照明產(chǎn)品自動老化臺設(shè)計匯總.doc

摘 要隨著社會科技水平的不斷發(fā)展，照明產(chǎn)品成為了人們不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)，并且在人們生活中有著不可替代的作用。照明產(chǎn)品質(zhì)量檢測技術(shù)中的老化測試在照明產(chǎn)業(yè)中顯得至關(guān)重要。老化測試的目的在于預(yù)測產(chǎn)品的使用壽命。老化測試在多方面有著重要的意義，比如首先它可以給生產(chǎn)商測量評估產(chǎn)品耐用性的好壞并且為生產(chǎn)商預(yù)測最佳的生產(chǎn)產(chǎn)量從而生產(chǎn)商可以對產(chǎn)品進行進一步系統(tǒng)優(yōu)化分析；其次，它提高了用戶使用的安全性、可靠性而且也合理的利用資源和節(jié)約能源；最后老化測試可以更好地解決人民生活中的照明問題等等。本文介紹了交流穩(wěn)壓電源設(shè)計方案；老化實驗控制設(shè)計方案；老化實驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計方案；完成了220V單相交流穩(wěn)壓電源的設(shè)計。目前照明產(chǎn)品質(zhì)量檢測設(shè)備交流穩(wěn)壓多通過調(diào)壓方式實現(xiàn)，需要人工手動調(diào)節(jié)，同時照明產(chǎn)品在測試過程中自動化水平低。本文的老化檢測設(shè)備實現(xiàn)了穩(wěn)壓方式自動化調(diào)節(jié)，定時切斷功能，自動記錄產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息，使檢測效率大大提高。關(guān)鍵字：照明產(chǎn)品 質(zhì)量檢測 老化測試 交流電源IIABSTRACTWith the development of social science and technology, lighting products has become an indispensable material basis and it has played an irreplaceable act in daily life. The aging test in the detection technology of lighting products quality is very important in the lighting industry. The purpose of aging testing is to predict the service life of the products. Aging test has a great significance in many aspects, firstly, for producers to evaluate the durability of a product whether is good or bad and predict optimal production so that they make a system analysis. Secondly, it can also improve the safety and reliability of the users, whats more, it can save resources and energy, at last the aging test can optimize the illumination problems in peoples life, etc. This paper mainly introduces some solutions, including the way of designing AC regulated power supply and the control ofaging experimental, the structure design of aging test bench and the design of 220V single phase AC regulated power supply. As we all know, the quality inspection equipment of lighting products is regulated by voltage regulation mode, meanwhile the manual adjustment was needed. However, the degree of automation is low during the testing process. The aging detection device in this paper realizes the automatic regulation of the voltage regulation mode, the function of timing cut-off, the automatic recording of the products data information, and the detection efficiency is greatly improved.Key Words: lighting products quality inspection aging test AC power supply目 錄 摘 要IABSTRACTII1 緒論11.1研究的目的和意義11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.2.1 照明產(chǎn)品檢測技術(shù)綜述11.2.2 交流穩(wěn)壓電源技術(shù)綜述21.3 本論文的主要內(nèi)容32 交流穩(wěn)壓電源設(shè)計方案42.1單相交流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的基本原理42.2整流電路的工作原理42.3 buck降壓電路的工作原理52.4 逆變電路工作原理62.5 LC濾波電路工作原理82.6 PWM控制原理83 老化實驗臺控制設(shè)計方案103.1 老化實驗臺設(shè)計目標(biāo)103.2 老化臺定時控制方案103.3老化臺結(jié)構(gòu)設(shè)計原理114老化實驗臺測試方案134.1基本性能參數(shù)測試134.2長期老化測試方案134.3老化臺性能測試144.3.1測試方法144.3.2測試結(jié)果155 結(jié) 論165.1結(jié)論與分析165.2下一步工作方案16參考文獻17致謝181 緒論1.1研究的目的和意義 隨著社會科技水平的不斷發(fā)展，各種照明產(chǎn)品成為了人們不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)，在人們生活中有著不可替代的作用。從人類懂得用火照明，發(fā)展到現(xiàn)在不同種類，不同用途的照明產(chǎn)品滿足人們對光的基本需求。尤其是近現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，照明產(chǎn)品也有了非常大的改變，從之前人們經(jīng)常使用的那種結(jié)構(gòu)相對比較簡單的白熾燈和熒光燈逐漸的發(fā)展到了現(xiàn)在更加常用的一些具有高強度特征的氣體放電燈、LED等，而且照明燈的種類也更加繁多，能夠?qū)崿F(xiàn)的功能也各異。隨著現(xiàn)代人們對于自己生活質(zhì)量的要求越來越高，也進一步的推動了照明電器行業(yè)的蓬勃發(fā)展，目前已經(jīng)朝著更加節(jié)能和環(huán)保的方向發(fā)展，此時，照明產(chǎn)品質(zhì)量的檢測技術(shù)水平便成為了衡量照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的至關(guān)重要的因素。目前照明產(chǎn)品質(zhì)量檢測設(shè)備交流穩(wěn)壓多通過調(diào)壓方式實現(xiàn)，需要人工手動調(diào)節(jié)，同時照明產(chǎn)品在測試過程中自動化水平低。例如，老化時間到后還需要手動切斷電源，更無從談及對測試產(chǎn)品的信息記錄。因此需要提高照明產(chǎn)品技術(shù)的自動化水平和檢測效率，更近一步可通過大量數(shù)據(jù)記錄為產(chǎn)品質(zhì)量分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀近年來，在西方的一些發(fā)達國家當(dāng)中，比如說美國、英國、法國、德國、日本等發(fā)達國家及政府組織在照明自動檢測技術(shù)方面投入大量的人力、物力組織開發(fā)和研究，使照明產(chǎn)品自動檢測技術(shù)水平有了突飛猛進的提高1。對于照明自動檢測技術(shù)裝備而言，我國在自主研發(fā)技術(shù)和高附加值檢測裝備的研究應(yīng)用還很薄弱，與國際水平相差很大，特別是在應(yīng)用基礎(chǔ)研究、集成創(chuàng)新開發(fā)上，還不完全能滿足我國各個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的深層次需求。1.2.1 照明產(chǎn)品檢測技術(shù)綜述照明行業(yè)要在未來更加良性的健康發(fā)展必須要建立在照明檢測技術(shù)的不斷更新?lián)Q代的基礎(chǔ)上，從相反的角度來考慮的話，照明檢測技術(shù)是未來照明行業(yè)不斷朝著更加現(xiàn)代的方向發(fā)展的一個非常有效的支撐技術(shù)。一般情況下，在對各種照明產(chǎn)品進行檢測的過程當(dāng)中，包括兩種不同的類型，第一種是工程產(chǎn)品檢測；第二種是現(xiàn)場工程檢測。隊友工程產(chǎn)品的檢測來說，基本上是依靠在生產(chǎn)制造的過程當(dāng)中去進行相應(yīng)的抽樣檢查，對燈具、產(chǎn)品質(zhì)量光源的光學(xué)性能檢測，以及用戶使用過程中的電氣安全性能檢測。而對于現(xiàn)場工程的檢測來說，主要的方法就是在進行實際使用的過程當(dāng)中，在不同的環(huán)境之下對各種照明產(chǎn)品進行檢測，也有幾種不同的方法，比如說室內(nèi)和室外照明檢測等。對所有行業(yè)而言，檢測技術(shù)都是科技研發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域的重要組成部分，可以說，每一項科技的發(fā)展都有檢測技術(shù)的支持，每一步技術(shù)的進步都離不開檢測技術(shù)的推動，尤其是極端惡劣艱苦條件下的檢測手段和技術(shù)，已成為深化客觀認識、并進一步的推動整個科技進步的一個非常重要的手段。同樣的，對于當(dāng)前的照明產(chǎn)品檢測當(dāng)中使用的相關(guān)技術(shù)來說也不例外，當(dāng)前照明行業(yè)的發(fā)展是要建立在各種比較先進的照明檢測技術(shù)基礎(chǔ)上的，而對于檢測技術(shù)來說，是現(xiàn)代照明產(chǎn)業(yè)能夠繼續(xù)可持續(xù)發(fā)展的一個有力的保障。發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)成功的從過去的那種燃料光源，發(fā)展到了近現(xiàn)代照明產(chǎn)品的檢測技術(shù)，從剛開始那種比較普通的白熾燈，逐漸發(fā)展到后來的熒光燈，現(xiàn)在又廣泛的使用了具有高強度的氣體放電燈和LED等，這些不同的照明燈具有非常不同的特性，而這些不同的特性也能夠滿足人們對于生活的不同需求，相應(yīng)的需要對現(xiàn)代光源的光學(xué)參數(shù)、電學(xué)參數(shù)以及熱學(xué)參數(shù)等進行更加詳細的測試和分析，并以此來表征，這便涉及檢測技術(shù)的規(guī)范及操作。不同產(chǎn)品對應(yīng)不同的檢測技術(shù)和指標(biāo)，其中產(chǎn)品壽命的檢測是最直觀的指標(biāo)，對于照明產(chǎn)品的壽命預(yù)測方法，世界各國均已給出了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了測試環(huán)境、樣品選擇的標(biāo)準(zhǔn)以及相應(yīng)的測試方法。對于普通照明燈的質(zhì)量反映在如下指標(biāo)：標(biāo)志、尺寸、初始光電參數(shù)、流明維持率、燈泡壽命等指標(biāo)，通常通過扭力矩試驗、絕緣電阻、潮熱試驗、燈頭溫升等方式來檢測。以緊湊型熒光燈為例，規(guī)定了樣品須在室溫25攝氏度的環(huán)境中進行測試。一個實驗周期為持續(xù)通電時間為3小時，再對電源進行斷開，時間需要在20分鐘左右。如果所有的測試樣品當(dāng)中有超過一半的光源都已經(jīng)失效，這個時間也就可以定義為整個光源所具有的額定平均壽命。一般來說，對于常見的普通照明光源并不是使用光通維持率來作為評判產(chǎn)品壽命的參數(shù)，原因在于普通照明產(chǎn)品，如白熾燈的壽命失效即是燈絲耗損，而熒光燈的光通維持率在額定壽命內(nèi)損失率不大。從歷史的發(fā)展規(guī)律來看，不同國家和地區(qū)，在不同行業(yè)的規(guī)范和測試體系差別加大。也只有這樣才能真正提高我國自動化檢測技術(shù)的技術(shù)水平，可以更好的促進整個照明行業(yè)未來的可持續(xù)發(fā)展，而且也能夠進一步的縮小我國與國際上一些發(fā)達國家的水平差距。在當(dāng)今經(jīng)濟全球化高速發(fā)展的時代，隨著自動化技術(shù)的迅猛發(fā)展，不同光源已經(jīng)涉及到了我們生產(chǎn)和生活的很多方面，在這樣的一個過程當(dāng)中，自動化檢測照明產(chǎn)品的使用情況顯得尤為重要。因此，照明產(chǎn)品的自動化檢測技術(shù)應(yīng)用在各類場景的應(yīng)用、在各類不同照明產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)過程當(dāng)中，甚至是維護過程當(dāng)中，對于提高整個的生產(chǎn)率、并大大的降低成本來說都能夠起到非常重要的作用。1.2.2 交流穩(wěn)壓電源技術(shù)綜述隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國許多地方電力供應(yīng)緊張，而電力設(shè)備相對老化，導(dǎo)致電壓大幅度波動，對照明產(chǎn)品尤其是高精度智能設(shè)備，對交流電源穩(wěn)定性要求非常高，所以提高交流穩(wěn)壓技術(shù)對經(jīng)濟的發(fā)展至關(guān)重要。交流穩(wěn)壓電源形式有很多種，目前我國主要生產(chǎn)的有機械調(diào)整型、改變抽頭型和功率補償型。（1）單項交流穩(wěn)壓電源技術(shù)單項交流穩(wěn)壓電源的輸入端為直接三項電網(wǎng)電壓，經(jīng)過整流電路獲得直流電流經(jīng)過電容濾波后，通過buck降壓電路獲得所需要的電壓的直流電，然后經(jīng)過逆變電路獲得所需要的一定電壓值的交流電，之后再經(jīng)過濾波電路獲得所需要的電壓值的并且諧波較少的正弦交流電6。（2）PWM逆變器式交流穩(wěn)壓電源當(dāng)前，有兩種無觸點補償式交流穩(wěn)壓電源可以取代三相柱式交流電力穩(wěn)壓器。其中，用多個補償變壓器組合, 通過 多全橋變換電路, 就可以直接將機械傳動以及相應(yīng)的觸點去掉,而且也能夠切換其中的一些補償變壓器初級頭等，同時也能夠補償尾連接，從而就能夠有效的提高整個照明設(shè)備的壽命，也能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)性能方面的補償, 而且所需的補償變壓器和切換開關(guān)較多，電路相對復(fù)雜，補償精度低。這是變壓器補償式穩(wěn)壓器，進而有效地提高了電能供應(yīng)的質(zhì)量，的確是一種很有應(yīng)用前景的交流穩(wěn)壓電源。但PWM逆變器式交流穩(wěn)壓電源任然需要生產(chǎn)進一步驗證其可靠性。（3）PIC單片機的斬波式交流穩(wěn)壓電源為了解決機械調(diào)整型電刷易損壞、電壓調(diào)整慢的缺點，改變抽頭電壓有級差，工作壽命斷等問題，設(shè)計了基于PIC單片機的等脈寬調(diào)制高頻斬波器補償型交流穩(wěn)壓電源。他們認為相對于傳統(tǒng)的補償式穩(wěn)壓電源，采用PIC16F886單片機和EPWM斬波控制技術(shù)的穩(wěn)壓電源具有補償和和控制開關(guān)數(shù)量少、體積不大、重量較輕、穩(wěn)壓的精度相對來說也更高、而且系統(tǒng)的反應(yīng)速度也比較快，這樣就可以很好的實現(xiàn)無級補償11。目前，5kV產(chǎn)品已正式生產(chǎn)，作者正在按此方案利用IGBT代替MOSFET進行大功率斬波式交流穩(wěn)壓電源開發(fā)。綜上所述，結(jié)合當(dāng)前的照明老化檢測的技術(shù)及發(fā)展情況，穩(wěn)壓交流電源對于設(shè)計照明自動老化臺具有重要的參考價值。同時，照明產(chǎn)品老化臺設(shè)計具有重要社會的意義。1.3 本論文的主要內(nèi)容隨著照明產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，各種各樣照明產(chǎn)品已經(jīng)成為人類生活不可代替的部分。照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和檢測技術(shù)的進步相輔相成，缺一不可，相互促進，相互影響。本文的主要內(nèi)容就是改進照明產(chǎn)品檢測技術(shù)。本論文主要完成的工作（1） 針對單相交流穩(wěn)壓電源，進行了整流、降壓、逆變、濾波、PWM控制原理分析，完成了單相交流穩(wěn)壓電源的綜合設(shè)計。（2） 針對老化臺的定時控制設(shè)計，進行了定時系統(tǒng)的電源設(shè)計、硬件控制系統(tǒng)設(shè)計、晶振電路設(shè)計，完成了老化臺自動計時的功能設(shè)計。（3） 在老化臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對老化臺的穩(wěn)定性、實用性以及靈活性等都可以進行一個綜合的分析，對老化臺的結(jié)構(gòu)進行了最合適的設(shè)計。（4） 對老化臺的基本參數(shù)進行了正常老化測試、間歇式老化測試、加速老化測試，預(yù)測照明產(chǎn)品的使用使命壽命，對照明產(chǎn)品進行篩選，得到穩(wěn)定可靠的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。102 交流穩(wěn)壓電源設(shè)計方案2.1單相交流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的基本原理單相交流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的模型如下：三相電網(wǎng)電壓輸出 濾 波 電 路 逆 變 電 路 Buck降壓電 路 整 流 電 路 圖2.1 單相交流電源的原理框圖該穩(wěn)壓電源的輸入端為直接源自三相電網(wǎng)電壓，然后經(jīng)過整流電路獲得直流電流電，經(jīng)過電容濾波獲后通過buck降壓電路獲得所需要的電壓的直流電，然后經(jīng)過逆變電路，獲得所需要的一定電壓值交流電，之后再經(jīng)過濾波電路獲得所需要的電壓值的并且諧波較少的正弦交流電。對各個模塊的工作原理介紹如下5：2.2整流電路的工作原理在這個整流電路當(dāng)中，設(shè)計的時候是打算用一種三相橋式的不可控整流電路，這種電路的主要工作原理是：（1）1、3、5 三根晶閘管當(dāng)中的陰極會直接連在一起，組成一個共陰極組 （2）4、6、2 這三個晶閘管當(dāng)中的陽極可以連在一起，并組成一個共陽極組（3）由分屬于共陰組和共陽組中的各一支 晶閘管同時導(dǎo)通，形成輸出回路，且不能為同一相中的器件；（4）對觸發(fā)電路和脈沖的要求：雙窄脈沖晶閘管在進行導(dǎo)通的時候，需要按照以下的順序進行： VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6 U2圖2.2 三相橋式全控整流電路原理圖圖2.3三相橋式不控整流電路波形整流輸出電壓Ud一個周期波動六次，故該電路為六脈波整流電路。2.3 buck降壓電路的工作原理圖2.4 buck降壓電路的原理圖該電路的工作原理如下：（1）當(dāng)t = 0的時候，V 就會直接導(dǎo)通，而E會直接對負載供電，這個時候U0= E，I0 而且是按照指數(shù)的曲線上升，L 則作為整個電路的儲存電能；（2）當(dāng)t = t1的是， V 就會直接被關(guān)斷，而I0則需要經(jīng)過 VD 進行續(xù)流，這個時候U0= 0，而I0則會呈現(xiàn)出指數(shù)曲線下降的狀態(tài)，L 也會在這個過程當(dāng)中釋放一定的電能，并以此來保證整個負載電流的連續(xù)性；（3）當(dāng)t = t2 的時候 V 又會重新的導(dǎo)通，這個時候就會開始一個新的周期；（4）如果整個電路進入到一個穩(wěn)態(tài)的過程當(dāng)中，負載電流就會在同一個周期當(dāng)中，具有一樣的初值和終值；圖2.5 buck降壓電路的波形圖電流處于一種連續(xù)狀態(tài)的時候，其負載電壓所具有的平均值為： Ton 代表的就是V 通的具體時間；而Toff 代表的就是V 斷開的具體時間； 導(dǎo)通占空比；T 開關(guān)周期；斬波電路三種控制方式：（1）脈沖寬度調(diào)制（PWM），T 不變，改變 Ton ；（2）頻率調(diào)制，改變，Ton不變 ；（3）混合控制型，T和Ton 都可改變 ；2.4 逆變電路工作原理逆變電路擬采用在單相逆變電路中應(yīng)用最多的電壓型全橋逆變電路，其工作原理如下所示：系統(tǒng)的逆變原理如圖所示：圖2.6 電壓型全橋逆變電路原理圖電壓型全橋逆變電路的工作原理為：兩對橋臂施加PWM 脈沖驅(qū)動信號,來控制兩個橋臂上開關(guān)管的導(dǎo)通與采用電壓型逆變電路, 直流側(cè)為電壓源U d，通過脈沖驅(qū)動信號來控制兩個橋臂上開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，可將直流電壓逆變成為方波輸出5。電壓型全橋逆變電路的工作特點如下：（1）是兩個半橋電路的組合， V1、V4 和 V2、V3各為一對橋臂；（2）一對橋臂當(dāng)中的兩個不同器件需要同時進行導(dǎo)通，而且兩對還需要交替導(dǎo)通180；（3）逆變器輸出電壓的基波幅值為：逆變器當(dāng)中輸出的電壓基波所具有的有效值為：其中Uo為輸出電壓，Ud為直流側(cè)電壓，M為PWM的調(diào)制比。圖2.7 電壓型全橋逆變電路波形圖2.5 LC濾波電路工作原理采用LC濾波電路的目的是濾去諧波，從而把逆變電路輸出端的輸出的方波電壓經(jīng)過濾波后輸出為正弦波電壓信號，這樣就可以為后續(xù)的進一步使用作出一個準(zhǔn)備。眾所周知，對于電感來說，如果它處于一般的電路當(dāng)中，所能夠起到的常見作用就是可以直接和電容一起，組成一個比較有效的LC濾波電路。而這個電容所具有的最大特點就在于“阻直流、通交流”。那么在這種情況下，如果我們無意中將一些混有很多不同干擾信號的相應(yīng)直流電直接通過這樣的一個LC濾波電路，這個時候，該電路當(dāng)中所具有的絕大多數(shù)直流干擾信號都可以被電容直接阻止并過濾，剩下的交流信號通過點感與地接通，通過這樣的方式就可以非常有效的抑制其中的干擾信號，而且也能夠在相應(yīng)的輸出端當(dāng)中獲得一個相對更加純凈的電流，這也是LC濾波電路的通常用法。濾波電路的原理圖如下：圖2.8 高通濾波電路原理圖2.6 PWM控制原理PWM（Pulse Width Modulation）就是脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，這種技術(shù)在應(yīng)用的過程當(dāng)中主要是通過對相應(yīng)的脈沖寬度進行一個有效的調(diào)制，并通過這種調(diào)制獲得一個我們需要的波形，在這個波形當(dāng)中主要是具有更加合理的形狀和幅值。其理論基礎(chǔ)是采用沖量相等的等高矩形脈沖來代替與其等面積的其他類型脈沖。（1）最終能夠?qū)崿F(xiàn)的效果就是，沖量完全相等，但是形狀卻有所不同，這些窄脈沖需要放在那些具有一定慣性的環(huán)節(jié)當(dāng)中使用，也只有這樣才能夠達到更好的一個效果；（2）沖量指的就是窄脈沖所具有的實際面積；（3）對于（1）當(dāng)中所能夠取得的效果來說，基本上是完全相同的，通常情況下，指的就是在每一個不同的環(huán)節(jié)當(dāng)中，實際的輸出響應(yīng)波形大概是相同的，而且在它們的低頻段更加接近，不過在高頻段則會有一定的差異。SPWM波形的具體定義可以表述如下：（1）整個脈沖的寬度實際上是按照正弦的規(guī)律來進行變化的，而且和正弦波也具有一個比較等效的特點，尤其是PWM波形；（2）如果想要改變這種等效輸出的正弦波幅值，就需要按照同樣的一種比例來改變各個不同的脈沖寬度；圖2.9 用PWM波代替正弦半波重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 2交流穩(wěn)壓電源設(shè)計方案3 老化實驗臺控制設(shè)計方案3.1 老化實驗臺設(shè)計目標(biāo)本論文老化臺設(shè)計的目標(biāo)主要是改善老化臺的自動化水平，減少產(chǎn)品在檢測過程中的誤差，提高老化檢測的效率和質(zhì)量。（1）通常的交流穩(wěn)壓電源的供電電壓一般都會存在一定的波動，在整個系統(tǒng)當(dāng)中的用電負荷處于比較大的一個狀態(tài)之下，電壓基本上很難達到180V，而當(dāng)整個系統(tǒng)當(dāng)中的用電負荷相對較小的話，供電的電壓可能就會高達240V，不過也會有一個波動，波動的范圍大概在-20%+10%之間。這樣的電壓波動會給照明產(chǎn)品老化臺的檢測效果帶來很多客觀的不利影響。為了減小電壓波動的影響，本設(shè)計實現(xiàn)通過定時電路來控制老化臺開關(guān)的通斷，自動化控制220V輸出電壓，誤差控制在-5%+5%之間，最終實現(xiàn)自動調(diào)壓。（2）傳統(tǒng)的老化臺自動化水平低，主要依靠人工手工的方式來完成，而且人工檢測誤差比較大，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。本文提出的老化臺檢測技術(shù)是應(yīng)用自動化技術(shù)，最終所能夠獲得的測試參數(shù)信息也不會受到過多的干擾，尤其是那些來自于人為的隨機干擾，整個過程的精確度相對更高，實用性強。 （3）電源方案的選擇，交流穩(wěn)壓電源的輸入端為直接源自三相電網(wǎng)電壓，然后經(jīng)過整流電路獲得直流電流電，經(jīng)過電容濾波獲后通過buck降壓電路獲得所需要的電壓的直流電，然后經(jīng)過逆變電路，獲得所需要的一定電壓值交流電，之后再經(jīng)過濾波電路獲得所需要的電壓值的并且諧波較少的正弦交流電，得到穩(wěn)定輸出交流穩(wěn)壓電源。3.2 老化臺定時控制方案（1）在對系統(tǒng)的硬件進行設(shè)計的過程當(dāng)中，本次研究采用的是89C51這樣一個單片機，對于這個單片機來說，它具有著很多不同的優(yōu)點，比如說功耗相對比較低，而且性能也很高，在片內(nèi)含有一個4K字節(jié)的只讀存儲器，而且也具有可編程和可擦除的特性，該單片機同時也具有高性能的CMOS8位微處理器。之所以它具有這種可擦除的功能，所以整個只讀存儲器可以進行反復(fù)的使用，能夠擦除100次以上。（2）設(shè)計思路，我們采用89C51單片機的目的是將其作為這個系統(tǒng)的主要中控模塊。當(dāng)這個系統(tǒng)被通電以后，按下相應(yīng)的功能鍵就可以直接進入到一個調(diào)時狀態(tài)當(dāng)中，而且還能夠通過各個不同的單元電路對每一個不同的按鍵進行時間方面的設(shè)定，然后就可以通過這種定時的時間來顯示出部分的數(shù)據(jù)，當(dāng)我們完成了時間設(shè)定的工作之后，可以再一次的按下相應(yīng)的功能鍵，這個時候就可以啟動鬧鈴模塊，而其中的蜂鳴器產(chǎn)生鳴叫需要以0.5S來作為一個反應(yīng)時間，并真正的開始進入到定時的工作當(dāng)中，到點之后就可以直接實現(xiàn)響鈴，然后再由一個特定的按鍵去實現(xiàn)關(guān)閉鬧鈴的操作。中途也同樣可以對該鬧鈴進行重新的定時數(shù)值設(shè)置。另外還可以實現(xiàn)復(fù)位功能。 （3）定時部分，定時部分是本設(shè)計的核心部分。方案：本次設(shè)計方案就是采用相應(yīng)的軟件來實現(xiàn)定時的。這個系統(tǒng)的主要工作原理就是：在單片機當(dāng)中的存儲器，還具體的設(shè)置了兩個不同的字節(jié)，而這兩個字節(jié)分別被存放在了時鐘當(dāng)中的分、秒信息。利用相應(yīng)的鍵盤，就可以對具體的定時時間進行一個很好的設(shè)定，由定時顯示部分?jǐn)?shù)碼管顯示，同時單片機當(dāng)中的定時器也能夠很好的和軟件進行結(jié)合，并通過這種結(jié)合實現(xiàn)1秒的定時中斷，如果系統(tǒng)每產(chǎn)生一次的中斷，在單片機當(dāng)中的存儲器內(nèi)也會相應(yīng)的減少一個秒個位；若秒個位減到0，則判秒十位值是否為0，若不是，則秒個位賦9，秒十位減1；分同理。該方案具有硬件電路簡單的特點。 （4）鬧鈴器件的選擇，方案：采用蜂鳴器鬧鈴，當(dāng)?shù)皆O(shè)定時間時，單片機就需要直接向相應(yīng)的蜂鳴器當(dāng)中送出高電平，這樣就可以控制蜂鳴器的發(fā)生。采用這種蜂鳴器方式的鬧鈴，可以使得整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加簡單，在控制起來也會更加方便一些。 （5）對于各種不同復(fù)位方式進行選擇的時候，方案：采用相應(yīng)的按鍵進行電平復(fù)位操作,因為手動復(fù)位除了具有上電自動復(fù)位的功能外，在電路工作的時候，可隨時實現(xiàn)復(fù)位。而上電自動復(fù)位方式只有在上電初有一次復(fù)位。電路工作期間不可實現(xiàn)復(fù)位，故本電路采用按鍵電平復(fù)位即手動復(fù)位。圖3.1 定時控制系統(tǒng)框圖3.3老化臺結(jié)構(gòu)設(shè)計原理在本次系統(tǒng)進行設(shè)計的過程當(dāng)中必須要遵循以下的幾個原則： （1）實用性： 本次系統(tǒng)設(shè)計采用的是更加先進和成熟的一些現(xiàn)代化的技術(shù)和設(shè)備，這樣的技術(shù)和設(shè)備能夠進一步的滿足我們對于所設(shè)計產(chǎn)品的需要。 （2）安全、可靠性： 采用這種系統(tǒng)可以更加充分的保護我們所設(shè)計的產(chǎn)品，同時對于周邊的環(huán)境也可以起到很好的保護作用。 （3）可擴展性： 要求老化臺具備很好的可擴展性，這樣就可以支持很多不同種類產(chǎn)品的老化。 （4）經(jīng)濟性： 我們可以以一個更高的性價比老化臺，使得整個資金的產(chǎn)出和投入達到最大。（6）可管理性： 在設(shè)計的過程當(dāng)中，還必須要充分的慮到今后使用過程當(dāng)中的管理性。 重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 2 交流穩(wěn)壓電源設(shè)計方案164老化實驗臺測試方案4.1基本性能參數(shù)測試測試電源的基本參數(shù)。電壓范圍：在標(biāo)稱交流輸入電壓范圍內(nèi)電源都能正常工作。輸出電壓：電源輸出電壓范圍，檢驗電源能帶照明負載的數(shù)量。輸出電流：要求輸出電流恒定為900mA3%。電源效率：要求電源效率不低于88%。功率因數(shù)：要求功率因數(shù)大于0.95。諧波失真：要求總諧波失真不超過20%。低溫測試：要求電源能長時間在-3070的條件下能正常啟動工作。安規(guī)測試：電源耐壓測試，不擊穿，泄漏電流符合安規(guī)要求。以上參數(shù)均能滿足要求，則可進行下一步的老化測試。4.2長期老化測試方案長期老化測試分為三種方式。第一種方式，正常老化。將電源直接帶載通電老化。電源不間斷持續(xù)工作時間在一個月以上，不出故障，沒有燒毀現(xiàn)象，各項參數(shù)穩(wěn)定，則視為合格。第二種方式，間歇性老化。將電源帶載間歇性通電老化測試。電源在帶負載的情況下，不能的通電/斷電，測試電源的抗沖擊性能。老化時間一個月以上，不出故障，沒有燒毀現(xiàn)象，各項參數(shù)穩(wěn)定，則視為合格。第三種方式，加速老化。將電源放置于高溫試驗箱內(nèi)帶負載長期工作，檢驗其各項性能是否穩(wěn)定。重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 4老化臺試驗臺測試方案（1）測試儀器設(shè)備電源老化測試所需儀器設(shè)備如下：序號名稱用途數(shù)量備注1電參數(shù)測試儀測試輸入電壓，輸入功率，功率因素，諧波失真等。1臺基本性能參數(shù)測試2耐壓測試儀3數(shù)字萬用表測試輸出電壓，輸出電流等2只4調(diào)壓器調(diào)節(jié)輸入電壓范圍1臺5照明負載作為電源的負載1臺（組）最好采用LED負載6定時開關(guān)電源間歇通電測試開關(guān)若干視老化電源數(shù)量7負載電阻電源老化測試的負載若干8高低溫試驗箱電源高低溫測試1臺9老化測試架電源老化測試放置若干分層結(jié)構(gòu)（2）老化測試照明負載的老化測試分為三種方式。第一種方式是正常的老化測試。主要檢查電源在常溫下長期工作的性能穩(wěn)定性。測試方式是，將電源放置于老化測試架上，常溫下帶負載電阻，通電即可。定期檢查電源的各項性能參數(shù)，主要考察輸出電壓和輸出電流。測試時間：72小時以上。測試數(shù)量：同型號電源測試數(shù)量510只。測試?yán)匣陂g，需要每個三天（72小時）檢測電源情況，主要測試電源輸出電壓，輸出電流是否正常。及時發(fā)現(xiàn)有損壞的電源。測試所需設(shè)備儀器器件：負載電阻。第二種方式是間歇性老化測試。主要檢查電源的抗沖擊性。測試方式是，將電源放置于老化測試架上，常溫下帶負載電阻。在電源輸入端串接一個定時開關(guān)，開關(guān)時間間隔約為1分鐘。即電源通電1分鐘，再斷開1分鐘，再通電1分鐘。如此反復(fù)。間歇性老化測試可用以個定時開關(guān)帶多個負載電源。測試時間：72小時以上。測試數(shù)量：同型號電源測試數(shù)量510只。測試?yán)匣陂g，需要每個三天（72小時）檢測電源情況，主要測試電源輸出電壓，輸出電流是否正常。及時發(fā)現(xiàn)有損壞的電源。測試所需設(shè)備儀器器件：定時開關(guān)，負載電阻。第三種方式是加速老化。主要考察電源在高溫條件下長期工作的穩(wěn)定性。測試方式是在第一種方式的基礎(chǔ)上不變，只是將電源放置于高溫試驗箱中，使箱內(nèi)保持在50的恒溫環(huán)境，電源長時間不間斷工作。測試時間：36小時以上。測試數(shù)量：同型號電源測試數(shù)量510只。測試所需設(shè)備儀器器件：高溫試驗箱，負載電阻。4.3老化臺性能測試4.3.1測試方法(1)基本參數(shù)測試。將電源輸出端接照明負載，同時將一只電流表串接在負載中，已測試輸出電流，另一只萬用表用以測試電源輸出的電壓。電源輸入端接電參數(shù)測試儀，電參數(shù)測試儀接調(diào)壓器輸出電壓。調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使交流輸入電壓在電源標(biāo)準(zhǔn)的電壓范圍內(nèi)變化，同時測試照明負載是否正常工作，輸出電壓是否有變化，輸出電流是否有變化等。并記錄下輸入電壓不同時輸出的電流電壓值。電參數(shù)測試儀將顯示輸入電壓，輸入功率，功率因數(shù)，諧波失真等數(shù)據(jù)，并記錄下輸入電壓不同時各個數(shù)據(jù)。測試所需要設(shè)備儀器器件：調(diào)壓器，電參數(shù)測試儀，數(shù)字萬用表，照明負載。（2）恒壓源相應(yīng)的短路保護。接照明負載的保護功能主要是開路保護和短路保護。開路保護：直接將接照明負載斷開510秒后，再重新接通照明負載。電源是否正常工作。短路保護：直接將接照明負載輸出端短接23秒，然后再重新接通照明負載，電源是否正常工作。測試所需要設(shè)備儀器器件：手工測試，無需其他設(shè)備。（3）安規(guī)測試。主要檢測接照明負載的安全性能。測試方法：在電源交流輸入線與機殼之間將電壓增加到1500V交流或2200V直流。測試時泄漏電流不超過5mA。將交流輸入端火線和零線接在一起，接耐壓測試儀器中一條引線端，耐壓測試儀的高壓探頭觸點在電源的金屬外殼或接地線上。耐壓測試儀電壓調(diào)節(jié)到交流1500V，測試時間1分鐘，泄漏電流設(shè)定為5mA。耐壓測試為高壓，測試時需注意，謹(jǐn)防被電擊。（4）高低溫測試。高低溫測試主要檢測照明負載電源在惡劣的環(huán)境下是否能長正常啟動。以低溫測試為例，將電源放置低溫試驗箱內(nèi)，在溫度保持-30條件下放置35小時后，通電測試。電源能夠正常啟動工作，視為正常。4.3.2測試結(jié)果通過對燈具的總功率、相應(yīng)的功率因數(shù)進行的綜合測試，就可以更加準(zhǔn)確的預(yù)測出產(chǎn)品的使用壽命、安全性以及可靠性等一些比較重要的參數(shù)。給生產(chǎn)商測量評估產(chǎn)品耐用性的好壞，為生產(chǎn)商預(yù)測最佳的生產(chǎn)產(chǎn)量從而生產(chǎn)商可以對產(chǎn)品進行進一步系統(tǒng)優(yōu)化分析，提高了用戶使用的安全性、可靠性而且也合理的利用資源和節(jié)約能源，最后老化測試可以更好地解決人民生活中的照明問題等等。5 結(jié) 論5.1結(jié)論與分析通過對照明產(chǎn)品老化臺的設(shè)計，主要得到了以下結(jié)論與分析。（1）為了減小電壓波動的影響，針對單相交流穩(wěn)壓電源，進行了整流、降壓、逆變、濾波、PWM控制原理分析，完成了單相交流穩(wěn)壓電源的綜合設(shè)計。把電壓穩(wěn)定在220V，誤差控