2)与I/0模 块（200JB)接口示意图如图2所示。
[0022] (二)、总线和总线隔离模块 总线可选用UART总线或SPI总线等，例如三线制的SPI总线，总线隔离单元一般选成 品数字隔离器芯片或光耦，例如美国AD公司的采用磁隔离的ADuM1301系列芯片等，使用N 个型号为ADuM1301CRWZ的隔离模块（300-i，i=广N)与主控制器（2〇0_2)的接线图如图7 所示；附图3是一种三线制的磁隔离器件ADUM1301CRWZ接线图和内部逻辑图，附图4是一 种二线制的磁隔离器件接线图，采用ADuM1 3〇1CRWZ时只用了二个端口，这种二线制总线数 据传输速率较低，传输数据量大时不一定合适。
[0023] (三)、电源主电路」模块和通道控制器」模块 各个子系统中的电源主电路_i模块和通道控制器j模块不一定相同，这里仅以电源 通道j子系统（201)为例，说明一种具体实施方案。附图8给出电源通道_1子系统（201) 中电源主电路j (201_2)和通道控制器j的一种简单的实施实例，变压器（1〇〇)的二次 绕组Nml (102_ml)接电源主电路_1 (201)中的整流滤波环节（201_13)和调压执行元件 (201_17);通道控制器j (201_6)中包括控制器_1 (201_21)、DAC单元（201_23)、ADC单元 (201_24)、调节器(201_30)、调节器J2 (201_40)和电压电流釆样单元（201_50)，调节 器」1 (201_30)和调节器_12 (201_40)接成串联结构，DAC单元（201_23)的输出作为调 节器(201J30)的设定值输入，调节器_11 (201_30)的输出作为调节器_12 (201_40) 的设定值输入，调节器_12 (201_40)的输出控制调压执行元件（201_17)，电压或电流采样 单元（201_50)的输出电压或电流FD作为调节器_11 (201_30)和调节器_12 (201_40)的 反馈值，反馈到调节器_11 (201_30)调节器_L2 (201_40)的反馈输入端FR1 (201_32)和 FR2 (201_42)，同时ADC将反馈值Π )转换成数字量送到控制器_1 (201_21)，再通过总线 BUS_1 (300_B1)回送到主控制器（200_2)，由主控制器（200_2)控制I/O模块（200_3)中的 LCD屏对电源通道_1(201)输出的电压或电流进行实时显示，所述的通道控制器_1(2〇1_6) 的D1端口与电源主电路_L (201_2)之间的总线（201_8)是指调节器_12 (201_40)的输 出信号线（201_46)和电压电流采样单元（201_50)输入信号线的集合。
[0024] (四)、通道设定」模块 图5以四个通道为例给出了通道控制器j模块（20i_6, i=l~4)与通道设定模块j (20i_9, i=l?4)具体实现电路连接图，图中主控制器（200_2)由端口 Bm通过总线BUS_C0M (300_B)向N个通道控制器」模块（20i_6, i=l?N)发送的命令巾贞中设有一位群发/单发标 志，图9中标以Bit_i+1，还有按N=2~a的规律设置的a位通道设定_i单元（ 2〇i_9, i=l?N) 的通道号标志位，图9以a=2为例，标以Bit_i、Bit_i-l ;对于某次发送的命令帧，每个控制 器j (20i_21，i=l~N)接收到命令帧首先对群发/单发标志位加以判断，或执行群发功能 或执行单发功能；若为群发功能，则各个通道执行相同的动作，若为单发功能则要将命令帧 中a位单发标志与通道设定j模块（20i_9, i=l?N)设定的通道号比较，若一致，则可确认 是发送给电源通道_i (2〇i，i=l?N)的单发命令并加以执行，其它电源通道_i子系统（2〇i， i=l~N)则不执行任何操作，图1〇所示流程说明了这个过程。
[0025] 实施方式中的具体实施实例，应理解为仅为本发明的实现方式之一，并不用于限 定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和设计原则之内，对具体实施实例所做的任何不 改变结构的变形方案、等同替换、无结构本质不同的改进等，都应视为包含在本发明的保护 范围之中。
【权利要求】
1.本发明公开的分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置，所述的分布式多 通道可编程测试用线性电源，其特征在于包括： (a) 、一个工频电源变压器（1〇〇)，其中包含一个一次绕组N1 (101)、一个二次绕组NC (120-0)、N 个二次绕组 Nal (l〇2_al)?NaN(102-aN)、N 个二次绕组 Nml (102-ml)?NmN (102_mN)，其中一次绕组N1 (101)接220V/50或60Hz市电，一次绕组N1 (101)可根据不 同标准的电压等级抽头或串并连接； (b) 、一个主控制器通道子系统（200)，包括一个辅助直流电源模块（2〇〇_1)、一个主控 制器模块（200_2)和一个I/O模块（200_3)，其中辅助直流电源模块（2〇〇_1)由二次绕组NC (2〇 1一0 )供电，主控制器模块（200_2 )和I/O模块（200J3)由辅助直流电源模块（200_1)供 电； (c) 、N个电源通道」子系统（20i，i=l~N)，每个电源通道」子系统（2〇i，i=l?N)包括 一个电源主电路_i模块（20i_2, i=l~N)、一个通道控制器j模块（20i_6, ?=ΓΝ)、一个通 道设定模块（20i_9, i=l?N)和一个辅助直流电源模块（2〇i_5, i=l~N)，通道控制器j模 块（20i_6, i=l?N)和通道设定模块（20i_9, i=l?N)由相应的辅助直流电源j模块（20i_5， i=l?N)供电； (d) 、一个通道控制通信子系统（3〇〇)，包括总线BUS_C0M (300_B)、BUS_i (300_Bi， i=l?N)和N个总线隔离_i模块（300j，i=l?N)。
2·根据权利要求1所述的N个电源主电路j模块（20i_2, i=l~N)，其特征在于： (a) 、每个电源主电路j模块（2〇i_2, i=l?N)由相应的一个二次绕组Nmi (102_nii， ?=ΓΝ)供电，每个二次绕组Nmi (102_mi，i=l?N)可以根据相应的电源主电路（20i_2， i=l~N)的需求确定是否有抽头以及抽头个数； (b) 、每个电源主电路_1模块（20i_2, i=l?N)输出独立的电压、电流的等级以及极性 可以不同，各个电源主电路j模块（20i_2, i=l~N)的公共端C0M_i (i=l~N)互不相连，形 成了 N个电源主电路_i模块（20i _2, i=l?N)相互隔离的结构。
3. 根据权利要求1所述的辅助直流电源」模块（20i_5, i=l?N)，其特征在于： 所述的辅助直流电源j模块（20i_5，i=l?N)由相应的一个二次绕组Nai (102_ai， i=l~N)供电，而且： (a) 、辅助直流电源_i模块（20i_5)输出的电压等级、种类完全根据相应的通道控制器 _i (20i_6, ?=ΓΝ)的需求决定，从而确定二次绕组Nai (102_ai，i=TN)是否需要抽头以 及抽头的个数； (b) 、二次绕组Nai (102_ai，i=l?N)不是必须的，可由为电源主电路_?模块（20i_ 2， i=l~N)供电的二次绕组Nmi (102_mi)经整流、稳压等电路措施获得的直流电源为之供电； (c) 、二次绕组Nai (102_ai，i=l?N)还可以由独立于变压器（100)的变压器另行提供。
4. 根据权利要求1所述的I/O模块（200_3)，其特征在于包括： LED显示单元（200_21)、数字编码开关（200_22)、键盘单元（200-23)、鼠标接口单元 (200-24)、主控制器的晶振（200_25)、RS-232 接 口单元（200_26)、USB 接 口单元（200_27)、 LAN接口单元（200_28)、触摸屏&LCD单元（200_29)、GPIB接口单元（200_2A)、和扩展存储 器单元（200_2B)，可根据需求增减，如扩展CAN接口单元。
5. 根据权利要求4所述的I/O模块（200_3)，其特征在于： (a) 、利用所述的触摸屏&LCD单元（200_29)的触摸屏功能画出并在LCD屏上显示出 设定的输出电压_时间或电流_时间的稳态值、稳态持续时间和跳变沿斜率的程控波形曲 线. (b) 、利用所述的键盘单元（200_23)键入设定的程控电压-时间或电流-时间的稳态 值、稳态持续时间以及电压或电流跳变沿斜率； (c )、利用所述的数字编码开关（200_22 )配合（a)或（b )二种程控曲线设定形式调整设 定稳态数值和跳变沿斜率值参数。
6. 根据权利要求1所述的通道控制通信子系统（3〇〇)，其特征在于： (a) 、所述的主控制器模块（200_2)其端口 Bm通过总线BUS_C0M (300_B)与N个总线 隔离」模块（300_i，i=l?N)的一侧端口相连接，相应的总线隔离_i模块（300」，?=ΓΝ) 的另一侧端口通过总线BUS_i (300_Bi，i=l?N)与相连接通道控制器_i (2〇i_6, i=l~N)的 端口 Bi (i=l?N); (b) 、所述的总线隔离j模块（300_i, i=fN)是高速磁隔离器件或光隔离器件； (c) 、总线BUSJXM (300_B)和BUS_i (300_Bi, i=l?N)采用三线制的一主多从的串行 同步总线，既将四线制SPI总线舍掉选通信号线NSS，使用其中的三根信号线，一根用来发 送和接收数据的同步串行时钟线SCLK、一根用来发送同步串行数据的MOSI信号线、一根用 来接收同步串行数据的MIS0信号线，相应的总线隔离模块_丨（300_i，i=l?N)也使用三个 端口； (d) 、总线BUS_C0M (300_B)和BUS_i (300_Bi，i=l~N)可以采用二线制的异步串行总 线，一根用来发送串行数据的TXD信号线、一根用来接收串行数据的RXD信号线，相应的占 用总线隔离模块模块j (3〇〇_i，i=l~N)二个端口。
7. 根据权利要求1所述的分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置，其特征 在于： (a) 、主控制器通道子系统（200)作为管理层、N个电源通道j子系统（20i，i=TN)作 为执行层，形成分布式控制系统体系结构，管理层通过通道控制通信子系统（3〇〇)实现对执 行层的分布式主从控制； (b) 、主控制器通道子系统（200)中的主控制器模块（200_2)作为管理层的主控模块， 通过通道控制通信子系统（300)给执行层中的N个电源通道j (20i，i=l~N)发布命令和 数据，各个电源通道」子系统（20i，i=l~N)中的通道控制器_;1模块（20i_6, i=TN)负责 接收命令和数据并加以执行，所述的命令和数据是指接收预执行电源输出的稳态值、稳态 持续时间、跳变沿的斜率值； (c) 、所述的执行层中的通道控制器j模块（20i_6)将实时采集的各个电源主电路_1 (20i_2, i=广N)输出电压或电流信号（20i_3, i=l、)，一方面满足通道控制器j (20i_6， i=l?N)对相应的电源主电路_i (20i_2, i=l~N)实现闭环控制，另一方面回传给主控制器 (200_2 )并通过I/O模块中的LCD屏上实时回显出实际测试的电压_时间或电流_时间的 程控曲线，以供用户观察分析。
8. 根据权利要求1所述的分布式多通道可编程测试用线性电源的结构及装置，其特征 还在于： 所述的管理层中的主控制器（200_2)向N个执行层中的通道控制器j (20i_6，i=l~N) 发送的命令中含有群定/单发标志和通道号标志，发送的命令是群发时，命令执行层各个 通道完成相同的动作，发送的命令是单发时，特指某一通道完成这一命令，为此每个通道控 制器_i模块（20i_6, i=l?N)接入一个通道设定j模块（2〇i_9, i=广N)，用户为每个通道 设定唯一的通道号，供通道控制器_i (20i_6，i=l~N)接收主控制器（200_2)命令时加以识 另IJ，以准确接收主控制器（200_2)发送的命令和数据。
【文档编号】G05B19/418GK104216347SQ201310220041
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年6月5日 优先权日:2013年6月5日
【发明者】赵孔新 申请人:长春迪派斯科技有限公司
最新回复(0)