一种用于二次电源模块单粒子辐射效应测试的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于二次电源模块单粒子辐射效应测试的装置包括：数字示波器、测温单元、PCB板、夹具；所述夹具安装于PCB板，所述夹具底部具有第一通孔，所述测温单元安装于所述第一通孔，二次电源模块安装于夹具时，二次电源模块的底部与测温单元的测温部件接触；所述数字示波器采集测温部件的输出。

【技术实现步骤摘要】
一种用于二次电源模块单粒子辐射效应测试的装置
本专利技术涉及宇航用元器件辐射效应测试领域，具体涉及一种用于二次电源模块单粒子辐射效应测试的装置。
技术介绍
空间环境中质子、重离子等高能粒子引起的单粒子辐射效应会对宇航用元器件造成严重威胁，如引起存储器发生单粒子翻转、微处理器发生单粒子功能中断、场效应管发生单粒子烧毁和栅穿等。二次电源模块是航天器电源系统的关键组成部分，作用是将航天器太阳电池阵的母线电压转换为电子系统上器件正常工作所需的电压。大量研究表明二次电源模块属于单粒子辐射效应敏感器件，一旦二次电源模块由于单粒子辐射效应的影响出现性能降低或失效，将会对航天器的供电产生严重威胁。在地面实验室条件下利用重离子加速器、质子加速器等辐射源对宇航用二次电源模块进行辐照试验，评估其抗单粒子辐射效应性能，是航天器抗辐射加固设计的一个重要环节。国内目前建立的单粒子辐射效应测试装置主要适用于SRAM型FPGA、CPU处理器以及大容量存储器，并且二次电源模块属于功率器件，工作时会发出热量，还需要对辐照试验过程中二次电源模块的底壳温度进行监测，以判断二次电源模块的失效是高能粒子辐照引起的还是由于结温升高引起的。中国专利CN103837839A“二次电源单粒子效应测试方法”给出了一种基于A/D转换器进行数据采集以及利用DSP和FPGA进行数据处理分析的二次电源模块单粒子辐射效应测试方法，但该方法没有给出如何在试验过程中准确监测二次电源模块底壳温度，并且利用该方法进行试验时需要对DSP、FPGA等复杂器件进行编程，实现方法较复杂，并且对于技术人员硬件和软件设计水平要求也非常高。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有技术中缺乏在试验过程中准确监测二次电源模块底壳温度的方法；为解决所述问题，本专利技术提供一种用于二次电源模块单粒子辐射效应测试的装置。本专利技术提供的用于二次电源模块单粒子辐射效应测试的装置包括：数字示波器、测温单元、PCB板、夹具；所述夹具安装于PCB板，所述夹具底部具有第一通孔，所述测温单元安装于所述第一通孔，二次电源模块安装于夹具时，二次电源模块的底部与测温单元的测温部件接触；所述数字示波器采集测温部件的输出。进一步，所述测温单元包括底座、弹簧、AD590型温度传感器、垫片；所述底座为圆柱形，周围有螺纹，所述底座与第一通孔相匹配；所述垫片为圆柱台阶性；弹簧一端与底座连接，另一端与垫片较小的一端连接；所述AD590型温度传感器安装于垫片较大的一端。进一步，所述第一通孔有与底座相匹配的螺纹。进一步，不装二次电源模块时，AD590型温度传感器的上水平面比夹具的上水平面高；二次电源模块安装在夹具并锁紧时，AD590型温度传感器的上平面与二次电源模块的底壳接触。进一步，还包括为二次电源模块提供工作电压的直流稳压电源；为二次电源模块提供输出负载的电子负载；实时检测二次电源模块的数字示波器。进一步，还包括安装与二次电源模块与PCB板之间的散热片。本专利技术的优点包括：a)实现方式简单，使用的程控电源、电子负载、数字示波器、AD590型测温电路均属于易采购、易加工的；b)不涉及DSP、FPGA等复杂器件，不需要对这些复杂器件进行编程，同时也不需要购买专用的PXI装置；c)基于AD590型温度传感器实现了辐照试验过程中二次电源模块底壳温度变化情况的监测，实现方式简单，测量结果准确。具体实施方式下文中，对本专利技术作进一步阐述。本专利技术所提供的用于二次电源模块单粒子辐射效应测试的装置包括：计算机、直流稳压电源、电子负载、数字示波器、数字多用表、散热片、夹具、测温单元、PCB电路板以及其上的输入电压接口、输出负载接口、示波器接口、测温单元接口。程控稳压电源的作用是为受试的二次电源模块提供工作电压。电子负载的作用是为二次电源模块提供输出负载，如空载、半功率负载、满功率负载等。数字示波器的作用是实时监测二次电源模块输出电压的变化情况，并通过设置上边沿触发阈值和下边沿触发阈值的方式监测单粒子瞬态辐射效应。数字多用表的作用是采集测温单元输出的信号，并传递至计算机显示二次电源模块底壳温度变化情况。散热片的作用是散发二次电源模块工作时产生的热量。夹具的作用是用于安装受试的二次电源模块。测温单元的作用是实现二次电源模块底壳温度的监测。PCB电路板用于安装夹具、测温单元、散热片等，并通过PCB电路板上的铜箔引线和对外的接口实现二次电源模块与各仪器设备之间的电气连接。计算机通过GPIB总线实现对仪器设备的控制和数据采集。所述夹具的底部中心位置处开有第一通孔，直径为5.5mm～6.0mm，并在其内部工螺纹，所述第一通孔达到夹具顶部时变为一个台阶，直径由5.5mm～6.0mm减小0.2mm。所述测温单元包括底座、弹簧、AD590型温度传感器、垫片。底座采用塑料材料制作，形状为圆柱形，尺寸为：直径6mm、高度5mm，并在周围有螺纹，以便与夹具底部通孔的螺纹啮合。弹簧的直径为4mm，正常不受力情况下长度为10mm，可以套装在底座顶部的台阶上。AD590型温度传感器选用TO-52金属管壳型封装垫片采用塑料材料制作，形状为圆柱台阶形，下半部分直径为5.5mm，高度为1mm，上半部分直径为6mm，高度为4mm，在垫片上开三个直径为0.5mm左右的孔，保证可以将TO-52型封装AD590的三个引脚插入。测温单元装配时，将TO-52型封装的AD590的三个引脚插入垫片上直径较大一端的孔中。将弹簧的一端安装在垫片直径较小的一端，弹簧的另一端安装在底座上。采用热缩套管对AD590的三个引脚进行保护，避免引脚与弹簧相触碰引起短路。PCB电路板装配时，首先将夹具安装在PCB电路板上相应封装的焊盘内，夹具底部的第一通孔通过PCB电路板底部的第二通孔露出，将安装好AD590、垫片、弹簧的底座插入二次电源模块夹具的底部第一通孔中，并通过螺纹旋紧。安装好后，在不按压弹簧的情况下，AD590金属管壳的上平面应比夹具的上平面高出1mm～2mm，当二次电源模块安装在夹具上并锁紧后，通过二次电源模块向下的压力以及弹簧向上顶的力量保证AD590金属管壳的上平面与二次电源模块的底壳紧密接触，实现底壳温度的精确测量。计算机通过GPIB总线实现对程控稳压电源、电子负载、示波器、数字多用表的控制和数据采集工作。计算机控制软件采用Labview2013编写，包括仪器设置部分、数据显示部分、数据保存部分。其中，仪器控制部分用于设置仪器设备的GPIB地址、设置程控稳压电源的输出电压及限流值、设置电子负载的输出恒流值、设置示波器的采样速率及触发阈值等。数据显示部分用于将数字多用表采集到的测温单元输出数据转换为摄氏温度进行显示，同时显示示波器采集到的二次电源模块输出电压值；数据保存部分以excel形式将采集到的数据以及采集时间进行保存。将安装好AD590、垫片、弹簧的底座插入二次电源模块夹具的底部第一通孔中，并通过螺纹旋紧。安装好后，在不按压弹簧的情况下，AD590金属管壳的上平面应比夹具的上平面高出1mm～2mm，当二次电源模块安装在夹具上并锁紧后，通过二次电源模块向下的压力以及弹簧向上顶的力量保证AD590金属管壳的上平面与二次电源模块的底壳紧密接触，实现底壳温度的精确测量。本专利技术虽然已以较佳实施例公开如上，但其并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于二次电源模块单粒子辐射效应测试的装置，其特征在于，包括：数字示波器、测温单元、PCB板、夹具；所述夹具安装于PCB板，所述夹具底部具有第一通孔，所述测温单元安装于所述第一通孔，二次电源模块安装于夹具时，二次电源模块的底部与测温单元的测温部件接触；所述数字示波器采集测温部件的输出。

【技术特征摘要】
1.一种用于二次电源模块单粒子辐射效应测试的装置，其特征在于，包括：数字示波器、测温单元、PCB板、夹具；所述夹具安装于PCB板，所述夹具底部具有第一通孔，所述测温单元安装于所述第一通孔，二次电源模块安装于夹具时，二次电源模块的底部与测温单元的测温部件接触；所述数字示波器采集测温部件的输出。2.依据权利要求1所述的一种用于二次电源模块单粒子辐射效应测试的装置，其特征在于，所述测温单元包括底座、弹簧、AD590型温度传感器、垫片；所述底座为圆柱形，周围有螺纹，所述底座与第一通孔相匹配；所述垫片为圆柱台阶性；弹簧一端与底座连接，另一端与垫片较小的一端连接；所述AD590型温度传感器安装于垫片较大的一端。3.依据权利要求2所述的一种用于二次电源模...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟鑫，李珍，肖寅风，王昆黍，
申请(专利权)人：上海精密计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31